Covid-19: Ma cos’è l’immunità e come tenteremmo di misurarla una volta ottenuta?

Di recente è stato scritto molto sui meriti di diversi potenziali vaccini per SARS-CoV-2.

Si presume generalmente che “merito” significhi che il vaccino ci renderà immuni. Ma cos’è, esattamente, l’immunità e come tenteremmo di misurarla una volta ottenuta?

La risposta breve è che non misuriamo realmente l’immunità. La risposta più lunga è che a volte abbiamo almeno qualche indizio.

Uno di questi indizi è l’effettiva risposta anticorpale a un’infezione o, implicitamente, la risposta anticorpale a un potenziale vaccino contro di essa. Ma di quali anticorpi rispondenti e di quali parti del virus o dei batteri stiamo parlando?

Etimologicamente parlando, immune significa semplicemente esente, un’esenzione dal dover montare una risposta.

Questa reazione, a sua volta, è una risposta del fuoco, o meglio, infiammazione.

Due articoli recentemente pubblicati su Science Translational Medicine caratterizzano la risposta anticorpale all’infezione con il virus della SARS . Normalmente, questo consiste inizialmente in una risposta anticorpale IgM primaria, che è poi seguita da una risposta IgG, IgA e IgE secondaria che contribuisce alla memoria immunitaria.

Nel primo studio, tuttavia, Sterlin et al. ha misurato la risposta umorale acuta (a breve termine) all’infezione da SARS e ha scoperto che era invece dominata dagli anticorpi IgA.

Hanno misurato sia l’aumento del numero di cellule produttrici di anticorpi, sia i livelli di anticorpi neutralizzanti totali trovati nel siero, nella saliva e nel liquido bronco-alveolare dei pazienti. In teoria, gli anticorpi neutralizzanti sono quelli che possono effettivamente neutralizzare il virus invece di attaccarsi ad esso, bloccando così la malattia.

In pratica, il full nasty viene usato raramente in laboratorio. Invece della SARS bio-infettiva in piena regola, i ricercatori nei laboratori BSl-2 (al contrario dei laboratori BSL-4) usano qualcosa chiamato pseudovirus . Questo è essenzialmente un virus della SARS che è stato paralizzato in qualche modo in modo da non essere più una vera minaccia.

Questo può essere fatto incapsulando il genoma del virus all’interno del rivestimento proteico di un altro tipo di virus. Gli scienziati possono anche modificare o inattivare le proteine ​​di superficie con altri mezzi o fornire i componenti necessari separatamente utilizzando un qualche tipo di virus helper. In genere, una volta all’interno di una cellula sensibile, uno pseudovirus sarà nella migliore delle ipotesi in grado di replicarsi una sola volta.

I ricercatori hanno scoperto che mentre gli altri componenti Ig sono stati alla fine rilevati, erano gli anticorpi IgA a sostenere il carico. Le concentrazioni sieriche di IgA sono diminuite notevolmente entro un mese dall’infezione, ma le IgA neutralizzanti sono rimaste rilevabili nella saliva fino a 73 giorni.

Notano che questi risultati sollevano domande critiche su quali tipi di anticorpi dovrebbero essere presi di mira dai regimi vaccinali per prevenire l’infezione o la reinfezione.

Nel secondo articolo, gli autori Wang et. al. giungere a conclusioni simili. Inoltre dimostrano ulteriormente che la dimerizzazione dell’IgA aumenta la sua potenza rispetto alla forma monomerica. La forma mucosa di IgA appare prevalentemente come un dimero di due monomeri di IgA legati insieme in modo covalente dalla catena J.

Sebbene non spieghino come tutto ciò avvenga, notano che la successiva reticolazione della proteina spike sulla superficie virale migliora la capacità neutralizzante direttamente o con qualche altro metodo per aumentare l’affinità apparente.

Allo stesso modo, sembra che i frammenti Fab monovalenti di anticorpi IgG sierici siano molto meno potenti dell’anticorpo completo. Gli autori propongono inoltre che la maggiore flessibilità e il cardine più lungo del sottotipo IgA1, rispetto all’IgG, avrebbero una migliore interazione con i picchi di SARS.

Guardando oltre il dominio critico di legame del recettore della proteina spike, la RBD, molti altri possibili bersagli anticorpali stanno ora diventando più visibili. Un recente studio sull’immunopeptidoma di classe II dell’antigene leucocitario umano ha rivelato che le cellule dendritiche del sistema immunitario mostrano frammenti peptidici che coprono l’intera proteina spike.

Gli autori hanno anche scoperto che, sebbene i peptidi HLA-II provenienti da 11 località fossero presentati nella maggior parte dei donatori analizzati, la loro correlazione con i frammenti peptidici previsti era bassa.

Negli ultimi tempi gli studi sulla proteomica, come il lavoro sull’immunopeptidoma, sono stati oggetto di attenzione. Se il numero di immagini dei cosiddetti grafici dei vulcani che raffigurano i cambiamenti nei livelli di proteine ​​presenti negli articoli di Phys.org è un indicatore dei tempi, il lunedì in particolare è stato un giorno molto esplosivo.

Tuttavia, è stato recentemente pubblicato un articolo curioso sulla formazione di dimeri proteici, proprio come l’IgA qui in discussione. Affermava che una semplice regola guida l’evoluzione di quella che chiamano complessità inutile. In altre parole, i complessi proteici, come i dimeri, non sorgono come un aumento della forma fisica, ma piuttosto derivano da un processo inesorabile che hanno soprannominato il cricchetto idrofobo.

Il loro cricchetto richiede che quando si verificano inevitabilmente mutazioni e creano nuove regioni idrofobiche nelle proteine, rispondano aggregandosi in complessi senza necessariamente aumentare alcuna funzione utile. Poiché mutazioni altrimenti deleterie possono essere efficacemente nascoste in queste interfacce, ora è corrispondentemente più difficile sbarazzarsi di questi complessi poiché non sono esposti a forze di selezione purificanti – se, cioè, credi che questa misteriosa forza purificante esista davvero. Come Luca Turin forse ha osservato ieri su Twitter in modo acuto: “C’è metà della proteomica”.

Per ora, la questione della dimerizzazione delle IgA potrebbe attendere ulteriori studi. Mentre i risultati sottoposti a revisione paritaria di nuovi vaccini, come i vaccini a mRNA di Pfizer e Moderna, o i vaccini a base di vettori virali di Oxford / Astrazeneca iniziano a diffondersi nella blogosfera e oltre, rimangono importanti domande.

A volte gli esperti sembrano ancora discutere se il lancio iniziale del vaccino debba essere un privilegio o una punizione. Ad esempio, mentre molti sostengono un accesso avanzato speciale alle persone svantaggiate, altrettanti lo considerano problematico. 

Al baluardo del buon senso al Dipartimento di Sanità della Cornell, sono già arrivati ​​al punto di dire che chiunque si identifichi come una persona di colore che percepisce le ingiustizie storiche può chiedere segretamente di essere esentato da qualsiasi loro nuovo requisito obbligatorio di vaccinazione.

Nello schema più ampio delle cose, l’immunità vaccinale potrebbe rivelarsi una cosa inestimabile da avere. Altrove, alcuni altri hanno suggerito che probabilmente tutti dovrebbero essere trattati alla pari, almeno quando si tratta di nuovi vaccini sperimentali.

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Negli ultimi 18 anni, tre nuovi coronavirus hanno attraversato la barriera delle specie per infettare gli esseri umani e causare la trasmissione da uomo a uomo. Inoltre, quattro coronavirus umani stagionali (cioè 229E, NL63, OC43 e HKU1) sono stati identificati come responsabili fino a un terzo delle infezioni del tratto respiratorio superiore acquisite in comunità.

