Вакцины против гриппа
В силу изменчивости вирусов типа А и В в соответствии с рекомендацией ВОЗ состав вакцин ежегодно обновляется. И именно из-за изменчивости вируса вакцинацию следует проводить ежегодно.
Для специфической профилактики гриппа используются инактивированные (не содержащие живых вирусов) и живые вакцины (содержащие ослабленные вирусы). Последние в настоящее время практически не используются. Инактивированные вакцины обладают значительно меньшей peaктогенностью (способностью вызывать осложнения). На сегодняшний момент создано несколько типов таких вакцин:
Цельноклеточные или сплит-вакцины (split — расщеплять) — содержит все белки вируса (поверхностные, внутренние)
Субъединичные — содержат только поверхностные белки вируса
Вирусомальные — инактивированный виросомальный комлекс с поверхностными антигенами вируса.
Живые вакцины способны вызывать постпрививочные осложнения и поэтому имеют широкий перечень противопоказаний, которые резко ограничивают их применение. Единственное их преимущество — хорошая способность формировать иммунитет к гриппу.
Сплит-вакцины и субъединичные вакцины за счет того, что содержат не весь вирус, а только его основные элементы, являются на сегодня самыми безопасными и особенно хорошо подходят для защиты детой первого года жизни, а также для детей, страдающих иммунной недостаточностью, применяются для беременных женщин и кормящих мам.
Гриппол (Россия) – субъединичная вакцина (содержит полиоксидоний в качестве иммуномодулятора) для детей с 6-ти месяцев и взрослых. Для детей от 6-ти месяцев до 3-х лет двукратная вакцинация с интервалом 4 недели. С 3-х лет – ежегодно однократная вакцинация.
Гриппол плюс (Россия) — субъединичная вакцина (содержит полиоксидоний в качестве иммуномодулятора) для детей с 6-ти месяцев и взрослых. Для детей от 6-ти месяцев до 3-х лет двукратная вакцинация с интервалом 4 недели. С 3-х лет – ежегодно однократная вакцинация.
Ваксигрип (Франция) – сплит –вакцина для детей от 6-ти месяцев и взрослых. Детям младше 9 лет, впервые вакцинированным от гриппа, показано двукратное введение вакцины с интервалом 4 недели. Вакцинация ежегодная.
Инфлювак (Нидерланды) – субъединичная вакцина для детей от 6-ти месяцев и взрослых. Детям, впервые вакцинированным от гриппа показано двукратное введение вакцины с интервалом 4 недели. Вакцинация ежегодная.
Ультрикс (Россия) – сплит-вакцина для детей с 6-ти лет и взрослых. Вакцинация ежегодная.
Инфлексал V (Швейцария) – субъединичная вирусомальная вакцина для детей от 6-ти месяцев и взрослых. Детям, впервые вакцинированным от гриппа, показано двукратное введение вакцины с интервалом 4 недели. Вакцинация ежегодная.
Грипп
Грипп — чрезвычайно заразное острое вирусное заболевание, проявляющееся симптомами интоксикации, лихорадкой и поражением верхних дыхательных путей.
Возбудители — вирусы трех серотипов А, В и С. Серотипы А и В являются наиболее опасными, так как их генетический материал постоянно мутирует, что обусловливает появление новых опасных штаммов, к которым иммунитета у населения нет. Воздушно-капельный путь передачи, высокая контагиозность вируса приводит к быстрому заражению огромного количества людей.
Заболевание характеризует острое начало, резкие головные и мышечные боли, повышение температуры тела, озноб, а через несколько дней появление сухого кашля и насморка. Особенно тяжело грипп протекает у детей раннего возраста и пожилых людей. Особая группа — люди, имеющие серьезную патологию, так как грипп часто обусловливает обострение хронических процессов и высокую летальность.
Грипп, к сожалению, влияет на все жизненно-важные системы человеческого организма, именно поэтому это одно из самых непредсказуемых заболеваний.
Осложнения гриппа делят на 2 группы:
1 непосредственно связанные с течением гриппа: геморрагический отек легких, менингиты, менингоэнцефалиты, инфекционно-токсический шок.
2.связанные с присоединением вторичной инфекции: пневмонии, отиты, синуситы, гломерулонефрит, гнойные менингиты и менингоэнцефалиты, септические состояния.
И, как правило, присоединением осложнений обусловлено большинство летальных исходов гриппа.
В числе смертности от гриппа максимальная показатель (35%) отмечается среди детей в возрасте до 2 лет, причем этот показатель превышает смертность среди здоровых взрослых в десятки раз. Это связано с тем, что у таких маленьких детей подчас полностью отсутствует иммунитет против гриппа, поскольку в возрасте 2 лет ребенок мог ни разу не переболеть этой инфекцией.
Наиболее эффективной мерой профилактикой гриппа признана вакцинация.
Схема вакцинации против гриппа
Ежегодная вакцинация в осенний период.
Типы и отличительные особенности вакцин разных поколений
4 этап – создание субъединичных адъювантных вакцин.
Эволюция гриппозных вакцин шла по пути повышения безопасности – совершенствовались технологии очистки вирусного материала от балластных соединений. Однако ВОЗ до сих пор ставит перед разработчиками вакцин задачу повышения эффективности препаратов и, главное, их безопасности для всех контингентов населения. Поэтому, последние 15 лет усилия ученых во всем мире направлены на поиск безопасного адъюванта, способного усилить иммунный ответ, увеличить скорость его развития и длительность.
Включение Полиоксидония, в состав противогриппозной субъединичной вакцины Гриппол позволило создать новый тип вакцин (субъединичные адъювантные), отличающихся высокой иммуногенностью и самым высоким профилем безопасности.
Инактивированные вакцины I-III типа обычно содержат по 15 мкг на штамм гемагглютинина, поскольку при меньшей дозе, они были бы не эффективны. Состав и качество вакцин регламентирует Европейская или Национальная фармакопея, и в Европейской фармакопее специально оговаривается, что содержание антигенов должно составлять 15 мг, если результатами клинических исследований не обоснована иная дозировка. Таким образом, использование антигена гемагглютинина в количестве меньшем, чем 15 мкг на дозу вакцины против гриппа, допускается и европейской, и российской Фармакопеями, если клинические исследования подтверждают эффективность использования меньшего количества.
Использование адъюванта Полиоксидоний в вакцине Гриппол® плюс позволяет в три раза снизить дозу вирусных антигенов, а значит сделать прививку более безопасной. Эта уникальная технология более 20 лет используется для производства вакцин Гриппол, которые широко применяются при массовой иммунизации населения.
Клинические и эпидемиологические исследования вакцин против гриппа убедительно доказали, что доза 5 мкг каждого штамма в сочетании с адъювантом Полиоксидоний является достаточной и эффективной, обеспечивает высокий иммунный ответ и повышенный профиль безопасности за счет снижения антигенной нагрузки на организм.
Прививка от гриппа детям, вакцинация детей от гриппа в Москве
Вакцинация против гриппа является основным средством массовой профилактики гриппа. Вакцинация от гриппа предотвращает эпидемии, осложнения и заражения при мимолетном контакте в общественных местах.
Грипп способен вызвать осложнения у лиц любого возраста и состояния здоровья. Вирус гриппа подавляет иммунные реакции организма, поэтому у заболевшего значительно снижается иммунитет. Вследствие этого возрастает риск различных инфекций и опасность серьезных поражений сердечно-сосудистой и центральной нервной системы.
В настоящее время вакцин против гриппа существует много, но наиболее полно всем требованиям ВОЗ к гриппозным вакцинам отвечают инактивированные сплит-вакцины Ваксигрип и Флюарикс, а также субъединичные вакцины Инфлювакс и Гриппол. Сплит-вакцины и субъединичные вакцины наиболее безопасны, они эффективно защищают человека от гриппа с минимальными побочными эффектами. Такие вакцины можно применять в любом возрасте, начиная с 6-месячного возраста.
Обязательную вакцинацию против гриппа следует проводить в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах. Для профилактики гриппа у новорожденных и детей в возрасте до полугода особенно важно сделать прививку от гриппа взрослых, находящихся с ними в тесном контакте, членов семей. Рекомендуется проводить вакцинацию против гриппа медицинским работникам, беременным женщинам, больным сахарным диабетом, пожилым и хроническим больным, находящимся в стационарах, пациентам с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой системы и легких (астма, бронхит), лицам с иммунопатологией, включая ВИЧ-инфекцию, получающим иммунодепрессивную терапию.
Прививики от гриппа лучше делать ранней осенью, до сезонного подъема заболеваемости, в сентябре-ноябре. Иммунитет вырабатывается примерно 2 недели. Вакцинация во время эпидемии также эффективна, однако в период до развития иммунитета необходимо проводить профилактику другими средствами.
Специальной подготовки к вакцинации против гриппа не требуется.
Побочные реакции при вакцинации против гриппа крайне редки. Они могут проявиться в том случае, если у пациента есть аллергия к белку куриного яйца, или была тяжелая реакция на предыдущие введения вакцины. На месте введения вакцины против гриппа возможно небольшое покраснение, болезненность, иногда незначительно повышается температура.
Многие, переболев гриппом в прошлом году, считают, что надолго приобрели иммунитет и прививка им не нужна. Но это не так. Ежегодная вакцинация против гриппа необходима, так как с каждым годом вирус мутирует, и новый вирус гриппа по своим свойствам отличается от прошлогоднего. Кроме этого, титр антител в течение года после вакцинации снижается, и антитела, выработавшиеся в организме, не смогут в полной мере защитить от нового варианта вируса. Для поддержания достаточного уровня иммунитета прививку от гриппа нужно ставить ежегодно.
17343 Осмотр перед вакцинацией + Ультрикс квадри, четырехвалентная противогриппозная, Россия | 2400 |
18095 Осмотр перед вакцинацией + Флю-М, инактивированная расщепленная, Россия, с 6 лет | 1700 |
16948 Осмотр перед вакцинацией + Гриппол плюс (однократно) вакцинация против гриппа, от 6 мес | 1450 |
18115 Осмотр перед вакцинацией + Совигрипп, тривалентная противогриппозная, Россия, с 6 мес. | 1450 |
Если вместе с вакцинацией от гриппа вы планируете привиться от других инфекций, то суммарная стоимость будет = Обязательный осмотр перед вакцинацией 1500 + Стоимость вакцинации от другой инфекции + :
17344 Ультрикс (Ultrix) Квадри вакцина гриппозная, инактивированная, 4-валентная, Россия, ООО»Форт» | 1400 |
18097 Флю-М, инактивированная расщепленная, Россия | 600 |
16934 Гриппол плюс вакцина гриппозная, инактивированная, 3-валентная Россия, ООО «НПО Петровакс Фарм». | 450 |
18114 Совигрипп вакцина гриппозная, инактивированная, 3-валентная, Россия, ООО»Микроген» | 450 |
Как снизить стоимость?
Не передавайте никому…грипп!!! – СПб ГБУЗ «Городская поликлиника № 97»
Не передавайте никому…грипп!!!
Грипп – это острая вирусная инфекция, поражающая дыхательные пути и протекающая с выраженными общими симптомами – лихорадкой, головной болью, мышечной болью и слабостью. Источником инфекции является больной человек. Вирус передается воздушно-пылевым путем при кашле и чихании, а также контактным и даже контактно-бытовым путем.
Вспышки гриппа случаются каждый год, но тяжесть его течения и число заболевших колеблются. Эпидемии возникают с разной периодичностью, обычно каждые 1-3 года. Эпидемии, охватывающие весь земной шар (пандемии), с 1918-1919 гг. наблюдались примерно каждые 10-15 лет.
Почти ежегодно грипп вызывает эпидемии с большим числом осложнений и высокой смертностью больных группы риска, в основном от пневмонии. Во время эпидемии вирусом гриппа может заразиться более 10-20% всего населения и 40-50% пожилых людей. Грипп является причиной
3-5 миллионов случаев тяжелых заболеваний и 250-500 тысяч случаев смерти по всему миру.
Заболеваемость гриппом и острыми респираторными вирусными инфекциями (ОРВИ) превышает суммарную заболеваемость всеми остальными инфекциями.
Основным средством профилактики гриппа является иммунизация противогриппозными вакцинами против вирусов А и В. ВОЗ рекомендует ежегодную вакцинацию людей из группы высокого риска как наилучшую и наиболее дешевую стратегию сокращения случаев болезни и смертности, связанных с гриппом. Вот об этом мы сегодня и поговорим.
Чем отличаются вакцины друг от друга?
Все противогриппозные вакцины получают путем инактивации вируса, выращенного на куриных эмбрионах, и отличаются степенью очистки. Живые и инактивированные вакцины содержат цельные вирусы гриппа (цельновирионные). Фрагменты вируса содержат сплит-вакцины, а поверхностные антигены вируса – субъединичные вакцины (гриппол, инфлювак). Субъединичные и сплит-вакцины имеют достаточно хорошую степень очистки, высокую эффективность и очень маленькое число побочных эффектов, вследствие чего могут применяться у детей с 6-ти месячного возраста. Для других вакцин применение до 3-х летнего возраста является противопоказанием.
Как ВОЗ определяет, какие штаммы должна содержать вакцина против гриппа?
Всемирная сеть лабораторий позволяет четырем сотрудничающим центрам ВОЗ по гриппу (Атланта, Лондон, Мельбурн и Токио) выявить вирусы, циркулирующие по миру. Антигенный состав гриппозной вакцины ежегодно обновляется согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, и вакцины содержат актуальные штаммы вируса, которые могут вызвать распространение тяжелого заболевания.
Как вакцина защищает нас?
Вакцина против гриппа содержит вирусные белки, после попадания которых в организм, он воспринимает их как чужеродные и начинается выработка специфических антител. Если после этого произойдет заражение настоящим вирусом, эти антитела прикрепляются к частицам проникшего вируса гриппа и ликвидируют его до того, как будут повреждены ткани; в результате люди не заболевают или болезнь протекает в менее тяжелой форме.
Насколько безопасна вакцинация?
Современные вакцины хорошо очищены и редко вызывают побочные реакции. Не более чем у 5% вакцинированных отмечаются субфебрильная температура и легкие общие симптомы через 8-24 часа после вакцинации, у трети – небольшое покраснение и болезненность на месте введения вакцины.
Какова эффективность вакцинации?
Если вакцина соответствует действующим штаммам, то снижает заболеваемость гриппом среди привитых здоровых людей моложе 65 лет на 50-80%. Среди пожилых людей, не живущих в заведениях постоянного ухода (таких, как дома престарелых), и среди людей с длительными (хроническими) заболеваниями на 30-70%. Кроме того, вакцинация предотвращает госпитализацию по поводу пневмонии и других осложнений.
Как быстро начинает действовать вакцина против гриппа?
Для выработки антител в организме, которые обеспечат защиту против инфекции вируса гриппа, требуется от двух недель до одного месяца после прививки. Риск заболеть гриппом сохраняется в течение всего периода выработки антител, поэтому необходимо защитить себя от вируса задолго до ожидаемой вспышки заболевания.
Когда лучше всего делать прививку?
Трудно планировать кампанию по вакцинации, поскольку эпидемия каждый год начинается в разное время. В Северном полушарии лучшим временем для проведения вакцинации считается – сентябрь- ноябрь.
Если сделана прививка в прошлом году, защитит ли она от гриппа в этом году?
Особенностью всех гриппозных вакцин является то, что они не обеспечивают длительной иммунной защиты. Антитела, образующиеся после вакцинации, носят временный характер и постепенно исчезают. Только небольшое их количество остается в циркулирующей крови, но его, как правило, бывает недостаточно для обеспечения иммунной защиты.
Прошлогодняя вакцинация не защитит вас от гриппа в этом году, так как иммунитет, развивающийся вследствие вакцинации против гриппа, сохраняется от 6 до 12 месяцев, а антигенный состав вакцины, скорее всего, отличается от ожидаемых в этом году штаммов вируса гриппа.
Таким образом, стремление обеспечить непрерывную защиту от инфекции требует регулярного повторения вакцинации против гриппа, следовательно, вакцинацию нужно проводить каждый год. Сделайте прививку и не болейте!
Будьте здоровы!
Заместитель главного врача по ЭКМП
СПБ ГБУЗ «Городская поликлиника № 97 КАСЬКО В.Г.
Вакцианция против гриппа — что это и для чего?
Дата добавления: 26 июля 2018 г.
Вакцинация против гриппа используется с целью профилактики распространения вирусов в сообществах людей. Особенно рекомендуется вакцинация от гриппа в закрытых учреждениях, таких как школы, детские сады, супермаркеты, больницы. Правильно проведенная вакцинация от гриппа препятствует распространению вируса, прерывает цепочку его трансформации. Как показывает практика, если больше 40 % членов коллектива получили прививку от гриппа, то число заболевших среди не привитых людей не превышает 10 %.
Вирус гриппа постоянно меняется, поэтому каждый год разрабатывается новая вакцина. После ее введения организм в течение двух недель вырабатывает защитные антитела, которые действуют целый год. Если человек и заболевает после вакцинации, то в этом случае грипп протекает в более легкой форме.
Существуют категории людей, которым вакцинацию нужно провести в первую очередь:
- Людям старше 60 лет;
- Больным хроническими соматическими (не психическими) заболеваниями;
- Часто болеющим ОРЗ;
- Детям дошкольного возраста и школьникам;
- Сотрудникам медицинских учреждений, работникам сферы обслуживания, транспорта, учебных заведений.
Состав вакцины от гриппа
Инактивированная (убитая) вакцина от гриппа содержит очищенные антигены (чуждые для организма вещества, вызывающие образование в организме антител) вирусов гриппа типа А и В.
Состав вакцины от гриппа для каждого сезона заболеваемости определяется Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), Европейским сообществом, Руководством здравоохранения США и Австралии (обычно существуют различия в ежегодном составе для северного и южного полушарий).
Как достигается безопасность вакцин?
Вакцины безопасны, поскольку проходят многоступенчатую очистку, в них отсутствуют консерванты и ртутьсодержащие вещества. Поэтому вакцинацию можно проводить, детям начиная с шестимесячного возраста.
Профилактические прививки против гриппа
Оптимальным считается введение вакцины внутримышечно или подкожно (обычно этот способ используется для пациентов, у которых проблемы со свертываемостью крови) до начала сезона гриппа. Профилактические прививки против гриппа проводятся ежегодно.
К сведению
Поскольку структура вируса гриппа постоянно меняется, вакцинацию нужно проводить ежегодно.
Детям старше 6 лет и взрослым вводится одна доза, в которой содержится 0,5 мл вакцины.
Младенцам и детям до 6 лет вводятся две дозы вакцины по 0,25 мл с интервалом в 4 недели (если ребенок был ранее вакцинирован, то ему достаточно ввести одну дозу, содержащую 0,25 мл вакцины).
Как организм реагирует на прививку?
Побочные реакции крайне редки. У небольшой группы людей может покраснеть и распухнуть место прививки, немного подняться температура, возникнуть мышечная боль. Неблагоприятные симптомы исчезают сами (обычно за 1—2 дня).
Иногда у людей, склонных к аллергии, возникают аллергические реакции на отдельные компоненты вакцины.
Противопоказания для прививки от гриппа
Вакцинацию от гриппа нельзя проводить при высокой температуре, а также прививку нельзя делать людям с повышенной чувствительностью к белку куриных яиц или другим компонентам вакцины. Чтобы избежать анафилактической (аллергической) реакции, после введения вакцины нужно в течение 30 минут находиться под медицинским наблюдением. Существуют специфические противопоказания для прививки от гриппа.
Нельзя делать прививку от гриппа, если:
- Человек страдает аллергией на белок куриного яйца — в таком случае сама прививка может вызвать аллергическую реакцию;
- Раньше были тяжелые реакции на подобные прививки;
- В день введения вакцины выявились признаки простудного или инфекционного заболевания;
- Обострились хронические недуги — в таком случае нужно ждать, пока исчезнут все симптомы заболевания.
Конечно, есть еще и другие причины, при которых приходится отказываться от вакцинации, но это уже в индивидуальном порядке решает врач.
Реакция на прививку
Местные реакции на вакцинацию возникают обычно в области введения прививки: краснота, небольшой отек, тяжесть в месте укола. Появляются неблагоприятные симптомы на 1 —2 сутки после вакцинации и через 2—3 дня бесследно проходят.
Общие реакции — небольшое (до 38 °С) повышение температуры, снижение аппетита, недомогание. Не следует пугаться: это означает, что прививка «работает».
Но если температура повышается до 38,5 °С и выше, возникает ощущение слабости и разбитости, выраженный отек, боль, нагноение в месте инъекции, то это отклонения от нормы. В подобном случае обязательно нужно обратиться к врачу.
Вакцины для профилактики гриппа
В настоящее время используются различные вакцины для профилактики гриппа. У каждой вакцины есть свои преимущества. Самая доступная по цене — отечественная вакцина «Гриппол». Она обеспечивает эффективную защиту от вируса. Именно ее делают бесплатно детям в школах, детских садах и т. д.
Импортные вакцины подвергаются более сложной многоступенчатой очистке. Поэтому побочных реакций (повышения температуры, недомогания, головной боли, красноты, сыпи) возникает меньше.
Названия вакцины против гриппа
Названия вакцины против гриппа может быть вам не знакомо. Производители ежегодно выпускают новые серии профилактических препаратов. Лучше всего перед вакцинацией проконсультироваться с врачом инфекционистом или терапевтом.
Инактивированные (неживые) вакцины (инфлювак, агриппал) содержат поверхностные антигены (частицы, способствующие выработке антител) вируса гриппа. Зашита при этом будет несколько ниже, но безопасность прививки больше. Такими вакцинами можно прививать даже беременных и кормящих грудью женщин. Детям инактивированные вакцины можно вводить, начиная с 6 месяцев.
Сплит — вакцины (ваксигрип, бегривак, флюарикс) содержат частицы разрушенного вируса, и является достаточно эффективными и безопасными. За счет высокой очистки в сплит-вакцинах отсутствуют вирусные липиды и белки куриного эмбриона.
новая французская 4-х валентная сплит-вакцина для профилактики ГРИППа
ВАКЦИНАЦИЯ – ЭТО САМАЯ ДОСТУПНАЯ ЗАЩИТА ОТ ГРИППА
Почему мы прививаем 4-валентной вакциной?
Вирус гриппа эволюционирует. Вакцинная композиция отражает эволюцию вируса:
• моновакцина в 1933,
• 2-компонентная в 1942,
• 3-компонентная в 1978,
• 4-компонентная в 2013
С 2000-х гг. линии Виктория и Ямагата вирусов гриппа B распространялись совместно. Оба штамма гриппа В могут распространяться одновременно в одном и том же сезоне и даже в рамках одной и той же страны/региона/полушария.
3-х валентная вакцина против гриппа включает два штамма вируса типа А и один штамм вируса типа В.
4-х валентная вакцина против гриппа обеспечивает более широкую защиту, так как включает два штамма вируса типа А и два штамма вируса типа В.
При интенсивной активности гриппа В он может оказать воздействие, схожее с гриппом А (клинические признаки инфекции гриппа B практически неотличимы от гриппа А). Соответственно, 3- компонентная вакцина не сможет дать оптимальную защиту.
С 2018 года 4-валентные вакцины рекомендуются ВОЗ в приоритетном порядке, так как содержат четыре штамма вируса гриппа (A/h2N1, A/h4N2, и оба штамма B/Виктория и B/Ямагата)
Когда прививаться?
Вакцинация против гриппа начинается с конца октября и продолжается в течение всего сезона, т.к. его продолжительность варьируется, а активность гриппа может проявиться и в феврале, и в марте.
Постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь 17.05.2018 г. № 42 о профилактических прививках разработан «Национальный календарь профилактических прививок».
Кому рекомендована вакцинация от гриппа?
Дети в возрасте от 6 месяцев до 3 лет;
Дети в возрасте от 3 лет и взрослые с хроническими заболеваниями;
Лица с иммуносупрессией;
Лица в возрасте старше 65 лет;
Беременные женщины;
Медицинские, фармацевтические работники;
Дети и взрослые, находящиеся в учреждениях с круглосуточным режимом пребывания;
Работники государственных органов, обеспечивающие безопасность государства и жизнедеятельность населения
Защитит ли от COVID-19 прививка от гриппа
На днях в прессе были сообщения, что вакцинированные против гриппа вдвое реже заражались коронавирусом. Значит ли это, что вакцина от гриппа «работает» и против коронавируса? На этот вопрос «Российской газете» ответил заслуженный врач России, ведущий научный редактор сервиса дистанционного обучения медработников Vrachu.ru Михаил Каган.
— С самого начала пандемии, еще с того момента, когда не были разработаны и внедрены высокоэффективные вакцины от ковида, активно высказывались и обсуждались предположения, что, возможно, определенную защиту от новой инфекции можно получить, прививаясь вакцинами от других инфекций. Такими, как вакцина БЦЖ (против туберкулеза), живая вакцина от полиомиелита, вакцина от гриппа. Интерес к этому вопросу сохраняется и сейчас.
