Rozpoczęcie szczepień ochronnych przeciw COVID-19 to długo oczekiwany punkt zwrotny w walce z pandemią. Monitorowanie poszczepiennej odpowiedzi układu immunologicznego jest jednym z kluczowych etapów badania skuteczności opracowywanych szczepionek. Ponadto, liczba osób, które mogą sprawdzić swoją odporność poszczepienną, rośnie w Polsce z dnia na dzień. Dlatego też wzrasta zainteresowanie narzędziami diagnostycznymi, które pozwalają ocenić odpowiedź układu immunologicznego na podany preparat. W badaniach nad potencjalną odpornością na SARS-CoV-2 istotne jest kompleksowe podejście do oceny odpowiedzi układu immunologicznego. Testy laboratoryjne umożliwiające określenie poziomu specyficznych przeciwciał, a także zbadanie reaktywności limfocytów T wobec SARS-CoV-2 są obecnie niezwykle cennym narzędziem diagnostycznym.

1:40 Jaki wpływ na układ immunologiczny mają dopuszczone do obrotu szczepionki przeciw COVID-19?

5:00 Jakie narzędzia do monitorowania odpowiedzi poszczepiennej są obecnie dostępne?

5:50 Monitorowanie poszczepiennej odpowiedzi humoralnej: QuantiVac ELISA

10:45 Monitorowanie poszczepiennej odpowiedzi komórkowej: SARS-CoV-2 IGRA

15:00 Dlaczego warto badać odpowiedź poszczepienną?

Informacje przedstawione w filmie pochodzą z artykułów: Dan, Jennifer M. et al. „Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection”. Science (2021). [Online] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7919858/

Szczepienia przeciw COVID-19

Rozpoczęcie szczepień ochronnych przeciwko COVID-19 to długo oczekiwany punkt zwrotny w walce z pandemią. Szczepienia prowadzone na szeroką skalę dają nadzieję na zdobycie kontroli nad rozprzestrzenianiem się wirusa SARS-CoV-2 i „powrót do normalności”, czego wszyscy tak bardzo pragniemy. Monitorowanie poszczepiennej odpowiedzi układu immunologicznego jest jednym z kluczowych etapów badania skuteczności opracowywanych szczepionek. Liczba osób, które mogą sprawdzić swoją odporność poszczepienną, rośnie w Polsce z dnia na dzień. Osoby wykonujące zawód medyczny m.in. diagności laboratoryjni, lekarze, pielęgniarki, farmaceuci, czyli osoby należące do tzw. grupy „0”, są już w zdecydowanej większości zaszczepione. W kolejce do przyjęcia szczepionki ustawiają się już następne grupy: seniorzy i nauczyciele. Dlatego też wzrasta zainteresowanie narzędziami diagnostycznymi, które pozwalają ocenić odpowiedź układu immunologicznego na podany preparat.

Największe nadzieje na opracowanie długotrwałej strategii kontrolowania rozwoju pandemii COVID-19 wiąże się ze szczepieniami ochronnymi. Jaki wpływ na układ immunologiczny mają dopuszczone do obrotu szczepionki przeciw COVID-19?

Podstawą działania szczepionek jest aktywacja układu immunologicznego przez immunogenne składniki antygenów szczepionkowych. Mechanizmy odpowiedzi immunologicznej wobec szczepionek są takie same jak wobec antygenów podczas naturalnej infekcji i angażują zarówno mechanizmy odporności nieswoistej, jak i swoistej.

Jednym z głównych założeń badań nad skuteczną szczepionką przeciwko COVID-19 było stworzenie preparatu, który będzie silnie indukował odpowiedź swoistą przeciwko wirusowi SARS-CoV-2, zarówno tę humoralną, jak i komórkową. Dogłębne zrozumienie mechanizmów odpowiedzi immunologicznej wymaga oceny różnych jej składników, w tym limfocytów B, limfocytów T CD4+ i limfocytów T CD8+.