I coronavirus compongono una famiglia all’interno dell’ordine dei Nidovirales e si replicano utilizzando un insieme annidato di mRNA. Sebbene la maggior parte dei coronavirus umani siano stati betacoronavirus, due dei virus stagionali (cioè 229E e NL63) sono alfacoronavirus, il che mostra che entrambi i sottogruppi virali sono importanti patogeni umani.

A dicembre 2019, a Wuhan, in Cina, è emerso un nuovo coronavirus che causa la sindrome respiratoria acuta grave (SARS). La sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) da allora ha causato una pandemia che ha coinvolto praticamente tutti i paesi. Al 5 ottobre 2020, la nostra conoscenza di SARS-CoV-2 ha avuto solo mesi per accumularsi (figura 1).

Sebbene i ricercatori capiscano di più sull’immunità ad altri coronavirus umani che sull’immunità al SARS-CoV-2, anche questa conoscenza è scarsa. Per ragioni che sono poco conosciute, l’immunità ai coronavirus umani stagionali tende ad essere di breve durata, da 80 giorni a pochi anni.

Sono state documentate reinfezioni con tre dei quattro coronavirus umani stagionali (cioè 229E, NL63 e OC43). La reinfezione, dopo l’infezione documentata, è stata dimostrata in pazienti con SARS-CoV-2.1 Non è chiaro se tale reinfezione rappresenti un’immunità protettiva non durevole, diversi ceppi dello stesso virus o entrambi.2

Nei pazienti affetti da sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 1 (SARS-CoV-1) o coronavirus sindrome respiratoria mediorientale, il rilevamento di marcatori di immunità umorale è stato misurabile per 2-3 anni, ma questi marcatori erano assenti quando i pazienti sono stati nuovamente testati 5-6 anni dopo.3, 4 Comprendere i meccanismi dell’immunità di breve durata dopo un’infezione virale viva è importante perché questi processi potrebbero avere notevoli implicazioni per la protezione e la durata dell’immunità indotta dai vaccini.

Poiché il numero di pazienti infetti da SARS-CoV-2 continua ad aumentare, l’identificazione, la valutazione e la comprensione della risposta immunitaria all’infezione da SARS-CoV-2 diventa ancora più essenziale (figura 2). C’è poca conoscenza dell’immunità post-infezione alla SARS-CoV-2 e i fattori biologici e genetici responsabili dell’ampio spettro di gravità della malattia rimangono poco chiari.

I dati suggeriscono che gli anticorpi non coordinati o parzialmente neutralizzanti e le risposte dei linfociti T CD4 + e CD8 + potrebbero essere associati alla gravità del COVID-19, essendo l’età un fattore di rischio.5 Informazioni sulla durata dell’immunità all’infezione da SARS-CoV-2, e gli obiettivi delle risposte dei linfociti B e dei linfociti T possono aiutare nel continuo sviluppo delle generazioni successive di nuovi vaccini e terapie.

Esaminiamo quindi le attuali conoscenze relative all’immunità umorale e cellulare a SARS-CoV-2 negli esseri umani e la sua applicazione allo sviluppo di vaccini.

Immunità umorale a SARS-CoV-2
Le risposte immunitarie umorali a SARS-CoV-2 sono mediate da anticorpi diretti alle glicoproteine ​​di superficie virali, principalmente la glicoproteina spike e la proteina nucleocapsidica (figura 3). Tali anticorpi neutralizzano l’infezione virale di cellule e tessuti umani che esprimono l’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2).

La glicoproteina spike da 180 kDa contiene due subunità (cioè, N-terminale S1 e C-terminale S2) ed è considerata un importante determinante antigenico in grado di indurre una risposta immunitaria protettiva.6 La subunità S1 possiede un dominio di legame del recettore (RBD; residui 331-524), che media il legame virale ai recettori ACE2 funzionali sulle cellule sensibili ed è l’obiettivo principale degli anticorpi neutralizzanti SARS-CoV-2.7, 8

Il ruolo principale degli anticorpi neutralizzanti è il legame dell’antigene e l’interazione con le cellule che portano i recettori Fc γ per modulare le successive risposte immunitarie. Notevoli risposte IgG contro le proteine ​​SARS-CoV-2 (p. Es., Proteina nucleocapsidica, S1, ORF9b, nsp5 e altre; figura 3) sono state rilevate in campioni di siero convalescente di pazienti che si sono ripresi da COVID-19 mediante l’uso di SARS-CoV -2 tecnologia microarray del proteoma 9

Gli anticorpi neutralizzanti funzionali specifici per SARS-CoV-2 che vengono prodotti a seguito di infezione, vaccinazione o entrambe (glicoproteina anti-spike e anti-RBD) sono considerati importanti per la neutralizzazione virale e la clearance virale e sono quantificati mediante l’uso di test di neutralizzazione in vitro .

Per questi motivi, i titoli anticorpali potrebbero essere buoni biomarcatori per l’efficacia protettiva degli anticorpi e per le risposte immunitarie umorali di successo dopo l’esposizione a SARS-CoV-2.10 In effetti, una forte correlazione (intervallo r 0 · 87-0 · 94) tra le risposte anticorpali neutralizzanti contro la glicoproteina spike, la proteina nucleocapsidica e le proteine ​​RBD rilevate dal test di neutralizzazione della riduzione della placca e quelle rilevate dagli ELISA sono state riportate in pazienti con COVID-19.10 confermato dalla PCR.

Risposte IgG, IgM e IgA alla proteasi simile alla cisteina SARS-CoV-2 sono state segnalate anche in pazienti con COVID-19 e queste risposte si correlano bene con i titoli anticorpali verso la proteina nucleocapside.11

Studi di alta qualità che esaminano la durata della protezione da anticorpi neutralizzanti funzionali e il potenziale di reinfezione sono necessari in grandi coorti di pazienti con COVID-19 per comprendere e caratterizzare ulteriormente l’immunità specifica per SARS-CoV-2.

La maggior parte dei pazienti con COVID-19 o quelli che sono convalescenti hanno risposte IgM, IgA e IgG specifiche per il virus nei giorni successivi all’infezione, suggerendo che gli anticorpi mediano l’immunità protettiva a SARS-CoV-2.12, 13 La cinetica complessiva della risposta anticorpale contro SARS-CoV-2 sono analoghi a quelli per SARS-CoV-1, che sono caratterizzati da una robusta sieroconversione (IgM e IgG) 7-14 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi e da concentrazioni di anticorpi persistenti per settimane o mesi dopo l’infezione e la clearance virale.14

Uno studio longitudinale che ha valutato la cinetica degli anticorpi specifici della glicoproteina spike in pazienti con COVID-19 ha rilevato che gli anticorpi IgA sono stati prodotti precocemente (nella prima settimana) e hanno raggiunto il picco di concentrazione a 20-22 giorni, mentre gli anticorpi IgM hanno raggiunto titoli elevati a 10– 12 giorni che successivamente sono diminuiti 18 giorni dopo la comparsa dei sintomi

Uno studio di sieroprevalenza che ha esaminato le risposte IgG al picco di glicoproteina in 40 pazienti con COVID-19 dopo l’insorgenza dei sintomi ha riportato che i titoli di IgG sono aumentati durante le prime 3 settimane e hanno iniziato a diminuire di 8 settimane.15

In soggetti con COVID-19 lieve, un rapido declino di titoli IgG specifici per RBD entro 2-4 mesi è stato osservato in diversi studi, suggerendo che l’immunità umorale indotta da SARS-CoV-2 potrebbe non essere di lunga durata in soggetti con malattia lieve.16, 17 Risultati simili sono stati riportati con risposte anticorpali specifiche per la proteina nucleocapside SARS-CoV-2. 18

Uno studio prospettico su 67 pazienti con COVID-19 che avevano titoli elevati (titolo di picco> 2 volte il valore limite per un risultato positivo) di IgM specifiche per nucleocapside (fino a 1: 800) e IgG (fino a 1:60) dopo l’insorgenza dei sintomi ha rilevato che i titoli anticorpali erano significativamente più alti nei pazienti con malattia grave rispetto a quelli senza malattia grave ed erano associati a risultati clinici.19

