Μελέτη της ανοσιακής απάντησης και του ρόλου των Β λεμφοκυττάρων μνήμης μετά από εμβολιασμό έναντι του πνευμονιοκόκκου σε ασθενείς με HIV-1 λοίμωξη

Abstract

Streptococcus pneumoniae infections account for high morbidity and mortality in HIV-1 patients. The introduction of highly active antiretroviral therapy (HAART) has lead to a decline in the incidence of invasive pneumococcal disease, though it still affects HIV-infected more often than healthy individuals. B cells comprise one the most dysfunctional lymphocyte populations in patients with HIV infection. During chronic viral replication functional perturbations of B-cells occur. The loss of memory B cells is one aspect of dysfunction in HIV infection. Moreover, there is evidence for alterations in B cell populations against T-cell–independent antigens such as pneumococcal polysaccharides. Although antibody levels are useful as a surrogate marker of protection, they have limitations and they cannot fully describe the immune response to vaccines. Aim of this study was to fully assess immunogenicity of 23-PPV in HIV patients. Specifically, we tried to record and evaluate associations between circulating B cell subpopulations and antibody response during a 48 week period, pre and post immunological stimulation with the recommended vaccine against Streptococcus pneumoniae in HIV-1 patients. We studied two patient groups with distinguished infection status, those successfully treated with HAART and those being HAART naïve. This is a longitudinal study including 66 HIV-1 patients, of whom 31 were antiretroviral naïve and 35 under successful HAART, matched for age, CD4 cell count and duration of HIV infection. All patients were immunized for the first time against Streptococcus pneumoniae with the 23-valent polysaccharide vaccine. Antibody levels and B cells populations were measured pre, 4 weeks and 48 weeks post vaccination with ELISA and flow cytometry respectively. Phagocytosis was assessed using flow cytometry. Patients under HAART had significantly higher antibody levels in all three time points, at baseline (p=0.0005), 4 weeks (p=0.006) and 48 weeks (p=0.001) post vaccination. 50 patients doubled their initial IgG level (responders), while 16 were non-responders. Though, the vast majority of non-responders were under HAART treatment. Memory B cells were diminished over time in both groups, though treated patients maintained higher levels of all subsets studied, with the exception of activated memory and isotype switched memory B cells. Total B cells, memory B cells and isotype-switched memory B cells before immunization correlated with antibody levels pre 23-PPV administration (p=0.06, p=0.058 και p=0.012 respectively) independently of HAART intake. The vaccine-specific IgG concentration measured 4 weeks post vaccination correlated positively with total baseline B cell (p=0.02)and exhausted memory B cell subset (p=0.07). Phagocytis was higher in treated patients. Despite adequate antibody response, high proportion of these patients presented impaired phagocytotic activity. We found that treated patients had higher levels of several B cell subsets before vaccine administration. Moreover, we showed that naïve patients with continuous viral replication preserved increased activated and isotype-switched memory B cells, while nadir CD4 predicted low resting memory and isotype-switched memory B cells. Finally, HAART was associated with increased total B and exhausted memory B cells, which seemed to predict IgG responses. Despite effective antibody formation, phagocytosis is modest, which clearly denotes the impairment in the immune capacity of HIV-1 patients.

