Μελέτη των μεταβολών της κυτταρικής και της χυμικής ανοσίας σε λήπτες νεφρικού μοσχεύματος μετά από ανοσοποίηση έναντι του ιού SARS-CoV-2 με το εμβόλιο mRNA BNT162b2 (Tozinameran)

Abstract

Introduction: Kidney transplant recipients (KTRs) exhibit an impaired immune response to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) vaccination, with their pre-vaccination immune profile significantly determining immunization efficacy. Furthermore, recent evidence suggests that repeated vaccine doses may influence the differentiation, immune senescence and exhaustion of adaptive immune cells. Methods: Fifty-seven KTRs with no prior SARS-CoV-2 exposure were enrolled. Humoral immunity was assessed by measuring SARS-CoV-2-specific IgG titers against the receptor binding domain (anti-RBD Abs) and neutralizing antibodies (NAbs) using chemiluminescence immunoassay (CLIA). Additionally, flow cytometry was used to analyze alterations in cellular subpopulations (leukocytes, total lymphocytes, B- and T-lymphocyte subsets, NK and NK-T cells, and monocytes). Follow-up lasted 38 weeks, encompassing seven time points (T0-T6, T0: within 48h pre-1st vaccination dose, T1: within 48h pre-2nd dose), T2: 21 days post-2nd dose, T3: within 48h pre-3rd dose, T4: 21 days post-3rd dose, T5: within 48h pre-4th dose and T6: 21 days post-4th dose). This schedule followed the four-dose BNT162b2 regimen (2nd dose: 21 days post-1st, 3rd dose: 120 days post-2nd, 4th dose: 120 days post-3rd). In a subgroup of 39 patients who failed to develop a protective humoral response after the 2nd dose, specific T-cell immunity was further evaluated (using enzyme-linked immunosorbent spot, ELISpot), alongside markers of immunosenescence and exhaustion. These patients were classified as “responders” or “non-responders” based on the presence of adequate NAb titers and/or a positive ELISpot test result. Results: A four-dose vaccine regimen was required to achieve satisfactory anti-RBD Ab and NAb titers in nearly all of the 57 patients (94,74% and 85,96%, respectively). Patients who developed antibodies had a higher initial estimated glomerular filtration rate (eGFR) value and a shorter pre-transplantation dialysis vintage.We observed a significant increase in the concentrations of memory B-cells (p: 0,028) and activated helper T-cells (p: 0,005), while exhausted T-lymphocytes (p < 0,001) and NK cells (p: 0,011) decreased (time points: T0 vs. T2 vs. T3). Moreover, 41% of the patients without NAbs 120 days after the 2nd dose (T3), had already developed virus-specific protective T-cell immunity. At baseline (T0), “responders at T4” presented significantly higher concentrations of total B-lymphocytes [97(93)/μL vs. 51(52)/μL, p: 0,045] and transitional B-cells [9(17)/μL vs. 1(2)/μL, p: 0,031] compared to “non-responders”. In the same patient group, during the T0-T3 interval, an increase in activated helper [7(4)/μL vs. 10(11)/μL, p: 0,001] and cytotoxic [8(19)/μL vs. 15(16)/μL, p: 0,004] T-lymphocytes was noted, alongside a concurrent reduction of exhausted T-cell subsets [130(121)/μL vs. 30(25)/μL, p: 0,001]. Proportionally, there was a rise in memory B-cells, marginal zone B-cells, and NK T-cells, while naïve B-cells declined. During the T3-T4 interval, transitional B-lymphocyte concentrations [1(3)/μL vs. 18(21)/μL, p: 0,003] and the proportion of total CD8+ T-cells increased, whereas activated CD4+ T-cells dropped, both in absolute counts [10(11)/μL vs. 5(5)/μL, p: 0,042] and percentages, as did the proportion of NK T-cells. Within the subgroup of 39 patients, the transition from T3 to T4 was characterized by an increase in effector memory CD8+ T-cells [CD8+ TEM: 27(26)/μL vs. 44(49)/μL, p: 0,010] and in the proportion of central memory CD4+ T-cells (CD4+ TCM), alongside a reduction of naïve CD4+ and CD8+ T-cell subsets. In contrast, exhausted T-lymphocytes remained stable. Finally, at T4, “responders” presented lower counts of CD4+CD28- cells [63(54)/μL vs. 161(92)/μL, p: 0,026] and higher concentrations of CD8+CD28+ cells [227(147)/μL vs. 131(121)/μL, p: 0,036] compared to “non-responders”. Conclusions: The development of SARS-CoV-2-specific T-cell responses precedes that of humoral immunity. “Responders” and “non-responders” (following the 3rd dose) differ significantly in their baseline immune profiles and their cellular subpopulation dynamics during follow-up. Finally, successful immunization was not connected to an increase in senescent or exhausted T-cells, but rather to a clear shift from naïve subsets toward more differentiated and activated T-cell subpopulations.