Недавние сообщения СМИ о том, что противогриппозная вакцина может защитить и от коронавируса, очевидно, касается результатов исследования, которое провели ученые из Медицинского центра Университета Радбауд (Нидерланды). Они утверждают, что вакцинированные против гриппа на 47% реже заражались коронавирусом во время первой волны COVID-19 и на 50% — во время второй. Результаты своей работы исследователи опубликовали на сервере препринтов medRxiv.
Авторы этой работы пришли к выводу, что вакцинация против гриппа в определенной степени защищает от коронавируса путем усиления неспецифического врожденного иммунного ответа. Результаты этого исследования, конечно, интересны, однако необходимо отметить, что пока эта публикация является не более чем препринтом, то есть не была проверена и отрецензирована экспертами. Кроме того, важно понимать, что это было обсервационное исследование, в котором проводилось наблюдение за вакцинированными и не вакцинированными от гриппа медицинскими работниками.
Недостатком подобных исследований является то, что на их результаты могут повлиять случайные, неучтенные факторы. В данном исследовании это могло быть лучшее общее состояние здоровья у тех, кого вакцинировали, или большее внимание людей, получивших вакцину от гриппа, к соблюдению мер предосторожности (ношению масок, соблюдению социальной дистанции, меньшая активность в плане посещения коллективных мероприятий и так далее). Поэтому преждевременно рассматривать выводы ученых как окончательные. Полученные результаты нуждаются в подтверждении в исследованиях, соответствующих более высокому уровню доказательной медицины.
Все вакцины нацелены прежде всего на выработку специфического иммунитета к конкретным белкам того или иного микроорганизма. И в некоторых случаях можно ожидать перекрестного воздействия этого иммунитета на ряд других возбудителей. Но это возможно только в тех случаях, когда у разных микроорганизмов имеются схожие белки. В случае вируса гриппа и SARS-CоV-2 такого совпадения нет, ведь вирус гриппа не содержит S-белка, а у SARS-CоV-2 отсутствуют гемагглютинин и нейраминидаза, специфический иммунитет к которым вызывают вакцины против гриппа.
Авторы статьи предполагают, что вакцинация от гриппа способна усилить (натренировать) неспецифический врожденный иммунитет и таким образом улучшить защиту организма от целого ряда других вирусов, включая SARS-CoV-2. Но подобные свойства предполагаются обычно у живых ослабленных вакцин, к которым, в частности, относятся вакцины БЦЖ и ЖВС (от полиомиелита).
От гриппа сейчас используются инактивированные субъединичные и сплит-вакцины, которые существенно слабее в этом плане.
Поэтому главный совет: в любом случае вакцина против гриппа не заменяет вакцину от COVID-19, так же как вакцина от COVID-19 не заменяет вакцину от гриппа. В текущем сезоне необходимо прививаться и от того, и от другого.
Высокодозная вакцина против сезонного гриппа Fluzone
На этой странице представлена информация о высокодозной вакцине против сезонного гриппа Fluzone High-Dose Quadrivalen, внешний значок.
Что такое четырехвалентная вакцина Fluzone High-Dose Quadrivalent?
Fluzone High-Dose Quadrivalent — единственная лицензированная инактивированная вакцина против гриппа (гриппа) с высокими дозами; она производится компанией Sanofi Pasteur Inc. Fluzone High-Dose Quadrivalent — четырехкомпонентная (четырехвалентная) вакцина против гриппа, одобренная для людей в возрасте 65 лет и старше.
Кто может получить высокодозный четырехвалентный флюзон?
В США Fluzone High-Dose Quadrivalent лицензирован только для людей 65 лет и старше. Fluzone High-Dose Quadrivalent не рекомендуется людям с тяжелой аллергической реакцией на вакцину или ингредиенты, кроме яиц, в анамнезе. Информация об ингредиентах вакцины находится на вкладышах в упаковке каждого производителя.
В чем разница между высокодозным четырехвалентным флузоном и четырехвалентным флузоном?
Fluzone High-Dose Quadrivalent содержит в четыре раза больше антигена — той части вакцины, которая помогает вашему организму повысить защиту от вирусов гриппа, чем Fluzone Quadrivalent и другие инактивированные вакцины против гриппа в стандартной дозировке.Более высокая доза антигена в вакцине предназначена для того, чтобы дать людям в возрасте 65 лет и старше лучший иммунный ответ на вакцинацию и, следовательно, лучшую защиту от гриппа. И Fluzone High-Dose, и Fluzone Quadrivalent (стандартная доза) производятся одним и тем же производителем и являются четырехвалентными вакцинами. Есть ряд других вакцин против гриппа, производимых другими производителями.
Есть ли преимущества четырехвалентной вакцины Fluzone High-Dose Quadrivalent по сравнению со стандартной дозой вакцины от сезонного гриппа для взрослых в возрасте 65 лет и старше?
Данные клинических испытаний, сравнивающих Fluzone (трехвалентная вакцина со стандартной дозой) и Fluzone High-Dose (ранее доступная трехвалентная высокодозная вакцина) среди людей 65 лет и старше, показали, что более сильный иммунный ответ (т.е., более высокие уровни антител) возникали после вакцинации высокой дозой Fluzone. Исследование, опубликованное в Медицинском журнале Новой Англии, показало, что вакцина с высокими дозами на 24% более эффективна в профилактике гриппа у взрослых в возрасте 65 лет и старше по сравнению со стандартной дозой вакцины. Другое исследование, опубликованное в журнале The Lancet Respiratory Medicine, показало, что люди в возрасте 65 лет и старше, получавшие высокие дозы флузона, имели более низкий риск госпитализации по сравнению с людьми той возрастной группы, которые получали стандартную дозу флузона, особенно тех, кто проживал в течение длительного периода времени. учреждения временного ухода.Это исследование проводилось во время сезона гриппа 2013-14 гг. Среди более чем 38 000 жителей 823 домов престарелых в 38 штатах.
В сезоне 2021–2022 годов все вакцины Fluzone High-Dose будут четырехвалентными. Данные, сравнивающие эффективность четырехвалентной вакцины Fluzone High-Dose Quadrivalent со стандартной дозой инактивированной четырехвалентной вакцины, пока отсутствуют.
Предлагает ли четырехвалентный высокодозный флузон лучшую защиту, чем адъювантная вакцина против гриппа?
Исследования, опубликованные в Журнале инфекционных заболеваний, проведенные в течение сезонов гриппа 2017-2018 гг. Адъювант MF 59, одобренный для людей 65 лет и старше) обеспечивал большую защиту от госпитализаций, связанных с гриппом, чем стандартные дозы яичных вакцин в оба сезона.
Есть много вариантов вакцины на выбор, но самое главное, чтобы все люди в возрасте 6 месяцев и старше получали вакцину от гриппа каждый год. Если у вас есть вопросы о том, какая вакцина лучше всего подходит для вас, поговорите со своим врачом или другим медицинским работником.
Насколько безопасен Fluzone High-Dose Quadrivalent?
О некоторых побочных эффектах сообщалось чаще после вакцинации трехвалентной высокой дозой флузона, чем после вакцинации против гриппа, инактивированной стандартной дозой. Наиболее частые побочные эффекты, наблюдаемые во время клинических исследований, были легкими и временными и включали боль, покраснение в месте инъекции, головную боль, боли в мышцах и недомогание.У большинства людей после приема высокой дозы Fluzone побочные эффекты были минимальными или отсутствовали. В исследовании, сравнивающем четырехвалентную вакцину Fluzone High-Dose с трехвалентной высокой дозой Fluzone High-Dose, некоторые из этих побочных эффектов были немного чаще при использовании четырехвалентной вакцины, но большинство из них были легкими и исчезли в течение нескольких дней.
Рекомендует ли CDC одну вакцину выше другой для людей 65 лет и старше?
CDC и его Консультативный комитет по практике иммунизации (ACIP) не отдавали предпочтение какой-либо вакцине против гриппа, предназначенной для людей 65 лет и старше.
Где я могу найти дополнительную информацию о Fluzone High-Dose Quadrivalent?
Более подробная информация о значке Fluzone High-Dose Quadrivalentexternal доступна на веб-сайте Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA).
Какие еще вакцины против гриппа доступны для людей 65 лет и старше?
Помимо Fluzone High-Dose Quadrivalent, еще одна вакцина против гриппа лицензирована специально для людей 65 лет и старше. Адъювантная вакцина против гриппа FLUAD Quadrivalent, внешний значок содержит адъювант, ингредиент, предназначенный для улучшения иммунного ответа.
Одна рекомбинантная вакцина против гриппа, Flublok Quadrivalent (четыре ингредиента), доступна в течение сезона гриппа 2020–2021 годов. Flublok Quadrivalent была впервые лицензирована FDA в США для использования у взрослых в возрасте 18 лет и старше в 2017 году. Более ранняя трехвалентная версия была лицензирована в 2013 году, но позже была заменена четырехвалентной версией. Новое исследование CDC показало, что прививки от гриппа, сделанные с использованием рекомбинантной технологии, вызвали лучший ответ антител среди медицинского персонала по сравнению как с клеточными, так и с традиционными прививками от гриппа.
Почему нужны вакцины против гриппа, разработанные специально для людей 65 лет и старше?
Люди в возрасте 65 лет и старше подвергаются повышенному риску развития серьезных осложнений от гриппа по сравнению с молодыми, здоровыми взрослыми. Отчасти это связано с тем, что иммунная защита человека с возрастом ослабевает. В течение большинства сезонов люди в возрасте 65 лет и старше являются причиной большинства госпитализаций и смертей от гриппа. В Соединенных Штатах от 70 до 85 процентов смертей, связанных с сезонным гриппом, и от 50 до 70 процентов госпитализаций, связанных с сезонным гриппом, приходятся на людей 65 лет и старше.Ослабленная иммунная система также может означать, что пожилые люди не реагируют на вакцинацию против гриппа. Учитывая более высокий риск тяжелого гриппа и более низкий защитный иммунный ответ после вакцинации среди пожилых людей, существенные исследования и разработки привели к производству новых вакцин против гриппа, предназначенных для обеспечения лучшего иммунитета в этой возрастной группе.
Вакцина против гриппа с расщепленным вирусом быстро активирует иммунные клетки через рецепторы Fcγ
Резюме
Сезонная вакцинация против гриппа — одна из наиболее распространенных медицинских процедур, и тем не менее, степень, в которой она активирует иммунную систему, помимо индукции выработки антител, до конца не изучена.В Соединенных Штатах наиболее распространенные составы вакцины состоят из деградированных или «расщепленных» вирусных частиц, распределенных без каких-либо адъювантов. Основываясь на предыдущих отчетах, мы попытались определить, активирует ли сплит-вакцина против гриппа рецепторы врожденного иммунитета, в частности рецепторы, подобные Toll. Высокомерное протеомное профилирование цельной крови человека с использованием цитометрии по времени пролета (CyTOF) было использовано для сравнения активации сигнального пути и продукции цитокинов между сплит-вакциной против гриппа и прототипным ответом TLR ex vivo .Этот анализ показал, что сплит-вакцина быстро и эффективно активирует несколько типов иммунных клеток, но дает протеомную сигнатуру, совершенно отличную от активации TLR. Важно отметить, что активность, индуцированная вакциной, зависела от присутствия сыворотки человека, что указывало на то, что сывороточный фактор необходим для вакцино-зависимой иммунной активации. Мы обнаружили, что этот сывороточный фактор представляет собой человеческие антитела, специфичные к белкам гриппа, и поэтому немедленная иммунная активация сплит-вакциной зависит от иммунного комплекса.Эти исследования демонстрируют, что «расщепление» вируса гриппа инактивирует любые потенциальные адъюванты, эндогенные для гриппа, такие как РНК, но у ранее подвергшихся воздействию людей может вызвать мощный иммунный ответ, способствуя быстрому образованию иммунных комплексов.
Ключевые слова: грипп, вакцина, рецепторы Fcγ, иммунология, массовая цитометрия
Введение
Грипп — вирусный респираторный патоген, вызывающий значительную заболеваемость и смертность во всем мире.Ежегодно от сезонных инфекций гриппа умирает от 250 000 до 500 000 человек, и многие другие госпитализируются [1]. Вакцинация в настоящее время является основной стратегией, используемой для снижения заболеваемости и смертности [2].
Первая вакцина против гриппа, лицензированная в США, состояла из фиксированных формалином частиц цельного инактивированного вируса (WIV) [3]. Препарат WIV, хотя и считался высоко иммуногенным, также был очень реактогенным, что часто приводило к воспалению в момент инъекции и лихорадке [4].Из-за этих побочных реакций препарат WIV был заменен вакциной на основе расщепленного вируса (SV), в которой вирусные частицы сначала инактивируются, а затем разрушаются детергентом или эфиром [5]. Расщепление частиц гриппа повышает безопасность вакцины, но снижает иммуногенность, особенно у людей, в основном детей, которые иммунологически не восприимчивы к гриппу [6,7].
В настоящее время вакцина против гриппа в формате сплит-вируса является наиболее распространенной, назначаемой для взрослых, и распространяется в США без адъюванта.Клинические исследования вакцины против гриппа в первую очередь сосредоточены на количественной оценке адаптивных иммунных реакций, которые развиваются в течение нескольких дней или недель. Фундаментальные исследования врожденного иммунного ответа на инфекцию гриппа обычно концентрируются на том, как инфекционные вирусные частицы (не расщепленные частицы вакцины) активируют рецепторы распознавания образов (PRR), такие как Toll-подобные рецепторы (TLR). Поэтому мало что известно о точных механизмах, посредством которых СВ активирует ранние или врожденные иммунные ответы.
Активация врожденного иммунитета считается ключевой особенностью успешных вакцин для человека, таких как вакцина против вируса осповакцины и желтой лихорадки [8,9].Таким образом, мы стремились оценить немедленный ответ иммунных клеток на SV ex vivo . Предыдущие исследования, проведенные в основном на моделях грызунов, предполагают, что вирусная РНК является основным ассоциированным с патогеном молекулярным паттерном, генерируемым WIV, и что расщепление частиц инактивирует вирусную РНК [10–12]. Другие исследователи оспорили этот вывод и утверждают, что вирусная РНК активна в сплит-вакцине [13]. У людей Panda et al. идентифицировал ассоциированное с возрастом снижение функции TLR, которое может предсказать in vivo и серологических ответов у иммунизированных SV [14].До сих пор остается неясным, является ли эта связь причинной или вакцина против гриппа SV может задействовать TLR. Недавнее исследование показало, что вакцинация против SV вызывает транскрипционную активность in vivo в течение нескольких часов после вакцинации человека [15]. Эта ранняя транскрипционная сигнатура включает моноциты, NK-клетки и интерфероны (IFN). Инициирующее событие (я), вызывающее эту раннюю сигнатуру in vivo , неизвестно [15].
Высокоразмерное протеомное профилирование с использованием масс-цитометрии и технологии luminex было использовано для количественной оценки активации сигнального пути и продукции цитокинов во всех основных популяциях иммунных клеток цельной крови человека, стимулированных SV ex vivo .В качестве положительного контроля мы сравнили SV с активацией TLR на основе прототипной РНК через TLR 7/8.
Неожиданно SV быстро и сильно индуцировал сигнальные реакции в иммунной системе. Анализируя подмножество параметров, можно сказать, что активация иммунной системы, вызванная SV, была подобна передаче сигналов TLR7 / 8; однако более широкий анализ сигнальных путей продемонстрировал, что SV вызывает протеомную сигнатуру, перекрывающуюся с активацией TLR, но очень отличную от нее. Последующие исследования показали, что стимулирующая активность вакцины зависела от присутствия сыворотки человека, поскольку активность SV была очевидна в цельной крови человека, но отсутствовала, когда человеческие клетки культивировали в клеточной среде с бычьей сывороткой.Наконец, было обнаружено, что антитела иммуноглобулина G (IgG), специфичные к белкам гриппа, необходимы для индуцированных SV ответов, и, таким образом, образование иммунных комплексов и активация рецептора Fc являются начальным событием при вакцинации против гриппа SV.
Эти данные позволяют предположить, что вирусная РНК, скорее всего, не имеет отношения к вакцинации человека против SV, а также подчеркивает потенциальную важность образования иммунных комплексов в контексте вакцинации против гриппа и других вакцин, нацеленных на ранее подвергшихся воздействию людей.Концептуально это важный вывод для исследований, направленных на создание более эффективных противогриппозных вакцин и на определение прогностических биомаркеров эффективности вакцинации против гриппа в группах риска.
Материалы и методы
Участники исследования
Все доноры были взрослыми и участвовали в исследовании по анализу цельной крови или в исследовании вакцинации, проводимом программой Stanford-LPCH Vaccine Program. Все участники исследования были здоровыми взрослыми, средний возраст — 32 года.Субъекты с плохим здоровьем были исключены. 70% участников были мужчинами, 30% — женщинами. Субъекты были включены независимо от истории вакцинации. Концентрации анти-SV IgG в донорской плазме варьировали от 25 до 500 мкг / мл. Протоколы исследования были одобрены институциональным наблюдательным советом Управления по соблюдению требований исследований в Стэнфордском университете. Информированное согласие было получено от всех субъектов. Данные были проанализированы с помощью W.O.G или H.H.
Вакцины и вирусы
В исследованиях стимуляции использовались трехвалентные инактивированные вакцины против гриппа 2011–2012 и / или 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur).Цельный инактивированный вирус получали из очищенных аттенуированных штаммов гриппа (Medimmune), которые обрабатывали 0,02% формальдегидом при 37 ° C в течение 12 часов. Были использованы следующие штаммы: A / California / 07/2009 h2N1, A / Victoria / 210/2009 h4N2, A / Victoria / 361/2011 h4N2, B / Brisbane / 60/2008, B / Texas / 6/2011. Мы рассчитали, что общая концентрация белка Fluzone составляет 300 мкг / мл, используя анализ Брэдфорда.
Клетки и стимулы
Свежевыделенную цельную кровь человека собирали в гепаринизированные вакутайнеры (BD) и использовали в целости или сохранности, промытые средой RPMI 1640 (Life Technologies) при комнатной температуре 2–3 раза для получения обедненной плазмой цельной крови.Промытые клетки WB ресуспендировали в среде RPMI без добавок. Мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) получали центрифугированием в градиенте плотности (Ficoll-Paque; GE healthcare) и культивировали в среде RPMI 1640 + 10% FBS или AIM V (Life Technologies). Клетки стимулировали при различных концентрациях SV в течение 30 минут или 6 часов, а затем фиксировали в течение 15 минут при 37 ° C с помощью буфера для лизиса / фиксации Phosflow (BD). В исследованиях предварительной инкубации SV SV разводили 1:10 в 100% плазме человека в течение 30 минут при 4 ° C, а затем добавляли к промытым WB или PBMC в разведении 1:20.SV был образован комплексом с белком A / G, очищенным на спин-колонке (Pierce), поликлональным IgG в соотношении 0,3 мкг SV (1 мкл неразбавленной вакцины) на 75 мкг IgG в течение 30 минут (при 7,5 мг / мл) перед добавлением SV + IgG к PBMC в концентрации 0,75–3 мкг / мл SV. HAG генерировали нагреванием очищенного IgG до концентрации 5 мкг / мл в течение 20 минут при 63 ° C. Рекомбинантный гемагглютинин гриппа h2N1 и собственные белки были приобретены в Sino Biological. R848 был куплен у Invivogen. Поликлональный F (ab ‘) 2 получали с использованием набора для микроизоляции F (ab’) 2 (Pierce).
Массовая и проточная цитометрия
Информация о клонах и конъюгации для всех используемых mAb показана на рисунке S1. Числа, связанные с mAb на Фигуре S1, представляют собой атомные массы изотопов лантаноидов, которые были хелатированы с полимерами, а затем конъюгированы с указанными mAb. Поверхность клеток окрашивали и затем подвергали проницаемости либо ледяным метанолом для анализа сигналов, либо буфером Perm / Wash I (BD) для анализа цитокинов. Для проточной цитометрии клетки анализировали на LSRII (BD).Для массовой цитометрии клетки обрабатывали интеркалятором иридия (DVS Sciences) перед анализом на CyTOF (DVS Sciences). Данные были проанализированы с помощью Flowjo (Treestar). Сигнальные ответы на основе масс-цитометрии определяли количественно, как описано ранее [16]. Ответы цитокинов на основе масс-цитометрии и ответы на основе проточной цитометрии количественно оценивали с помощью пороговых сигнальных ответов на основе 100 отсчетов или 99 -го процентиля контрольных образцов, обработанных PBS.
Luminex (наборы для ELISA с захватывающими гранулами)
В соответствии с рекомендациями производителя использовали человеческий набор 51-plex luminex (Affymetrix).Цитокиновые ответы количественно оценивали путем деления средней интенсивности флуоресценции (MFI) шариков захвата из стимулированной плазмы на MFI шариков из нестимулированной плазмы.
Результаты
Сравнение активации сигнальной сети между вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активность SV и TLR сравнивали с использованием массовой цитометрии для проведения систематического анализа сигнальных путей. В массовой цитометрии элементарные метки используются для обеспечения беспрецедентного уровня размерности при анализе отдельных клеток [16,17].Одновременно измеряли 30 параметров, чтобы разобрать сложность клеток в крови человека и контролировать ключевые пути передачи сигналов с использованием специфичных для фосфорилирования моноклональных антител (mAb). Используя этот подход, были определены 8 клеточных популяций с 19 поверхностными маркерами и зондированы с помощью 11 mAb, специфичных к отдельным сигнальным молекулам (Рисунок S1). В частности, пути ERK / mTOR, гистонов, стресса, NFκB и STAT отслеживались в моноцитах CD14hi, моноцитах CD16hi, гранулоцитах, плазматических дендритных клетках (pDC), обычных дендритных клетках (cDC), естественных клетках-киллерах (NK), B-клетках. , и Т-клетки.Были использованы методы цельной крови, поскольку было обнаружено, что центрифугирование фиколла в плотной среде активирует моноциты CD14hi (как описано ранее [18]).
Частицы инфекционного гриппа активируют множественные PRR [19]; однако инактивация вируса посредством фиксации ограничивает иммунное обнаружение только чувствительностью TLR7 к вирусной РНК в pDC [10]. В некоторых исследованиях сообщалось, что расщепление вируса инактивирует вирусные РНК [11,12], но недавний отчет предполагает, что вирусная РНК присутствует в сплит-вакцинах и служит внутренним адъювантом [13].Мы использовали коммерческие составы сплит-вакцины против гриппа 2011–2012 и 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur) для моделирования клинического воздействия на человека. В качестве положительного контроля для индуцированной РНК активации мы стимулировали клетки крови ex vivo с помощью низкомолекулярного агониста резиквимода (R848), который специфичен для TLR 7 и 8. Было показано, что РНК гриппа активирует человеческие TLR 7 и 8 [20 ].
Неожиданно SV быстро активировал множественные сигнальные пути в различных популяциях клеток, но в целом дал протеомную сигнатуру, отличную от стимуляции TLR7 / 8 ().В миелоидных клетках SV индуцировал фосфорилирование ERK, рибосомного белка S6 (S6), CREB и гистона h4 — молекул, участвующих в передаче сигналов MEK, PI3K и mTOR [21]. Однако SV не стимулировал стресс-киназы, такие как p38 и MAPKAPK2, или путь NFκB, на что указывает отсутствие общей деградации IκBα. Напротив, R848 активировал почти все сигнальные пути в миелоидном клоне. Важно отметить, что фосфорилирование p38 является признаком почти всех ответов TLR и, таким образом, является ключевым различием между этими профилями передачи сигналов.
Сравнение активации сигнальной сети, вызванной либо SV, либо агонистом TLR7 / 8 . (A и B) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, SV (15 мкг / мл) или R848 (10 мкг / мл) в течение 30 минут до лизиса и фиксации эритроцитов. Затем клетки окрашивали меченными изотопами mAb против поверхностных белков и сигнальных белков и готовили для 31-параметрического масс-цитометрического анализа. Популяции клеток были идентифицированы как CD11c + CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD11c + CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + Granulocytes + HLAD3 + HLAD3 90 , HLADR + CD1c + кДК, CD3 — CD7 + NK-клетки, CD19 + CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки.См. Рисунок S1 для подробной стратегии стробирования. Индукция сигнала рассчитывалась как разница средней интенсивности arcsinh по сравнению с контролем PBS. Репрезентативный эксперимент показан из 4 независимых экспериментов по массовой цитометрии, проведенных на 7 взрослых донорах.
SV-индуцированная активность также отличалась от стимуляции TLR7 / 8 в лимфоцитах. NK-клетки были активированы вакциной, но не ответили на R848, что согласуется с отсутствием экспрессии TLR7 / 8 в этих клетках [22]. B-клетки были активированы R848, но лишь слабо затронуты SV.Ни один из стимулов не активировал Т-клетки. И SV, и R848 также индуцировали шеддинг CD16 (FcγRIII) в моноцитах и NK-клетках (данные не показаны). Ответы SV в моноцитах наблюдались у всех отобранных доноров, в то время как ответы NK-клеток и дендритных клеток наблюдались стабильно, но только у отдельных доноров. Никакой ранней активности в путях STAT не наблюдали ни в одном типе клеток через 30 минут (данные не показаны).