Οι λοιμώξεις από τον Streptococcus pneumoniae ευθύνονται για υψηλή νοσηρότητα και θνητότητα στους HIV-1 ασθενείς. Η είσοδος της υψηλής δραστικότητας αντιρετροϊκής αγωγής (HAART) οδήγησε σε μείωση της επίπτωση πνευμονιοκοκκικής νόσου, ωστόσο εξακολουθεί να πλήττει συχνά αυτούς τους ασθενείς. Τα Β λεμφοκύτταρα αποτελούν έναν από τους πιο δυσλειτουργικούς πληθυσμούς κυττάρων στην HIV λοίμωξη. Υπάρχουν στοιχεία για σημαντική διαταραχή σε Β λεμφοκυτταρικούς πληθυσμούς με δράση ενάντια σε Τ-ανεξάρτητα αντιγόνα, όπως είναι ο Streptococcus pneumoniae. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να αξιολογήσει πλήρως την ανοσογονικότητα του 23-PPV σε ασθενείς με HIV. Ειδικότερα, προσπαθήσαμε να καταγράψουμε και να αξολογήσουμε τους αριθμούς των κυκλοφορούντων Β κυτταρικών υποπληθυσμών στο περιφερικό αίμα και της αντισωματικής απάντησης κατά τη διάρκεια μιας περιόδου 48 εβδομάδων μετά τον εμβολιασμό με το πολυσακχαριδικό εμβόλιο έναντι του Streptococcus pneumoniae σε HIV-1 ασθενείς. Ταυτόχρονα, εκτιμήσαμε την φαγοκυτταρική λειτουργία, ως έμμεσο δείκτη και προγνωστικό παράγοντα της ανοσιακής επάρκειας. 35 ΗΙV-1 ασθενείς υπό θεραπεία και 31 χωρίς θεραπεία εμβολιάστηκαν με το 23-PPV. Οι υποπληθυσμοί των Β λεμφοκυττάρων προσδιορίστηκαν με κυτταρομετρία ροής σε τρία διαφορετικά στιγμιότυπα: πριν τον εμβολιασμό, 4 και 48 εβδομάδες μετά τον εμβολιασμό. Ο έλεγχος του τίτλου των IgG αντισωμάτων για τους ορότυπους του εμβολίου έγινε με χρήση ELISΑ. Η φαγοκυτταρική ικανότητα των ουδετερόφιλων και των μονοκυττάρων εκτιμήθηκε πριν και 48 εβδομάδες μετά τον εμβολιασμό. Τα επίπεδα των αντισωμάτων ήταν υψηλότερα στους θεραπευόμενους ασθενείς, πριν τον εμβολιασμό (p=0,0005) ,την 4η εβδομάδα (p=0,006) και την 48η εβδομάδα ( p=0,001 ).Οι δυο ομάδες ασθενών διέφεραν ακόμα ως προς την ανταπόκριση στον εμβολιασμό (p=0.047), ενώ και η διαχρονική τους εξέλιξη παρουσίαζε σημαντικές διαφορές(p=0.009). Καμιά στατιστική διαφορά στα επίπεδα των ολικών Β και των άλλων υποπληθυσμών μνήμης δεν ανιχθεύθηκε ανάμεσα στους θεραπευόμενους και μη θεραπευόμενους ασθενείς πριν τον εμβολιασμό. Οι μη θεραπευόμενοι ασθενείς διατηρούσαν αυξημένα επίπεδα ενεργοποιημένων και λεμφοκυττάρων μνήμης με μεταστροφή ισοτύπου, ενώ ο αριθμός των ναδίρ CD4 Τ λεμφοκυττάρων προέβλεπε χαμηλές συγκεντρώσεις ηρεμούντων Β λεμφοκυττάρων και λεμφοκυττάρων μνήμης με μεταστροφή ισοτύπου στην πορεία του χρόνου. Τα ολικά Β λεμφοκύτταρα, τα Β λεμφοκύτταρα μνήμης και τα Β λεμφοκύτταρα μνήμης με μεταστροφή ισοτύπου, συσχετίστηκαν με τις συγκεντρώσεις των αντισωμάτων πριν τον εμβολιασμό, ανεξάρτητα από τη λήψη HAART(p=0.059, p=0.058 και p=0.012 αντίστοιχα). Η HAART συσχετίστηκε με αυξημένες συγκεντρώσεις ολικών Β κυττάρων(p=0.02) και εξουθενωμένων Β λεμφοκυττάρων μνήμης(p=0.07), που φάνηκε να προβλέπουν την IgG αντισωματική απάντηση στο εμβόλιο. Η φαγοκυτταρική δραστηριότητα ήταν αποτελεσματικότερη στους ασθενείς που ελάμβαναν θεραπεία. Διαχρονικά παρατηρήθηκε μείωση της φαγοκυτταρικής ικανότητας και στις δύο ομάδες των ασθενών. Παρά τη διαμόρφωση ικανών αντισωματικών συγκεντρώσεων, υψηλά ποσοστά αυτών εμφάνισαν ελαττωμένη φαγοκυτταρική δραστηριότητα, ιδίως μεταξύ των ασθενών που ελάμβαναν θεραπεία. Οι μεταβολές υποπληθυσμών των Β λεμφοκυττάρων φαίνεται να επιδρούν στην αντισωματική απάντηση στο 23-δύναμο πολυσακχαριδικό εμβόλιο στους ασθενείς με HIV-1 λοίμωξη. Οι επιδράσεις στους διάφορους Β κυτταρικούς πληθυσμούς δεν αποκαθίστανται πλήρως με τη θεραπεία. Τα αποτελέσματά μας επισημαίνουν την ανάγκη για προσδιορισμό κι άλλων δεικτών ανοσογονικότητας και προστασίας, συνεπώς, η ολοκληρωμένη μελέτη όλων των πιθανά εμπλεκόμενων παραμέτρων της ανοσιακής απόκρισης, ίσως αποτελέσει μια καλύτερη προσέγγιση της αξιολόγησης της ανοσογονικότητας του 23-PPV στους ασθενείς με HIV-1 λοίμωξη.