Dlatego w badaniach nad potencjalną odpornością na SARS-CoV-2 istotne jest kompleksowe podejście do oceny odpowiedzi układu immunologicznego. Testy laboratoryjne umożliwiające określenie poziomu specyficznych przeciwciał, a także zbadanie reaktywności limfocytów T wobec SARS-CoV-2 są obecnie niezwykle cennym narzędziem diagnostycznym.

Od czego zależy odpowiedź poszczepienna i jak długo się utrzymuje?

Skuteczność szczepionki zależy od wielu czynników. Podstawową rolę odgrywa rodzaj antygenu szczepionkowego oraz jego immunogenność. Odpowiedź immunologiczna zależy również od cech osoby szczepionej, tj. od wieku, płci, wcześniejszej ekspozycji na antygeny, czy to w trakcie infekcji, czy szczepienia. Istotny jest również stan kliniczny pacjenta oraz wiele czynników środowiskowych. Bardzo istotną rolę pełnią także czynniki genetyczne.

Jeśli to antygen szczepionkowy ma tak istotny wpływ na skuteczność szczepienia, zastanówmy się, jak skonstruowane są dostępne szczepionki. Stosowane obecnie w Unii Europejskiej szczepionki przeciwko COVID-19 oparte są na białku S, czyli białku kolca wirusa SARS-CoV-2 . Białko S jest zbudowane z dwóch podjednostek – S1 i S2. W badaniach naukowych udowodniono, że kluczowa dla rozwoju odpowiedzi immunologicznej organizmu jest podjednostka S1.

W temacie szczepień ochronnych przeciwko COVID-19 wciąż pozostaje wiele znaków zapytania. Ze względu na przyspieszony proces opracowywania szczepionki przeciw COVID-19 nieznana pozostaje odpowiedź na pytanie, jak długo będzie utrzymywać się odporność poszczepienna – zarówno ta humoralna, jak i komórkowa. Nie jest również jasne, czy konieczne okaże się w przyszłości podawanie dawek przypominających. Jak dotąd nie udało się jeszcze ustalić, czy osoby zaszczepione będą brały udział w dalszej transmisji wirusa SARS-CoV-2.

Właśnie dlatego testy laboratoryjne umożliwiające ocenę humoralnej i komórkowej odpowiedzi immunologicznej są niezwykle cennym narzędziem diagnostycznym, ułatwiającym poznanie reakcji układu immunologicznego na szczepienie przeciw COVID-19. Jakie narzędzia do monitorowania są obecnie dostępne?

Jakie narzędzia do monitorowania odpowiedzi poszczepiennej są obecnie dostępne?

W odniesieniu do odpowiedzi poszczepiennej, ocena humoralnej odpowiedzi immunologicznej jest możliwa dzięki zastosowaniu ilościowych testów ELISA służących do pomiaru stężenia specyficznych przeciwciał przeciwko białku S wirusa SARS-CoV-2.

Ocena komórkowej odpowiedzi immunologicznej skupia się natomiast na badaniu specyficznych dla SARS-CoV-2 limfocytów T oraz ocenie ich funkcji. Jedną z metod, które to umożliwiają, jest test IGRA.

Monitorowanie poszczepiennej odpowiedzi humoralnej: QuantiVac ELISA

W związku z krótkim czasem, który upłynął od rozpoczęcia masowych szczepień przeciwko COVID-19, wiedza na temat utrzymywania się specyficznych przeciwciał anty-SARS-CoV-2 powstałych po szczepieniu jest wciąż ograniczona. Wnioski dotyczące dynamiki rozwoju humoralnej odpowiedzi immunologicznej bazują przede wszystkim na kilkumiesięcznej obserwacji ozdrowieńców z COVID-19. Wiemy, że na skutek infekcji SARS-CoV-2 dochodzi do produkcji specyficznych przeciwciał, a ich poziom może zależeć od nasilenia objawów klinicznych. U chorych, u których przebieg zakażenia miał charakter ciężki, obserwuje się najwyższe poziomy przeciwciał neutralizujących. Poziom tych przeciwciał jest istotnie skorelowany z poziomem specyficznych przeciwciał przeciwko podjednostce S1 z domeną wiążącą receptor. Trwają badania mające na celu ustalenie, jaki poziom przeciwciał jest niezbędny do zapewnienia ochrony przed zakażeniem SARS-CoV-2.