Затем мы попытались сравнить чувствительность иммунных клеток человека к SV и R848, чтобы убедиться, что SV активен при низких концентрациях.Подобно R848, SV демонстрирует сильную активность при концентрациях нанограмм на миллилитр, что составляет 1/500 th разовой дозы вакцины (). Чтобы убедиться, что активность SV не связана с компонентами вакцины, не связанными с гриппом, мы стимулировали цельную кровь желатином, этоксилатом октилфенола и тимеросалом и не обнаружили обнаруживаемой активности (данные не показаны).
Динамика дозовой реакции СВ по сравнению со стимуляцией TLR7 / 8. Цельную кровь стимулировали при различных концентрациях SV или R848 и отслеживали фосфорилирование S6 с помощью 10-параметрической проточной цитометрии.Популяции клеток были определены как CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + гранулоциты, CD33 + HLADR — cdc , CD56 + NK-клетки, CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки. Индукцию передачи сигналов рассчитывали как% клеток, демонстрирующих более высокое, чем базальное фосфорилирование S6. Показаны средние значения реплик от 1 донора.
Сравнение продукции цитокинов вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активация сигнального пути в иммунных клетках часто вызывает выработку цитокинов, которые опосредуют межклеточную коммуникацию. Панель окрашивания на основе массовой цитометрии, способная измерять продукцию паниммунных цитокинов, использовали для сравнения SV со стимуляцией TLR7 / 8. Эта панель внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS) состоит из поверхностных маркеров, упомянутых ранее, а также mAb против IL-1β, IL-1RA, IL-2, IL-4, IL-6, IL-12 (p40), IL-17A. , MCP1 (CCL2), TNFα, IFNγ, IFNα, перфорин и GM-CSF.Цельную кровь стимулировали либо SV, либо R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации красных кровяных телец (RBC). И брефельдин, и монензин добавляли в кровь в начале анализа или через 2–3 часа стимуляции.
Систематическое профилирование продукции цитокинов показало, что SV и R848 индуцируют разные паттерны экспрессии цитокинов (). В моноцитах CD14hi оба стимула индуцировали выработку хемокина MCP1 — молекулы, способной привлекать моноциты и дендритные клетки к участкам воспаления [23].IL-1RA, противовоспалительный цитокин, также индуцировался обоими стимулами, но гораздо сильнее R848. Важно отметить, что основные провоспалительные цитокины (IL-1β, IL-6, TNFα и IL-12), исследованные в моноцитах, индуцировались только стимуляцией TLR7 / 8, а не SV. В NK-клетках SV индуцировал продукцию TNFα, а также IFNγ. Хотя R848 не активировал сигнальные пути в NK-клетках, он действительно вызывал некоторую продукцию цитокинов, скорее всего, вызванную паракринным механизмом. Продукция IFNα в pDC является отличительным признаком активации TLR7 [10] и, как и ожидалось, вызывается R848.Напротив, SV не вызывал продукции IFNα, что согласуется с отсутствием SV-зависимой активации p38 в pDC. изображает разницу в этих ответах от 3 разных доноров. Кинетика дозы для продукции внутриклеточных цитокинов показана на рисунке S2A.
Сравнение продукции цитокинов SV и агониста TLR7 / 8. (A) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, 15 мкг / мл SV или 5 мкг / мл R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации эритроцитов. Ингибиторы секреции добавляли либо для всей стимуляции (SV), либо через 2 часа (R848).Затем фиксированные клетки готовили для 34-параметрического масс-цитометрического анализа внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS). Цитокин-положительные моноциты и pDC определялись как клетки, показывающие сигнал, превышающий 10 2 отсчетов. Цитокин-положительные NK-клетки были определены как клетки, показывающие сигнал выше 99 -го процентиля нестимулированных клеток. SV также не индуцировал IFNα в pDC, когда ингибиторы секреции добавляли через 2 часа. Показан один репрезентативный эксперимент. (B) Количественная оценка дисперсии продукции цитокинов на основе 5 независимых экспериментов, проведенных на 3 взрослых донорах.Гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение.
Анализы окрашивания внутриклеточных цитокинов ограничены тем, что они оценивают продукцию цитокинов, но не секрецию из-за обязательной потребности в ингибиторах секреции. Чтобы убедиться, что MCP1 секретируется моноцитами, активированными SV, и для обнаружения цитокинов, не включенных в нашу панель массовой цитометрии, мы использовали технологию luminex для количественного определения секреции 51 цитокина в плазме человека [24]. Цельную кровь собирали у 15 взрослых добровольцев и стимулировали ex vivo SV в течение 6 часов.Цитокины, демонстрирующие как минимум 5-кратное увеличение среднего сигнала флуоресценции после усреднения всех 15 субъектов, показаны на рисунке S2B. В частности, Mip1α (CCL3), IP-10 (CXCL10), IL-8, TNFα, Mip1β (CCL4), MCP1 и IL-1RA секретировались на высоких уровнях у большинства субъектов.
Иммунные комплексы, полученные из белка гриппа, ответственны за активность, индуцированную SV
ex vivoПри исследовании механизмов, посредством которых SV стимулирует иммунные клетки человека, было обнаружено, что SV не может стимулировать мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) при стандартной культуре ткани условия ().Впоследствии мы предположили, что фактор в плазме человека был необходим для активации иммунной системы, вызванной SV. Чтобы оценить эту гипотезу, SV сначала предварительно инкубировали с плазмой, а затем добавляли либо к обедненной плазмой цельной крови, либо к PBMC, чтобы определить, спасает ли это нечувствительность SV. Так как рибосомный белок S6 является почти концевым ответным элементом в передаче сигналов ERK / mTOR [25], мы отслеживали его фосфорилирование как общий маркер активации для множества типов клеток. Примечательно, что SV, предварительно инкубированный с плазмой, может стимулировать моноциты CD16hi ().Таким образом, фактор сыворотки человека в дополнение к SV необходим для активации иммунных клеток.
Активность передачи сигналов SV индуцируется иммунными комплексами, производными от белка гриппа. (A) Цельную кровь и PBMC, полученные с помощью центрифугирования с плотностью фиколла, стимулировали либо PBS, SV, либо R848 при 10 мкг / мл в течение 30 минут перед фиксацией и анализом проточной цитометрии, как в. Показаны репрезентативные данные, изображающие моноциты CD16hi из 3 экспериментов (2 донора). (B) Интактная цельная кровь или цельная кровь с обедненной плазмой стимулировалась либо SV, SV, предварительно инкубированной с аутологичной плазмой, SV, предварительно инкубированной с аутологичным очищенным поликлональным человеческим IgG, либо рекомбинантным гемагглютинином h2N1 (5 мкг / мл) для За 30 минут до фиксации и проточно-цитометрического анализа.См. Раздел «Методы» для получения подробной информации о предварительной инкубации. Показаны репрезентативные данные из 7 экспериментов.
Учитывая обилие антител против белков гриппа, в частности гемагглютинина (НА), в плазме человека, казалось вероятным, что активность SV может быть связана с образованием иммунных комплексов и активацией рецептора Fc. В соответствии с этим предсказанием, предварительная инкубация SV с очищенным поликлональным человеческим IgG может также восстановить активность SV в истощенных сывороткой моноцитов цельной крови (2).Сходные результаты были получены для NK-клеток, стимулированных в формате PBMC, а также в популяциях обогащенных NK-клеток и моноцитов CD16hi (фиг. S3). При концентрациях, используемых для восстановления активности SV, ни IgG, ни плазма по отдельности не активировали S6 (данные не показаны). IgG был единственным плазменным фактором, необходимым для активности SV, поскольку обедненная по IgG плазма не проявляла активности при предварительной инкубации с SV (данные не показаны). Фигура S4 демонстрирует, что продукция цитокинов в ответ на SV также зависела от присутствия IgG.Эти эксперименты в значительной степени предполагают, что иммунные комплексы, производные от белков гриппа, ответственны за активацию сигнального пути, индуцированную SV, и продукцию цитокинов. Данные о моноцитах CD16hi показаны потому, что фосфорилирование S6 в моноцитах CD14hi может быть активировано центрифугированием, а моноциты CD16hi — нет.
Чтобы продемонстрировать, что эта активность зависит от белка гриппа, мы стимулировали цельную кровь и цельную кровь с обедненной плазмой рекомбинантным НА из штамма h2N1. Подобно SV, HA проявляет активность только в моноцитах в присутствии плазмы человека ().Рекомбинантные человеческие белки (LAMP1 и HER2), полученные в тех же условиях, использовали в качестве отрицательного контроля и не стимулировали цельную кровь (данные не показаны). Основываясь на этих доказательствах, запуск рецептора Fcγ (FcγR) иммунными комплексами SV был наиболее правдоподобным объяснением активности SV.
FcγR экспрессируются во всей иммунной системе в соответствии с наблюдаемыми моделями стимуляции SV (Рисунок S5) [26]. В частности, CD64 (FcγRI), CD32 (FcγRII) и CD16 (FcγRIII) все по-разному экспрессируются в разных популяциях моноцитов.CD16 экспрессируется большинством NK-клеток. В-клетки экспрессируют только CD32, а большинство Т-клеток не экспрессируют никаких FcγR. Затем мы попытались определить, зависит ли активность SV от Fc-части IgG. Поликлональные белки F (ab ‘) 2 были продуцированы и, как и ожидалось, не смогли восполнить недостаток активности SV в условиях отсутствия сыворотки человека (). Чтобы подтвердить, что белки F (ab ‘) 2 все еще могут связываться с SV, иммобилизованную вакцину инкубировали с F (ab’) 2 и использовали Ab против легкой цепи для количественного определения связывания с помощью ELISA.Поликлональный F (ab ‘) 2 связался с SV, подтверждая, что обработка пепсином не сделала белки F (ab’) 2 неспособными реагировать с SV (данные не показаны). Важно отметить, что блокирующие mAb против FcγR были способны специфически ингибировать фосфорилирование рибосомного белка S6 в ответ на иммунные комплексы SV (). Стимуляция иммунного комплекса SV моноцитов CD16hi и NK-клеток (формат PBMC) блокировалась mAb, нацеленными на CD16 и CD32, но не контрольными mAB изотипа. Таким образом, активность SV в этих типах клеток зависит от интактной области Fc IgG, а также от CD16 и CD32.
Активация SV зависит от Fc и FcγR. (A) Цельную кровь без плазмы стимулировали PBS, SV предварительно инкубировали с поликлональным F (ab ‘) 2 или SV предварительно инкубировали с интактным IgG. Показаны репрезентативные данные из 2 экспериментов. (B) PBMC, обработанные блокирующими mAb против CD16 и CD32 или mAb изотипического контроля, стимулировали 0,75–3 мкг / мл комплексов SV + IgG в течение 30 минут перед фиксацией и анализом фосфорилирования S6. Показаны репрезентативные данные из 3 экспериментов, проведенных на 2 донорах.
Чтобы независимо оценить, является ли протеомная сигнатура, индуцированная SV, зависимой от FcγR, мы проанализировали влияние агрегированного теплом IgG (HAG) на иммунные клетки человека. HAG, подобно полученным от гриппа иммунным комплексам, избирательно стимулировал передачу сигналов ERK / mTOR, но не пути p38 или NFκB в миелоидных клетках (рисунок S6). HAG также вызывал моноцитарную продукцию MCP1 в цельной крови человека и продукцию IFNγ и TNFα NK-клетками в PBMC (данные не показаны).
Составы противогриппозной вакцины различаются по протеомным ответам
Мы оценили, зависела ли секреция цитокинов, индуцированная SV, также от сыворотки человека, используя luminex ().Подобно фосфорилированию рибосомного белка S6, SV-зависимая секреция цитокинов происходила только в формате цельной крови. Напротив, весь инактивированный вирус имел активность как в цельной крови, так и в PBMC. В общем, WIV индуцировал цитокины, аналогичные SV, за исключением IL-8 и IFNα. WIV-зависимая продукция IFNα предполагалась на основании предыдущих исследований, которые показали, что эта активность зависит от РНК [10]. Мы также обнаружили, что лечение WIV РНКазой снижает продукцию IFNα (данные не показаны).
Сравнение различных вакцин. (A) Цельную кровь или PBMC стимулировали 15 мкг / мл SV или WIV в течение 6 часов перед центрифугированием и выделением плазмы или супернатанта. Кратное изменение MFI рассчитывали, как показано на рис. S2B. Показаны репрезентативные данные из 4 независимых экспериментов; гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение от 3 доноров. (B) Цельную кровь стимулировали (0,3 мкг / мл HA) расщепленными или живыми аттенуированными вирусными частицами в течение 40 минут и анализировали на активацию сигнального пути, как в. Показана средняя разница дуги ± стандартное отклонение от 3 доноров.
Наконец, мы попытались определить, вызывает ли сплит-вакцина более быстрые и сильные ответы FcγR, чем интактные вирусные частицы. SV сравнивали с живым ослабленным вирусом гриппа (LAIV) в анализах передачи сигналов (). Было обнаружено, что при эквивалентных концентрациях HA SV является гораздо более мощным индуктором немедленных сигнальных ответов, чем LAIV. Однако в более поздние моменты времени (3 часа) LAIV вызывал заметную активность, но все еще менее устойчиво, чем SV (данные не показаны).
Обсуждение
Активность транскрипции крови, индуцированная in vivo иммунизацией SV, обнаруживается в течение нескольких часов и достигает пика через день после вакцинации [15].Модульный анализ этой активности показывает, что пути, участвующие в биологии моноцитов, NK-клеток и интерферона, нарушаются на ранних этапах вакцинации против гриппа. Однако эти транскриптомные подходы еще не показали, какие механизмы вызывают эти ответы. Наши анализы показывают, что вакцина против гриппа активирует моноциты и NK-клетки через FcγR и вызывает продукцию IFNγ, но не IFN типа I. Как сообщалось ранее [10–12], мы также не нашли доказательств того, что РНК в вакцине против SV способна активировать рецепторы TLR.Таким образом, образование иммунных комплексов и активация FcγR, скорее всего, являются немедленным иммунным ответом на вакцинацию против SV у людей с уже существующими IgG-антителами против белков гриппа.
Вопрос о том, инактивирует ли расщепление вирусных частиц активность TLR, важен, поскольку было показано, что высокоэффективные вакцины, такие как вакцина против желтой лихорадки (YFV) и коровьей оспы, активируют множественные PRR [8,9]. Кампании по иммунизации против оспы и YFV были направлены на индукцию иммунитета у субъектов, которые были в значительной степени иммунологически не восприимчивы к этим патогенам.Напротив, вакцинация против гриппа у взрослых обычно происходит при наличии ранее существовавшей иммунологической памяти, вызванной естественным воздействием гриппа. Таким образом, мы обнаружили, что непосредственным эффектом добавления SV в кровь человека было образование иммунных комплексов. Это поднимает важный вопрос о том, как предсуществующие специфичные для гриппа АТ влияют на иммунизацию SV. Из-за природы ex vivo этих исследований следует проявлять осторожность, предполагая, что активация миелоидных и NK-клеток иммунными комплексами SV обязательно усилит вакцинацию.Существуют доказательства того, что связывание IgG и образование иммунных комплексов могут как усиливать [27–30], так и ингибировать [31–35] серологические ответы на различные формы антигена. Если активация рецептора Fc может усиливать ответ на вакцинацию, то важно, что SV имеет гораздо более непосредственную активность в анализах передачи сигналов, чем LAIV (). Вызванная детергентом диссоциация частиц вируса гриппа, вероятно, обнажит дополнительные вирусные белки (особенно матричные белки), которые маскируются липидными бислоями яичного происхождения и, таким образом, будут способствовать более сильному иммунному ответу, опосредованному рецептором Fc, у ранее подвергшихся воздействию хозяев.
В контексте вакцинации против гриппа одним из наиболее прогностических показателей плохого серологического ответа является высокий уровень антител против гемагглютинина гриппа до вакцинации [36–38]. Таким образом, возможно, что предсуществующие Ат против белков SV активно подавляют иммунизационные ответы посредством ингибирования по обратной связи. Степень, в которой такой супрессивный механизм потребует активации FcγR, не совсем ясна, но было показано, что связывание FcγRIIb может подавлять ответы В-клеток на вирусные антигены, связанные с IgG [33].Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как существующие антитела влияют на реакцию на вакцинацию против гриппа и могут ли определенные адъюванты преодолеть подавление обратной связи, основанное на иммунных комплексах.
Недавний метаанализ клинических исследований показал, что на основании серологических ответов SV более эффективен у взрослых, чем у детей, и, наоборот, LAIV более эффективен у детей, чем у взрослых [39]. Наши наблюдения могут объяснить эту разницу тем, что отсутствие лигандов PRR в SV сделало бы его слабым праймером для инициирования иммунных ответов у детей, но он был бы более эффективным у взрослых, потому что ответы зрелой памяти гораздо меньше зависят от активации врожденного иммунитета [10 ].Ключевой вопрос заключается в том, как реактивные или перекрестно-реактивные Т-клетки памяти, В-клетки памяти и ранее существовавшие АТ влияют на последующую вакцинацию против SV или LAIV. Плохие серологические ответы у взрослых, вакцинированных LAIV, можно объяснить нейтрализацией IgA вирусных частиц в слизистой оболочке дыхательных путей до репликации вируса. В целом формирование иммунного комплекса, скорее всего, является важным событием в понимании вакцинации взрослых от гриппа.
Выводы
Эти исследования позволяют по-новому взглянуть на то, как вакцина против SV способствует иммунному ответу, и показывают, как любая вакцина, вводимая ранее контактировавшим с ней людям, вероятно, вызовет аналогичный FcγR-опосредованный ранний ответ.
Вакцина против гриппа с расщепленным вирусом быстро активирует иммунные клетки через рецепторы Fcγ
Резюме
Сезонная вакцинация против гриппа — одна из наиболее распространенных медицинских процедур, но степень, в которой она активирует иммунную систему, помимо индукции выработки антител, не совсем понятна. В Соединенных Штатах наиболее распространенные составы вакцины состоят из деградированных или «расщепленных» вирусных частиц, распределенных без каких-либо адъювантов. Основываясь на предыдущих отчетах, мы попытались определить, активирует ли сплит-вакцина против гриппа рецепторы врожденного иммунитета, в частности рецепторы, подобные Toll.Высокомерное протеомное профилирование цельной крови человека с использованием цитометрии по времени пролета (CyTOF) было использовано для сравнения активации сигнального пути и продукции цитокинов между сплит-вакциной против гриппа и прототипным ответом TLR ex vivo . Этот анализ показал, что сплит-вакцина быстро и эффективно активирует несколько типов иммунных клеток, но дает протеомную сигнатуру, совершенно отличную от активации TLR. Важно отметить, что активность, индуцированная вакциной, зависела от присутствия сыворотки человека, что указывало на то, что сывороточный фактор необходим для вакцино-зависимой иммунной активации.Мы обнаружили, что этот сывороточный фактор представляет собой человеческие антитела, специфичные к белкам гриппа, и поэтому немедленная иммунная активация сплит-вакциной зависит от иммунного комплекса. Эти исследования демонстрируют, что «расщепление» вируса гриппа инактивирует любые потенциальные адъюванты, эндогенные для гриппа, такие как РНК, но у ранее подвергшихся воздействию людей может вызвать мощный иммунный ответ, способствуя быстрому образованию иммунных комплексов.
Ключевые слова: грипп, вакцина, рецепторы Fcγ, иммунология, массовая цитометрия
Введение
Грипп — вирусный респираторный патоген, вызывающий значительную заболеваемость и смертность во всем мире.Ежегодно от сезонных инфекций гриппа умирает от 250 000 до 500 000 человек, и многие другие госпитализируются [1]. Вакцинация в настоящее время является основной стратегией, используемой для снижения заболеваемости и смертности [2].
Первая вакцина против гриппа, лицензированная в США, состояла из фиксированных формалином частиц цельного инактивированного вируса (WIV) [3]. Препарат WIV, хотя и считался высоко иммуногенным, также был очень реактогенным, что часто приводило к воспалению в момент инъекции и лихорадке [4].Из-за этих побочных реакций препарат WIV был заменен вакциной на основе расщепленного вируса (SV), в которой вирусные частицы сначала инактивируются, а затем разрушаются детергентом или эфиром [5]. Расщепление частиц гриппа повышает безопасность вакцины, но снижает иммуногенность, особенно у людей, в основном детей, которые иммунологически не восприимчивы к гриппу [6,7].
В настоящее время вакцина против гриппа в формате сплит-вируса является наиболее распространенной, назначаемой для взрослых, и распространяется в США без адъюванта.Клинические исследования вакцины против гриппа в первую очередь сосредоточены на количественной оценке адаптивных иммунных реакций, которые развиваются в течение нескольких дней или недель. Фундаментальные исследования врожденного иммунного ответа на инфекцию гриппа обычно концентрируются на том, как инфекционные вирусные частицы (не расщепленные частицы вакцины) активируют рецепторы распознавания образов (PRR), такие как Toll-подобные рецепторы (TLR). Поэтому мало что известно о точных механизмах, посредством которых СВ активирует ранние или врожденные иммунные ответы.
Активация врожденного иммунитета считается ключевой особенностью успешных вакцин для человека, таких как вакцина против вируса осповакцины и желтой лихорадки [8,9].Таким образом, мы стремились оценить немедленный ответ иммунных клеток на SV ex vivo . Предыдущие исследования, проведенные в основном на моделях грызунов, предполагают, что вирусная РНК является основным ассоциированным с патогеном молекулярным паттерном, генерируемым WIV, и что расщепление частиц инактивирует вирусную РНК [10–12]. Другие исследователи оспорили этот вывод и утверждают, что вирусная РНК активна в сплит-вакцине [13]. У людей Panda et al. идентифицировал ассоциированное с возрастом снижение функции TLR, которое может предсказать in vivo и серологических ответов у иммунизированных SV [14].До сих пор остается неясным, является ли эта связь причинной или вакцина против гриппа SV может задействовать TLR. Недавнее исследование показало, что вакцинация против SV вызывает транскрипционную активность in vivo в течение нескольких часов после вакцинации человека [15]. Эта ранняя транскрипционная сигнатура включает моноциты, NK-клетки и интерфероны (IFN). Инициирующее событие (я), вызывающее эту раннюю сигнатуру in vivo , неизвестно [15].
Высокоразмерное протеомное профилирование с использованием масс-цитометрии и технологии luminex было использовано для количественной оценки активации сигнального пути и продукции цитокинов во всех основных популяциях иммунных клеток цельной крови человека, стимулированных SV ex vivo .В качестве положительного контроля мы сравнили SV с активацией TLR на основе прототипной РНК через TLR 7/8.
Неожиданно SV быстро и сильно индуцировал сигнальные реакции в иммунной системе. Анализируя подмножество параметров, можно сказать, что активация иммунной системы, вызванная SV, была подобна передаче сигналов TLR7 / 8; однако более широкий анализ сигнальных путей продемонстрировал, что SV вызывает протеомную сигнатуру, перекрывающуюся с активацией TLR, но очень отличную от нее. Последующие исследования показали, что стимулирующая активность вакцины зависела от присутствия сыворотки человека, поскольку активность SV была очевидна в цельной крови человека, но отсутствовала, когда человеческие клетки культивировали в клеточной среде с бычьей сывороткой.Наконец, было обнаружено, что антитела иммуноглобулина G (IgG), специфичные к белкам гриппа, необходимы для индуцированных SV ответов, и, таким образом, образование иммунных комплексов и активация рецептора Fc являются начальным событием при вакцинации против гриппа SV.
Эти данные позволяют предположить, что вирусная РНК, скорее всего, не имеет отношения к вакцинации человека против SV, а также подчеркивает потенциальную важность образования иммунных комплексов в контексте вакцинации против гриппа и других вакцин, нацеленных на ранее подвергшихся воздействию людей.Концептуально это важный вывод для исследований, направленных на создание более эффективных противогриппозных вакцин и на определение прогностических биомаркеров эффективности вакцинации против гриппа в группах риска.
Материалы и методы
Участники исследования
Все доноры были взрослыми и участвовали в исследовании по анализу цельной крови или в исследовании вакцинации, проводимом программой Stanford-LPCH Vaccine Program. Все участники исследования были здоровыми взрослыми, средний возраст — 32 года.Субъекты с плохим здоровьем были исключены. 70% участников были мужчинами, 30% — женщинами. Субъекты были включены независимо от истории вакцинации. Концентрации анти-SV IgG в донорской плазме варьировали от 25 до 500 мкг / мл. Протоколы исследования были одобрены институциональным наблюдательным советом Управления по соблюдению требований исследований в Стэнфордском университете. Информированное согласие было получено от всех субъектов. Данные были проанализированы с помощью W.O.G или H.H.
Вакцины и вирусы
В исследованиях стимуляции использовались трехвалентные инактивированные вакцины против гриппа 2011–2012 и / или 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur).Цельный инактивированный вирус получали из очищенных аттенуированных штаммов гриппа (Medimmune), которые обрабатывали 0,02% формальдегидом при 37 ° C в течение 12 часов. Были использованы следующие штаммы: A / California / 07/2009 h2N1, A / Victoria / 210/2009 h4N2, A / Victoria / 361/2011 h4N2, B / Brisbane / 60/2008, B / Texas / 6/2011. Мы рассчитали, что общая концентрация белка Fluzone составляет 300 мкг / мл, используя анализ Брэдфорда.