Inoltre, i pazienti con COVID-19 e titoli IgG bassi (cioè, titolo di picco 1-2 volte il valore di cutoff per un risultato positivo) hanno avuto un tasso più elevato di clearance virale rispetto ai pazienti con COVID-19 e titoli IgG elevati (cioè, forti risposta anticorpale), suggerendo ancora una volta che forti risposte anticorpali potrebbero essere associate a malattie più gravi, e risposte anticorpali basse potrebbero essere associate a tassi più elevati di clearance virale.19

Tuttavia, uno studio completo sull’immunità adattativa alla SARS-CoV-2, che ha esaminato anche l’associazione con la gravità della malattia, ha mostrato che la concentrazione di anticorpi neutralizzanti non era correlata alla gravità del COVID-19, indicando che anche le risposte immunitarie cellulari sono importanti per la risoluzione Infezione da SARS-CoV-2 5

Un rapporto sulla valutazione immunologica dei pazienti con infezioni acute SARS-CoV-2 sintomatiche e asintomatiche ha rilevato che i titoli di IgG erano molto più alti negli individui sintomatici rispetto a quelli asintomatici (rapporto mediano segnale-cutoff 20,5 [IQR 5 · 8–38 · 2] vs 3 · 4 [1 · 6–10 · 7]; p = 0 · 005) nelle 3-4 settimane dopo l’esposizione a SARS-CoV-2.20

Nella fase di convalescenza (cioè 8 settimane dopo la dimissione dall’ospedale), i titoli di IgG negli individui sintomatici sono rimasti significativamente più alti di quelli negli individui asintomatici (p = 0 · 002). In particolare, i titoli delle IgG sono diminuiti durante la fase di convalescenza in 30 (97%) dei 31 individui sintomatici e in 28 (93%) dei 30 individui asintomatici, con quattro (13%) individui sintomatici e 12 (40%) individui asintomatici che diventavano Sieronegativi IgG entro 2-3 mesi dall’infezione.20 Altri studi COVID-19 hanno riportato risultati simili che indicano che le risposte anticorpali dopo l’infezione da SARS-CoV-2 hanno una breve durata (p. Es., 3-4 mesi) .16, 21

Uno studio islandese ha riportato che 1107 (91,1%) su 1215 individui risultati positivi per SARS-CoV-2 mediante PCR sono rimasti sieropositivi 4 mesi dopo la diagnosi, senza riduzione dei titoli anticorpali22. Sono necessari ulteriori studi longitudinali per comprendere ulteriormente la dinamica degli anticorpi indotti da SARS-CoV-2 nelle popolazioni e il ruolo che questi anticorpi hanno nel rischio e nella gravità del COVID-19. Tale conoscenza è rilevante per diagnosticare precocemente i pazienti con COVID-19 e per esaminare l’incidenza delle infezioni (cliniche e subcliniche) in diverse popolazioni.

È importante capire se e come altri fattori (p. Es., Età, razza, etnia, sesso, indice di massa corporea e abitudine al fumo) potrebbero influenzare le risposte sierologiche e immunitarie durante l’infezione da SARS-CoV-2. In una coorte di 20 pazienti con COVID-19, le risposte IgG specifiche per S1 erano significativamente più alte nelle donne anziane (> 40 anni) rispetto alle donne più giovani (<40 anni) e negli uomini, il che implica che le donne anziane potrebbero sviluppare risposte anticorpali più efficacemente di fare altri gruppi 9

In 149 individui convalescenti, tuttavia, gli uomini avevano titoli IgG neutralizzanti la glicoproteina anti-RBD e anti-spike significativamente più alti rispetto alle donne.23 Risposte anticorpali specifiche per sesso contro SARS-CoV-2 sono state trovate anche nella popolazione islandese, 22 e a un piccolo studio ha mostrato differenze specifiche per sesso nelle risposte innate, anticorpali e dei linfociti T all’infezione da SARS-CoV-2.24

Per quanto riguarda l’età, i pazienti più anziani (60-85 anni) e di mezza età (40-59 anni) avevano titoli significativamente più alti di anticorpi neutralizzanti SARS-CoV-2 rispetto ai pazienti più giovani (15-39 anni) .25 Due studi hanno ha identificato mutazioni genetiche congenite che interrompono le risposte dell’interferone di tipo I26 e la produzione geneticamente guidata di autoanticorpi che bloccano la funzione dell’interferone di tipo I27 come fattori di rischio per COVID-19 grave.

Questi risultati suggeriscono che questa risposta immunitaria innata ha un ruolo importante nella protezione contro l’infezione da SARS-CoV-2 e forniscono una potenziale spiegazione per l’ampia varietà di fenotipi della malattia clinica.

Si stima che la mitigazione efficace della trasmissione di SARS-CoV-2 inizi una volta che l’immunità della mandria raggiunge e si mantiene al 70% .28 Non esiste un’immunità preesistente a SARS-CoV-2 nella popolazione, tranne che attraverso la reattività crociata (antigeni virali condivisi o epitopi) con altri coronavirus. Non è noto se l’immunità preesistente ai comuni coronavirus stagionali umani possa offrire un certo grado di protezione crociata.

Chiaramente, un vaccino efficace e sicuro per COVID-19 sarebbe un modo ideale per ottenere l’immunità della mandria.28 Sarà fondamentale comprendere la cinetica, la durata e l’entità della protezione dalle risposte anticorpali indotte dal vaccino. I correlati immunologici di protezione contro SARS-CoV-2 sono sconosciuti e il ruolo di anticorpi specifici (e cellule T) nell’eliminazione dell’infezione non è stato ancora identificato in modo definitivo nell’uomo.

I dati provenienti da studi su macachi rhesus infettati con SARS-CoV-2 hanno dimostrato il ruolo protettivo degli anticorpi neutralizzanti contro la sfida virale; tuttavia, questo ruolo non è stato stabilito negli esseri umani.29 In questa fase, lo sviluppo clinico e la valutazione dei vaccini contro SARS-CoV-2 sarebbero notevolmente facilitati dall’identificazione di un correlato della protezione indotta dal vaccino.

Immunità cellulare a SARS-CoV-2

I rapporti iniziali sull’immunità cellulare a SARS-CoV-2 consistevano in rapporti di casi con un piccolo numero di pazienti, 30, 31, 32 che hanno indicato che la proporzione di cellule T CD38 +, HLA-DR + (sia CD4 + che CD8 +) aumenta durante il primi 7-10 giorni di sintomi COVID-19 e inizia a tornare al valore basale intorno al giorno 20.

I linfociti T specifici per SARS-CoV-2 esprimono perforina 1 e granzimi dopo restimolazione in vitro con antigeni virali. In alcuni rapporti, ma non in altri, l’aumento della proporzione di cellule T specifiche per SARS-CoV-2 sembrava essere correlato alla gravità della malattia; 33, 34 questo risultato rappresenta un’importante domanda senza risposta che potrebbe influenzare lo sviluppo del vaccino.

Una malattia grave è stata anche collegata a una maggiore riduzione della conta dei linfociti T CD4 + e CD8 + periferici rispetto alla malattia non grave, suggerendo un legame tra la gravità della malattia e la dimensione della risposta immunitaria cellulare; tuttavia, sono necessari studi più ampi per supportare ulteriormente una correlazione.

Braun e colleghi35 hanno valutato le risposte dei linfociti T ai peptidi derivati ​​dalla glicoproteina spike SARS-CoV-2 utilizzando l’espressione di marcatori di attivazione (recettore ligando 4-1BB e CD40-L) per identificare le cellule T CD4 + specifiche dell’epitopo. Le cellule T attivate da HLA-DR + e CD38 + specifiche per la glicoproteina spike erano rilevabili in 15 (83%) di 18 pazienti con COVID-19.30, 31, 32

In particolare, Braun e colleghi35 hanno identificato cellule T reattive alla glicoproteina spike in 24 (35%) di 68 partecipanti sani che non erano risultati positivi per COVID-19. Il ruolo di queste cellule reattive SARS-CoV-2 preesistenti in COVID-19 è sconosciuto, ma Braun e colleghi35 hanno ipotizzato che la presenza e l’assenza di queste cellule potrebbe contribuire alle diverse manifestazioni cliniche di COVID-19.