Εισαγωγή: Οι λήπτες νεφρικού μοσχεύματος (ΛΝΜ) παρουσιάζουν μειωμένη ανοσιακή απόκριση στον εμβολιασμό έναντι του κορονοϊού του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου 2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2), με το προ-εμβολιαστικό ανοσολογικό τους προφίλ να καθορίζει σε σημαντικό βαθμό την αποτελεσματικότητα της ανοσοποίησης. Παράλληλα, σύγχρονα βιβλιογραφικά δεδομένα υποδεικνύουν ότι οι επαναλαμβανόμενες δόσεις εμβολίων ενδέχεται να επηρεάζουν τη διαφοροποίηση και την ανοσολογική γήρανση και εξάντληση των κυττάρων της ειδικής ανοσίας. Μέθοδοι: Μελετήθηκαν 57 ΛΝΜ χωρίς προηγούμενη έκθεση στον SARS-CoV-2. Η χυμική ανοσία αξιολογήθηκε μέσω προσδιορισμού τίτλων IgG αντισωμάτων έναντι της περιοχής σύνδεσης υποδοχέα (anti-receptor binding domain antibodies, anti-RBD Abs) και εξουδετερωτικών αντισωμάτων (neutralizing antibodies, NAbs) με τη μέθοδο της χημειοφωταύγειας (chemiluminescence immunoassay, CLIA). Παράλληλα, με κυτταρομετρία ροής, αναλύθηκαν οι μεταβολές κυτταρικών υποπληθυσμών (λευκοκύτταρα, ολικά λεμφοκύτταρα, υποομάδες Β- και Τ-λεμφοκυττάρων, NK, NK-T κύτταρα και μονοκύτταρα). Η παρακολούθηση διήρκεσε 38 εβδομάδες, καλύπτοντας επτά χρονικά στιγμιότυπα (T0-T6, T0: Εντός 48 ωρών πριν από την 1η δόση, T1: εντός 48 ωρών πριν από τη 2η δόση, T2: 21 ημέρες μετά τη 2η δόση, T3: εντός 48 ωρών πριν από την 3η δόση, T4: 21 ημέρες μετά την 3η δόση, T5: εντός 48 ωρών πριν από την 4η δόση, T6: 21 ημέρες μετά την 4η δόση) βάσει του σχήματος τεσσάρων δόσεων του εμβολίου BNT162b2 (2η δόση: 21 ημέρες μετά την 1η, 3η δόση: 120 ημέρες μετά τη 2η και 4η δόση: 120 ημέρες μετά την 3η δόση). Σε υποομάδα 39 ασθενών χωρίς προστατευτική χυμική απόκριση μετά τη 2η δόση, διενεργήθηκε περαιτέρω έλεγχος της ειδικής Τ-κυτταρικής ανοσίας (με τη χρήση enzyme-linked immunosorbent spot, ELISpot), καθώς και δεικτών ανοσολογικής γήρανσης και εξάντλησης. Οι ασθενείς αυτοί κατηγοριοποιήθηκαν σε «απαντητές» και «μη-απαντητές» με βάση την παρουσία επαρκούς τίτλου NAbs ή/και θετικής δοκιμασίας ELISpot. Αποτελέσματα: Η χορήγηση τεσσάρων δόσεων εμβολίου ήταν αναγκαία για την επίτευξη ικανοποιητικών τίτλων anti-RBD Abs και NAbs στο σύνολο σχεδόν των 57 ασθενών (σε 94,74% και 85,96% αυτών αντίστοιχα). Άτομα που ανέπτυξαν αντισώματα διέθεταν υψηλότερη τιμή υπολογιζόμενου ρυθμού σπειραματικής διήθησης (estimated glomerular filtration rate, eGFR) και μικρότερη διάρκεια εξωνεφρικής κάθαρσης προ μεταμόσχευσης. Παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση στις συγκεντρώσεις των μνημονικών Β-λεμφοκυττάρων (p: 