Клетки и стимулы
Свежевыделенную цельную кровь человека собирали в гепаринизированные вакутайнеры (BD) и использовали в целости или сохранности, промытые средой RPMI 1640 (Life Technologies) при комнатной температуре 2–3 раза для получения обедненной плазмой цельной крови.Промытые клетки WB ресуспендировали в среде RPMI без добавок. Мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) получали центрифугированием в градиенте плотности (Ficoll-Paque; GE healthcare) и культивировали в среде RPMI 1640 + 10% FBS или AIM V (Life Technologies). Клетки стимулировали при различных концентрациях SV в течение 30 минут или 6 часов, а затем фиксировали в течение 15 минут при 37 ° C с помощью буфера для лизиса / фиксации Phosflow (BD). В исследованиях предварительной инкубации SV SV разводили 1:10 в 100% плазме человека в течение 30 минут при 4 ° C, а затем добавляли к промытым WB или PBMC в разведении 1:20.SV был образован комплексом с белком A / G, очищенным на спин-колонке (Pierce), поликлональным IgG в соотношении 0,3 мкг SV (1 мкл неразбавленной вакцины) на 75 мкг IgG в течение 30 минут (при 7,5 мг / мл) перед добавлением SV + IgG к PBMC в концентрации 0,75–3 мкг / мл SV. HAG генерировали нагреванием очищенного IgG до концентрации 5 мкг / мл в течение 20 минут при 63 ° C. Рекомбинантный гемагглютинин гриппа h2N1 и собственные белки были приобретены в Sino Biological. R848 был куплен у Invivogen. Поликлональный F (ab ‘) 2 получали с использованием набора для микроизоляции F (ab’) 2 (Pierce).
Массовая и проточная цитометрия
Информация о клонах и конъюгации для всех используемых mAb показана на рисунке S1. Числа, связанные с mAb на Фигуре S1, представляют собой атомные массы изотопов лантаноидов, которые были хелатированы с полимерами, а затем конъюгированы с указанными mAb. Поверхность клеток окрашивали и затем подвергали проницаемости либо ледяным метанолом для анализа сигналов, либо буфером Perm / Wash I (BD) для анализа цитокинов. Для проточной цитометрии клетки анализировали на LSRII (BD).Для массовой цитометрии клетки обрабатывали интеркалятором иридия (DVS Sciences) перед анализом на CyTOF (DVS Sciences). Данные были проанализированы с помощью Flowjo (Treestar). Сигнальные ответы на основе масс-цитометрии определяли количественно, как описано ранее [16]. Ответы цитокинов на основе масс-цитометрии и ответы на основе проточной цитометрии количественно оценивали с помощью пороговых сигнальных ответов на основе 100 отсчетов или 99 -го процентиля контрольных образцов, обработанных PBS.
Luminex (наборы для ELISA с захватывающими гранулами)
В соответствии с рекомендациями производителя использовали человеческий набор 51-plex luminex (Affymetrix).Цитокиновые ответы количественно оценивали путем деления средней интенсивности флуоресценции (MFI) шариков захвата из стимулированной плазмы на MFI шариков из нестимулированной плазмы.
Результаты
Сравнение активации сигнальной сети между вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активность SV и TLR сравнивали с использованием массовой цитометрии для проведения систематического анализа сигнальных путей. В массовой цитометрии элементарные метки используются для обеспечения беспрецедентного уровня размерности при анализе отдельных клеток [16,17].Одновременно измеряли 30 параметров, чтобы разобрать сложность клеток в крови человека и контролировать ключевые пути передачи сигналов с использованием специфичных для фосфорилирования моноклональных антител (mAb). Используя этот подход, были определены 8 клеточных популяций с 19 поверхностными маркерами и зондированы с помощью 11 mAb, специфичных к отдельным сигнальным молекулам (Рисунок S1). В частности, пути ERK / mTOR, гистонов, стресса, NFκB и STAT отслеживались в моноцитах CD14hi, моноцитах CD16hi, гранулоцитах, плазматических дендритных клетках (pDC), обычных дендритных клетках (cDC), естественных клетках-киллерах (NK), B-клетках. , и Т-клетки.Были использованы методы цельной крови, поскольку было обнаружено, что центрифугирование фиколла в плотной среде активирует моноциты CD14hi (как описано ранее [18]).
Частицы инфекционного гриппа активируют множественные PRR [19]; однако инактивация вируса посредством фиксации ограничивает иммунное обнаружение только чувствительностью TLR7 к вирусной РНК в pDC [10]. В некоторых исследованиях сообщалось, что расщепление вируса инактивирует вирусные РНК [11,12], но недавний отчет предполагает, что вирусная РНК присутствует в сплит-вакцинах и служит внутренним адъювантом [13].Мы использовали коммерческие составы сплит-вакцины против гриппа 2011–2012 и 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur) для моделирования клинического воздействия на человека. В качестве положительного контроля для индуцированной РНК активации мы стимулировали клетки крови ex vivo с помощью низкомолекулярного агониста резиквимода (R848), который специфичен для TLR 7 и 8. Было показано, что РНК гриппа активирует человеческие TLR 7 и 8 [20 ].
Неожиданно SV быстро активировал множественные сигнальные пути в различных популяциях клеток, но в целом дал протеомную сигнатуру, отличную от стимуляции TLR7 / 8 ().В миелоидных клетках SV индуцировал фосфорилирование ERK, рибосомного белка S6 (S6), CREB и гистона h4 — молекул, участвующих в передаче сигналов MEK, PI3K и mTOR [21]. Однако SV не стимулировал стресс-киназы, такие как p38 и MAPKAPK2, или путь NFκB, на что указывает отсутствие общей деградации IκBα. Напротив, R848 активировал почти все сигнальные пути в миелоидном клоне. Важно отметить, что фосфорилирование p38 является признаком почти всех ответов TLR и, таким образом, является ключевым различием между этими профилями передачи сигналов.
Сравнение активации сигнальной сети, вызванной либо SV, либо агонистом TLR7 / 8 . (A и B) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, SV (15 мкг / мл) или R848 (10 мкг / мл) в течение 30 минут до лизиса и фиксации эритроцитов. Затем клетки окрашивали меченными изотопами mAb против поверхностных белков и сигнальных белков и готовили для 31-параметрического масс-цитометрического анализа. Популяции клеток были идентифицированы как CD11c + CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD11c + CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + Granulocytes + HLAD3 + HLAD3 90 , HLADR + CD1c + кДК, CD3 — CD7 + NK-клетки, CD19 + CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки.См. Рисунок S1 для подробной стратегии стробирования. Индукция сигнала рассчитывалась как разница средней интенсивности arcsinh по сравнению с контролем PBS. Репрезентативный эксперимент показан из 4 независимых экспериментов по массовой цитометрии, проведенных на 7 взрослых донорах.
SV-индуцированная активность также отличалась от стимуляции TLR7 / 8 в лимфоцитах. NK-клетки были активированы вакциной, но не ответили на R848, что согласуется с отсутствием экспрессии TLR7 / 8 в этих клетках [22]. B-клетки были активированы R848, но лишь слабо затронуты SV.Ни один из стимулов не активировал Т-клетки. И SV, и R848 также индуцировали шеддинг CD16 (FcγRIII) в моноцитах и NK-клетках (данные не показаны). Ответы SV в моноцитах наблюдались у всех отобранных доноров, в то время как ответы NK-клеток и дендритных клеток наблюдались стабильно, но только у отдельных доноров. Никакой ранней активности в путях STAT не наблюдали ни в одном типе клеток через 30 минут (данные не показаны).
Затем мы попытались сравнить чувствительность иммунных клеток человека к SV и R848, чтобы убедиться, что SV активен при низких концентрациях.Подобно R848, SV демонстрирует сильную активность при концентрациях нанограмм на миллилитр, что составляет 1/500 th разовой дозы вакцины (). Чтобы убедиться, что активность SV не связана с компонентами вакцины, не связанными с гриппом, мы стимулировали цельную кровь желатином, этоксилатом октилфенола и тимеросалом и не обнаружили обнаруживаемой активности (данные не показаны).
Динамика дозовой реакции СВ по сравнению со стимуляцией TLR7 / 8. Цельную кровь стимулировали при различных концентрациях SV или R848 и отслеживали фосфорилирование S6 с помощью 10-параметрической проточной цитометрии.Популяции клеток были определены как CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + гранулоциты, CD33 + HLADR — cdc , CD56 + NK-клетки, CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки. Индукцию передачи сигналов рассчитывали как% клеток, демонстрирующих более высокое, чем базальное фосфорилирование S6. Показаны средние значения реплик от 1 донора.
Сравнение продукции цитокинов вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активация сигнального пути в иммунных клетках часто вызывает выработку цитокинов, которые опосредуют межклеточную коммуникацию. Панель окрашивания на основе массовой цитометрии, способная измерять продукцию паниммунных цитокинов, использовали для сравнения SV со стимуляцией TLR7 / 8. Эта панель внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS) состоит из поверхностных маркеров, упомянутых ранее, а также mAb против IL-1β, IL-1RA, IL-2, IL-4, IL-6, IL-12 (p40), IL-17A. , MCP1 (CCL2), TNFα, IFNγ, IFNα, перфорин и GM-CSF.Цельную кровь стимулировали либо SV, либо R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации красных кровяных телец (RBC). И брефельдин, и монензин добавляли в кровь в начале анализа или через 2–3 часа стимуляции.
Систематическое профилирование продукции цитокинов показало, что SV и R848 индуцируют разные паттерны экспрессии цитокинов (). В моноцитах CD14hi оба стимула индуцировали выработку хемокина MCP1 — молекулы, способной привлекать моноциты и дендритные клетки к участкам воспаления [23].IL-1RA, противовоспалительный цитокин, также индуцировался обоими стимулами, но гораздо сильнее R848. Важно отметить, что основные провоспалительные цитокины (IL-1β, IL-6, TNFα и IL-12), исследованные в моноцитах, индуцировались только стимуляцией TLR7 / 8, а не SV. В NK-клетках SV индуцировал продукцию TNFα, а также IFNγ. Хотя R848 не активировал сигнальные пути в NK-клетках, он действительно вызывал некоторую продукцию цитокинов, скорее всего, вызванную паракринным механизмом. Продукция IFNα в pDC является отличительным признаком активации TLR7 [10] и, как и ожидалось, вызывается R848.Напротив, SV не вызывал продукции IFNα, что согласуется с отсутствием SV-зависимой активации p38 в pDC. изображает разницу в этих ответах от 3 разных доноров. Кинетика дозы для продукции внутриклеточных цитокинов показана на рисунке S2A.
Сравнение продукции цитокинов SV и агониста TLR7 / 8. (A) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, 15 мкг / мл SV или 5 мкг / мл R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации эритроцитов. Ингибиторы секреции добавляли либо для всей стимуляции (SV), либо через 2 часа (R848).Затем фиксированные клетки готовили для 34-параметрического масс-цитометрического анализа внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS). Цитокин-положительные моноциты и pDC определялись как клетки, показывающие сигнал, превышающий 10 2 отсчетов. Цитокин-положительные NK-клетки были определены как клетки, показывающие сигнал выше 99 -го процентиля нестимулированных клеток. SV также не индуцировал IFNα в pDC, когда ингибиторы секреции добавляли через 2 часа. Показан один репрезентативный эксперимент. (B) Количественная оценка дисперсии продукции цитокинов на основе 5 независимых экспериментов, проведенных на 3 взрослых донорах.Гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение.
Анализы окрашивания внутриклеточных цитокинов ограничены тем, что они оценивают продукцию цитокинов, но не секрецию из-за обязательной потребности в ингибиторах секреции. Чтобы убедиться, что MCP1 секретируется моноцитами, активированными SV, и для обнаружения цитокинов, не включенных в нашу панель массовой цитометрии, мы использовали технологию luminex для количественного определения секреции 51 цитокина в плазме человека [24]. Цельную кровь собирали у 15 взрослых добровольцев и стимулировали ex vivo SV в течение 6 часов.Цитокины, демонстрирующие как минимум 5-кратное увеличение среднего сигнала флуоресценции после усреднения всех 15 субъектов, показаны на рисунке S2B. В частности, Mip1α (CCL3), IP-10 (CXCL10), IL-8, TNFα, Mip1β (CCL4), MCP1 и IL-1RA секретировались на высоких уровнях у большинства субъектов.
Иммунные комплексы, полученные из белка гриппа, ответственны за активность, индуцированную SV
ex vivoПри исследовании механизмов, посредством которых SV стимулирует иммунные клетки человека, было обнаружено, что SV не может стимулировать мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) при стандартной культуре ткани условия ().Впоследствии мы предположили, что фактор в плазме человека был необходим для активации иммунной системы, вызванной SV. Чтобы оценить эту гипотезу, SV сначала предварительно инкубировали с плазмой, а затем добавляли либо к обедненной плазмой цельной крови, либо к PBMC, чтобы определить, спасает ли это нечувствительность SV. Так как рибосомный белок S6 является почти концевым ответным элементом в передаче сигналов ERK / mTOR [25], мы отслеживали его фосфорилирование как общий маркер активации для множества типов клеток. Примечательно, что SV, предварительно инкубированный с плазмой, может стимулировать моноциты CD16hi ().Таким образом, фактор сыворотки человека в дополнение к SV необходим для активации иммунных клеток.
Активность передачи сигналов SV индуцируется иммунными комплексами, производными от белка гриппа. (A) Цельную кровь и PBMC, полученные с помощью центрифугирования с плотностью фиколла, стимулировали либо PBS, SV, либо R848 при 10 мкг / мл в течение 30 минут перед фиксацией и анализом проточной цитометрии, как в. Показаны репрезентативные данные, изображающие моноциты CD16hi из 3 экспериментов (2 донора). (B) Интактная цельная кровь или цельная кровь с обедненной плазмой стимулировалась либо SV, SV, предварительно инкубированной с аутологичной плазмой, SV, предварительно инкубированной с аутологичным очищенным поликлональным человеческим IgG, либо рекомбинантным гемагглютинином h2N1 (5 мкг / мл) для За 30 минут до фиксации и проточно-цитометрического анализа.См. Раздел «Методы» для получения подробной информации о предварительной инкубации. Показаны репрезентативные данные из 7 экспериментов.
Учитывая обилие антител против белков гриппа, в частности гемагглютинина (НА), в плазме человека, казалось вероятным, что активность SV может быть связана с образованием иммунных комплексов и активацией рецептора Fc. В соответствии с этим предсказанием, предварительная инкубация SV с очищенным поликлональным человеческим IgG может также восстановить активность SV в истощенных сывороткой моноцитов цельной крови (2).Сходные результаты были получены для NK-клеток, стимулированных в формате PBMC, а также в популяциях обогащенных NK-клеток и моноцитов CD16hi (фиг. S3). При концентрациях, используемых для восстановления активности SV, ни IgG, ни плазма по отдельности не активировали S6 (данные не показаны). IgG был единственным плазменным фактором, необходимым для активности SV, поскольку обедненная по IgG плазма не проявляла активности при предварительной инкубации с SV (данные не показаны). Фигура S4 демонстрирует, что продукция цитокинов в ответ на SV также зависела от присутствия IgG.Эти эксперименты в значительной степени предполагают, что иммунные комплексы, производные от белков гриппа, ответственны за активацию сигнального пути, индуцированную SV, и продукцию цитокинов. Данные о моноцитах CD16hi показаны потому, что фосфорилирование S6 в моноцитах CD14hi может быть активировано центрифугированием, а моноциты CD16hi — нет.
Чтобы продемонстрировать, что эта активность зависит от белка гриппа, мы стимулировали цельную кровь и цельную кровь с обедненной плазмой рекомбинантным НА из штамма h2N1. Подобно SV, HA проявляет активность только в моноцитах в присутствии плазмы человека ().Рекомбинантные человеческие белки (LAMP1 и HER2), полученные в тех же условиях, использовали в качестве отрицательного контроля и не стимулировали цельную кровь (данные не показаны). Основываясь на этих доказательствах, запуск рецептора Fcγ (FcγR) иммунными комплексами SV был наиболее правдоподобным объяснением активности SV.
FcγR экспрессируются во всей иммунной системе в соответствии с наблюдаемыми моделями стимуляции SV (Рисунок S5) [26]. В частности, CD64 (FcγRI), CD32 (FcγRII) и CD16 (FcγRIII) все по-разному экспрессируются в разных популяциях моноцитов.CD16 экспрессируется большинством NK-клеток. В-клетки экспрессируют только CD32, а большинство Т-клеток не экспрессируют никаких FcγR. Затем мы попытались определить, зависит ли активность SV от Fc-части IgG. Поликлональные белки F (ab ‘) 2 были продуцированы и, как и ожидалось, не смогли восполнить недостаток активности SV в условиях отсутствия сыворотки человека (). Чтобы подтвердить, что белки F (ab ‘) 2 все еще могут связываться с SV, иммобилизованную вакцину инкубировали с F (ab’) 2 и использовали Ab против легкой цепи для количественного определения связывания с помощью ELISA.Поликлональный F (ab ‘) 2 связался с SV, подтверждая, что обработка пепсином не сделала белки F (ab’) 2 неспособными реагировать с SV (данные не показаны). Важно отметить, что блокирующие mAb против FcγR были способны специфически ингибировать фосфорилирование рибосомного белка S6 в ответ на иммунные комплексы SV (). Стимуляция иммунного комплекса SV моноцитов CD16hi и NK-клеток (формат PBMC) блокировалась mAb, нацеленными на CD16 и CD32, но не контрольными mAB изотипа. Таким образом, активность SV в этих типах клеток зависит от интактной области Fc IgG, а также от CD16 и CD32.
Активация SV зависит от Fc и FcγR. (A) Цельную кровь без плазмы стимулировали PBS, SV предварительно инкубировали с поликлональным F (ab ‘) 2 или SV предварительно инкубировали с интактным IgG. Показаны репрезентативные данные из 2 экспериментов. (B) PBMC, обработанные блокирующими mAb против CD16 и CD32 или mAb изотипического контроля, стимулировали 0,75–3 мкг / мл комплексов SV + IgG в течение 30 минут перед фиксацией и анализом фосфорилирования S6. Показаны репрезентативные данные из 3 экспериментов, проведенных на 2 донорах.
Чтобы независимо оценить, является ли протеомная сигнатура, индуцированная SV, зависимой от FcγR, мы проанализировали влияние агрегированного теплом IgG (HAG) на иммунные клетки человека. HAG, подобно полученным от гриппа иммунным комплексам, избирательно стимулировал передачу сигналов ERK / mTOR, но не пути p38 или NFκB в миелоидных клетках (рисунок S6). HAG также вызывал моноцитарную продукцию MCP1 в цельной крови человека и продукцию IFNγ и TNFα NK-клетками в PBMC (данные не показаны).
Составы противогриппозной вакцины различаются по протеомным ответам
Мы оценили, зависела ли секреция цитокинов, индуцированная SV, также от сыворотки человека, используя luminex ().Подобно фосфорилированию рибосомного белка S6, SV-зависимая секреция цитокинов происходила только в формате цельной крови. Напротив, весь инактивированный вирус имел активность как в цельной крови, так и в PBMC. В общем, WIV индуцировал цитокины, аналогичные SV, за исключением IL-8 и IFNα. WIV-зависимая продукция IFNα предполагалась на основании предыдущих исследований, которые показали, что эта активность зависит от РНК [10]. Мы также обнаружили, что лечение WIV РНКазой снижает продукцию IFNα (данные не показаны).
Сравнение различных вакцин. (A) Цельную кровь или PBMC стимулировали 15 мкг / мл SV или WIV в течение 6 часов перед центрифугированием и выделением плазмы или супернатанта. Кратное изменение MFI рассчитывали, как показано на рис. S2B. Показаны репрезентативные данные из 4 независимых экспериментов; гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение от 3 доноров. (B) Цельную кровь стимулировали (0,3 мкг / мл HA) расщепленными или живыми аттенуированными вирусными частицами в течение 40 минут и анализировали на активацию сигнального пути, как в. Показана средняя разница дуги ± стандартное отклонение от 3 доноров.
Наконец, мы попытались определить, вызывает ли сплит-вакцина более быстрые и сильные ответы FcγR, чем интактные вирусные частицы. SV сравнивали с живым ослабленным вирусом гриппа (LAIV) в анализах передачи сигналов (). Было обнаружено, что при эквивалентных концентрациях HA SV является гораздо более мощным индуктором немедленных сигнальных ответов, чем LAIV. Однако в более поздние моменты времени (3 часа) LAIV вызывал заметную активность, но все еще менее устойчиво, чем SV (данные не показаны).
Обсуждение
Активность транскрипции крови, индуцированная in vivo иммунизацией SV, обнаруживается в течение нескольких часов и достигает пика через день после вакцинации [15].Модульный анализ этой активности показывает, что пути, участвующие в биологии моноцитов, NK-клеток и интерферона, нарушаются на ранних этапах вакцинации против гриппа. Однако эти транскриптомные подходы еще не показали, какие механизмы вызывают эти ответы. Наши анализы показывают, что вакцина против гриппа активирует моноциты и NK-клетки через FcγR и вызывает продукцию IFNγ, но не IFN типа I. Как сообщалось ранее [10–12], мы также не нашли доказательств того, что РНК в вакцине против SV способна активировать рецепторы TLR.Таким образом, образование иммунных комплексов и активация FcγR, скорее всего, являются немедленным иммунным ответом на вакцинацию против SV у людей с уже существующими IgG-антителами против белков гриппа.
Вопрос о том, инактивирует ли расщепление вирусных частиц активность TLR, важен, поскольку было показано, что высокоэффективные вакцины, такие как вакцина против желтой лихорадки (YFV) и коровьей оспы, активируют множественные PRR [8,9]. Кампании по иммунизации против оспы и YFV были направлены на индукцию иммунитета у субъектов, которые были в значительной степени иммунологически не восприимчивы к этим патогенам.Напротив, вакцинация против гриппа у взрослых обычно происходит при наличии ранее существовавшей иммунологической памяти, вызванной естественным воздействием гриппа. Таким образом, мы обнаружили, что непосредственным эффектом добавления SV в кровь человека было образование иммунных комплексов. Это поднимает важный вопрос о том, как предсуществующие специфичные для гриппа АТ влияют на иммунизацию SV. Из-за природы ex vivo этих исследований следует проявлять осторожность, предполагая, что активация миелоидных и NK-клеток иммунными комплексами SV обязательно усилит вакцинацию.Существуют доказательства того, что связывание IgG и образование иммунных комплексов могут как усиливать [27–30], так и ингибировать [31–35] серологические ответы на различные формы антигена. Если активация рецептора Fc может усиливать ответ на вакцинацию, то важно, что SV имеет гораздо более непосредственную активность в анализах передачи сигналов, чем LAIV (). Вызванная детергентом диссоциация частиц вируса гриппа, вероятно, обнажит дополнительные вирусные белки (особенно матричные белки), которые маскируются липидными бислоями яичного происхождения и, таким образом, будут способствовать более сильному иммунному ответу, опосредованному рецептором Fc, у ранее подвергшихся воздействию хозяев.
В контексте вакцинации против гриппа одним из наиболее прогностических показателей плохого серологического ответа является высокий уровень антител против гемагглютинина гриппа до вакцинации [36–38]. Таким образом, возможно, что предсуществующие Ат против белков SV активно подавляют иммунизационные ответы посредством ингибирования по обратной связи. Степень, в которой такой супрессивный механизм потребует активации FcγR, не совсем ясна, но было показано, что связывание FcγRIIb может подавлять ответы В-клеток на вирусные антигены, связанные с IgG [33].Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как существующие антитела влияют на реакцию на вакцинацию против гриппа и могут ли определенные адъюванты преодолеть подавление обратной связи, основанное на иммунных комплексах.
Недавний метаанализ клинических исследований показал, что на основании серологических ответов SV более эффективен у взрослых, чем у детей, и, наоборот, LAIV более эффективен у детей, чем у взрослых [39]. Наши наблюдения могут объяснить эту разницу тем, что отсутствие лигандов PRR в SV сделало бы его слабым праймером для инициирования иммунных ответов у детей, но он был бы более эффективным у взрослых, потому что ответы зрелой памяти гораздо меньше зависят от активации врожденного иммунитета [10 ].Ключевой вопрос заключается в том, как реактивные или перекрестно-реактивные Т-клетки памяти, В-клетки памяти и ранее существовавшие АТ влияют на последующую вакцинацию против SV или LAIV. Плохие серологические ответы у взрослых, вакцинированных LAIV, можно объяснить нейтрализацией IgA вирусных частиц в слизистой оболочке дыхательных путей до репликации вируса. В целом формирование иммунного комплекса, скорее всего, является важным событием в понимании вакцинации взрослых от гриппа.
Выводы
Эти исследования позволяют по-новому взглянуть на то, как вакцина против SV способствует иммунному ответу, и показывают, как любая вакцина, вводимая ранее контактировавшим с ней людям, вероятно, вызовет аналогичный FcγR-опосредованный ранний ответ.