Grifoni e colleghi33 hanno utilizzato algoritmi di predizione HLA e megapool peptidici per identificare cellule T specifiche per SARS-CoV-2 in dieci pazienti con COVID-19 e 11 partecipanti di controllo sani e non esposti. Risposte delle cellule T CD4 + specifiche del virus sono state rilevate in sette (70%) pazienti con COVID-19 e risposte delle cellule T CD8 + specifiche del virus sono state rilevate in tutti e dieci i pazienti con COVID-19, indicando ulteriormente che la maggior parte degli individui può sviluppare T- risposte delle cellule a SARS-CoV-2.

Il riconoscimento degli antigeni SARS-CoV-2 da parte di cellule T preesistenti e cross-reattive create durante una precedente infezione con coronavirus umani potrebbe anche contribuire alla frequente presenza di cellule T reattive a SARS-CoV-2 in pazienti con COVID-19. 

La risposta delle cellule T CD4 + consisteva prevalentemente in cellule T-helper-1 (Th1), caratterizzate da alte concentrazioni di secrezione di IFNγ e una propensione per la glicoproteina spike strutturale, la proteina di membrana e la proteina nucleocapsidica (in quest’ordine), sebbene Sono state prese di mira anche proteine ​​non strutturali (cioè, nsp3, nsp4 e ORF8).

Le risposte dei linfociti T CD8 + specifiche per SARS-CoV-2 hanno prodotto IFNγ e fattore di necrosi tumorale (TNF) α, che riflettono anche una risposta distorta verso le cellule Th1. Il pattern di immunodominanza differiva dalla risposta delle cellule Th, ma il pattern mostrava anche una preferenza per le proteine ​​strutturali rispetto alle proteine ​​non strutturali (in ordine di preferenza: glicoproteina spike, proteina di membrana, nsp6, nucleocapside, ORF8 e ORF3a; figura 3).

I donatori non esposti avevano anche cellule T CD4 + (sei [60%] su dieci) e cellule T CD8 + (quattro [36%] su 11) reattive ai peptidi SARS-CoV-2, suggerendo che la reattività crociata delle cellule T potrebbe essere comune. Peng e colleghi36 hanno valutato le risposte dei linfociti T in 42 pazienti che si erano ripresi da COVID-19 e 19 controlli non esposti utilizzando una strategia di pool di peptidi sovrapposti che copriva ciascuna proteina virale, ad eccezione di ORF1.

Peng e colleghi36 hanno anche notato che sia la risposta dei linfociti T CD4 + che quella dei linfociti T CD8 + erano principalmente distorte verso le cellule Th1, con la produzione di IFNγ, IL-2 e TNFα, e hanno scoperto che la glicoproteina spike era immunodominante. 

In entrambi gli studi, la forza e l’ampiezza della risposta immunitaria erano aumentate nei pazienti con malattia grave rispetto ai pazienti con malattia lieve, e c’era una considerevole variabilità interindividuale nella risposta; tuttavia, alcuni peptidi erano più comunemente presi di mira rispetto ad altri.

Una valutazione più approfondita delle risposte delle cellule T in 203 pazienti con COVID-19 ha rilevato che le cellule T specifiche del virus mostravano un fenotipo citotossico attivato durante l’infezione acuta, mentre le cellule T specifiche del virus valutate durante la fase di convalescenza avevano un fenotipo della memoria ed erano polifunzionali, con sia le cellule T CD4 + che le cellule T CD8 + che esprimevano IFNγ, IL-2 e TNFα.37 In particolare, le risposte delle cellule T erano rilevabili in individui che si stavano riprendendo da COVID-19 lieve che non avevano risposte anticorpali rilevabili alla SARS- CoV-2.37

Nella prima segnalazione di un vaccino SARS-CoV-2 (un vaccino adenovirus con vettore di sierotipo 5 che esprime la glicoproteina spike) negli esseri umani, le risposte delle cellule T nei 108 destinatari del vaccino sono state misurate da un immunospot collegato all’enzima IFNγ e da citochine intracellulari colorazione dopo stimolazione con peptidi glicoproteici spike sovrapposti.38 ​​Le risposte delle cellule T da cellule T CD4 + e cellule T CD8 + erano rilevabili 14 e 28 giorni dopo la vaccinazione.

Le cellule T rispondenti hanno anche prodotto IL-2, TNFa o entrambi. Le cellule T CD4 + avevano maggiori probabilità di essere polifunzionali rispetto alle cellule T CD8 +. Le risposte delle cellule T pre-vaccinazione alla glicoproteina spike SARS-CoV-2 erano minime o inesistenti in tutti i pazienti, suggerendo che questa popolazione non aveva un’immunità delle cellule T cross-reattiva. Resta da vedere l’entità della reattività crociata tra le risposte delle cellule T a SARS-CoV-1 e SARS-CoV-2.

Le risposte delle cellule T helper follicolari (Tfh) sono cruciali per lo sviluppo di una robusta immunità umorale attraverso la formazione di centri germinali e la fornitura di co-stimolazione (p. Es., Interazioni CD40-CD40-L) e citochine (p. Es., IL-21) per Cellule B. 39

Uno studio post mortem su individui deceduti a causa di COVID-19 ha rilevato un’assenza di centri germinali e un’assenza di cellule BCL-6 + Tfh, 40 suggerendo che un’attivazione inadeguata della risposta Tfh è un possibile meccanismo per la carenza di risposte anticorpali durevoli a SARS-CoV-2.

Tuttavia, uno studio di sequenziamento dell’RNA a cellula singola della risposta delle cellule T CD4 + a SARS-CoV-2 ha rilevato una percentuale maggiore di cellule Tfh nei pazienti con malattia grave rispetto ai pazienti con malattia lieve.41 Gli autori hanno riferito che i cluster cellulari si arricchivano in Le cellule T CD4 + specifiche per SARS-CoV-2 hanno espresso i geni Tfh canonici (p. Es., CXCL13, IL21 e BTLA), indicando che l’infezione da SARS-CoV-2 porta alla produzione di cellule Tfh.

I fattori di rischio per COVID-19 grave sono anche associati ad un aumento del numero di cellule T-helper-17 (Th17), 42 ed è dimostrato che le cellule Th17 che si accumulano nei polmoni possono contribuire all’eccessiva infiammazione osservata in COVID-19.43, 44
Diversi i primi rapporti hanno riscontrato una riduzione statisticamente significativa della conta dei linfociti T nei pazienti con COVID-19,45, 46 con ulteriori studi che riportano l’esaurimento funzionale dei linfociti T rimanenti.47, 48, 49

Tuttavia, i suddetti studi che hanno esaminato le risposte immunitarie cellulari specifiche per SARS-CoV-2 non hanno riportato risultati simili, sebbene le risposte delle cellule T CD4 + siano chiaramente più robuste delle risposte delle cellule T CD8 +. Possibilmente, differenze nella tempistica dello studio (p. Es., Durante la malattia acuta rispetto alla fase di convalescenza), definizioni variabili di malattia lieve e grave e altri fattori hanno contribuito ai risultati contrastanti.

Un rapporto di Laing e colleghi50 ha cercato di identificare una firma immunitaria nei pazienti con COVID-19 che potrebbe essere utilizzata per guidare l’assistenza clinica e il trattamento. Oltre allo sviluppo di risposte immunitarie umorali e cellulo-mediate specifiche per SARS-CoV-2, gli autori hanno trovato diverse caratteristiche aggiuntive che potrebbero distinguere tra pazienti con COVID-19 e pazienti che si erano ripresi da COVID-19 e pazienti non esposti controlli.