Obecnie dostępne są różne rodzaje testów służących do wykrywania przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2. Należy jednak pamiętać, że nie każdy test serologiczny umożliwia ocenę skuteczności szczepień. W związku z tym, że dostępne na rynku szczepionki przeciw COVID-19 oparte są na białku S, u osób zaszczepionych dochodzi do syntezy wyłącznie przeciwciał przeciwko temu białku. W badaniach naukowych udowodniono, że kluczowa dla rozwoju odpowiedzi immunologicznej organizmu jest podjednostka S1.

Do badania odporności poszczepiennej NIE powinny być stosowane testy serologiczne oparte na białku N wirusa SARS-CoV-2. U osób zaszczepionych nie dochodzi do syntezy przeciwciał skierowanych przeciwko temu białku.

Test, który służy do oceny odporności poszczepiennej, powinien wykrywać przeciwciała w klasie IgG. To właśnie badanie obecności przeciwciał tej klasy jest formą badania skuteczności różnych szczepionek oraz oceny odporności poszczepiennej. Przeciwciała klasy IgG utrzymują się najdłużej, a ich rolą jest ochrona przed zakażeniem. Są to też przeciwciała najbardziej dojrzałe i najtrafniej rozpoznające wirusa.

Podsumowując: chcąc ocenić efekt działania szczepionki przeciwko COVID-19, musimy sprawdzić stężenie przeciwciał klasy IgG przeciwko antygenowi S1 wirusa SARS-CoV-2. Takie precyzyjne oznaczenie jest możliwe dzięki nowemu testowi EUROIMMUN Anty-SARS-CoV-2 QuantiVac ELISA.

Test Anty-SARS-CoV-2 QuantiVac ELISA (IgG) to test służący do ilościowego oznaczania przeciwciał anty-SARS-CoV-2 klasy IgG. Jako antygen w teście zastosowano rekombinowaną podjednostkę S1 białka S wirusa SARS-CoV-2. To właśnie przeciwciała skierowane przeciwko temu antygenowi były przedmiotem programów rozwoju szczepionek, a także dyskusji na temat potencjalnej odporności u osób wcześniej zakażonych wirusem SARS-CoV-2.

Wyniki licznych badań naukowych wykazały doskonałą zgodność testów EUROIMMUN Anty-SARS-CoV-2 ELISA opartych o antygen S1 z testami neutralizacji, co czyni je wiarygodnym narzędziem diagnostycznym.

Test QuantiVac ELISA może być z powodzeniem wykorzystywany do oceny odporności poszczepiennej. Precyzyjne oznaczenie ilościowe dzięki sześciopunktowej krzywej kalibracyjnej umożliwia obserwację przyrostu bądź zanikania przeciwciał w czasie. Monitorowanie poziomu tzw. ochronnych przeciwciał może mieć istotne znaczenie m.in. w kontekście podejmowania racjonalnych decyzji o konieczności podania dawek przypominających szczepionki.

Test QuantiVac ELISA posiada certyfikat CE-IVD. Oprócz badania próbki surowicy czy osocza, istnieje również możliwość przeprowadzenia analizy suchej kropli krwi, czyli próbki krwi włośniczkowej pobranej z opuszki palca. Pobranie suchej kropli krwi, czyli system DBS, to doskonała alternatywa dla konwencjonalnej metody pobierania krwi. System DBS to cenne narzędzie diagnostyczne podczas trwającej pandemii, zwiększające bezpieczeństwo pacjenta, który próbkę do badania może pobrać samodzielnie w domu. A Jak należy interpretować wynik badania QuantiVac?