Вакцина против гриппа с расщепленным вирусом быстро активирует иммунные клетки через рецепторы Fcγ
Резюме
Сезонная вакцинация против гриппа — одна из наиболее распространенных медицинских процедур, но степень, в которой она активирует иммунную систему, помимо индукции выработки антител, не совсем понятна. В Соединенных Штатах наиболее распространенные составы вакцины состоят из деградированных или «расщепленных» вирусных частиц, распределенных без каких-либо адъювантов. Основываясь на предыдущих отчетах, мы попытались определить, активирует ли сплит-вакцина против гриппа рецепторы врожденного иммунитета, в частности рецепторы, подобные Toll.Высокомерное протеомное профилирование цельной крови человека с использованием цитометрии по времени пролета (CyTOF) было использовано для сравнения активации сигнального пути и продукции цитокинов между сплит-вакциной против гриппа и прототипным ответом TLR ex vivo . Этот анализ показал, что сплит-вакцина быстро и эффективно активирует несколько типов иммунных клеток, но дает протеомную сигнатуру, совершенно отличную от активации TLR. Важно отметить, что активность, индуцированная вакциной, зависела от присутствия сыворотки человека, что указывало на то, что сывороточный фактор необходим для вакцино-зависимой иммунной активации.Мы обнаружили, что этот сывороточный фактор представляет собой человеческие антитела, специфичные к белкам гриппа, и поэтому немедленная иммунная активация сплит-вакциной зависит от иммунного комплекса. Эти исследования демонстрируют, что «расщепление» вируса гриппа инактивирует любые потенциальные адъюванты, эндогенные для гриппа, такие как РНК, но у ранее подвергшихся воздействию людей может вызвать мощный иммунный ответ, способствуя быстрому образованию иммунных комплексов.
Ключевые слова: грипп, вакцина, рецепторы Fcγ, иммунология, массовая цитометрия
Введение
Грипп — вирусный респираторный патоген, вызывающий значительную заболеваемость и смертность во всем мире.Ежегодно от сезонных инфекций гриппа умирает от 250 000 до 500 000 человек, и многие другие госпитализируются [1]. Вакцинация в настоящее время является основной стратегией, используемой для снижения заболеваемости и смертности [2].
Первая вакцина против гриппа, лицензированная в США, состояла из фиксированных формалином частиц цельного инактивированного вируса (WIV) [3]. Препарат WIV, хотя и считался высоко иммуногенным, также был очень реактогенным, что часто приводило к воспалению в момент инъекции и лихорадке [4].Из-за этих побочных реакций препарат WIV был заменен вакциной на основе расщепленного вируса (SV), в которой вирусные частицы сначала инактивируются, а затем разрушаются детергентом или эфиром [5]. Расщепление частиц гриппа повышает безопасность вакцины, но снижает иммуногенность, особенно у людей, в основном детей, которые иммунологически не восприимчивы к гриппу [6,7].
В настоящее время вакцина против гриппа в формате сплит-вируса является наиболее распространенной, назначаемой для взрослых, и распространяется в США без адъюванта.Клинические исследования вакцины против гриппа в первую очередь сосредоточены на количественной оценке адаптивных иммунных реакций, которые развиваются в течение нескольких дней или недель. Фундаментальные исследования врожденного иммунного ответа на инфекцию гриппа обычно концентрируются на том, как инфекционные вирусные частицы (не расщепленные частицы вакцины) активируют рецепторы распознавания образов (PRR), такие как Toll-подобные рецепторы (TLR). Поэтому мало что известно о точных механизмах, посредством которых СВ активирует ранние или врожденные иммунные ответы.
Активация врожденного иммунитета считается ключевой особенностью успешных вакцин для человека, таких как вакцина против вируса осповакцины и желтой лихорадки [8,9].Таким образом, мы стремились оценить немедленный ответ иммунных клеток на SV ex vivo . Предыдущие исследования, проведенные в основном на моделях грызунов, предполагают, что вирусная РНК является основным ассоциированным с патогеном молекулярным паттерном, генерируемым WIV, и что расщепление частиц инактивирует вирусную РНК [10–12]. Другие исследователи оспорили этот вывод и утверждают, что вирусная РНК активна в сплит-вакцине [13]. У людей Panda et al. идентифицировал ассоциированное с возрастом снижение функции TLR, которое может предсказать in vivo и серологических ответов у иммунизированных SV [14].До сих пор остается неясным, является ли эта связь причинной или вакцина против гриппа SV может задействовать TLR. Недавнее исследование показало, что вакцинация против SV вызывает транскрипционную активность in vivo в течение нескольких часов после вакцинации человека [15]. Эта ранняя транскрипционная сигнатура включает моноциты, NK-клетки и интерфероны (IFN). Инициирующее событие (я), вызывающее эту раннюю сигнатуру in vivo , неизвестно [15].
Высокоразмерное протеомное профилирование с использованием масс-цитометрии и технологии luminex было использовано для количественной оценки активации сигнального пути и продукции цитокинов во всех основных популяциях иммунных клеток цельной крови человека, стимулированных SV ex vivo .В качестве положительного контроля мы сравнили SV с активацией TLR на основе прототипной РНК через TLR 7/8.
Неожиданно SV быстро и сильно индуцировал сигнальные реакции в иммунной системе. Анализируя подмножество параметров, можно сказать, что активация иммунной системы, вызванная SV, была подобна передаче сигналов TLR7 / 8; однако более широкий анализ сигнальных путей продемонстрировал, что SV вызывает протеомную сигнатуру, перекрывающуюся с активацией TLR, но очень отличную от нее. Последующие исследования показали, что стимулирующая активность вакцины зависела от присутствия сыворотки человека, поскольку активность SV была очевидна в цельной крови человека, но отсутствовала, когда человеческие клетки культивировали в клеточной среде с бычьей сывороткой.Наконец, было обнаружено, что антитела иммуноглобулина G (IgG), специфичные к белкам гриппа, необходимы для индуцированных SV ответов, и, таким образом, образование иммунных комплексов и активация рецептора Fc являются начальным событием при вакцинации против гриппа SV.
Эти данные позволяют предположить, что вирусная РНК, скорее всего, не имеет отношения к вакцинации человека против SV, а также подчеркивает потенциальную важность образования иммунных комплексов в контексте вакцинации против гриппа и других вакцин, нацеленных на ранее подвергшихся воздействию людей.Концептуально это важный вывод для исследований, направленных на создание более эффективных противогриппозных вакцин и на определение прогностических биомаркеров эффективности вакцинации против гриппа в группах риска.
Материалы и методы
Участники исследования
Все доноры были взрослыми и участвовали в исследовании по анализу цельной крови или в исследовании вакцинации, проводимом программой Stanford-LPCH Vaccine Program. Все участники исследования были здоровыми взрослыми, средний возраст — 32 года.Субъекты с плохим здоровьем были исключены. 70% участников были мужчинами, 30% — женщинами. Субъекты были включены независимо от истории вакцинации. Концентрации анти-SV IgG в донорской плазме варьировали от 25 до 500 мкг / мл. Протоколы исследования были одобрены институциональным наблюдательным советом Управления по соблюдению требований исследований в Стэнфордском университете. Информированное согласие было получено от всех субъектов. Данные были проанализированы с помощью W.O.G или H.H.
Вакцины и вирусы
В исследованиях стимуляции использовались трехвалентные инактивированные вакцины против гриппа 2011–2012 и / или 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur).Цельный инактивированный вирус получали из очищенных аттенуированных штаммов гриппа (Medimmune), которые обрабатывали 0,02% формальдегидом при 37 ° C в течение 12 часов. Были использованы следующие штаммы: A / California / 07/2009 h2N1, A / Victoria / 210/2009 h4N2, A / Victoria / 361/2011 h4N2, B / Brisbane / 60/2008, B / Texas / 6/2011. Мы рассчитали, что общая концентрация белка Fluzone составляет 300 мкг / мл, используя анализ Брэдфорда.
Клетки и стимулы
Свежевыделенную цельную кровь человека собирали в гепаринизированные вакутайнеры (BD) и использовали в целости или сохранности, промытые средой RPMI 1640 (Life Technologies) при комнатной температуре 2–3 раза для получения обедненной плазмой цельной крови.Промытые клетки WB ресуспендировали в среде RPMI без добавок. Мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) получали центрифугированием в градиенте плотности (Ficoll-Paque; GE healthcare) и культивировали в среде RPMI 1640 + 10% FBS или AIM V (Life Technologies). Клетки стимулировали при различных концентрациях SV в течение 30 минут или 6 часов, а затем фиксировали в течение 15 минут при 37 ° C с помощью буфера для лизиса / фиксации Phosflow (BD). В исследованиях предварительной инкубации SV SV разводили 1:10 в 100% плазме человека в течение 30 минут при 4 ° C, а затем добавляли к промытым WB или PBMC в разведении 1:20.SV был образован комплексом с белком A / G, очищенным на спин-колонке (Pierce), поликлональным IgG в соотношении 0,3 мкг SV (1 мкл неразбавленной вакцины) на 75 мкг IgG в течение 30 минут (при 7,5 мг / мл) перед добавлением SV + IgG к PBMC в концентрации 0,75–3 мкг / мл SV. HAG генерировали нагреванием очищенного IgG до концентрации 5 мкг / мл в течение 20 минут при 63 ° C. Рекомбинантный гемагглютинин гриппа h2N1 и собственные белки были приобретены в Sino Biological. R848 был куплен у Invivogen. Поликлональный F (ab ‘) 2 получали с использованием набора для микроизоляции F (ab’) 2 (Pierce).
Массовая и проточная цитометрия
Информация о клонах и конъюгации для всех используемых mAb показана на рисунке S1. Числа, связанные с mAb на Фигуре S1, представляют собой атомные массы изотопов лантаноидов, которые были хелатированы с полимерами, а затем конъюгированы с указанными mAb. Поверхность клеток окрашивали и затем подвергали проницаемости либо ледяным метанолом для анализа сигналов, либо буфером Perm / Wash I (BD) для анализа цитокинов. Для проточной цитометрии клетки анализировали на LSRII (BD).Для массовой цитометрии клетки обрабатывали интеркалятором иридия (DVS Sciences) перед анализом на CyTOF (DVS Sciences). Данные были проанализированы с помощью Flowjo (Treestar). Сигнальные ответы на основе масс-цитометрии определяли количественно, как описано ранее [16]. Ответы цитокинов на основе масс-цитометрии и ответы на основе проточной цитометрии количественно оценивали с помощью пороговых сигнальных ответов на основе 100 отсчетов или 99 -го процентиля контрольных образцов, обработанных PBS.
Luminex (наборы для ELISA с захватывающими гранулами)
В соответствии с рекомендациями производителя использовали человеческий набор 51-plex luminex (Affymetrix).Цитокиновые ответы количественно оценивали путем деления средней интенсивности флуоресценции (MFI) шариков захвата из стимулированной плазмы на MFI шариков из нестимулированной плазмы.
Результаты
Сравнение активации сигнальной сети между вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активность SV и TLR сравнивали с использованием массовой цитометрии для проведения систематического анализа сигнальных путей. В массовой цитометрии элементарные метки используются для обеспечения беспрецедентного уровня размерности при анализе отдельных клеток [16,17].Одновременно измеряли 30 параметров, чтобы разобрать сложность клеток в крови человека и контролировать ключевые пути передачи сигналов с использованием специфичных для фосфорилирования моноклональных антител (mAb). Используя этот подход, были определены 8 клеточных популяций с 19 поверхностными маркерами и зондированы с помощью 11 mAb, специфичных к отдельным сигнальным молекулам (Рисунок S1). В частности, пути ERK / mTOR, гистонов, стресса, NFκB и STAT отслеживались в моноцитах CD14hi, моноцитах CD16hi, гранулоцитах, плазматических дендритных клетках (pDC), обычных дендритных клетках (cDC), естественных клетках-киллерах (NK), B-клетках. , и Т-клетки.Были использованы методы цельной крови, поскольку было обнаружено, что центрифугирование фиколла в плотной среде активирует моноциты CD14hi (как описано ранее [18]).
Частицы инфекционного гриппа активируют множественные PRR [19]; однако инактивация вируса посредством фиксации ограничивает иммунное обнаружение только чувствительностью TLR7 к вирусной РНК в pDC [10]. В некоторых исследованиях сообщалось, что расщепление вируса инактивирует вирусные РНК [11,12], но недавний отчет предполагает, что вирусная РНК присутствует в сплит-вакцинах и служит внутренним адъювантом [13].Мы использовали коммерческие составы сплит-вакцины против гриппа 2011–2012 и 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur) для моделирования клинического воздействия на человека. В качестве положительного контроля для индуцированной РНК активации мы стимулировали клетки крови ex vivo с помощью низкомолекулярного агониста резиквимода (R848), который специфичен для TLR 7 и 8. Было показано, что РНК гриппа активирует человеческие TLR 7 и 8 [20 ].
Неожиданно SV быстро активировал множественные сигнальные пути в различных популяциях клеток, но в целом дал протеомную сигнатуру, отличную от стимуляции TLR7 / 8 ().В миелоидных клетках SV индуцировал фосфорилирование ERK, рибосомного белка S6 (S6), CREB и гистона h4 — молекул, участвующих в передаче сигналов MEK, PI3K и mTOR [21]. Однако SV не стимулировал стресс-киназы, такие как p38 и MAPKAPK2, или путь NFκB, на что указывает отсутствие общей деградации IκBα. Напротив, R848 активировал почти все сигнальные пути в миелоидном клоне. Важно отметить, что фосфорилирование p38 является признаком почти всех ответов TLR и, таким образом, является ключевым различием между этими профилями передачи сигналов.
Сравнение активации сигнальной сети, вызванной либо SV, либо агонистом TLR7 / 8 . (A и B) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, SV (15 мкг / мл) или R848 (10 мкг / мл) в течение 30 минут до лизиса и фиксации эритроцитов. Затем клетки окрашивали меченными изотопами mAb против поверхностных белков и сигнальных белков и готовили для 31-параметрического масс-цитометрического анализа. Популяции клеток были идентифицированы как CD11c + CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD11c + CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + Granulocytes + HLAD3 + HLAD3 90 , HLADR + CD1c + кДК, CD3 — CD7 + NK-клетки, CD19 + CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки.См. Рисунок S1 для подробной стратегии стробирования. Индукция сигнала рассчитывалась как разница средней интенсивности arcsinh по сравнению с контролем PBS. Репрезентативный эксперимент показан из 4 независимых экспериментов по массовой цитометрии, проведенных на 7 взрослых донорах.
SV-индуцированная активность также отличалась от стимуляции TLR7 / 8 в лимфоцитах. NK-клетки были активированы вакциной, но не ответили на R848, что согласуется с отсутствием экспрессии TLR7 / 8 в этих клетках [22]. B-клетки были активированы R848, но лишь слабо затронуты SV.Ни один из стимулов не активировал Т-клетки. И SV, и R848 также индуцировали шеддинг CD16 (FcγRIII) в моноцитах и NK-клетках (данные не показаны). Ответы SV в моноцитах наблюдались у всех отобранных доноров, в то время как ответы NK-клеток и дендритных клеток наблюдались стабильно, но только у отдельных доноров. Никакой ранней активности в путях STAT не наблюдали ни в одном типе клеток через 30 минут (данные не показаны).
Затем мы попытались сравнить чувствительность иммунных клеток человека к SV и R848, чтобы убедиться, что SV активен при низких концентрациях.Подобно R848, SV демонстрирует сильную активность при концентрациях нанограмм на миллилитр, что составляет 1/500 th разовой дозы вакцины (). Чтобы убедиться, что активность SV не связана с компонентами вакцины, не связанными с гриппом, мы стимулировали цельную кровь желатином, этоксилатом октилфенола и тимеросалом и не обнаружили обнаруживаемой активности (данные не показаны).
Динамика дозовой реакции СВ по сравнению со стимуляцией TLR7 / 8. Цельную кровь стимулировали при различных концентрациях SV или R848 и отслеживали фосфорилирование S6 с помощью 10-параметрической проточной цитометрии.Популяции клеток были определены как CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + гранулоциты, CD33 + HLADR — cdc , CD56 + NK-клетки, CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки. Индукцию передачи сигналов рассчитывали как% клеток, демонстрирующих более высокое, чем базальное фосфорилирование S6. Показаны средние значения реплик от 1 донора.
Сравнение продукции цитокинов вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активация сигнального пути в иммунных клетках часто вызывает выработку цитокинов, которые опосредуют межклеточную коммуникацию. Панель окрашивания на основе массовой цитометрии, способная измерять продукцию паниммунных цитокинов, использовали для сравнения SV со стимуляцией TLR7 / 8. Эта панель внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS) состоит из поверхностных маркеров, упомянутых ранее, а также mAb против IL-1β, IL-1RA, IL-2, IL-4, IL-6, IL-12 (p40), IL-17A. , MCP1 (CCL2), TNFα, IFNγ, IFNα, перфорин и GM-CSF.Цельную кровь стимулировали либо SV, либо R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации красных кровяных телец (RBC). И брефельдин, и монензин добавляли в кровь в начале анализа или через 2–3 часа стимуляции.
Систематическое профилирование продукции цитокинов показало, что SV и R848 индуцируют разные паттерны экспрессии цитокинов (). В моноцитах CD14hi оба стимула индуцировали выработку хемокина MCP1 — молекулы, способной привлекать моноциты и дендритные клетки к участкам воспаления [23].IL-1RA, противовоспалительный цитокин, также индуцировался обоими стимулами, но гораздо сильнее R848. Важно отметить, что основные провоспалительные цитокины (IL-1β, IL-6, TNFα и IL-12), исследованные в моноцитах, индуцировались только стимуляцией TLR7 / 8, а не SV. В NK-клетках SV индуцировал продукцию TNFα, а также IFNγ. Хотя R848 не активировал сигнальные пути в NK-клетках, он действительно вызывал некоторую продукцию цитокинов, скорее всего, вызванную паракринным механизмом. Продукция IFNα в pDC является отличительным признаком активации TLR7 [10] и, как и ожидалось, вызывается R848.Напротив, SV не вызывал продукции IFNα, что согласуется с отсутствием SV-зависимой активации p38 в pDC. изображает разницу в этих ответах от 3 разных доноров. Кинетика дозы для продукции внутриклеточных цитокинов показана на рисунке S2A.
Сравнение продукции цитокинов SV и агониста TLR7 / 8. (A) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, 15 мкг / мл SV или 5 мкг / мл R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации эритроцитов. Ингибиторы секреции добавляли либо для всей стимуляции (SV), либо через 2 часа (R848).Затем фиксированные клетки готовили для 34-параметрического масс-цитометрического анализа внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS). Цитокин-положительные моноциты и pDC определялись как клетки, показывающие сигнал, превышающий 10 2 отсчетов. Цитокин-положительные NK-клетки были определены как клетки, показывающие сигнал выше 99 -го процентиля нестимулированных клеток. SV также не индуцировал IFNα в pDC, когда ингибиторы секреции добавляли через 2 часа. Показан один репрезентативный эксперимент. (B) Количественная оценка дисперсии продукции цитокинов на основе 5 независимых экспериментов, проведенных на 3 взрослых донорах.Гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение.
Анализы окрашивания внутриклеточных цитокинов ограничены тем, что они оценивают продукцию цитокинов, но не секрецию из-за обязательной потребности в ингибиторах секреции. Чтобы убедиться, что MCP1 секретируется моноцитами, активированными SV, и для обнаружения цитокинов, не включенных в нашу панель массовой цитометрии, мы использовали технологию luminex для количественного определения секреции 51 цитокина в плазме человека [24]. Цельную кровь собирали у 15 взрослых добровольцев и стимулировали ex vivo SV в течение 6 часов.Цитокины, демонстрирующие как минимум 5-кратное увеличение среднего сигнала флуоресценции после усреднения всех 15 субъектов, показаны на рисунке S2B. В частности, Mip1α (CCL3), IP-10 (CXCL10), IL-8, TNFα, Mip1β (CCL4), MCP1 и IL-1RA секретировались на высоких уровнях у большинства субъектов.
Иммунные комплексы, полученные из белка гриппа, ответственны за активность, индуцированную SV
ex vivoПри исследовании механизмов, посредством которых SV стимулирует иммунные клетки человека, было обнаружено, что SV не может стимулировать мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) при стандартной культуре ткани условия ().Впоследствии мы предположили, что фактор в плазме человека был необходим для активации иммунной системы, вызванной SV. Чтобы оценить эту гипотезу, SV сначала предварительно инкубировали с плазмой, а затем добавляли либо к обедненной плазмой цельной крови, либо к PBMC, чтобы определить, спасает ли это нечувствительность SV. Так как рибосомный белок S6 является почти концевым ответным элементом в передаче сигналов ERK / mTOR [25], мы отслеживали его фосфорилирование как общий маркер активации для множества типов клеток. Примечательно, что SV, предварительно инкубированный с плазмой, может стимулировать моноциты CD16hi ().Таким образом, фактор сыворотки человека в дополнение к SV необходим для активации иммунных клеток.
Активность передачи сигналов SV индуцируется иммунными комплексами, производными от белка гриппа. (A) Цельную кровь и PBMC, полученные с помощью центрифугирования с плотностью фиколла, стимулировали либо PBS, SV, либо R848 при 10 мкг / мл в течение 30 минут перед фиксацией и анализом проточной цитометрии, как в. Показаны репрезентативные данные, изображающие моноциты CD16hi из 3 экспериментов (2 донора). (B) Интактная цельная кровь или цельная кровь с обедненной плазмой стимулировалась либо SV, SV, предварительно инкубированной с аутологичной плазмой, SV, предварительно инкубированной с аутологичным очищенным поликлональным человеческим IgG, либо рекомбинантным гемагглютинином h2N1 (5 мкг / мл) для За 30 минут до фиксации и проточно-цитометрического анализа.См. Раздел «Методы» для получения подробной информации о предварительной инкубации. Показаны репрезентативные данные из 7 экспериментов.
Учитывая обилие антител против белков гриппа, в частности гемагглютинина (НА), в плазме человека, казалось вероятным, что активность SV может быть связана с образованием иммунных комплексов и активацией рецептора Fc. В соответствии с этим предсказанием, предварительная инкубация SV с очищенным поликлональным человеческим IgG может также восстановить активность SV в истощенных сывороткой моноцитов цельной крови (2).Сходные результаты были получены для NK-клеток, стимулированных в формате PBMC, а также в популяциях обогащенных NK-клеток и моноцитов CD16hi (фиг. S3). При концентрациях, используемых для восстановления активности SV, ни IgG, ни плазма по отдельности не активировали S6 (данные не показаны). IgG был единственным плазменным фактором, необходимым для активности SV, поскольку обедненная по IgG плазма не проявляла активности при предварительной инкубации с SV (данные не показаны). Фигура S4 демонстрирует, что продукция цитокинов в ответ на SV также зависела от присутствия IgG.Эти эксперименты в значительной степени предполагают, что иммунные комплексы, производные от белков гриппа, ответственны за активацию сигнального пути, индуцированную SV, и продукцию цитокинов. Данные о моноцитах CD16hi показаны потому, что фосфорилирование S6 в моноцитах CD14hi может быть активировано центрифугированием, а моноциты CD16hi — нет.
Чтобы продемонстрировать, что эта активность зависит от белка гриппа, мы стимулировали цельную кровь и цельную кровь с обедненной плазмой рекомбинантным НА из штамма h2N1. Подобно SV, HA проявляет активность только в моноцитах в присутствии плазмы человека ().Рекомбинантные человеческие белки (LAMP1 и HER2), полученные в тех же условиях, использовали в качестве отрицательного контроля и не стимулировали цельную кровь (данные не показаны). Основываясь на этих доказательствах, запуск рецептора Fcγ (FcγR) иммунными комплексами SV был наиболее правдоподобным объяснением активности SV.
FcγR экспрессируются во всей иммунной системе в соответствии с наблюдаемыми моделями стимуляции SV (Рисунок S5) [26]. В частности, CD64 (FcγRI), CD32 (FcγRII) и CD16 (FcγRIII) все по-разному экспрессируются в разных популяциях моноцитов.CD16 экспрессируется большинством NK-клеток. В-клетки экспрессируют только CD32, а большинство Т-клеток не экспрессируют никаких FcγR. Затем мы попытались определить, зависит ли активность SV от Fc-части IgG. Поликлональные белки F (ab ‘) 2 были продуцированы и, как и ожидалось, не смогли восполнить недостаток активности SV в условиях отсутствия сыворотки человека (). Чтобы подтвердить, что белки F (ab ‘) 2 все еще могут связываться с SV, иммобилизованную вакцину инкубировали с F (ab’) 2 и использовали Ab против легкой цепи для количественного определения связывания с помощью ELISA.Поликлональный F (ab ‘) 2 связался с SV, подтверждая, что обработка пепсином не сделала белки F (ab’) 2 неспособными реагировать с SV (данные не показаны). Важно отметить, что блокирующие mAb против FcγR были способны специфически ингибировать фосфорилирование рибосомного белка S6 в ответ на иммунные комплексы SV (). Стимуляция иммунного комплекса SV моноцитов CD16hi и NK-клеток (формат PBMC) блокировалась mAb, нацеленными на CD16 и CD32, но не контрольными mAB изотипа. Таким образом, активность SV в этих типах клеток зависит от интактной области Fc IgG, а также от CD16 и CD32.