Queste caratteristiche nei pazienti con COVID-19 includevano la sovraregolazione delle chemochine 10 con motivo IL-6, IL-8, IL-10 e CXC; cellule T a ciclo rapido che esprimono marcatori di esaurimento (PD-1 e HAVcr-2); esaurimento sia delle cellule αβT che delle cellule γδT; diminuzione dell’effettore naturale e delle cellule B CD5 +; aumento del numero di neutrofili; e uno spostamento nella frequenza delle cellule dendritiche mieloidi CD11 + rispetto a quelle mieloidi CD11. Un ulteriore esame di queste alterazioni potrebbe fornire informazioni sulla presentazione della malattia.

Anche terapie mirate per invertire o ridurre al minimo questi cambiamenti (p. Es., Soppressione della produzione di citochine infiammatorie) potrebbero fornire benefici clinici.
Nel complesso, i dati attuali mostrano che sia la risposta dei linfociti T CD4 + che quella dei linfociti T CD8 + si verificano nella maggior parte dei pazienti infettati da SARS-CoV-2 entro 1-2 settimane dall’insorgenza dei sintomi e producono principalmente citochine Th1. La frequenza delle cellule T CD4 + mirate alla glicoproteina spike è correlata ai titoli anticorpali neutralizzanti, 33 suggerendo che la risposta delle cellule T potrebbe variare anche tra individui con diverse gravità della malattia.

Due piccoli studi37, 51 hanno anche suggerito che alcuni individui esposti a SARS-CoV-2 sviluppano risposte specifiche di memoria dei linfociti T in assenza di anticorpi specifici, indicando che l’immunità cellulare potrebbe essere indotta da SARS-CoV-2 in assenza di risposte immunitarie. Il contributo dell’immunità cellulare alla protezione contro COVID-19 non è attualmente chiaro; tuttavia, una risposta immunitaria equilibrata composta da titoli elevati di anticorpi neutralizzanti e cellule T con polarizzazione Th1 sarà probabilmente ottimale.

Anche il ruolo delle risposte dei linfociti T CD8 + nella protezione contro COVID-19 non è chiaro, con alcune prove che suggeriscono che le risposte dei linfociti T CD8 + sono più forti nei pazienti con malattia lieve rispetto ai pazienti con malattia grave.36, 37 Ulteriori ricerche sulla cellula La risposta immunitaria ai vaccini SARS-CoV-2 e COVID-19 sarà necessaria per testare questa ipotesi. Alcuni, ma non tutti, gli studi di fase 1/2 dei vaccini COVID-19 hanno esaminato l’immunità cellulare; pertanto, questa ipotesi non può essere completamente risolta.

Vaccini contro SARS-CoV-2

I vaccini contro SARS-CoV-2 che suscitano risposte immunitarie protettive sono fondamentali per la prevenzione e la mitigazione della morbilità e mortalità causate dall’infezione da SARS-CoV-2. Le attuali conoscenze suggeriscono che una risposta immunitaria cellulare umorale e Th1-diretta equilibrata potrebbe essere importante per la protezione da COVID-19 e per evitare la malattia potenziata dal vaccino.52

Vari vaccini candidati sono in fase di sviluppo e test, inclusi vaccini a base di acidi nucleici, vaccini con virus inattivati, vaccini vivi attenuati, vaccini a subunità proteica o peptidica e vaccini a vettore virale (tabella). Ciascun approccio presenta vantaggi e svantaggi, che sono stati esaminati altrove.53, 54, 55

I candidati front runner sono tutti amministrati per via intramuscolare; pertanto, l’attenzione si concentra sulla valutazione delle risposte immunitarie nel sangue piuttosto che su quelle nelle superfici mucose. Il ruolo dell’immunità della mucosa non dovrebbe essere sottovalutato e diverse formulazioni di vaccini intranasali sono allo studio.56, 57, 58

Tabella Studi clinici sul vaccino COVID-19

	Tipo di vaccino	Posizione	Numero di prova
Solo prove di fase 1
Inovio	DNA (INO-4800)	USA	NCT04336410
Genexine	DNA (GX-19)	Corea del Sud	NCT04445389
Accademia di scienze militari; Suzhou Abogen Biosciences; Walvax Biotechnology	mRNA (ARCoV)	Cina	..
ReiThera; Lazzaro Spallanzani National Institute for Infectious Diseases	Gorilla adenovirus vector (GRAd-CoV2)	Italy	NCT04528641
Clover Pharmaceuticals; Dynavax Technologies	Proteine ​​(SCB-2019)	..	NCT04405908
Vaxine	Proteina	Australia	NCT04453852
Medicago; GSK; Dynavax Technologies	Particella simile a virus	USA	NCT04450004
Università del Queensland; CSL	Proteine	Australia	NCT04495933
Kentucky Bioprocessing	pianta	USA	NCT04473690
Medigen; Dynavax Technologies	Proteine ​​(MVC-COV1901)	Taiwan	NCT04487210
Adimmune	Proteine ​​(AdimrSC-2f)	Taiwan	NCT04522089
Ospedale della Cina occidentale dell’Università di Sichuan	Proteina	Cina	NCT04470609
Sanofi; GSK	Proteina	..	NCT04537208
Merck; Istituto Pasteur	Vettore di morbillo	Francia	NCT04497298
Istituto di ricerca per problemi di sicurezza biologica	Virus inattivato (QazCovid)	Kazakistan	NCT04530357
Themis; Merck; Centro per la ricerca sui vaccini dell’Università di Pittsburgh	Virus della stomatite vescicolare vettoriale (COVID-19–101)	Belgio; Francia	NCT04497298
Symvivo	Orale (bacTRL-Spike)	USA; Canada	NCT04334980
Prove di fase 1 e fase 2
Imperial College di Londra; Morningside Ventures	RNA autoamplificante	UK	..
AnGes; Università di Osaka; Takara Bio	DNA (AG0302-COVID19)	Giappone	NCT0452708 ; NCT04463472
Arcturus; Duke-NUS Medical School	mRNA (LUNAR-COV19)	Singapore	NCT04480957
Johnson & Johnson; Beth Israel Deaconess Medical Center	Vettore di adenovirus sierotipo 26 (Ad26.COV2-S)	USA	NCT04436276
Novavax	Nanoparticelle (NVX-CoV2373)	STATI UNITI D’AMERICA; Sud Africa	NCT04533399
Finlay Vaccine Institute	Proteine ​​(Sovereign 1)	Cuba	..
Vector Institute	Peptide (EpiVacCorona)	Russia	NCT04527575
Bharat Biotech; Consiglio indiano di ricerca medica; Istituto Nazionale di Virologia	Virus inattivato (Covaxin)	India	NCT04471519
Anhui Zhifei Longcom Biofarmaceutica; Istituto di microbiologia dell’Accademia cinese delle scienze	Proteina	Cina	..
Zydus Cadila	DNA (ZyCoV-D)	India	..
Curevac	mRNA (CVnCoV)	Germania, Belgio	NCT04449276 ,  NCT04515147
Prove di fase 3
AstraZeneca; University of Oxford (30.000 partecipanti)	Adenovirus scimpanzé (ChAdOx1 / AXD1222)	UK; India; Brasile, Sud Africa; Stati Uniti d’America	NCT04516746
Moderna; National Institutes of Health (30.000 partecipanti)	RNA (mRNA-1273)	USA	NCT04470427
Pfizer; BioNTech (44000 partecipanti)	RNA (BNT162b1 e BNT162b2)	USA	NCT04368728
The Janssen Pharmaceutical Companies of Johnson & Johnson (60000 partecipanti)	Vettore di adenovirus sierotipo 26 (Ad26.COV2.S)	STATI UNITI D’AMERICA; Argentina; Brasile; Chile; Columbia; Messico; Perù; Filippine; Sud Africa; Ucraina	NCT04505722
Il Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology; Accademia di scienze mediche militari (40000 partecipanti)	Vettore dell’adenovirus sierotipo 5 e vettore dell’adenovirus sierotipo 26 (Sputnik V)	Russia	NCT04530396
CanSino Biologics; Accademia di scienze mediche militari (40000 partecipanti)	Vettore di adenovirus sierotipo 5 (Ad5CoV)	Cina; Pakistan	NCT04526990
Sinovac Biotech (9000 partecipanti)	Virus inattivato (CoronaVac)	Brasile; Indonesia	..
Sinopharm; Wuhan Institute of Biological Products (21000 partecipanti)	Virus inattivato	Gli Emirati Arabi Uniti; Bahrein; Perù; Marocco; Argentina; Giordania	..
Sinopharm; Beijing Institute of Biological Products (5000 partecipanti)	Virus inattivato (BBIBP-CorV)	Gli Emirati Arabi Uniti	..

