Анализ крови предскажет, как долго будет защищать вакцина от болезни

Как долго продлится защита от вакцин? Ответ может дать простой анализ крови. Исследователи выявили молекулярную сигнатуру в крови, которая появляется через несколько дней после вакцинации и предсказывает длительность иммунного ответа. Исследование также дает представление о том, почему некоторые вакцины обеспечивают пожизненный иммунитет, а другие теряют эффективность в течение нескольких месяцев.

Основной проблемой в вакцинологии является обеспечение длительного защитного иммунитета. Длительность поствакционного иммунитета зависит от вакцины и человека. Точное определение продолжительности иммунитета имеет важное значение для разработки эффективных стратегий общественного здравоохранения. Ученые давно задавались вопросом, почему некоторые вакцины позволяют организму вырабатывать антитела в течение десятилетий или даже всей жизни, тогда как другие вакцины обеспечивают защиту всего на несколько месяцев.

Живые ослабленные вирусные вакцины, такие как вакцины против оспы и желтой лихорадки, вызывают пожизненный ответ иммунитета. Вакцина против кори, эпидемического паротита и краснухи также обеспечивает долгосрочную защиту, хотя рекомендуются ревакцинации. Напротив, ослабление реакции антител наблюдались при использовании таких вакцин, как инактивированная сезонная вакцина против гриппа и вакцины против коклюша, сальмонеллеза и менингококка.

Адъюванты — это компоненты вакцины, которые усиливают силу и продолжительность иммунного ответа. Для людей старше 70 лет единственными адъювантами, одобренными для использования человеком, были нерастворимые соли алюминия. Однако за последние три десятилетия было введено несколько адъювантов, в том числе:

• Эмульсии типа «масло в воде» (MF59 и AS03), используемые в вакцинах против гриппа
• Адъюванты агониста TLR4, используемые в вакцинах против респираторно-синцитиального вируса, опоясывающего лишая и вируса папилломы человека
• Олигонуклеотидные адъюванты, используемые в вакцинах против гепатита B
• Адъюванты на основе сапонина в рекомбинантной вакцине COVID-19 и вакцине против малярии R217

Достижения в области анализа иммунной системы теперь позволяют ученым идентифицировать молекулярные сигнатуры, которые предсказывают эффективность и продолжительность действия вакцины. Предыдущие исследования вакцин против желтой лихорадки, сезонного гриппа и других заболеваний показали, что молекулярные маркеры в крови коррелируют с ответом на вакцину.

Недавний метаанализ более 3000 образцов крови от 820 взрослых в 28 исследованиях по 13 вакцинам выявил сигнатуру плазматических клеток, которая могла бы предсказать реакцию антител на многие вакцины.
Однако ни одно исследование до сих пор не выявило клеточную или молекулярную сигнатуру, способную предсказать продолжительность иммунного ответа.

Исследователи из Стэнфорда стремились определить факторы, влияющие как на величину, так и на продолжительность иммунитета, вызванного вакциной. Они обнаружили молекулярную сигнатуру в крови, которая появляется через несколько дней после вакцинации и предсказывает продолжительность иммунного ответа. По словам авторов, это дает «важную информацию о механизмах, с помощью которых вакцины вызывают длительный иммунитет».

Исследователи провели системный вакцинологический анализ для изучения иммунных реакций у людей на вакцину против гриппа H5N1 с адъювантом AS03 и без него. Пятьдесят здоровых людей были случайным образом распределены для получения двух доз вакцины против птичьего гриппа с адъювантом или без него.

Образцы крови, взятые в течение 100 дней после вакцинации, выявили молекулярную сигнатуру, связанную с длительным ответом антител. Эта сигнатура состоит из фрагментов РНК мегакариоцитов костного мозга, которые переносятся в кровоток тромбоцитами.

Связь между этой молекулярной сигнатурой и мегакариоцитами была впервые продемонстрирована у мышей, вакцинированных вакциной против птичьего гриппа. Активация мегакариоцитов тромбопоэтином повысила прочность вызванного вакциной ответа антител. Эта активация также способствовала выживанию плазматических клеток костного мозга человека через опосредованные интегрином β1/β2 взаимодействия клеток, что привело к образованию молекул, которые повышают выживаемость плазматических клеток.

На основе этого была разработана модель машинного обучения, основанная на этой связанной с тромбоцитами сигнатуре, для прогнозирования длительности вызванного вакциной иммунитета. Исследователи проанализировали данные о реакции антител у 244 участников, которым были введены семь различных вакцин, включая сезонный грипп, желтую лихорадку, малярию и COVID-19. В этих вакцинах те же самые молекулы РНК тромбоцитов, указывающие на активацию мегакариоцитов, были последовательно связаны с более стойкой выработкой антител.

Конечная цель — разработать простой анализ крови на основе тромбоцит-ассоциированных маркеров для оценки стойкости вакцины с использованием этой молекулярной сигнатуры. Исследователи также стремятся проверить эти тесты на разных вакцинах и среди разных групп населения по всему миру. Это может ускорить клинические испытания вакцин и привести к разработке персонализированных стратегий вакцинации.

Статья переведена и адаптирована Красняк И.В. (Доквей).