Активация SV зависит от Fc и FcγR. (A) Цельную кровь без плазмы стимулировали PBS, SV предварительно инкубировали с поликлональным F (ab ‘) 2 или SV предварительно инкубировали с интактным IgG. Показаны репрезентативные данные из 2 экспериментов. (B) PBMC, обработанные блокирующими mAb против CD16 и CD32 или mAb изотипического контроля, стимулировали 0,75–3 мкг / мл комплексов SV + IgG в течение 30 минут перед фиксацией и анализом фосфорилирования S6. Показаны репрезентативные данные из 3 экспериментов, проведенных на 2 донорах.
Чтобы независимо оценить, является ли протеомная сигнатура, индуцированная SV, зависимой от FcγR, мы проанализировали влияние агрегированного теплом IgG (HAG) на иммунные клетки человека. HAG, подобно полученным от гриппа иммунным комплексам, избирательно стимулировал передачу сигналов ERK / mTOR, но не пути p38 или NFκB в миелоидных клетках (рисунок S6). HAG также вызывал моноцитарную продукцию MCP1 в цельной крови человека и продукцию IFNγ и TNFα NK-клетками в PBMC (данные не показаны).
Составы противогриппозной вакцины различаются по протеомным ответам
Мы оценили, зависела ли секреция цитокинов, индуцированная SV, также от сыворотки человека, используя luminex ().Подобно фосфорилированию рибосомного белка S6, SV-зависимая секреция цитокинов происходила только в формате цельной крови. Напротив, весь инактивированный вирус имел активность как в цельной крови, так и в PBMC. В общем, WIV индуцировал цитокины, аналогичные SV, за исключением IL-8 и IFNα. WIV-зависимая продукция IFNα предполагалась на основании предыдущих исследований, которые показали, что эта активность зависит от РНК [10]. Мы также обнаружили, что лечение WIV РНКазой снижает продукцию IFNα (данные не показаны).
Сравнение различных вакцин. (A) Цельную кровь или PBMC стимулировали 15 мкг / мл SV или WIV в течение 6 часов перед центрифугированием и выделением плазмы или супернатанта. Кратное изменение MFI рассчитывали, как показано на рис. S2B. Показаны репрезентативные данные из 4 независимых экспериментов; гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение от 3 доноров. (B) Цельную кровь стимулировали (0,3 мкг / мл HA) расщепленными или живыми аттенуированными вирусными частицами в течение 40 минут и анализировали на активацию сигнального пути, как в. Показана средняя разница дуги ± стандартное отклонение от 3 доноров.
Наконец, мы попытались определить, вызывает ли сплит-вакцина более быстрые и сильные ответы FcγR, чем интактные вирусные частицы. SV сравнивали с живым ослабленным вирусом гриппа (LAIV) в анализах передачи сигналов (). Было обнаружено, что при эквивалентных концентрациях HA SV является гораздо более мощным индуктором немедленных сигнальных ответов, чем LAIV. Однако в более поздние моменты времени (3 часа) LAIV вызывал заметную активность, но все еще менее устойчиво, чем SV (данные не показаны).
Обсуждение
Активность транскрипции крови, индуцированная in vivo иммунизацией SV, обнаруживается в течение нескольких часов и достигает пика через день после вакцинации [15].Модульный анализ этой активности показывает, что пути, участвующие в биологии моноцитов, NK-клеток и интерферона, нарушаются на ранних этапах вакцинации против гриппа. Однако эти транскриптомные подходы еще не показали, какие механизмы вызывают эти ответы. Наши анализы показывают, что вакцина против гриппа активирует моноциты и NK-клетки через FcγR и вызывает продукцию IFNγ, но не IFN типа I. Как сообщалось ранее [10–12], мы также не нашли доказательств того, что РНК в вакцине против SV способна активировать рецепторы TLR.Таким образом, образование иммунных комплексов и активация FcγR, скорее всего, являются немедленным иммунным ответом на вакцинацию против SV у людей с уже существующими IgG-антителами против белков гриппа.
Вопрос о том, инактивирует ли расщепление вирусных частиц активность TLR, важен, поскольку было показано, что высокоэффективные вакцины, такие как вакцина против желтой лихорадки (YFV) и коровьей оспы, активируют множественные PRR [8,9]. Кампании по иммунизации против оспы и YFV были направлены на индукцию иммунитета у субъектов, которые были в значительной степени иммунологически не восприимчивы к этим патогенам.Напротив, вакцинация против гриппа у взрослых обычно происходит при наличии ранее существовавшей иммунологической памяти, вызванной естественным воздействием гриппа. Таким образом, мы обнаружили, что непосредственным эффектом добавления SV в кровь человека было образование иммунных комплексов. Это поднимает важный вопрос о том, как предсуществующие специфичные для гриппа АТ влияют на иммунизацию SV. Из-за природы ex vivo этих исследований следует проявлять осторожность, предполагая, что активация миелоидных и NK-клеток иммунными комплексами SV обязательно усилит вакцинацию.Существуют доказательства того, что связывание IgG и образование иммунных комплексов могут как усиливать [27–30], так и ингибировать [31–35] серологические ответы на различные формы антигена. Если активация рецептора Fc может усиливать ответ на вакцинацию, то важно, что SV имеет гораздо более непосредственную активность в анализах передачи сигналов, чем LAIV (). Вызванная детергентом диссоциация частиц вируса гриппа, вероятно, обнажит дополнительные вирусные белки (особенно матричные белки), которые маскируются липидными бислоями яичного происхождения и, таким образом, будут способствовать более сильному иммунному ответу, опосредованному рецептором Fc, у ранее подвергшихся воздействию хозяев.
В контексте вакцинации против гриппа одним из наиболее прогностических показателей плохого серологического ответа является высокий уровень антител против гемагглютинина гриппа до вакцинации [36–38]. Таким образом, возможно, что предсуществующие Ат против белков SV активно подавляют иммунизационные ответы посредством ингибирования по обратной связи. Степень, в которой такой супрессивный механизм потребует активации FcγR, не совсем ясна, но было показано, что связывание FcγRIIb может подавлять ответы В-клеток на вирусные антигены, связанные с IgG [33].Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как существующие антитела влияют на реакцию на вакцинацию против гриппа и могут ли определенные адъюванты преодолеть подавление обратной связи, основанное на иммунных комплексах.
Недавний метаанализ клинических исследований показал, что на основании серологических ответов SV более эффективен у взрослых, чем у детей, и, наоборот, LAIV более эффективен у детей, чем у взрослых [39]. Наши наблюдения могут объяснить эту разницу тем, что отсутствие лигандов PRR в SV сделало бы его слабым праймером для инициирования иммунных ответов у детей, но он был бы более эффективным у взрослых, потому что ответы зрелой памяти гораздо меньше зависят от активации врожденного иммунитета [10 ].Ключевой вопрос заключается в том, как реактивные или перекрестно-реактивные Т-клетки памяти, В-клетки памяти и ранее существовавшие АТ влияют на последующую вакцинацию против SV или LAIV. Плохие серологические ответы у взрослых, вакцинированных LAIV, можно объяснить нейтрализацией IgA вирусных частиц в слизистой оболочке дыхательных путей до репликации вируса. В целом формирование иммунного комплекса, скорее всего, является важным событием в понимании вакцинации взрослых от гриппа.
Выводы
Эти исследования позволяют по-новому взглянуть на то, как вакцина против SV способствует иммунному ответу, и показывают, как любая вакцина, вводимая ранее контактировавшим с ней людям, вероятно, вызовет аналогичный FcγR-опосредованный ранний ответ.
Вакцина против гриппа с расщепленным вирусом быстро активирует иммунные клетки через рецепторы Fcγ
Резюме
Сезонная вакцинация против гриппа — одна из наиболее распространенных медицинских процедур, но степень, в которой она активирует иммунную систему, помимо индукции выработки антител, не совсем понятна. В Соединенных Штатах наиболее распространенные составы вакцины состоят из деградированных или «расщепленных» вирусных частиц, распределенных без каких-либо адъювантов. Основываясь на предыдущих отчетах, мы попытались определить, активирует ли сплит-вакцина против гриппа рецепторы врожденного иммунитета, в частности рецепторы, подобные Toll.Высокомерное протеомное профилирование цельной крови человека с использованием цитометрии по времени пролета (CyTOF) было использовано для сравнения активации сигнального пути и продукции цитокинов между сплит-вакциной против гриппа и прототипным ответом TLR ex vivo . Этот анализ показал, что сплит-вакцина быстро и эффективно активирует несколько типов иммунных клеток, но дает протеомную сигнатуру, совершенно отличную от активации TLR. Важно отметить, что активность, индуцированная вакциной, зависела от присутствия сыворотки человека, что указывало на то, что сывороточный фактор необходим для вакцино-зависимой иммунной активации.Мы обнаружили, что этот сывороточный фактор представляет собой человеческие антитела, специфичные к белкам гриппа, и поэтому немедленная иммунная активация сплит-вакциной зависит от иммунного комплекса. Эти исследования демонстрируют, что «расщепление» вируса гриппа инактивирует любые потенциальные адъюванты, эндогенные для гриппа, такие как РНК, но у ранее подвергшихся воздействию людей может вызвать мощный иммунный ответ, способствуя быстрому образованию иммунных комплексов.
Ключевые слова: грипп, вакцина, рецепторы Fcγ, иммунология, массовая цитометрия
Введение
Грипп — вирусный респираторный патоген, вызывающий значительную заболеваемость и смертность во всем мире.Ежегодно от сезонных инфекций гриппа умирает от 250 000 до 500 000 человек, и многие другие госпитализируются [1]. Вакцинация в настоящее время является основной стратегией, используемой для снижения заболеваемости и смертности [2].
Первая вакцина против гриппа, лицензированная в США, состояла из фиксированных формалином частиц цельного инактивированного вируса (WIV) [3]. Препарат WIV, хотя и считался высоко иммуногенным, также был очень реактогенным, что часто приводило к воспалению в момент инъекции и лихорадке [4].Из-за этих побочных реакций препарат WIV был заменен вакциной на основе расщепленного вируса (SV), в которой вирусные частицы сначала инактивируются, а затем разрушаются детергентом или эфиром [5]. Расщепление частиц гриппа повышает безопасность вакцины, но снижает иммуногенность, особенно у людей, в основном детей, которые иммунологически не восприимчивы к гриппу [6,7].
В настоящее время вакцина против гриппа в формате сплит-вируса является наиболее распространенной, назначаемой для взрослых, и распространяется в США без адъюванта.Клинические исследования вакцины против гриппа в первую очередь сосредоточены на количественной оценке адаптивных иммунных реакций, которые развиваются в течение нескольких дней или недель. Фундаментальные исследования врожденного иммунного ответа на инфекцию гриппа обычно концентрируются на том, как инфекционные вирусные частицы (не расщепленные частицы вакцины) активируют рецепторы распознавания образов (PRR), такие как Toll-подобные рецепторы (TLR). Поэтому мало что известно о точных механизмах, посредством которых СВ активирует ранние или врожденные иммунные ответы.
Активация врожденного иммунитета считается ключевой особенностью успешных вакцин для человека, таких как вакцина против вируса осповакцины и желтой лихорадки [8,9].Таким образом, мы стремились оценить немедленный ответ иммунных клеток на SV ex vivo . Предыдущие исследования, проведенные в основном на моделях грызунов, предполагают, что вирусная РНК является основным ассоциированным с патогеном молекулярным паттерном, генерируемым WIV, и что расщепление частиц инактивирует вирусную РНК [10–12]. Другие исследователи оспорили этот вывод и утверждают, что вирусная РНК активна в сплит-вакцине [13]. У людей Panda et al. идентифицировал ассоциированное с возрастом снижение функции TLR, которое может предсказать in vivo и серологических ответов у иммунизированных SV [14].До сих пор остается неясным, является ли эта связь причинной или вакцина против гриппа SV может задействовать TLR. Недавнее исследование показало, что вакцинация против SV вызывает транскрипционную активность in vivo в течение нескольких часов после вакцинации человека [15]. Эта ранняя транскрипционная сигнатура включает моноциты, NK-клетки и интерфероны (IFN). Инициирующее событие (я), вызывающее эту раннюю сигнатуру in vivo , неизвестно [15].
Высокоразмерное протеомное профилирование с использованием масс-цитометрии и технологии luminex было использовано для количественной оценки активации сигнального пути и продукции цитокинов во всех основных популяциях иммунных клеток цельной крови человека, стимулированных SV ex vivo .В качестве положительного контроля мы сравнили SV с активацией TLR на основе прототипной РНК через TLR 7/8.
Неожиданно SV быстро и сильно индуцировал сигнальные реакции в иммунной системе. Анализируя подмножество параметров, можно сказать, что активация иммунной системы, вызванная SV, была подобна передаче сигналов TLR7 / 8; однако более широкий анализ сигнальных путей продемонстрировал, что SV вызывает протеомную сигнатуру, перекрывающуюся с активацией TLR, но очень отличную от нее. Последующие исследования показали, что стимулирующая активность вакцины зависела от присутствия сыворотки человека, поскольку активность SV была очевидна в цельной крови человека, но отсутствовала, когда человеческие клетки культивировали в клеточной среде с бычьей сывороткой.Наконец, было обнаружено, что антитела иммуноглобулина G (IgG), специфичные к белкам гриппа, необходимы для индуцированных SV ответов, и, таким образом, образование иммунных комплексов и активация рецептора Fc являются начальным событием при вакцинации против гриппа SV.
Эти данные позволяют предположить, что вирусная РНК, скорее всего, не имеет отношения к вакцинации человека против SV, а также подчеркивает потенциальную важность образования иммунных комплексов в контексте вакцинации против гриппа и других вакцин, нацеленных на ранее подвергшихся воздействию людей.Концептуально это важный вывод для исследований, направленных на создание более эффективных противогриппозных вакцин и на определение прогностических биомаркеров эффективности вакцинации против гриппа в группах риска.
Материалы и методы
Участники исследования
Все доноры были взрослыми и участвовали в исследовании по анализу цельной крови или в исследовании вакцинации, проводимом программой Stanford-LPCH Vaccine Program. Все участники исследования были здоровыми взрослыми, средний возраст — 32 года.Субъекты с плохим здоровьем были исключены. 70% участников были мужчинами, 30% — женщинами. Субъекты были включены независимо от истории вакцинации. Концентрации анти-SV IgG в донорской плазме варьировали от 25 до 500 мкг / мл. Протоколы исследования были одобрены институциональным наблюдательным советом Управления по соблюдению требований исследований в Стэнфордском университете. Информированное согласие было получено от всех субъектов. Данные были проанализированы с помощью W.O.G или H.H.
Вакцины и вирусы
В исследованиях стимуляции использовались трехвалентные инактивированные вакцины против гриппа 2011–2012 и / или 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur).Цельный инактивированный вирус получали из очищенных аттенуированных штаммов гриппа (Medimmune), которые обрабатывали 0,02% формальдегидом при 37 ° C в течение 12 часов. Были использованы следующие штаммы: A / California / 07/2009 h2N1, A / Victoria / 210/2009 h4N2, A / Victoria / 361/2011 h4N2, B / Brisbane / 60/2008, B / Texas / 6/2011. Мы рассчитали, что общая концентрация белка Fluzone составляет 300 мкг / мл, используя анализ Брэдфорда.
Клетки и стимулы
Свежевыделенную цельную кровь человека собирали в гепаринизированные вакутайнеры (BD) и использовали в целости или сохранности, промытые средой RPMI 1640 (Life Technologies) при комнатной температуре 2–3 раза для получения обедненной плазмой цельной крови.Промытые клетки WB ресуспендировали в среде RPMI без добавок. Мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) получали центрифугированием в градиенте плотности (Ficoll-Paque; GE healthcare) и культивировали в среде RPMI 1640 + 10% FBS или AIM V (Life Technologies). Клетки стимулировали при различных концентрациях SV в течение 30 минут или 6 часов, а затем фиксировали в течение 15 минут при 37 ° C с помощью буфера для лизиса / фиксации Phosflow (BD). В исследованиях предварительной инкубации SV SV разводили 1:10 в 100% плазме человека в течение 30 минут при 4 ° C, а затем добавляли к промытым WB или PBMC в разведении 1:20.SV был образован комплексом с белком A / G, очищенным на спин-колонке (Pierce), поликлональным IgG в соотношении 0,3 мкг SV (1 мкл неразбавленной вакцины) на 75 мкг IgG в течение 30 минут (при 7,5 мг / мл) перед добавлением SV + IgG к PBMC в концентрации 0,75–3 мкг / мл SV. HAG генерировали нагреванием очищенного IgG до концентрации 5 мкг / мл в течение 20 минут при 63 ° C. Рекомбинантный гемагглютинин гриппа h2N1 и собственные белки были приобретены в Sino Biological. R848 был куплен у Invivogen. Поликлональный F (ab ‘) 2 получали с использованием набора для микроизоляции F (ab’) 2 (Pierce).
Массовая и проточная цитометрия
Информация о клонах и конъюгации для всех используемых mAb показана на рисунке S1. Числа, связанные с mAb на Фигуре S1, представляют собой атомные массы изотопов лантаноидов, которые были хелатированы с полимерами, а затем конъюгированы с указанными mAb. Поверхность клеток окрашивали и затем подвергали проницаемости либо ледяным метанолом для анализа сигналов, либо буфером Perm / Wash I (BD) для анализа цитокинов. Для проточной цитометрии клетки анализировали на LSRII (BD).Для массовой цитометрии клетки обрабатывали интеркалятором иридия (DVS Sciences) перед анализом на CyTOF (DVS Sciences). Данные были проанализированы с помощью Flowjo (Treestar). Сигнальные ответы на основе масс-цитометрии определяли количественно, как описано ранее [16]. Ответы цитокинов на основе масс-цитометрии и ответы на основе проточной цитометрии количественно оценивали с помощью пороговых сигнальных ответов на основе 100 отсчетов или 99 -го процентиля контрольных образцов, обработанных PBS.
Luminex (наборы для ELISA с захватывающими гранулами)
В соответствии с рекомендациями производителя использовали человеческий набор 51-plex luminex (Affymetrix).Цитокиновые ответы количественно оценивали путем деления средней интенсивности флуоресценции (MFI) шариков захвата из стимулированной плазмы на MFI шариков из нестимулированной плазмы.
Результаты
Сравнение активации сигнальной сети между вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активность SV и TLR сравнивали с использованием массовой цитометрии для проведения систематического анализа сигнальных путей. В массовой цитометрии элементарные метки используются для обеспечения беспрецедентного уровня размерности при анализе отдельных клеток [16,17].Одновременно измеряли 30 параметров, чтобы разобрать сложность клеток в крови человека и контролировать ключевые пути передачи сигналов с использованием специфичных для фосфорилирования моноклональных антител (mAb). Используя этот подход, были определены 8 клеточных популяций с 19 поверхностными маркерами и зондированы с помощью 11 mAb, специфичных к отдельным сигнальным молекулам (Рисунок S1). В частности, пути ERK / mTOR, гистонов, стресса, NFκB и STAT отслеживались в моноцитах CD14hi, моноцитах CD16hi, гранулоцитах, плазматических дендритных клетках (pDC), обычных дендритных клетках (cDC), естественных клетках-киллерах (NK), B-клетках. , и Т-клетки.Были использованы методы цельной крови, поскольку было обнаружено, что центрифугирование фиколла в плотной среде активирует моноциты CD14hi (как описано ранее [18]).
Частицы инфекционного гриппа активируют множественные PRR [19]; однако инактивация вируса посредством фиксации ограничивает иммунное обнаружение только чувствительностью TLR7 к вирусной РНК в pDC [10]. В некоторых исследованиях сообщалось, что расщепление вируса инактивирует вирусные РНК [11,12], но недавний отчет предполагает, что вирусная РНК присутствует в сплит-вакцинах и служит внутренним адъювантом [13].Мы использовали коммерческие составы сплит-вакцины против гриппа 2011–2012 и 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur) для моделирования клинического воздействия на человека. В качестве положительного контроля для индуцированной РНК активации мы стимулировали клетки крови ex vivo с помощью низкомолекулярного агониста резиквимода (R848), который специфичен для TLR 7 и 8. Было показано, что РНК гриппа активирует человеческие TLR 7 и 8 [20 ].
Неожиданно SV быстро активировал множественные сигнальные пути в различных популяциях клеток, но в целом дал протеомную сигнатуру, отличную от стимуляции TLR7 / 8 ().В миелоидных клетках SV индуцировал фосфорилирование ERK, рибосомного белка S6 (S6), CREB и гистона h4 — молекул, участвующих в передаче сигналов MEK, PI3K и mTOR [21]. Однако SV не стимулировал стресс-киназы, такие как p38 и MAPKAPK2, или путь NFκB, на что указывает отсутствие общей деградации IκBα. Напротив, R848 активировал почти все сигнальные пути в миелоидном клоне. Важно отметить, что фосфорилирование p38 является признаком почти всех ответов TLR и, таким образом, является ключевым различием между этими профилями передачи сигналов.
Сравнение активации сигнальной сети, вызванной либо SV, либо агонистом TLR7 / 8 . (A и B) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, SV (15 мкг / мл) или R848 (10 мкг / мл) в течение 30 минут до лизиса и фиксации эритроцитов. Затем клетки окрашивали меченными изотопами mAb против поверхностных белков и сигнальных белков и готовили для 31-параметрического масс-цитометрического анализа. Популяции клеток были идентифицированы как CD11c + CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD11c + CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + Granulocytes + HLAD3 + HLAD3 90 , HLADR + CD1c + кДК, CD3 — CD7 + NK-клетки, CD19 + CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки.См. Рисунок S1 для подробной стратегии стробирования. Индукция сигнала рассчитывалась как разница средней интенсивности arcsinh по сравнению с контролем PBS. Репрезентативный эксперимент показан из 4 независимых экспериментов по массовой цитометрии, проведенных на 7 взрослых донорах.
SV-индуцированная активность также отличалась от стимуляции TLR7 / 8 в лимфоцитах. NK-клетки были активированы вакциной, но не ответили на R848, что согласуется с отсутствием экспрессии TLR7 / 8 в этих клетках [22]. B-клетки были активированы R848, но лишь слабо затронуты SV.Ни один из стимулов не активировал Т-клетки. И SV, и R848 также индуцировали шеддинг CD16 (FcγRIII) в моноцитах и NK-клетках (данные не показаны). Ответы SV в моноцитах наблюдались у всех отобранных доноров, в то время как ответы NK-клеток и дендритных клеток наблюдались стабильно, но только у отдельных доноров. Никакой ранней активности в путях STAT не наблюдали ни в одном типе клеток через 30 минут (данные не показаны).
Затем мы попытались сравнить чувствительность иммунных клеток человека к SV и R848, чтобы убедиться, что SV активен при низких концентрациях.Подобно R848, SV демонстрирует сильную активность при концентрациях нанограмм на миллилитр, что составляет 1/500 th разовой дозы вакцины (). Чтобы убедиться, что активность SV не связана с компонентами вакцины, не связанными с гриппом, мы стимулировали цельную кровь желатином, этоксилатом октилфенола и тимеросалом и не обнаружили обнаруживаемой активности (данные не показаны).
Динамика дозовой реакции СВ по сравнению со стимуляцией TLR7 / 8. Цельную кровь стимулировали при различных концентрациях SV или R848 и отслеживали фосфорилирование S6 с помощью 10-параметрической проточной цитометрии.Популяции клеток были определены как CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + гранулоциты, CD33 + HLADR — cdc , CD56 + NK-клетки, CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки. Индукцию передачи сигналов рассчитывали как% клеток, демонстрирующих более высокое, чем базальное фосфорилирование S6. Показаны средние значения реплик от 1 донора.
Сравнение продукции цитокинов вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активация сигнального пути в иммунных клетках часто вызывает выработку цитокинов, которые опосредуют межклеточную коммуникацию. Панель окрашивания на основе массовой цитометрии, способная измерять продукцию паниммунных цитокинов, использовали для сравнения SV со стимуляцией TLR7 / 8. Эта панель внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS) состоит из поверхностных маркеров, упомянутых ранее, а также mAb против IL-1β, IL-1RA, IL-2, IL-4, IL-6, IL-12 (p40), IL-17A. , MCP1 (CCL2), TNFα, IFNγ, IFNα, перфорин и GM-CSF.Цельную кровь стимулировали либо SV, либо R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации красных кровяных телец (RBC). И брефельдин, и монензин добавляли в кровь в начале анализа или через 2–3 часа стимуляции.
Систематическое профилирование продукции цитокинов показало, что SV и R848 индуцируют разные паттерны экспрессии цитокинов (). В моноцитах CD14hi оба стимула индуцировали выработку хемокина MCP1 — молекулы, способной привлекать моноциты и дендритные клетки к участкам воспаления [23].IL-1RA, противовоспалительный цитокин, также индуцировался обоими стимулами, но гораздо сильнее R848. Важно отметить, что основные провоспалительные цитокины (IL-1β, IL-6, TNFα и IL-12), исследованные в моноцитах, индуцировались только стимуляцией TLR7 / 8, а не SV. В NK-клетках SV индуцировал продукцию TNFα, а также IFNγ. Хотя R848 не активировал сигнальные пути в NK-клетках, он действительно вызывал некоторую продукцию цитокинов, скорее всего, вызванную паракринным механизмом. Продукция IFNα в pDC является отличительным признаком активации TLR7 [10] и, как и ожидалось, вызывается R848.Напротив, SV не вызывал продукции IFNα, что согласуется с отсутствием SV-зависимой активации p38 в pDC. изображает разницу в этих ответах от 3 разных доноров. Кинетика дозы для продукции внутриклеточных цитокинов показана на рисунке S2A.