Ad agosto 2020, più studi clinici di fase 3 sui vaccini, ciascuno dei quali coinvolgeva decine di migliaia di partecipanti, erano iniziati in varie località geografiche (ad esempio, Stati Uniti, Regno Unito, Emirati Arabi Uniti, Marocco, Argentina, Perù, Brasile, Indonesia, Russia, Cina e Sud Africa).

I risultati provvisori di questi studi dovrebbero essere disponibili alla fine del 2020 e forniranno una prima indicazione dell’efficacia e della sicurezza dei vaccini COVID-19. In particolare, alcuni studi di fase 3 sono progettati e statisticamente basati sull’outcome primario della prevenzione del COVID-19 grave.

Questo progetto potrebbe essere problematico in termini di numero sufficiente di partecipanti. Negli Stati Uniti, la Food and Drug Administration ha emesso una guida in cui si afferma che un vaccino COVID-19 dovrebbe proteggere almeno il 50% delle persone vaccinate per essere considerato efficace.59 Inoltre, la determinazione della sicurezza sarà limitata nel potere statistico nella maggior parte degli studi. , in particolare per eventi avversi non comuni. 

In particolare, pochi studi includono persone di età inferiore ai 18 anni ed è probabile che arruoleranno un numero sufficiente di persone di età superiore ai 55 anni (in particolare quelli in situazioni di vita congregata), e tutti gli studi attualmente escludono donne incinte.

Sono state identificate molte mutazioni di SARS-CoV-2; 60 quindi, lo sviluppo del vaccino potrebbe essere ostacolato se il virus in seguito sfuggisse all’immunità alla glicoproteina spike usata per costruire il vaccino, il cosiddetto tallone d’Achille dei vaccini COVID-19.61 Noi rivedere ora i vaccini candidati attualmente in fase di sperimentazione 3.

AstraZeneca
Oxford University (Oxford, UK) e AstraZeneca hanno sviluppato un vaccino sperimentale scimpanzé a vettore di adenovirus (ChAdOx1 / AZD1222) che codifica per la glicoproteina spike di SARS-CoV-2.62 Il vaccino ha mostrato sia immunogenicità che efficacia protettiva nei primati non umani programma di vaccinazione boost (2 · 5 × 1010 particelle virali in ciascuna dose, con la seconda dose somministrata 28 giorni dopo la prima) .62 Uno studio di fase 1/2 con 543 individui che hanno ricevuto il vaccino AZD1222 ha testato un primo (5 · 0 × 1010 particelle virali) e un programma prime-boost (2 · 5 × 1010 o 5 · 0 × 1010 particelle virali).

Lo studio ha mostrato l’induzione delle risposte umorali, caratterizzate da anti-spike glicoproteina IgG e anticorpi neutralizzanti, e risposte dei linfociti T IFNγ nella maggior parte dei riceventi dopo la prima dose di vaccino e un ulteriore aumento degli esiti immunitari umorali dopo la seconda dose di vaccino.

Gli esiti immunitari umorali nei soggetti vaccinati erano simili a quelli osservati nel plasma convalescente di pazienti che si erano ripresi da COVID-19.

Gli eventi avversi (p. Es., Dolore e tenerezza al sito di iniezione, brividi, affaticamento, febbre, mal di testa, malessere, dolori muscolari e nausea) sono stati per lo più lievi e si sono verificati in gran parte entro 4-5 giorni dalla vaccinazione.

Il protocollo dello studio è stato modificato per includere l’uso profilattico del paracetamolo, che ha ridotto le reazioni locali e sistemiche al vaccino. Lo studio di fase 1/2 è stato brevemente interrotto dopo che un partecipante ha sviluppato sintomi neurologici, che sono stati successivamente collegati alla sclerosi multipla. 

Un ampio studio di fase 3 del vaccino AZD1222 che ha coinvolto 30000 adulti (20000 destinatari del vaccino e 10000 controlli) è iniziato nell’agosto 2020, in più sedi in tutto il mondo (tabella). Lo studio di fase 3 è stato interrotto dopo che un ricevente del vaccino ha sviluppato sintomi compatibili con la mielite trasversa. 

Sebbene il processo nel Regno Unito sia ripreso poco dopo la pausa, a partire dal 5 ottobre 2020, il processo negli Stati Uniti non è ancora ripreso. Questo vaccino richiede la refrigerazione, che potrebbe essere problematico per l’uso nei paesi a basso reddito.

Moderna
Moderna e il National Institutes of Health hanno sviluppato congiuntamente un vaccino a base di mRNA (mRNA-1273) costituito da un mRNA ottimizzato in sequenza che codifica la glicoproteina spike incapsulata in nanoparticelle lipidiche.64 Studi su primati non umani hanno dimostrato l’immunogenicità del vaccino e efficacia protettiva dopo due dosi (10 μg o 100 μg) somministrate a distanza di 4 settimane.64 In uno studio di fase 1, con aumento della dose, questo vaccino ha indotto risposte anticorpali sia di legame glicoproteico spike che di neutralizzazione del virus nei riceventi di età compresa tra 18 e 55 anni.65

Queste risposte immunitarie umorali erano simili a quelle osservate nel plasma convalescente di pazienti che si erano ripresi da COVID-19. I destinatari del vaccino hanno anche sviluppato risposte cellulari, principalmente polarizzate verso le cellule CD4 + Th1. Le risposte dei linfociti T CD8 + erano marginali, ad eccezione di quelli nei destinatari di due vaccinazioni con la dose più alta (100 μg).

Nessun problema di sicurezza importante è stato osservato con questo vaccino, con lievi effetti collaterali locali e sistemici tra cui dolore al sito di iniezione, brividi, affaticamento, mialgia e febbre che si verificano entro pochi giorni dalla vaccinazione. Uno studio clinico di fase 3 sull’mRNA-1273 è iniziato nell’agosto 2020 negli Stati Uniti (tabella). Questo studio includerà adulti di età pari o superiore a 18 anni, con 20 000 destinatari di vaccini e 10 000 controlli. Un potenziale problema per la distribuzione del vaccino è che è richiesta una temperatura di conservazione di −20 ° C.

Pfizer e BioNtech
Pfizer e BioNtech hanno anche sviluppato una serie di vaccini COVID-19 basati su mRNA. I primi risultati degli studi di fase 1/266 che testano due vaccini (BNT162b1 e BNT162b2) in 45 partecipanti indicano che BNT162b1, un vaccino mRNA modificato con nucleosidi formulato con nanoparticelle lipidiche, ha suscitato IgG leganti l’RBD e anticorpi neutralizzanti, con effetti collaterali per lo più lievi (p. es., dolore al sito di iniezione, affaticamento, mal di testa, brividi, dolore muscolare e dolore alle articolazioni).