0,028) και των ενεργοποιημένων βοηθητικών Τ-λεμφοκυττάρων (p: 0,005), ενώ μειώθηκαν τα ανοσολογικώς εξαντλημένα Τ-λεμφοκύτταρα (p < 0,001) και τα NK κύτταρα (p: 0,011) (χρονικά στιγμιότυπα T0 vs. T2 vs. T3). Επιπλέον, το 41% των ασθενών χωρίς NAbs 120 ημέρες μετά τη 2η δόση (Τ3), είχε ήδη αναπτύξει ειδική έναντι του ιού προστατευτική Τ-κυτταρική ανοσία. Οι «απαντητές στην T4» διέθεταν στην έναρξη (Τ0) σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ολικών Β-λεμφοκυττάρων [97(93)/μL vs. 51(52)/μL, p: 0,045] και μεταβατικών Β-λεμφοκυττάρων [9(17)/μL vs. 1(2)/μL, p: 0,031] σε σύγκριση με τους «μη-απαντητές». Στην ίδια ομάδα ασθενών, κατά το διάστημα T0-T3, σημειώθηκε αύξηση των ενεργοποιημένων βοηθητικών [7(4)/μL vs. 10(11)/μL, p: 0,001] και κυτταροτοξικών [8(19)/μL vs. 15(16)/μL, p: 0,004] Τ-λεμφοκυττάρων, με παράλληλη μείωση των ανοσολογικώς εξαντλημένων μορφών [130(121)/μL vs. 30(25)/μL, p: 0,001]. Ποσοστιαία, παρατηρήθηκε άνοδος των μνημονικών Β-λεμφοκυττάρων, των Β-λεμφοκυττάρων οριακής ζώνης και των NK T-κυττάρων, ενώ μειώθηκαν οι παρθένες Β-κυτταρικές μορφές. Κατά το διάστημα T3-T4, αυξήθηκε η συγκέντρωση των μεταβατικών Β-λεμφοκυττάρων [1(3)/μL vs. 18(21)/μL, p: 0,003] και η αναλογία των ολικών CD8+ Τ-κυττάρων, ενώ μειώθηκαν τα ενεργοποιημένα CD4+, τόσο σε απόλυτο αριθμό [10(11)/μL vs. 5(5)/μL, p: 0,042], όσο και ποσοστιαία, καθώς και το ποσοστό των NK-T κυττάρων. Στην υποομάδα των 39 ασθενών, η μετάβαση από την T3 στην T4 χαρακτηρίστηκε από αύξηση των CD8+ δραστικών μνημονικών Τ-κυττάρων [CD8+ TEM: 27(26)/μL vs. 44(49)/μL, p: 0,010] και της αναλογίας των CD4+ κεντρικών μνημονικών Τ-κυττάρων (CD4+ TCM), με ταυτόχρονη μείωση των παρθένων CD4+ και CD8+ Τ-κυτταρικών μορφών. Αντιθέτως, τα ανοσολογικώς εξαντλημένα Τ-λεμφοκύτταρα παρέμειναν σταθερά. Τέλος, στην T4, οι «απαντητές» εμφάνισαν χαμηλότερες συγκεντρώσεις CD4+CD28- κυττάρων [63(54)/μL vs. 161(92)/μL, p: 0,026] και υψηλότερους αριθμούς CD8+CD28+ [227(147)/μL vs. 131(121)/μL, p: 0,036] σε σύγκριση με τους «μη-απαντητές». Συμπεράσματα: Η ανάπτυξη ειδικής Τ-κυτταρικής απόκρισης έναντι του SARS-CoV-2 προηγείται χρονικά της χυμικής ανοσίας. Οι «απαντητές» και οι «μη-απαντητές» (μετά την 3η δόση) διαφοροποιούνται σημαντικά ως προς το αρχικό τους ανοσολογικό προφίλ και τη δυναμική των κυτταρικών υποπληθυσμών κατά την παρακολούθηση. Τέλος, η επιτυχής ανοσοποίηση δε συνδυάστηκε με αύξηση των «γηρασμένων» ή «εξαντλημένων» Τ-κυττάρων, αλλά με μια σαφή «στροφή» από παρθένες μορφές προς πιο διαφοροποιημένους και ενεργοποιημένους Τ-κυτταρικούς υποπληθυσμούς.