Сравнение продукции цитокинов SV и агониста TLR7 / 8. (A) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, 15 мкг / мл SV или 5 мкг / мл R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации эритроцитов. Ингибиторы секреции добавляли либо для всей стимуляции (SV), либо через 2 часа (R848).Затем фиксированные клетки готовили для 34-параметрического масс-цитометрического анализа внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS). Цитокин-положительные моноциты и pDC определялись как клетки, показывающие сигнал, превышающий 10 2 отсчетов. Цитокин-положительные NK-клетки были определены как клетки, показывающие сигнал выше 99 -го процентиля нестимулированных клеток. SV также не индуцировал IFNα в pDC, когда ингибиторы секреции добавляли через 2 часа. Показан один репрезентативный эксперимент. (B) Количественная оценка дисперсии продукции цитокинов на основе 5 независимых экспериментов, проведенных на 3 взрослых донорах.Гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение.
Анализы окрашивания внутриклеточных цитокинов ограничены тем, что они оценивают продукцию цитокинов, но не секрецию из-за обязательной потребности в ингибиторах секреции. Чтобы убедиться, что MCP1 секретируется моноцитами, активированными SV, и для обнаружения цитокинов, не включенных в нашу панель массовой цитометрии, мы использовали технологию luminex для количественного определения секреции 51 цитокина в плазме человека [24]. Цельную кровь собирали у 15 взрослых добровольцев и стимулировали ex vivo SV в течение 6 часов.Цитокины, демонстрирующие как минимум 5-кратное увеличение среднего сигнала флуоресценции после усреднения всех 15 субъектов, показаны на рисунке S2B. В частности, Mip1α (CCL3), IP-10 (CXCL10), IL-8, TNFα, Mip1β (CCL4), MCP1 и IL-1RA секретировались на высоких уровнях у большинства субъектов.
Иммунные комплексы, полученные из белка гриппа, ответственны за активность, индуцированную SV
ex vivoПри исследовании механизмов, посредством которых SV стимулирует иммунные клетки человека, было обнаружено, что SV не может стимулировать мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) при стандартной культуре ткани условия ().Впоследствии мы предположили, что фактор в плазме человека был необходим для активации иммунной системы, вызванной SV. Чтобы оценить эту гипотезу, SV сначала предварительно инкубировали с плазмой, а затем добавляли либо к обедненной плазмой цельной крови, либо к PBMC, чтобы определить, спасает ли это нечувствительность SV. Так как рибосомный белок S6 является почти концевым ответным элементом в передаче сигналов ERK / mTOR [25], мы отслеживали его фосфорилирование как общий маркер активации для множества типов клеток. Примечательно, что SV, предварительно инкубированный с плазмой, может стимулировать моноциты CD16hi ().Таким образом, фактор сыворотки человека в дополнение к SV необходим для активации иммунных клеток.
Активность передачи сигналов SV индуцируется иммунными комплексами, производными от белка гриппа. (A) Цельную кровь и PBMC, полученные с помощью центрифугирования с плотностью фиколла, стимулировали либо PBS, SV, либо R848 при 10 мкг / мл в течение 30 минут перед фиксацией и анализом проточной цитометрии, как в. Показаны репрезентативные данные, изображающие моноциты CD16hi из 3 экспериментов (2 донора). (B) Интактная цельная кровь или цельная кровь с обедненной плазмой стимулировалась либо SV, SV, предварительно инкубированной с аутологичной плазмой, SV, предварительно инкубированной с аутологичным очищенным поликлональным человеческим IgG, либо рекомбинантным гемагглютинином h2N1 (5 мкг / мл) для За 30 минут до фиксации и проточно-цитометрического анализа.См. Раздел «Методы» для получения подробной информации о предварительной инкубации. Показаны репрезентативные данные из 7 экспериментов.
Учитывая обилие антител против белков гриппа, в частности гемагглютинина (НА), в плазме человека, казалось вероятным, что активность SV может быть связана с образованием иммунных комплексов и активацией рецептора Fc. В соответствии с этим предсказанием, предварительная инкубация SV с очищенным поликлональным человеческим IgG может также восстановить активность SV в истощенных сывороткой моноцитов цельной крови (2).Сходные результаты были получены для NK-клеток, стимулированных в формате PBMC, а также в популяциях обогащенных NK-клеток и моноцитов CD16hi (фиг. S3). При концентрациях, используемых для восстановления активности SV, ни IgG, ни плазма по отдельности не активировали S6 (данные не показаны). IgG был единственным плазменным фактором, необходимым для активности SV, поскольку обедненная по IgG плазма не проявляла активности при предварительной инкубации с SV (данные не показаны). Фигура S4 демонстрирует, что продукция цитокинов в ответ на SV также зависела от присутствия IgG.Эти эксперименты в значительной степени предполагают, что иммунные комплексы, производные от белков гриппа, ответственны за активацию сигнального пути, индуцированную SV, и продукцию цитокинов. Данные о моноцитах CD16hi показаны потому, что фосфорилирование S6 в моноцитах CD14hi может быть активировано центрифугированием, а моноциты CD16hi — нет.
Чтобы продемонстрировать, что эта активность зависит от белка гриппа, мы стимулировали цельную кровь и цельную кровь с обедненной плазмой рекомбинантным НА из штамма h2N1. Подобно SV, HA проявляет активность только в моноцитах в присутствии плазмы человека ().Рекомбинантные человеческие белки (LAMP1 и HER2), полученные в тех же условиях, использовали в качестве отрицательного контроля и не стимулировали цельную кровь (данные не показаны). Основываясь на этих доказательствах, запуск рецептора Fcγ (FcγR) иммунными комплексами SV был наиболее правдоподобным объяснением активности SV.
FcγR экспрессируются во всей иммунной системе в соответствии с наблюдаемыми моделями стимуляции SV (Рисунок S5) [26]. В частности, CD64 (FcγRI), CD32 (FcγRII) и CD16 (FcγRIII) все по-разному экспрессируются в разных популяциях моноцитов.CD16 экспрессируется большинством NK-клеток. В-клетки экспрессируют только CD32, а большинство Т-клеток не экспрессируют никаких FcγR. Затем мы попытались определить, зависит ли активность SV от Fc-части IgG. Поликлональные белки F (ab ‘) 2 были продуцированы и, как и ожидалось, не смогли восполнить недостаток активности SV в условиях отсутствия сыворотки человека (). Чтобы подтвердить, что белки F (ab ‘) 2 все еще могут связываться с SV, иммобилизованную вакцину инкубировали с F (ab’) 2 и использовали Ab против легкой цепи для количественного определения связывания с помощью ELISA.Поликлональный F (ab ‘) 2 связался с SV, подтверждая, что обработка пепсином не сделала белки F (ab’) 2 неспособными реагировать с SV (данные не показаны). Важно отметить, что блокирующие mAb против FcγR были способны специфически ингибировать фосфорилирование рибосомного белка S6 в ответ на иммунные комплексы SV (). Стимуляция иммунного комплекса SV моноцитов CD16hi и NK-клеток (формат PBMC) блокировалась mAb, нацеленными на CD16 и CD32, но не контрольными mAB изотипа. Таким образом, активность SV в этих типах клеток зависит от интактной области Fc IgG, а также от CD16 и CD32.
Активация SV зависит от Fc и FcγR. (A) Цельную кровь без плазмы стимулировали PBS, SV предварительно инкубировали с поликлональным F (ab ‘) 2 или SV предварительно инкубировали с интактным IgG. Показаны репрезентативные данные из 2 экспериментов. (B) PBMC, обработанные блокирующими mAb против CD16 и CD32 или mAb изотипического контроля, стимулировали 0,75–3 мкг / мл комплексов SV + IgG в течение 30 минут перед фиксацией и анализом фосфорилирования S6. Показаны репрезентативные данные из 3 экспериментов, проведенных на 2 донорах.
Чтобы независимо оценить, является ли протеомная сигнатура, индуцированная SV, зависимой от FcγR, мы проанализировали влияние агрегированного теплом IgG (HAG) на иммунные клетки человека. HAG, подобно полученным от гриппа иммунным комплексам, избирательно стимулировал передачу сигналов ERK / mTOR, но не пути p38 или NFκB в миелоидных клетках (рисунок S6). HAG также вызывал моноцитарную продукцию MCP1 в цельной крови человека и продукцию IFNγ и TNFα NK-клетками в PBMC (данные не показаны).
Составы противогриппозной вакцины различаются по протеомным ответам
Мы оценили, зависела ли секреция цитокинов, индуцированная SV, также от сыворотки человека, используя luminex ().Подобно фосфорилированию рибосомного белка S6, SV-зависимая секреция цитокинов происходила только в формате цельной крови. Напротив, весь инактивированный вирус имел активность как в цельной крови, так и в PBMC. В общем, WIV индуцировал цитокины, аналогичные SV, за исключением IL-8 и IFNα. WIV-зависимая продукция IFNα предполагалась на основании предыдущих исследований, которые показали, что эта активность зависит от РНК [10]. Мы также обнаружили, что лечение WIV РНКазой снижает продукцию IFNα (данные не показаны).
Сравнение различных вакцин. (A) Цельную кровь или PBMC стимулировали 15 мкг / мл SV или WIV в течение 6 часов перед центрифугированием и выделением плазмы или супернатанта. Кратное изменение MFI рассчитывали, как показано на рис. S2B. Показаны репрезентативные данные из 4 независимых экспериментов; гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение от 3 доноров. (B) Цельную кровь стимулировали (0,3 мкг / мл HA) расщепленными или живыми аттенуированными вирусными частицами в течение 40 минут и анализировали на активацию сигнального пути, как в. Показана средняя разница дуги ± стандартное отклонение от 3 доноров.
Наконец, мы попытались определить, вызывает ли сплит-вакцина более быстрые и сильные ответы FcγR, чем интактные вирусные частицы. SV сравнивали с живым ослабленным вирусом гриппа (LAIV) в анализах передачи сигналов (). Было обнаружено, что при эквивалентных концентрациях HA SV является гораздо более мощным индуктором немедленных сигнальных ответов, чем LAIV. Однако в более поздние моменты времени (3 часа) LAIV вызывал заметную активность, но все еще менее устойчиво, чем SV (данные не показаны).
Обсуждение
Активность транскрипции крови, индуцированная in vivo иммунизацией SV, обнаруживается в течение нескольких часов и достигает пика через день после вакцинации [15].Модульный анализ этой активности показывает, что пути, участвующие в биологии моноцитов, NK-клеток и интерферона, нарушаются на ранних этапах вакцинации против гриппа. Однако эти транскриптомные подходы еще не показали, какие механизмы вызывают эти ответы. Наши анализы показывают, что вакцина против гриппа активирует моноциты и NK-клетки через FcγR и вызывает продукцию IFNγ, но не IFN типа I. Как сообщалось ранее [10–12], мы также не нашли доказательств того, что РНК в вакцине против SV способна активировать рецепторы TLR.Таким образом, образование иммунных комплексов и активация FcγR, скорее всего, являются немедленным иммунным ответом на вакцинацию против SV у людей с уже существующими IgG-антителами против белков гриппа.
Вопрос о том, инактивирует ли расщепление вирусных частиц активность TLR, важен, поскольку было показано, что высокоэффективные вакцины, такие как вакцина против желтой лихорадки (YFV) и коровьей оспы, активируют множественные PRR [8,9]. Кампании по иммунизации против оспы и YFV были направлены на индукцию иммунитета у субъектов, которые были в значительной степени иммунологически не восприимчивы к этим патогенам.Напротив, вакцинация против гриппа у взрослых обычно происходит при наличии ранее существовавшей иммунологической памяти, вызванной естественным воздействием гриппа. Таким образом, мы обнаружили, что непосредственным эффектом добавления SV в кровь человека было образование иммунных комплексов. Это поднимает важный вопрос о том, как предсуществующие специфичные для гриппа АТ влияют на иммунизацию SV. Из-за природы ex vivo этих исследований следует проявлять осторожность, предполагая, что активация миелоидных и NK-клеток иммунными комплексами SV обязательно усилит вакцинацию.Существуют доказательства того, что связывание IgG и образование иммунных комплексов могут как усиливать [27–30], так и ингибировать [31–35] серологические ответы на различные формы антигена. Если активация рецептора Fc может усиливать ответ на вакцинацию, то важно, что SV имеет гораздо более непосредственную активность в анализах передачи сигналов, чем LAIV (). Вызванная детергентом диссоциация частиц вируса гриппа, вероятно, обнажит дополнительные вирусные белки (особенно матричные белки), которые маскируются липидными бислоями яичного происхождения и, таким образом, будут способствовать более сильному иммунному ответу, опосредованному рецептором Fc, у ранее подвергшихся воздействию хозяев.
В контексте вакцинации против гриппа одним из наиболее прогностических показателей плохого серологического ответа является высокий уровень антител против гемагглютинина гриппа до вакцинации [36–38]. Таким образом, возможно, что предсуществующие Ат против белков SV активно подавляют иммунизационные ответы посредством ингибирования по обратной связи. Степень, в которой такой супрессивный механизм потребует активации FcγR, не совсем ясна, но было показано, что связывание FcγRIIb может подавлять ответы В-клеток на вирусные антигены, связанные с IgG [33].Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как существующие антитела влияют на реакцию на вакцинацию против гриппа и могут ли определенные адъюванты преодолеть подавление обратной связи, основанное на иммунных комплексах.
Недавний метаанализ клинических исследований показал, что на основании серологических ответов SV более эффективен у взрослых, чем у детей, и, наоборот, LAIV более эффективен у детей, чем у взрослых [39]. Наши наблюдения могут объяснить эту разницу тем, что отсутствие лигандов PRR в SV сделало бы его слабым праймером для инициирования иммунных ответов у детей, но он был бы более эффективным у взрослых, потому что ответы зрелой памяти гораздо меньше зависят от активации врожденного иммунитета [10 ].Ключевой вопрос заключается в том, как реактивные или перекрестно-реактивные Т-клетки памяти, В-клетки памяти и ранее существовавшие АТ влияют на последующую вакцинацию против SV или LAIV. Плохие серологические ответы у взрослых, вакцинированных LAIV, можно объяснить нейтрализацией IgA вирусных частиц в слизистой оболочке дыхательных путей до репликации вируса. В целом формирование иммунного комплекса, скорее всего, является важным событием в понимании вакцинации взрослых от гриппа.
Выводы
Эти исследования позволяют по-новому взглянуть на то, как вакцина против SV способствует иммунному ответу, и показывают, как любая вакцина, вводимая ранее контактировавшим с ней людям, вероятно, вызовет аналогичный FcγR-опосредованный ранний ответ.
Вакцина против гриппа с расщепленным вирусом быстро активирует иммунные клетки через рецепторы Fcγ
Резюме
Сезонная вакцинация против гриппа — одна из наиболее распространенных медицинских процедур, но степень, в которой она активирует иммунную систему, помимо индукции выработки антител, не совсем понятна. В Соединенных Штатах наиболее распространенные составы вакцины состоят из деградированных или «расщепленных» вирусных частиц, распределенных без каких-либо адъювантов. Основываясь на предыдущих отчетах, мы попытались определить, активирует ли сплит-вакцина против гриппа рецепторы врожденного иммунитета, в частности рецепторы, подобные Toll.Высокомерное протеомное профилирование цельной крови человека с использованием цитометрии по времени пролета (CyTOF) было использовано для сравнения активации сигнального пути и продукции цитокинов между сплит-вакциной против гриппа и прототипным ответом TLR ex vivo . Этот анализ показал, что сплит-вакцина быстро и эффективно активирует несколько типов иммунных клеток, но дает протеомную сигнатуру, совершенно отличную от активации TLR. Важно отметить, что активность, индуцированная вакциной, зависела от присутствия сыворотки человека, что указывало на то, что сывороточный фактор необходим для вакцино-зависимой иммунной активации.Мы обнаружили, что этот сывороточный фактор представляет собой человеческие антитела, специфичные к белкам гриппа, и поэтому немедленная иммунная активация сплит-вакциной зависит от иммунного комплекса. Эти исследования демонстрируют, что «расщепление» вируса гриппа инактивирует любые потенциальные адъюванты, эндогенные для гриппа, такие как РНК, но у ранее подвергшихся воздействию людей может вызвать мощный иммунный ответ, способствуя быстрому образованию иммунных комплексов.
Ключевые слова: грипп, вакцина, рецепторы Fcγ, иммунология, массовая цитометрия
Введение
Грипп — вирусный респираторный патоген, вызывающий значительную заболеваемость и смертность во всем мире.Ежегодно от сезонных инфекций гриппа умирает от 250 000 до 500 000 человек, и многие другие госпитализируются [1]. Вакцинация в настоящее время является основной стратегией, используемой для снижения заболеваемости и смертности [2].
Первая вакцина против гриппа, лицензированная в США, состояла из фиксированных формалином частиц цельного инактивированного вируса (WIV) [3]. Препарат WIV, хотя и считался высоко иммуногенным, также был очень реактогенным, что часто приводило к воспалению в момент инъекции и лихорадке [4].Из-за этих побочных реакций препарат WIV был заменен вакциной на основе расщепленного вируса (SV), в которой вирусные частицы сначала инактивируются, а затем разрушаются детергентом или эфиром [5]. Расщепление частиц гриппа повышает безопасность вакцины, но снижает иммуногенность, особенно у людей, в основном детей, которые иммунологически не восприимчивы к гриппу [6,7].
В настоящее время вакцина против гриппа в формате сплит-вируса является наиболее распространенной, назначаемой для взрослых, и распространяется в США без адъюванта.Клинические исследования вакцины против гриппа в первую очередь сосредоточены на количественной оценке адаптивных иммунных реакций, которые развиваются в течение нескольких дней или недель. Фундаментальные исследования врожденного иммунного ответа на инфекцию гриппа обычно концентрируются на том, как инфекционные вирусные частицы (не расщепленные частицы вакцины) активируют рецепторы распознавания образов (PRR), такие как Toll-подобные рецепторы (TLR). Поэтому мало что известно о точных механизмах, посредством которых СВ активирует ранние или врожденные иммунные ответы.
Активация врожденного иммунитета считается ключевой особенностью успешных вакцин для человека, таких как вакцина против вируса осповакцины и желтой лихорадки [8,9].Таким образом, мы стремились оценить немедленный ответ иммунных клеток на SV ex vivo . Предыдущие исследования, проведенные в основном на моделях грызунов, предполагают, что вирусная РНК является основным ассоциированным с патогеном молекулярным паттерном, генерируемым WIV, и что расщепление частиц инактивирует вирусную РНК [10–12]. Другие исследователи оспорили этот вывод и утверждают, что вирусная РНК активна в сплит-вакцине [13]. У людей Panda et al. идентифицировал ассоциированное с возрастом снижение функции TLR, которое может предсказать in vivo и серологических ответов у иммунизированных SV [14].До сих пор остается неясным, является ли эта связь причинной или вакцина против гриппа SV может задействовать TLR. Недавнее исследование показало, что вакцинация против SV вызывает транскрипционную активность in vivo в течение нескольких часов после вакцинации человека [15]. Эта ранняя транскрипционная сигнатура включает моноциты, NK-клетки и интерфероны (IFN). Инициирующее событие (я), вызывающее эту раннюю сигнатуру in vivo , неизвестно [15].
Высокоразмерное протеомное профилирование с использованием масс-цитометрии и технологии luminex было использовано для количественной оценки активации сигнального пути и продукции цитокинов во всех основных популяциях иммунных клеток цельной крови человека, стимулированных SV ex vivo .В качестве положительного контроля мы сравнили SV с активацией TLR на основе прототипной РНК через TLR 7/8.
Неожиданно SV быстро и сильно индуцировал сигнальные реакции в иммунной системе. Анализируя подмножество параметров, можно сказать, что активация иммунной системы, вызванная SV, была подобна передаче сигналов TLR7 / 8; однако более широкий анализ сигнальных путей продемонстрировал, что SV вызывает протеомную сигнатуру, перекрывающуюся с активацией TLR, но очень отличную от нее. Последующие исследования показали, что стимулирующая активность вакцины зависела от присутствия сыворотки человека, поскольку активность SV была очевидна в цельной крови человека, но отсутствовала, когда человеческие клетки культивировали в клеточной среде с бычьей сывороткой.Наконец, было обнаружено, что антитела иммуноглобулина G (IgG), специфичные к белкам гриппа, необходимы для индуцированных SV ответов, и, таким образом, образование иммунных комплексов и активация рецептора Fc являются начальным событием при вакцинации против гриппа SV.
Эти данные позволяют предположить, что вирусная РНК, скорее всего, не имеет отношения к вакцинации человека против SV, а также подчеркивает потенциальную важность образования иммунных комплексов в контексте вакцинации против гриппа и других вакцин, нацеленных на ранее подвергшихся воздействию людей.Концептуально это важный вывод для исследований, направленных на создание более эффективных противогриппозных вакцин и на определение прогностических биомаркеров эффективности вакцинации против гриппа в группах риска.
Материалы и методы
Участники исследования
Все доноры были взрослыми и участвовали в исследовании по анализу цельной крови или в исследовании вакцинации, проводимом программой Stanford-LPCH Vaccine Program. Все участники исследования были здоровыми взрослыми, средний возраст — 32 года.Субъекты с плохим здоровьем были исключены. 70% участников были мужчинами, 30% — женщинами. Субъекты были включены независимо от истории вакцинации. Концентрации анти-SV IgG в донорской плазме варьировали от 25 до 500 мкг / мл. Протоколы исследования были одобрены институциональным наблюдательным советом Управления по соблюдению требований исследований в Стэнфордском университете. Информированное согласие было получено от всех субъектов. Данные были проанализированы с помощью W.O.G или H.H.
Вакцины и вирусы
В исследованиях стимуляции использовались трехвалентные инактивированные вакцины против гриппа 2011–2012 и / или 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur).Цельный инактивированный вирус получали из очищенных аттенуированных штаммов гриппа (Medimmune), которые обрабатывали 0,02% формальдегидом при 37 ° C в течение 12 часов. Были использованы следующие штаммы: A / California / 07/2009 h2N1, A / Victoria / 210/2009 h4N2, A / Victoria / 361/2011 h4N2, B / Brisbane / 60/2008, B / Texas / 6/2011. Мы рассчитали, что общая концентрация белка Fluzone составляет 300 мкг / мл, используя анализ Брэдфорда.
Клетки и стимулы
Свежевыделенную цельную кровь человека собирали в гепаринизированные вакутайнеры (BD) и использовали в целости или сохранности, промытые средой RPMI 1640 (Life Technologies) при комнатной температуре 2–3 раза для получения обедненной плазмой цельной крови.Промытые клетки WB ресуспендировали в среде RPMI без добавок. Мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) получали центрифугированием в градиенте плотности (Ficoll-Paque; GE healthcare) и культивировали в среде RPMI 1640 + 10% FBS или AIM V (Life Technologies). Клетки стимулировали при различных концентрациях SV в течение 30 минут или 6 часов, а затем фиксировали в течение 15 минут при 37 ° C с помощью буфера для лизиса / фиксации Phosflow (BD). В исследованиях предварительной инкубации SV SV разводили 1:10 в 100% плазме человека в течение 30 минут при 4 ° C, а затем добавляли к промытым WB или PBMC в разведении 1:20.SV был образован комплексом с белком A / G, очищенным на спин-колонке (Pierce), поликлональным IgG в соотношении 0,3 мкг SV (1 мкл неразбавленной вакцины) на 75 мкг IgG в течение 30 минут (при 7,5 мг / мл) перед добавлением SV + IgG к PBMC в концентрации 0,75–3 мкг / мл SV. HAG генерировали нагреванием очищенного IgG до концентрации 5 мкг / мл в течение 20 минут при 63 ° C. Рекомбинантный гемагглютинин гриппа h2N1 и собственные белки были приобретены в Sino Biological. R848 был куплен у Invivogen. Поликлональный F (ab ‘) 2 получали с использованием набора для микроизоляции F (ab’) 2 (Pierce).
Массовая и проточная цитометрия
Информация о клонах и конъюгации для всех используемых mAb показана на рисунке S1. Числа, связанные с mAb на Фигуре S1, представляют собой атомные массы изотопов лантаноидов, которые были хелатированы с полимерами, а затем конъюгированы с указанными mAb. Поверхность клеток окрашивали и затем подвергали проницаемости либо ледяным метанолом для анализа сигналов, либо буфером Perm / Wash I (BD) для анализа цитокинов. Для проточной цитометрии клетки анализировали на LSRII (BD).Для массовой цитометрии клетки обрабатывали интеркалятором иридия (DVS Sciences) перед анализом на CyTOF (DVS Sciences). Данные были проанализированы с помощью Flowjo (Treestar). Сигнальные ответы на основе масс-цитометрии определяли количественно, как описано ранее [16]. Ответы цитокинов на основе масс-цитометрии и ответы на основе проточной цитометрии количественно оценивали с помощью пороговых сигнальных ответов на основе 100 отсчетов или 99 -го процентиля контрольных образцов, обработанных PBS.