Przy wyborze testu warto zwrócić uwagę na rodzaj otrzymywanego wyniku – wskazane jest zastosowanie ilościowych testów ELISA, które umożliwiają wykrycie i precyzyjny pomiar stężenia przeciwciał. Wprawdzie dopiero trwają, badania mające na celu ustalenie, jaki poziom jest niezbędny do zapewnienia ochrony przed zakażeniem SARS-CoV-2, jednak niewątpliwie wkrótce powstaną odpowiednie wytyczne.

Zaletą testu EUROIMMUN Anty-SARS-CoV-2 QuantiVac ELISA IgG jest możliwość otrzymania wyniku w wystandaryzowanych, międzynarodowych jednostkach BAU/ml. W momencie pojawienia się stosownych rekomendacji dotyczących badania odporności poszczepiennej wyniki podawane w tych jednostkach będzie można w prosty sposób interpretować i porównywać.

Monitorowanie poszczepiennej odpowiedzi komórkowej: SARS-CoV-2 IGRA

Czy badanie przeciwciał jest jedynym narzędziem do monitorowania odpowiedzi immunologicznej w COVID-19, którym w tym momencie dysponujemy? Coraz częściej mówi się o testach służących do oceny odpowiedzi komórkowej, czyli badania specyficznych dla SARS-CoV-2 limfocytów T oraz oceny ich funkcji.

Co wiemy już o odpowiedzi komórkowej przeciwko SARS-CoV-2? Dotychczas udowodniono, że na skutek zakażenia wirusem SARS-CoV-2 następuje silne pobudzenie limfocytów T. Dowiedziono również, że antygenem aktywującym te limfocyty jest białko S wirusa SARS-CoV-2. Ze wstępnych, kilkumiesięcznych obserwacji ozdrowieńców wynika, że u blisko 100% pacjentów po przejściu COVID-19 występują specyficzne dla SARS-CoV-2 limfocyty T CD4+, a u 70% limfocyty T CD8+. W badaniu opublikowanym w „Science” w lutym 2021 r. oceniano odpowiedź immunologiczną powstałą po zakażeniu SARS-CoV-2. Na uwagę zasługuje fakt, że obserwacje były prowadzone przez okres aż 8 miesięcy. Wnioski z badania są następujące:

• w czasie 1 miesiąca od wystąpienia objawów u 70% pacjentów po przejściu COVID-19 wykryto specyficzne dla SARS-CoV-2 limfocyty T CD8+, a u 93% pacjentów limfocyty CD4+
• natomiast w czasie ponad 6 miesięcy od wystąpienia objawów u 50% pacjentów wykryto specyficzne dla SARS-CoV-2 limfocyty T CD8+, a u 92% pacjentów limfocyty CD4+

Wyniki badań prowadzonych z udziałem ozdrowieńców z SARS, czyli choroby zakaźnej, która była przyczyną epidemii w przeszłości, są niezwykle interesujące. Specyficzne przeciwciała, które powstały na skutek zakażenia wirusem SARS-CoV(-1), były wykrywalne po trzech latach od infekcji u około 50% ozdrowieńców, natomiast po sześciu latach od przebycia SARS nie wykazano obecności przeciwciał anty-SARS-CoV(-1). Tymczasem w badaniach opublikowanych w lipcu 2020 r. udowodniono, że limfocyty T reaktywne wobec antygenów SARS-CoV(-1) są wciąż obecne u ozdrowieńców, czyli po 17 latach od zakończenia epidemii SARS!

Skutecznej i długotrwałej odporności komórkowej oczekuje się również u osób zaszczepionych przeciw COVID-19. Ze wstępnych obserwacji osób zaszczepionych dostępnymi na rynku preparatami wynika, że na skutek szczepienia następowało silne pobudzenie limfocytów T. Jak w takim razie badać odpowiedź komórkową?

Badania w kierunku komórkowej odpowiedzi immunologicznej stanowią dodatkowe narzędzie diagnostyczne.

W warunkach laboratoryjnych odpowiedź immunologiczną zależną od limfocytów T można oceniać m.in. za pomocą testu IGRA.

