Насколько хорошо вакцины защищают от новых вариантов коронавируса? На этот вопрос мы – группа ученых и врачей из Ноттингема – начали отвечать в начале этого года, взяв образцы крови у ряда медсестер и врачей на протяжении всей пандемии.
Мы начали брать кровь у медицинских работников еще в апреле 2020 года, на пике первой волны, чтобы узнать, сколько из них заразились коронавирусом и каков уровень их антител. Мы наблюдали за ними летом, а затем снова осенью, поэтому мы точно знали, у кого был COVID-19 и когда.
Затем мы попросили группу из них сдать нам образцы крови после того, как они получили первую и вторую дозы вакцины. Мы измеряли уровни их антител после каждой дозы, а также, в частности, уровни нейтрализующих антител, которые атакуют и нейтрализуют вирус (в отличие от связывающих антител, которые сигнализируют о вирусе другим иммунным клеткам).
Мы также сохранили эти образцы, чтобы в будущем проверить, насколько хорошо антитела, созданные в результате вакцинации, нейтрализовали варианты коронавируса, которые участники не видели. Впоследствии мы измерили активность антител против исходной формы вируса, который был идентифицирован в Ухане, а также против бета (B1351) и гамма (P1) вариантов.
Как проверить на защиту
Нейтрализующие антитела прикрепляются к вирусу таким образом, чтобы он не мог инфицировать клетки. Чем выше уровни нейтрализующих антител против варианта коронавируса, тем меньше вероятность того, что человек заразится или получит тяжелую форму COVID-19 от этого варианта.
Чтобы измерить нейтрализацию, мы использовали вирус мыши под названием MLV, который был модифицирован так, чтобы он мог инфицировать, но не реплицироваться внутри клетки. Вирус также несет ген, который заставляет его генерировать свет, когда он попадает внутрь клетки.
Затем мы покрыли поверхность MLV белками-шипами, обнаруженными снаружи коронавируса, которые он использует для заражения клеток. Каждый вариант имеет небольшие различия в своих белках-шипах, и эта система, называемая псевдотипированием, позволила нам "поменять" белки различных вариантов, которые нас интересовали, чтобы мы могли протестировать антитела против них всех.
В принципе, мы могли бы использовать сами варианты коронавируса, но, поскольку для этого требуется биосдерживание, мы выбрали MLV. С ним легче обращаться в лабораторных условиях, и было показано, что он работает так же, как коронавирус при псевдотипе.
Затем в лаборатории мы попытались выяснить, может ли МЖВ в присутствии антител медицинских работников проникнуть внутрь клетки, если она покрыта различными наборами белков-шипов. Если у медицинского работника были нейтрализующие антитела против варианта, они блокировали проникновение вируса в клетку, а это означало, что свет не испускался. Если бы у них не было антител, нейтрализующих вирус, то модифицированный вирус мог бы проникнуть в клетку, и мы могли бы измерить свет, излучаемый внутри клетки.
Когда мы сравнили эти данные с теми, кто был инфицирован ранее во время пандемии, мы обнаружили, что добровольцы, которые ранее заразились вирусом (что аналогично получению дополнительной дозы вакцины), имели более высокие уровни антител после их первой и второй вакцинации. дозы, чем неинфицированные добровольцы. Эффект был очень заметен для вариантов.
В частности, перенесенное инфицирование плюс две дозы вакцины увеличивают шансы нейтрализации бета- и гамма-вариантов. Уровень нейтрализации в этом сценарии был аналогичен тому, который наблюдается у полностью вакцинированных, но неинфицированных людей, когда они сталкиваются с исходной, уханьской формой вируса – уровень, который, как мы знаем, защищает от болезней.
В наших экспериментах мы не изучали напрямую влияние дополнительной дозы вакцины, но наши результаты предполагают, что одна из них может повысить уровень иммунитета к обычно циркулирующим вариантам, вызывающим озабоченность. Каждый дополнительный контакт с вирусом в целом – будь то вакцинация или инфекция – по-видимому, расширяет способность иммунной системы распознавать его, что повышает вероятность того, что кто-то покажет более сильный ответ антител на любую форму вируса в будущем.
Даже против форм вируса, которые мы не рассматривали, таких как дельта, мы ожидаем, что защита будет выше после большего количества случаев заражения вирусом. Эффектом этого может быть снижение уровней инфекции, передачи и, у некоторых очень уязвимых людей, заболеваний.
Усиление бустеров?
В настоящее время ведутся серьезные споры о том, как лучше всего использовать глобальные запасы вакцин. Следует ли использовать дополнительные дозы для лучшей защиты тех немногих, кто уже дважды вакцинирован, или должно быть более справедливое распределение, для более широкого распространения охвата базовыми вакцинами по всему миру?
С одной стороны, недавнее популяционное исследование, проведенное Общественным здравоохранением Англии, показало, что получение двух доз вакцины Pfizer of AstraZeneca обеспечивает высокий уровень защиты от заболевания, вызванного преобладающим в настоящее время дельта-вариантом (B16172). Это говорит о том, что бустерные дозы не нужны – по крайней мере, на начальном этапе.
Появляются также новые доказательства (все еще ожидающие рассмотрения другими учеными), что естественная инфекция дельта может обеспечить более сильную защиту, чем та, которую в настоящее время создают вакцины. Это говорит о том, что те, кто уже поймал дельту, в настоящее время хорошо защищены.
С другой стороны, мы знаем, что некоторые варианты, такие как дельта и бета, хуже контролируются вакцинами, а также появляются доказательства того, что иммунитет, создаваемый вакцинами против COVID-19, со временем ослабевает.
Перед лицом этих проблем наши данные показывают, что дополнительная доза вакцины, вероятно, приведет к повышению уровня иммунитета, особенно в отношении вызывающих озабоченность вариантов. Таким образом, дополнительная доза может иметь решающее значение для снижения риска инфицирования и передачи в медицинских учреждениях и учреждениях оказания медицинской помощи, а также для защиты особо уязвимых людей от тяжелых заболеваний.
Таким образом, наша работа поддерживает план правительства Великобритании по обеспечению целевой дозой бустерной вакцины этой осенью. С этого момента это вполне может оказаться эффективной стратегией защиты людей от вариантов.