Luminex (наборы для ELISA с захватывающими гранулами)
В соответствии с рекомендациями производителя использовали человеческий набор 51-plex luminex (Affymetrix).Цитокиновые ответы количественно оценивали путем деления средней интенсивности флуоресценции (MFI) шариков захвата из стимулированной плазмы на MFI шариков из нестимулированной плазмы.
Результаты
Сравнение активации сигнальной сети между вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активность SV и TLR сравнивали с использованием массовой цитометрии для проведения систематического анализа сигнальных путей. В массовой цитометрии элементарные метки используются для обеспечения беспрецедентного уровня размерности при анализе отдельных клеток [16,17].Одновременно измеряли 30 параметров, чтобы разобрать сложность клеток в крови человека и контролировать ключевые пути передачи сигналов с использованием специфичных для фосфорилирования моноклональных антител (mAb). Используя этот подход, были определены 8 клеточных популяций с 19 поверхностными маркерами и зондированы с помощью 11 mAb, специфичных к отдельным сигнальным молекулам (Рисунок S1). В частности, пути ERK / mTOR, гистонов, стресса, NFκB и STAT отслеживались в моноцитах CD14hi, моноцитах CD16hi, гранулоцитах, плазматических дендритных клетках (pDC), обычных дендритных клетках (cDC), естественных клетках-киллерах (NK), B-клетках. , и Т-клетки.Были использованы методы цельной крови, поскольку было обнаружено, что центрифугирование фиколла в плотной среде активирует моноциты CD14hi (как описано ранее [18]).
Частицы инфекционного гриппа активируют множественные PRR [19]; однако инактивация вируса посредством фиксации ограничивает иммунное обнаружение только чувствительностью TLR7 к вирусной РНК в pDC [10]. В некоторых исследованиях сообщалось, что расщепление вируса инактивирует вирусные РНК [11,12], но недавний отчет предполагает, что вирусная РНК присутствует в сплит-вакцинах и служит внутренним адъювантом [13].Мы использовали коммерческие составы сплит-вакцины против гриппа 2011–2012 и 2012–2013 годов (Fluzone; Sanofi Pasteur) для моделирования клинического воздействия на человека. В качестве положительного контроля для индуцированной РНК активации мы стимулировали клетки крови ex vivo с помощью низкомолекулярного агониста резиквимода (R848), который специфичен для TLR 7 и 8. Было показано, что РНК гриппа активирует человеческие TLR 7 и 8 [20 ].
Неожиданно SV быстро активировал множественные сигнальные пути в различных популяциях клеток, но в целом дал протеомную сигнатуру, отличную от стимуляции TLR7 / 8 ().В миелоидных клетках SV индуцировал фосфорилирование ERK, рибосомного белка S6 (S6), CREB и гистона h4 — молекул, участвующих в передаче сигналов MEK, PI3K и mTOR [21]. Однако SV не стимулировал стресс-киназы, такие как p38 и MAPKAPK2, или путь NFκB, на что указывает отсутствие общей деградации IκBα. Напротив, R848 активировал почти все сигнальные пути в миелоидном клоне. Важно отметить, что фосфорилирование p38 является признаком почти всех ответов TLR и, таким образом, является ключевым различием между этими профилями передачи сигналов.
Сравнение активации сигнальной сети, вызванной либо SV, либо агонистом TLR7 / 8 . (A и B) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, SV (15 мкг / мл) или R848 (10 мкг / мл) в течение 30 минут до лизиса и фиксации эритроцитов. Затем клетки окрашивали меченными изотопами mAb против поверхностных белков и сигнальных белков и готовили для 31-параметрического масс-цитометрического анализа. Популяции клеток были идентифицированы как CD11c + CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD11c + CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + Granulocytes + HLAD3 + HLAD3 90 , HLADR + CD1c + кДК, CD3 — CD7 + NK-клетки, CD19 + CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки.См. Рисунок S1 для подробной стратегии стробирования. Индукция сигнала рассчитывалась как разница средней интенсивности arcsinh по сравнению с контролем PBS. Репрезентативный эксперимент показан из 4 независимых экспериментов по массовой цитометрии, проведенных на 7 взрослых донорах.
SV-индуцированная активность также отличалась от стимуляции TLR7 / 8 в лимфоцитах. NK-клетки были активированы вакциной, но не ответили на R848, что согласуется с отсутствием экспрессии TLR7 / 8 в этих клетках [22]. B-клетки были активированы R848, но лишь слабо затронуты SV.Ни один из стимулов не активировал Т-клетки. И SV, и R848 также индуцировали шеддинг CD16 (FcγRIII) в моноцитах и NK-клетках (данные не показаны). Ответы SV в моноцитах наблюдались у всех отобранных доноров, в то время как ответы NK-клеток и дендритных клеток наблюдались стабильно, но только у отдельных доноров. Никакой ранней активности в путях STAT не наблюдали ни в одном типе клеток через 30 минут (данные не показаны).
Затем мы попытались сравнить чувствительность иммунных клеток человека к SV и R848, чтобы убедиться, что SV активен при низких концентрациях.Подобно R848, SV демонстрирует сильную активность при концентрациях нанограмм на миллилитр, что составляет 1/500 th разовой дозы вакцины (). Чтобы убедиться, что активность SV не связана с компонентами вакцины, не связанными с гриппом, мы стимулировали цельную кровь желатином, этоксилатом октилфенола и тимеросалом и не обнаружили обнаруживаемой активности (данные не показаны).
Динамика дозовой реакции СВ по сравнению со стимуляцией TLR7 / 8. Цельную кровь стимулировали при различных концентрациях SV или R848 и отслеживали фосфорилирование S6 с помощью 10-параметрической проточной цитометрии.Популяции клеток были определены как CD33 + HLADR + CD14hi Моноциты, CD33 + HLADR + CD16hi Моноциты, CD66 + гранулоциты, CD33 + HLADR — cdc , CD56 + NK-клетки, CD20 + B-клетки и CD3 + T-клетки. Индукцию передачи сигналов рассчитывали как% клеток, демонстрирующих более высокое, чем базальное фосфорилирование S6. Показаны средние значения реплик от 1 донора.
Сравнение продукции цитокинов вакциной SV и агонистом TLR7 / 8
Активация сигнального пути в иммунных клетках часто вызывает выработку цитокинов, которые опосредуют межклеточную коммуникацию. Панель окрашивания на основе массовой цитометрии, способная измерять продукцию паниммунных цитокинов, использовали для сравнения SV со стимуляцией TLR7 / 8. Эта панель внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS) состоит из поверхностных маркеров, упомянутых ранее, а также mAb против IL-1β, IL-1RA, IL-2, IL-4, IL-6, IL-12 (p40), IL-17A. , MCP1 (CCL2), TNFα, IFNγ, IFNα, перфорин и GM-CSF.Цельную кровь стимулировали либо SV, либо R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации красных кровяных телец (RBC). И брефельдин, и монензин добавляли в кровь в начале анализа или через 2–3 часа стимуляции.
Систематическое профилирование продукции цитокинов показало, что SV и R848 индуцируют разные паттерны экспрессии цитокинов (). В моноцитах CD14hi оба стимула индуцировали выработку хемокина MCP1 — молекулы, способной привлекать моноциты и дендритные клетки к участкам воспаления [23].IL-1RA, противовоспалительный цитокин, также индуцировался обоими стимулами, но гораздо сильнее R848. Важно отметить, что основные провоспалительные цитокины (IL-1β, IL-6, TNFα и IL-12), исследованные в моноцитах, индуцировались только стимуляцией TLR7 / 8, а не SV. В NK-клетках SV индуцировал продукцию TNFα, а также IFNγ. Хотя R848 не активировал сигнальные пути в NK-клетках, он действительно вызывал некоторую продукцию цитокинов, скорее всего, вызванную паракринным механизмом. Продукция IFNα в pDC является отличительным признаком активации TLR7 [10] и, как и ожидалось, вызывается R848.Напротив, SV не вызывал продукции IFNα, что согласуется с отсутствием SV-зависимой активации p38 в pDC. изображает разницу в этих ответах от 3 разных доноров. Кинетика дозы для продукции внутриклеточных цитокинов показана на рисунке S2A.
Сравнение продукции цитокинов SV и агониста TLR7 / 8. (A) Свежевыделенную цельную кровь человека стимулировали PBS, 15 мкг / мл SV или 5 мкг / мл R848 в течение 6 часов до лизиса и фиксации эритроцитов. Ингибиторы секреции добавляли либо для всей стимуляции (SV), либо через 2 часа (R848).Затем фиксированные клетки готовили для 34-параметрического масс-цитометрического анализа внутриклеточного окрашивания цитокинов (ICS). Цитокин-положительные моноциты и pDC определялись как клетки, показывающие сигнал, превышающий 10 2 отсчетов. Цитокин-положительные NK-клетки были определены как клетки, показывающие сигнал выше 99 -го процентиля нестимулированных клеток. SV также не индуцировал IFNα в pDC, когда ингибиторы секреции добавляли через 2 часа. Показан один репрезентативный эксперимент. (B) Количественная оценка дисперсии продукции цитокинов на основе 5 независимых экспериментов, проведенных на 3 взрослых донорах.Гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение.
Анализы окрашивания внутриклеточных цитокинов ограничены тем, что они оценивают продукцию цитокинов, но не секрецию из-за обязательной потребности в ингибиторах секреции. Чтобы убедиться, что MCP1 секретируется моноцитами, активированными SV, и для обнаружения цитокинов, не включенных в нашу панель массовой цитометрии, мы использовали технологию luminex для количественного определения секреции 51 цитокина в плазме человека [24]. Цельную кровь собирали у 15 взрослых добровольцев и стимулировали ex vivo SV в течение 6 часов.Цитокины, демонстрирующие как минимум 5-кратное увеличение среднего сигнала флуоресценции после усреднения всех 15 субъектов, показаны на рисунке S2B. В частности, Mip1α (CCL3), IP-10 (CXCL10), IL-8, TNFα, Mip1β (CCL4), MCP1 и IL-1RA секретировались на высоких уровнях у большинства субъектов.
Иммунные комплексы, полученные из белка гриппа, ответственны за активность, индуцированную SV
ex vivoПри исследовании механизмов, посредством которых SV стимулирует иммунные клетки человека, было обнаружено, что SV не может стимулировать мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) при стандартной культуре ткани условия ().Впоследствии мы предположили, что фактор в плазме человека был необходим для активации иммунной системы, вызванной SV. Чтобы оценить эту гипотезу, SV сначала предварительно инкубировали с плазмой, а затем добавляли либо к обедненной плазмой цельной крови, либо к PBMC, чтобы определить, спасает ли это нечувствительность SV. Так как рибосомный белок S6 является почти концевым ответным элементом в передаче сигналов ERK / mTOR [25], мы отслеживали его фосфорилирование как общий маркер активации для множества типов клеток. Примечательно, что SV, предварительно инкубированный с плазмой, может стимулировать моноциты CD16hi ().Таким образом, фактор сыворотки человека в дополнение к SV необходим для активации иммунных клеток.
Активность передачи сигналов SV индуцируется иммунными комплексами, производными от белка гриппа. (A) Цельную кровь и PBMC, полученные с помощью центрифугирования с плотностью фиколла, стимулировали либо PBS, SV, либо R848 при 10 мкг / мл в течение 30 минут перед фиксацией и анализом проточной цитометрии, как в. Показаны репрезентативные данные, изображающие моноциты CD16hi из 3 экспериментов (2 донора). (B) Интактная цельная кровь или цельная кровь с обедненной плазмой стимулировалась либо SV, SV, предварительно инкубированной с аутологичной плазмой, SV, предварительно инкубированной с аутологичным очищенным поликлональным человеческим IgG, либо рекомбинантным гемагглютинином h2N1 (5 мкг / мл) для За 30 минут до фиксации и проточно-цитометрического анализа.См. Раздел «Методы» для получения подробной информации о предварительной инкубации. Показаны репрезентативные данные из 7 экспериментов.
Учитывая обилие антител против белков гриппа, в частности гемагглютинина (НА), в плазме человека, казалось вероятным, что активность SV может быть связана с образованием иммунных комплексов и активацией рецептора Fc. В соответствии с этим предсказанием, предварительная инкубация SV с очищенным поликлональным человеческим IgG может также восстановить активность SV в истощенных сывороткой моноцитов цельной крови (2).Сходные результаты были получены для NK-клеток, стимулированных в формате PBMC, а также в популяциях обогащенных NK-клеток и моноцитов CD16hi (фиг. S3). При концентрациях, используемых для восстановления активности SV, ни IgG, ни плазма по отдельности не активировали S6 (данные не показаны). IgG был единственным плазменным фактором, необходимым для активности SV, поскольку обедненная по IgG плазма не проявляла активности при предварительной инкубации с SV (данные не показаны). Фигура S4 демонстрирует, что продукция цитокинов в ответ на SV также зависела от присутствия IgG.Эти эксперименты в значительной степени предполагают, что иммунные комплексы, производные от белков гриппа, ответственны за активацию сигнального пути, индуцированную SV, и продукцию цитокинов. Данные о моноцитах CD16hi показаны потому, что фосфорилирование S6 в моноцитах CD14hi может быть активировано центрифугированием, а моноциты CD16hi — нет.
Чтобы продемонстрировать, что эта активность зависит от белка гриппа, мы стимулировали цельную кровь и цельную кровь с обедненной плазмой рекомбинантным НА из штамма h2N1. Подобно SV, HA проявляет активность только в моноцитах в присутствии плазмы человека ().Рекомбинантные человеческие белки (LAMP1 и HER2), полученные в тех же условиях, использовали в качестве отрицательного контроля и не стимулировали цельную кровь (данные не показаны). Основываясь на этих доказательствах, запуск рецептора Fcγ (FcγR) иммунными комплексами SV был наиболее правдоподобным объяснением активности SV.
FcγR экспрессируются во всей иммунной системе в соответствии с наблюдаемыми моделями стимуляции SV (Рисунок S5) [26]. В частности, CD64 (FcγRI), CD32 (FcγRII) и CD16 (FcγRIII) все по-разному экспрессируются в разных популяциях моноцитов.CD16 экспрессируется большинством NK-клеток. В-клетки экспрессируют только CD32, а большинство Т-клеток не экспрессируют никаких FcγR. Затем мы попытались определить, зависит ли активность SV от Fc-части IgG. Поликлональные белки F (ab ‘) 2 были продуцированы и, как и ожидалось, не смогли восполнить недостаток активности SV в условиях отсутствия сыворотки человека (). Чтобы подтвердить, что белки F (ab ‘) 2 все еще могут связываться с SV, иммобилизованную вакцину инкубировали с F (ab’) 2 и использовали Ab против легкой цепи для количественного определения связывания с помощью ELISA.Поликлональный F (ab ‘) 2 связался с SV, подтверждая, что обработка пепсином не сделала белки F (ab’) 2 неспособными реагировать с SV (данные не показаны). Важно отметить, что блокирующие mAb против FcγR были способны специфически ингибировать фосфорилирование рибосомного белка S6 в ответ на иммунные комплексы SV (). Стимуляция иммунного комплекса SV моноцитов CD16hi и NK-клеток (формат PBMC) блокировалась mAb, нацеленными на CD16 и CD32, но не контрольными mAB изотипа. Таким образом, активность SV в этих типах клеток зависит от интактной области Fc IgG, а также от CD16 и CD32.
Активация SV зависит от Fc и FcγR. (A) Цельную кровь без плазмы стимулировали PBS, SV предварительно инкубировали с поликлональным F (ab ‘) 2 или SV предварительно инкубировали с интактным IgG. Показаны репрезентативные данные из 2 экспериментов. (B) PBMC, обработанные блокирующими mAb против CD16 и CD32 или mAb изотипического контроля, стимулировали 0,75–3 мкг / мл комплексов SV + IgG в течение 30 минут перед фиксацией и анализом фосфорилирования S6. Показаны репрезентативные данные из 3 экспериментов, проведенных на 2 донорах.
Чтобы независимо оценить, является ли протеомная сигнатура, индуцированная SV, зависимой от FcγR, мы проанализировали влияние агрегированного теплом IgG (HAG) на иммунные клетки человека. HAG, подобно полученным от гриппа иммунным комплексам, избирательно стимулировал передачу сигналов ERK / mTOR, но не пути p38 или NFκB в миелоидных клетках (рисунок S6). HAG также вызывал моноцитарную продукцию MCP1 в цельной крови человека и продукцию IFNγ и TNFα NK-клетками в PBMC (данные не показаны).
Составы противогриппозной вакцины различаются по протеомным ответам
Мы оценили, зависела ли секреция цитокинов, индуцированная SV, также от сыворотки человека, используя luminex ().Подобно фосфорилированию рибосомного белка S6, SV-зависимая секреция цитокинов происходила только в формате цельной крови. Напротив, весь инактивированный вирус имел активность как в цельной крови, так и в PBMC. В общем, WIV индуцировал цитокины, аналогичные SV, за исключением IL-8 и IFNα. WIV-зависимая продукция IFNα предполагалась на основании предыдущих исследований, которые показали, что эта активность зависит от РНК [10]. Мы также обнаружили, что лечение WIV РНКазой снижает продукцию IFNα (данные не показаны).
Сравнение различных вакцин. (A) Цельную кровь или PBMC стимулировали 15 мкг / мл SV или WIV в течение 6 часов перед центрифугированием и выделением плазмы или супернатанта. Кратное изменение MFI рассчитывали, как показано на рис. S2B. Показаны репрезентативные данные из 4 независимых экспериментов; гистограммы показывают среднее значение ± стандартное отклонение от 3 доноров. (B) Цельную кровь стимулировали (0,3 мкг / мл HA) расщепленными или живыми аттенуированными вирусными частицами в течение 40 минут и анализировали на активацию сигнального пути, как в. Показана средняя разница дуги ± стандартное отклонение от 3 доноров.
Наконец, мы попытались определить, вызывает ли сплит-вакцина более быстрые и сильные ответы FcγR, чем интактные вирусные частицы. SV сравнивали с живым ослабленным вирусом гриппа (LAIV) в анализах передачи сигналов (). Было обнаружено, что при эквивалентных концентрациях HA SV является гораздо более мощным индуктором немедленных сигнальных ответов, чем LAIV. Однако в более поздние моменты времени (3 часа) LAIV вызывал заметную активность, но все еще менее устойчиво, чем SV (данные не показаны).
Обсуждение
Активность транскрипции крови, индуцированная in vivo иммунизацией SV, обнаруживается в течение нескольких часов и достигает пика через день после вакцинации [15].Модульный анализ этой активности показывает, что пути, участвующие в биологии моноцитов, NK-клеток и интерферона, нарушаются на ранних этапах вакцинации против гриппа. Однако эти транскриптомные подходы еще не показали, какие механизмы вызывают эти ответы. Наши анализы показывают, что вакцина против гриппа активирует моноциты и NK-клетки через FcγR и вызывает продукцию IFNγ, но не IFN типа I. Как сообщалось ранее [10–12], мы также не нашли доказательств того, что РНК в вакцине против SV способна активировать рецепторы TLR.Таким образом, образование иммунных комплексов и активация FcγR, скорее всего, являются немедленным иммунным ответом на вакцинацию против SV у людей с уже существующими IgG-антителами против белков гриппа.
Вопрос о том, инактивирует ли расщепление вирусных частиц активность TLR, важен, поскольку было показано, что высокоэффективные вакцины, такие как вакцина против желтой лихорадки (YFV) и коровьей оспы, активируют множественные PRR [8,9]. Кампании по иммунизации против оспы и YFV были направлены на индукцию иммунитета у субъектов, которые были в значительной степени иммунологически не восприимчивы к этим патогенам.Напротив, вакцинация против гриппа у взрослых обычно происходит при наличии ранее существовавшей иммунологической памяти, вызванной естественным воздействием гриппа. Таким образом, мы обнаружили, что непосредственным эффектом добавления SV в кровь человека было образование иммунных комплексов. Это поднимает важный вопрос о том, как предсуществующие специфичные для гриппа АТ влияют на иммунизацию SV. Из-за природы ex vivo этих исследований следует проявлять осторожность, предполагая, что активация миелоидных и NK-клеток иммунными комплексами SV обязательно усилит вакцинацию.Существуют доказательства того, что связывание IgG и образование иммунных комплексов могут как усиливать [27–30], так и ингибировать [31–35] серологические ответы на различные формы антигена. Если активация рецептора Fc может усиливать ответ на вакцинацию, то важно, что SV имеет гораздо более непосредственную активность в анализах передачи сигналов, чем LAIV (). Вызванная детергентом диссоциация частиц вируса гриппа, вероятно, обнажит дополнительные вирусные белки (особенно матричные белки), которые маскируются липидными бислоями яичного происхождения и, таким образом, будут способствовать более сильному иммунному ответу, опосредованному рецептором Fc, у ранее подвергшихся воздействию хозяев.
В контексте вакцинации против гриппа одним из наиболее прогностических показателей плохого серологического ответа является высокий уровень антител против гемагглютинина гриппа до вакцинации [36–38]. Таким образом, возможно, что предсуществующие Ат против белков SV активно подавляют иммунизационные ответы посредством ингибирования по обратной связи. Степень, в которой такой супрессивный механизм потребует активации FcγR, не совсем ясна, но было показано, что связывание FcγRIIb может подавлять ответы В-клеток на вирусные антигены, связанные с IgG [33].Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как существующие антитела влияют на реакцию на вакцинацию против гриппа и могут ли определенные адъюванты преодолеть подавление обратной связи, основанное на иммунных комплексах.
Недавний метаанализ клинических исследований показал, что на основании серологических ответов SV более эффективен у взрослых, чем у детей, и, наоборот, LAIV более эффективен у детей, чем у взрослых [39]. Наши наблюдения могут объяснить эту разницу тем, что отсутствие лигандов PRR в SV сделало бы его слабым праймером для инициирования иммунных ответов у детей, но он был бы более эффективным у взрослых, потому что ответы зрелой памяти гораздо меньше зависят от активации врожденного иммунитета [10 ].Ключевой вопрос заключается в том, как реактивные или перекрестно-реактивные Т-клетки памяти, В-клетки памяти и ранее существовавшие АТ влияют на последующую вакцинацию против SV или LAIV. Плохие серологические ответы у взрослых, вакцинированных LAIV, можно объяснить нейтрализацией IgA вирусных частиц в слизистой оболочке дыхательных путей до репликации вируса. В целом формирование иммунного комплекса, скорее всего, является важным событием в понимании вакцинации взрослых от гриппа.
Выводы
Эти исследования позволяют по-новому взглянуть на то, как вакцина против SV способствует иммунному ответу, и показывают, как любая вакцина, вводимая ранее контактировавшим с ней людям, вероятно, вызовет аналогичный FcγR-опосредованный ранний ответ.
Инактивированная четырехвалентная вакцина против сезонного гриппа на основе сплит-вируса (четырехвалентная Fluarix®): обзор ее использования в профилактике заболеваний, вызываемых гриппом A и B
Инактивированная четырехвалентная вакцина против сезонного гриппа на основе сплит-вируса [четырехвалентная вакцина Fluarix®, производимая в Дрездене (D-QIV)] содержит 15 мкг гемагглютинина из каждого из четырех штаммов вируса гриппа, которые, как ожидается, будут циркулировать в предстоящем сезоне гриппа.В отличие от сезонных трехвалентных вакцин против гриппа (TIV), которые использовались ранее, четырехвалентные вакцины против гриппа (QIV) содержат два вируса гриппа подтипа A и два вируса типа B. Поскольку в последние годы одновременно циркулировали два разных вируса B, включение обеих линий B снижает риск того, что доминирующий штамм B не будет включен в вакцину. D-QIV одобрен для активной иммунизации лиц в возрасте ≥3 лет с целью предотвращения заболевания, вызываемого вирусами гриппа A и вирусами типа B, содержащимися в вакцине.В крупных рандомизированных контролируемых испытаниях D-QIV был высокоиммуногенным у здоровых взрослых (включая людей в возрасте ≥65 лет) и детей и превышал критерии для лицензирования вакцины. Иммунные ответы на D-QIV по сравнению с иммунными ответами на TIV были не хуже, чем у штаммов гриппа A и обычных штаммов B, и лучше против дополнительных штаммов B. D-QIV в целом хорошо переносился во всех изученных возрастных группах, и в целом реактогенность и переносимость в целом были аналогичны наблюдениям с TIV.Ожидается, что четырехвалентные противогриппозные вакцины обеспечат значительную экономическую эффективность в сезоны, когда линия B, выбранная для включения в TIV, не соответствует доминирующему циркулирующему штамму. Таким образом, за счет включения обеих циркулирующих линий гриппа B вакцинация D-QIV, вероятно, снизит риск того, что доминирующий циркулирующий вирус типа B не соответствует штамму, выбранному для вакцины, и, следовательно, более эффективно защитит целевые популяции от гриппа, чем TIV.
.