I partecipanti, di età compresa tra 18 e 55 anni, sono stati assegnati in modo casuale a ricevere due dosi intramuscolari, separate da 21 giorni, di 10 μg, 30 μg o 100 μg di BNT162b1 (somministrate come dosi da 0,5 mL e conservate a -80 ° C). Una seconda dose di 100 μg del vaccino non è stata somministrata a causa dell’aumentata reattogenicità.

Al giorno 21 dopo la prima dose di vaccino, i titoli medi geometrici di IgG RBD-specifiche erano misurabili, compresi tra 534 U / mL e 1778 U / mL, ed erano simili o superiori a quelli osservati in un pannello di siero umano convalescente. Entro 2 settimane dalla seconda dose, i titoli della media geometrica dell’anticorpo neutralizzante erano 1,9 volte più alti dopo la dose di vaccino da 10 μg e 4-6 volte più alti dopo la dose del vaccino da 30 μg rispetto ai titoli della media geometrica dell’anticorpo neutralizzante del pannello convalescente , suggerendo la presenza di maturazione dell’affinità anticorpale.66

In questo studio sono state valutate la sicurezza e le risposte immunitarie cellulari e umorali, 2 settimane dopo la seconda dose di vaccino. BNT162b1 e BNT162b2 hanno suscitato titoli geometrici medi geometrici SARS-CoV-2 dose-dipendenti simili di anticorpi neutralizzanti sia nei partecipanti più giovani (18-55 anni) che più anziani (65-85 anni); tuttavia, gli individui vaccinati con BNT162b2 avevano risposte delle cellule T CD4 + e CD8 + più elevate contro la glicoproteina spike e RBD rispetto ai partecipanti vaccinati con BNT162b1. 

Poiché BNT162b2 ha prodotto una maggiore ampiezza di risposte delle cellule T e aveva un profilo di sicurezza favorevole, BNT162b2 era il vaccino candidato selezionato per la valutazione negli studi di fase 3. BNT162b2 richiede la conservazione a -80 ° C, un fatto che potrebbe porre problemi logistici. Negli Stati Uniti è attualmente in corso uno studio di fase 3 su circa 44.000 individui (di età compresa tra 18 e 85 anni) (tabella).

Johnson & Johnson
Le società farmaceutiche Janssen di Johnson & Johnson hanno avviato uno studio di fase 3 randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo (su 60.000 partecipanti di età pari o superiore a 18 anni) del loro vaccino Ad26.COV2.S con difetto di replicazione, che esprime glicoproteina spike a tutta lunghezza.67

I risultati hanno mostrato che una singola immunizzazione con questo vaccino adenovirus sierotipo 26-vettore (1 · 0 × 1011 particelle virali per via intramuscolare senza adiuvante) induce forti risposte anticorpali neutralizzanti e fornisce protezione contro la sfida SARS-CoV-2 nei macachi rhesus di 6 anni –12 anni.68

Questo vaccino candidato, che richiede la conservazione a 2–8 ° C, è ora in fase di sperimentazione in uno studio di fase 1/2 che coinvolge 1045 partecipanti (di età compresa tra 18 e 55 anni e ≥65 anni) negli Stati Uniti e in Belgio. La società non ha ancora rilasciato pubblicamente i dettagli del profilo di sicurezza e dell’efficacia del vaccino. La sperimentazione di fase 3 di questo vaccino è iniziata il 23 settembre 2020 (tabella).

Gamaleya
Il Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology (Federazione Russa) ha pubblicato i risultati di due studi clinici di fase 1/2 del loro vaccino COVID-19 costituito dal vettore dell’adenovirus ricombinante sierotipo 26 (rAd26) e dall’adenovirus ricombinante sierotipo 5 (rAd5) vettore, entrambi portatori del gene per la glicoproteina spike SARS-CoV-2 (rAd26-S e rAd5-S) .69

Questi vaccini candidati (1 · 0 × 1011 particelle virali per dose di vaccino) sono stati testati su 76 individui sani di età compresa tra 18 e 60 anni (38 partecipanti a ciascuno studio). In ogni studio, ai pazienti è stata somministrata una singola dose del vaccino rAd5-S nella fase 1, una singola dose del vaccino rAd26-S nella fase 1, o sia rAD5-S che rAd26-S nella fase 2.

Il primo studio ha esaminato le formulazioni di vaccini congelati (0,5 mL per dose; conservato a -18 ° C), e il secondo studio ha esaminato le formulazioni liofilizzate (1,0 mL per dose; conservate a 2-8 ° C). Le reazioni locali e sistemiche sono state lievi e il 100% dei riceventi in entrambi gli studi si è sieroconvertito, con titoli ELISA RBD e titoli anticorpali neutralizzanti uguali o superiori ai titoli osservati nel plasma convalescente da pazienti che si erano ripresi da COVID-19. Le risposte immunitarie delle cellule CD4 + e CD8 + Th sono state rilevate in tutti i volontari e hanno raggiunto il picco al giorno 28 dopo la vaccinazione.

L’Istituto di biologia presso l’Accademia delle scienze mediche militari ha annunciato l’approvazione (in piccoli gruppi di popolazione) del loro vaccino a vettore di adenovirus (Sputnik V; precedentemente noto come Gam-COVID-Vac) il 12 agosto 2020, prima della fase 3 clinica gli studi erano iniziati.

Una sperimentazione di sicurezza ed efficacia di fase 3 recluterà 40.000 partecipanti di diverse età e gruppi di rischio. Sono state sollevate preoccupazioni circa la sicurezza e l’efficacia del vaccino, dato che il vaccino non è stato ancora testato in uno studio clinico di fase 3.70 A causa di queste preoccupazioni, verificare l’integrità dei dati (inclusi i dati di sicurezza ed efficacia) generati in questi studi clinici dei vaccini COVID-19 è importante.70

CanSino Biologics CanSino Biologics,
con sede in Cina, ha sviluppato un vaccino COVID-19 ricombinante adenovirus sierotipo 5 che esprime la glicoproteina a punta intera SARS-CoV-2 dal ceppo del virus Wuhan-Hu-1.38 Questo vaccino candidato è stato testato in uno studio clinico di fase 138 su 108 adulti sani di età compresa tra 18 e 60 anni.

I partecipanti hanno ricevuto una singola vaccinazione composta da 5 · 0 × 1010 particelle virali, 1 · 0 × 1011 particelle virali o 1 · 5 × 1011 particelle virali. I titoli anticorpali neutralizzanti sono aumentati di almeno quattro volte rispetto al basale in 11 (31%) di 36 partecipanti nel gruppo a dose media al giorno 14 e in 18 (50%) al giorno 28 e in 15 (42%) di 36 partecipanti a il gruppo ad alto dosaggio al giorno 14 e in 27 (75%) al giorno 28. Le reazioni avverse includevano dolore, arrossamento e gonfiore al sito di iniezione, febbre, mal di testa, affaticamento e dolore muscolare o articolare, la maggior parte dei quali era lieve , transitoria e si è verificata entro 1 settimana dalla vaccinazione.

CanSino Biologics e l’Istituto di biologia dell’Accademia delle scienze mediche militari hanno annunciato l’approvazione del loro vaccino adenovirus con vettore di sierotipo 5 il 25 giugno 2020, prima dell’inizio dei test di fase 371. anni e più ed è in corso in Pakistan e Cina. Le informazioni sulle condizioni di conservazione non sono ancora state rilasciate per questo vaccino, ma è probabile che le condizioni di conservazione siano simili a quelle di altri vaccini basati su vettori di adenovirus e potrebbero comportare la refrigerazione o la conservazione a −20 ° C.