Na rynku diagnostycznym dostępne są już narzędzia służące do oceny odpowiedzi komórkowej w COVID-19. Jest to test EUROIMMUN SARS-CoV-2 Interferon-Gamma Release Assay, czyli w skrócie SARS-CoV-2 IGRA. Jak działa taki test?

W przypadku testu EUROIMMUN IGRA materiałem do badania jest świeżo pobrana krew pełna (jako antykoagulant wykorzystuje się heparynę). Co ważne, izolacja limfocytów nie jest konieczna! We krwi pacjenta, który miał kontakt z wirusem SARS-CoV-2 lub przyjął szczepienie przeciwko COVID-19, obecne są limfocyty T zdolne do rozpoznawania antygenów wirusa. Takie limfocyty T, ponieważ miały wcześniejszy kontakt z antygenami wirusa SARS-CoV-2 w organizmie pacjenta, na skutek stymulacji przez antygen S1 w warunkach in vitro produkują i uwalniają interferon gamma. Wykrywanie i ilościowe oznaczenie interferonu gamma wydzielonego po pobudzeniu w warunkach in vitro komórek T stanowi istotę testu IGRA.

Zaletą testu EUROIMMUN SARS-CoV-2 IGRA jest gotowy i kompletny pakiet odczynników. Dostajemy zestaw do stymulacji limfocytów w próbce pobranej od pacjenta oraz test ELISA do pomiaru stężenia uwalnianego przez komórki T interferonu gamma.

Dlaczego warto badać odpowiedź poszczepienną?

W badaniach nad potencjalną odpornością na SARS-CoV-2 istotne jest kompleksowe podejście do oceny odpowiedzi układu immunologicznego: zarówno humoralnej, jak i komórkowej. Podsumujmy, dlaczego jest to tak istotne i kiedy wybrać określone badanie.

Przeciwciała anty-SARS-CoV-2 w klasie IgG powinny być badane metodą ilościową, gdy:

• chcemy zbadać odpowiedź poszczepienną
• chcemy poznać potencjalną odporność po przebyciu COVID-19 (objawowym bądź bezobjawowym)

Dzięki obserwacji pacjentów i badaniom ilościowym przeciwciał przeciwko podjednostce S1 białka S wirusa SARS-CoV-2 (IgG) dostaniemy szansę znalezienia odpowiedzi na niezwykle ważne pytania:

• czy pacjent odpowiedział na szczepienie oraz w jakim stopniu?
• jak długo przeciwciała utrzymują się po szczepieniu w wysokim stężeniu w populacji?
• jaka ilość przeciwciał zapewnia ochronę przed zakażeniem lub ciężkim przebiegiem choroby?
• czy spadek poziomu przeciwciał jest równoznaczny z utratą odporności?

Wiedza ta jest kluczowa w kontekście podejmowania racjonalnych decyzji dotyczących dawek przypominających szczepionki przeciw COVID-19 oraz postępowania w obliczu kolejnej fali pandemii COVID-19.

Odpowiedź humoralna jest niezwykle istotna, ale dlaczego warto badać odpowiedź komórkową? Ponieważ wiemy już, że u części (około 2–10%) pacjentów przechodzących COVID-19 nie dochodzi do produkcji specyficznych przeciwciał. Najprawdopodobniej u około 10% pacjentów z objawami COVID-19 i 40% pacjentów, którzy przeszli chorobę asymptomatycznie, przeciwciała IgG zanikają. W tym przypadku przebyte zakażenie można wykryć jedynie poprzez ocenę odpowiedzi komórkowej.

Podobnie w przypadku szczepień ochronnych. Osoby starsze i z grup ryzyka należą do pierwszych osób szczepionych – monitorowanie skuteczności szczepień może być u tych osób szczególnie wskazane. Uważa się, że długo utrzymujące się limfocyty T są związane z silną ochroną immunologiczną, nawet przy braku detekcji przeciwciał.