Co decyduje o sile odpowiedzi na szczepienie?

Zadaniem szczepionki jest przygotowanie układu odpornościowego na kontakt z konkretnym patogenem – wirusem bądź bakterią. U jednych osób stymuluje ona produkcję obfitej puli przeciwciał, u innych zaś jest ich znacznie mniej. Wpływają na to między innymi wiek, płeć, uwarunkowania genetyczne oraz dotychczasowa historia medyczna. Czynniki te okazują się jednak niewystarczające, by precyzyjnie oszacować reakcję konkretnego pacjenta. Przykładowo, osoby z schorzeniami przewlekłymi lub poddawane terapii immunosupresyjnej gorzej odpowiadają na immunizację, co jednak nie stanowi nienaruszalnej reguły.

Aby rozwikłać tę zagadkę, badacze z Arizona State University postanowili sprawdzić, czy odpowiedź immunologiczną da się odczytać z morfologii krwi jeszcze przed wkłuciem igły. Przeanalizowali 8687 próbek surowicy pobranych od 4089 pacjentów przed oraz po przyjęciu szczepionki przeciw COVID-19. W gronie uczestników znaleźli się zarówno zdrowi ochotnicy, jak i osoby zmagające się z nowotworami litymi, szpiczakiem mnogim, zakażeniem HIV, schorzeniami autoimmunologicznymi czy nieswoistymi zapaleniami jelit, a także biorcy przeszczepów.

Eksperci zmierzyli poziom przeciwciał rozpoznających 185 zróżnicowanych antygenów pochodzących m.in. z SARS-CoV-2, powszechnie krążących wirusów oraz bakterii, a także białek powiązanych z chorobami autoimmunologicznymi. Na tej podstawie stworzono indywidualny profil serologiczny każdego uczestnika. Następnie za pomocą modeli sztucznej inteligencji zbadano, czy dane te skorelowane są z późniejszą efektywnością szczepienia przeciw COVID-19.

Szczegółowe wnioski z tych analiz opisano w publikacji zatytułowanej „Pre-vaccine sentinel antibodies predict blunted vaccine responses”¹ w czasopiśmie „Cell Press Blue”. Okazało się, że kluczową rolę odgrywają cząsteczki niezwiązane bezpośrednio z koronawirusem. Pacjenci wykazujący lepszą odpowiedź poszczepienną charakteryzowali się wyższym mianem przeciwciał wymierzonych między innymi w Staphylococcus aureus (gronkowca złocistego), RSV oraz ludzki respirowirus typu 3.

Autorzy analizy określili je mianem przeciwciał „wartowniczych”. Nie oznacza to, że gwarantują one specyficzną ochronę przed COVID-19. Ich podwyższony poziom stanowi natomiast miarę sprawności i gotowości całego układu odpornościowego do syntezy przeciwciał.

Choć w grupach ryzyka osłabiona odpowiedź występowała częściej, sama diagnoza medyczna nie pozwalała jednoznacznie przesądzić o losach danego chorego – wielu pacjentów obciążonych chorobami reagowało na preparat równie dobrze co osoby zdrowe. Z kolei brak jakichkolwiek schorzeń nie stanowił gwarancji silnej immunizacji: u 5–6 proc. zdrowych uczestników po szczepieniu odnotowano skromną produkcję przeciwciał.

– Nasze badanie wykazało, że określone biomarkery analizowane przy użyciu algorytmów sztucznej inteligencji pozwalają przewidzieć, kto prawdopodobnie uzyska wysoką odporność jeszcze przed otrzymaniem dawki. Sugeruje to, że układ immunologiczny niektórych osób wyjściowo cechuje się lepszą gotowością – wyjaśniła Joshua LaBaer, dyrektor Biodesign Institute na Arizona State University i główna autorka projektu.

Obecnie metoda ta nie pozwala jeszcze jednoznacznie rozstrzygnąć na podstawie rutynowego badania krwi, kto bezwzględnie potrzebuje dawki przypominającej. Ze względu na obserwacyjny charakter projektu i ograniczenie go wyłącznie do preparatów przeciw COVID-19, badacze planują kolejne testy w celu weryfikacji uniwersalności mechanizmu dla innych szczepionek. W przyszłości analiza profilu wyjściowego mogłaby służyć do precyzyjnego wyłaniania pacjentów wymagających ściślejszego monitorowania, dodatkowych dawek lub alternatywnych form prewencji.

Przypis:

1. www.cell.com/00861.

Tekst opublikowano na stronie internetowej Academii – portalu Polskiej Akademii Nauk.