Sinovac Biotech
Questo vaccino (CoronaVac) è un preparato a virus intero chimicamente inattivato somministrato in un regime a due dosi (al giorno 0 e al giorno 28) ed è stato concesso un’autorizzazione all’uso di emergenza dalle autorità cinesi nel luglio 2020, prima dell’inizio della studi di fase 3. Secondo quanto riferito, questa autorizzazione ha portato quasi il 90% dei dipendenti dell’azienda a essere immunizzato con il vaccino

Gli studi clinici di fase 1/2, che hanno arruolato volontari sani di età compresa tra 18 e 59 anni, sono stati completati (ad es. NCT04352608). Lo studio di fase 1 includeva 143 partecipanti. Nello studio di fase 2, 600 partecipanti sono stati assegnati in modo casuale a ricevere, in due iniezioni intramuscolari, 3 μg per 0,5 ml o 6 μg per 0,5 ml del vaccino di prova o placebo, il giorno 0 e il giorno 14 o il giorno 0 e il giorno 28,73 Non sono stati segnalati eventi avversi gravi.

Il vaccino ha suscitato anticorpi anti-RBD, misurati mediante ELISA, e anticorpi neutralizzanti 14 giorni dopo la seconda dose di vaccino nel 92,4% degli individui che ricevevano il vaccino a 0 e 14 giorni e nel 97,4% di quelli che ricevevano il vaccino a 0 e 28 giorni.

È importante sottolineare che le risposte anticorpali neutralizzanti erano significativamente più alte negli adulti più giovani (di età compresa tra 18 e 39 anni) rispetto agli adulti più anziani (di età compresa tra 40 e 59 anni) e sono state osservate risposte più forti nei partecipanti trattati con la seconda dose il giorno 28 rispetto a quelli trattati con la seconda dose il giorno 14. Non sono stati pubblicati dati in merito alle misure delle risposte immunitarie cellulari a questo vaccino. Una sperimentazione di fase 3 è stata avviata in Brasile e Indonesia, con la sperimentazione in Brasile che mira ad arruolare 9000 operatori sanitari.

Sinopharm
Sinopharm ha sviluppato e sta testando due vaccini adiuvati con allume a virus intero inattivati. Il primo vaccino candidato (New Crown COVID-19) è stato sviluppato dal Wuhan Institute of Biological Products. I dati dello studio di fase 1 e 2 sono stati pubblicati.74

Lo studio di fase 1 (n = 96) ha esaminato una serie di tre dosi e lo studio di fase 2 (n = 224) ha studiato una dose di 5 μg in due gruppi di studio: vaccinazione su giorno 0 e giorno 14 (n = 84) contro solo alum (n = 28), o vaccinazione il giorno 0 e giorno 21 (n = 84) contro solo alum (n = 28). Questo studio ha incluso adulti di età compresa tra 18 e 59 anni.

Lo studio di fase 2 non includeva alcun comparatore, come il plasma umano convalescente, ma misurava i titoli degli anticorpi neutralizzanti, che erano generalmente simili in concentrazione a quelli prodotti da altri vaccini COVID-19 ed erano più alti nel gruppo vaccinato nei giorni 0 e 21 (media geometrica titolo 247, IC 95% 176–345) rispetto al gruppo vaccinato nei giorni 0 e 14 (121, 95–154).

Inoltre, i sottogruppi di cellule linfocitarie e le citochine sono stati misurati mediante citometria a flusso e non hanno mostrato cambiamenti tra i gruppi di studio, suggerendo che le risposte immunitarie cellulari potrebbero non essere state generate. Il profilo di sicurezza di questo vaccino è stato eccellente, con reazioni locali e sistemiche generalmente alla pari con quelle del gruppo di solo allume dello studio.

È stata inoltre avviata una sperimentazione clinica di fase 1/2 su soggetti di età pari o superiore a 6 anni. Uno studio clinico di fase 3 è iniziato a luglio 2020 e prevede di arruolare 21000 partecipanti negli Emirati Arabi Uniti, Bahrain, Perù, Marocco, Argentina e Giordania. Alla fine di agosto 2020, i ricercatori di Sinopharm hanno rivelato di aver già iniziato a somministrare il vaccino al personale sanitario e ai gruppi ad alto rischio di contrarre l’infezione.

Il secondo vaccino candidato testato da Sinopharm è stato sviluppato dal Beijing Institute of Biological Products. Negli Emirati Arabi Uniti è in corso una sperimentazione di fase 3 (n = 5000) (tabella). Gli Emirati Arabi Uniti hanno concesso l’uso di emergenza del vaccino negli operatori sanitari. Secondo quanto riferito, Sinopharm ha somministrato questi vaccini sperimentali a centinaia di migliaia di persone in condizioni di emergenza approvate dal governo cinese.72

Miglioramento della malattia
La risposta anticorpale è una componente importante dell’immunità protettiva durante l’infezione da SARS-CoV-2.75, 76 Nell’aumento dipendente dagli anticorpi, gli anticorpi eterotipici (non neutralizzanti) potrebbero avere il potenziale per facilitare l’ingresso virale nelle cellule attraverso le interazioni con Fc recettori o complemento. Anche in assenza di replicazione virale attiva nelle cellule immunitarie, questo processo potrebbe portare all’attivazione di macrofagi, monociti e cellule B e alla produzione di IL-6, TNFα e IL-10.77

Sono stati segnalati casi di potenziamento anticorpo-dipendente indotto dai vaccini dopo l’uso di vaccini inattivati ​​con formalina contro il virus respiratorio sinciziale e il morbillo, e dopo l’uso di un vaccino contro il virus dengue.78, 79, 80 Sono state pertanto sollevate preoccupazioni riguardo al potenziale di potenziamento anticorpo-dipendente in soggetti infettati da SARS-CoV-2 dopo la vaccinazione con un vaccino candidato COVID-19.38

Il potenziale rischio di potenziamento dipendente dall’anticorpo mediato dai recettori Fc potrebbe essere aumentato con mutazioni nella glicoproteina spike SARS-CoV-2, che potrebbero indebolire la risposta anticorpale dell’ospite primario. L’infezione da monociti, macrofagi e cellule B potrebbe verificarsi in numerosi tessuti a causa di complessi virus-anticorpi successivamente instabili, portando a un’ampia apoptosi delle cellule immunitarie e alla produzione di citochine infiammatorie.52

C’erano prove di malattia potenziata dal vaccino dopo la somministrazione del vaccino SARS-CoV-1 in modelli animali successivamente sfidati.81 Yang e colleghi82 hanno ipotizzato che il meccanismo molecolare di potenziamento potrebbe coinvolgere l’interazione di anticorpi con epitopi conformazionali nel dominio di legame ACE2.

Uno studio sull’infezione anticorpo-dipendente dei macrofagi umani da parte di SARS-CoV-1 ha mostrato il ruolo della glicoproteina anti-spike IgG nell’infezione delle cellule immunitarie e che il potenziamento anticorpo-dipendente è innescato dalle vie di segnalazione a valle dei recettori FcγRII.83, 84, 85

Sebbene la precedente esposizione a SARS-CoV-2 potesse avere un ruolo nel potenziamento dipendente da anticorpi, i vaccini candidati SARS-CoV-2 somministrati ad animali di piccola taglia e primati non umani hanno prodotto protezione mediata da anticorpi senza segni di danno polmonare acuto e immunopatologia, come si è visto dopo la vaccinazione con SARS-CoV-1 in modelli animali.75, 86

L’aumento della dipendenza dagli anticorpi rappresenta un ostacolo teorico allo sviluppo del vaccino e viene valutato attentamente.52, 87 La misura in cui gli anticorpi preesistenti contro SARS-CoV-2 (e potenzialmente contro SARS-CoV-1) potrebbero contribuire alla il miglioramento e la gravità della malattia rimangono in discussione; 81 tuttavia, nessuna evidenza di potenziamento dipendente da anticorpi è stata trovata in modelli animali o nell’uomo negli studi clinici di fase 3.

link di riferimento: https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)32137-1/fulltext

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Ulteriori informazioni:  Delphine Sterlin et al. L’IgA domina la risposta anticorpale neutralizzante precoce a SARS-CoV-2,  Science Translational Medicine  (2020). DOI: 10.1126 / scitranslmed.abd2223