Kreuzreaktive SARS-CoV-2-Antikörper nach Exposition gegenüber Vogel-Coronavirus-Impfstoff

Die Pandemie der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19), die durch das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verursacht wird, hat das wissenschaftliche Interesse an der Entwicklung eines Pan-Coronavirus-Impfstoffs geweckt, der einen umfassenden Schutz gegen zukünftige pathogene Coronaviren (CoVs) bietet ) mit Pandemiepotential.

Ein Ansatz besteht darin, kreuzreaktive Antikörper gegen SARS-CoV-2 bei Personen zu entdecken, die anderen CoVs ausgesetzt sind. Ein kürzlich Allergie Studie berichtet über die Identifizierung solcher Antikörper bei Arbeitern in Geflügelfarmen, die dem Virus der infektiösen Bronchitis der Vögel (IBV) ausgesetzt waren.

Lernen: Die Exposition gegenüber Vogel-Coronavirus-Impfstoffen ist mit erhöhten Spiegeln von SARS-Cov-2-kreuzreaktiven Antikörpern verbunden. Bildnachweis: greenOlli / Shutterstock.com

Einführung

IBV verursachte die erste bekannte Coronavirus-Pandemie bei Tieren und wurde trotz der Verabreichung attenuierter IBV-Lebendimpfstoffe weiterhin bei Nutzhühnern nachgewiesen.

Während des Impfvorgangs werden Impfpersonen über ihre Atemwege und Bindehaut dem attenuierten Lebendvirus ausgesetzt. Diese ständige Exposition dauert für die gesamte Dauer ihres Arbeitstages.

Normale Landarbeiter sind ebenfalls ständig exponiert, jedoch auf einem geringeren Niveau, da sie dem Impfvirus nicht direkt ausgesetzt sind.

IBV hat sieben Stämme und mehrere Rekombinanten, wobei das S1-Spike-Gen die wichtigsten antigenen Determinanten trägt. Daher schützen neutralisierende Antikörper (nAbs) gegen das S1-Protein möglicherweise nicht vor neuen Stämmen mit S1-Mutationen. Dies kann für die Persistenz der IBV-Infektion verantwortlich sein.

Das Spike-Protein vermittelt die Wirtszellbindung und den Eintritt; daher zielen nAbs hauptsächlich auf dieses und das Nucleocapsid (N)-Protein ab. Die Ähnlichkeit zwischen den Epitopen der S1- und N-Proteine ​​von IBV und SARS-CoV-2 kann für das Vorhandensein von kreuzreagierenden Antikörpern gegen einen dieser Viren nach einer Infektion mit dem anderen verantwortlich sein.

Sowohl die N- als auch die S2-Spike-nAbs können auch für die Entwicklung einer zellvermittelten Immunität und viralen Neutralisierung außerhalb der Rezeptorbindungsdomäne (RBD) des Spike-Proteins wichtig sein.

Daher könnten kreuzreaktive Antikörper gegen IBV oder andere CoVs vor einer SARS-CoV-2-Infektion schützen oder zumindest schwere Erkrankungen verhindern. Umgekehrt könnten solche Antikörper, die das Virus binden, aber nicht neutralisieren, eine erhöhte Schwere von COVID-19 verursachen, indem sie den Eintritt von SARS-CoV-2 in die Wirtszellen durch einen Prozess verstärken, der als Antikörper-abhängige Verstärkung (ADE) der Krankheit bekannt ist.

Studienergebnisse

SARS-CoV-2-Antikörper

Immunglobulin G (IgG)-Antikörper, die auf SARS-CoV-2 S1-, RBD- und N-Antigene abzielen, wurden bei Arbeitern in Geflügelfarmen im Vergleich zu den Werten vor der Pandemie in erhöhten Konzentrationen gefunden. Diese Werte waren jedoch viel niedriger als die bei COVID-19-Patienten beobachteten, wobei die höchsten Titer bei hospitalisierten COVID-19-Patienten gemeldet wurden.

Unter denjenigen, die den IBV-Impfstoff verabreichten, hatten zehn ein höheres spezifisches IgG gegen SARS-CoV-2 als Kontrollpersonen vor der Pandemie. Mehr als ein Drittel der Impfer wiesen erhöhte S1- und RBD-spezifische IgG-Spiegel auf, verglichen mit 20 % oder weniger anderer Arbeiter. Über 70 % der anderen Landarbeiter wiesen höhere Anti-S2- und N-IgG-Spiegel auf.

IBV-Antikörper

Nachweisbare Anti-IBV-IgG-Spiegel wurden bei fast allen Impfern und Geflügelfarmarbeitern gefunden, wobei diese Werte bei den Impfern besonders hoch waren. Darüber hinaus waren die Anti-IBV-IgG-Spiegel bei Kontrollen vor der Pandemie auf vergleichbaren Niveaus höher, jedoch nicht bei COVID-19-Patienten. Auch die Antikörper gegen einen IBV-Stamm waren bei Landarbeitern höher.

Nicht hospitalisierte COVID-19-Patienten wiesen höhere Anti-IBV-Antikörper auf als hospitalisierte Patienten. Impfärzte hatten etwas höhere Anti-IBV-Antikörpertiter als andere Landarbeiter.

Spezifische SARS-CoV-2-Antikörper mit Epitopen, die zu denen bei IBV und endemischen humanen saisonalen Coronaviren (HCoVs) homolog sind, waren bei COVID-19-Patienten höher als bei Geflügelarbeitern oder Proben vor der Pandemie. Diese Antikörperspiegel waren bei hospitalisierten COVID-19-Patienten höher als bei ambulanten Patienten.

Die Anti-S-IgG-Spiegel waren bei Impfern höher als bei Geflügelfarmarbeitern. Interessanterweise hatten Impfer, die über acht Jahre in diesem Bereich gearbeitet hatten, höhere IgG-Werte gegen SARS-CoV-2 S1, RBD und IBV im Vergleich zu denen mit der geringsten Erfahrung.

SARS-CoV-2- und IBV-IgG-Antikörper korrelierten am engsten bei Geflügelarbeitern, wobei Kontrollen vor der Pandemie eine moderate Korrelation zeigten. Das Vorhandensein einer solchen Korrelation kann auf eine Kreuzreaktivität hindeuten.

Bei COVID-19-Patienten gab es keine oder nur eine negative Korrelation. In dieser Gruppe waren Antikörper gegen SARS-CoV-2-Antigene und -Peptide gut korreliert. Umgekehrt wurden bei Geflügelarbeitern nur SARS-CoV-2 N- und N-Peptid-Antikörper korreliert.

Auch gegen SARS-CoV-2 fehlte eine neutralisierende Aktivität, außer in Gegenwart von SARS-CoV-2-spezifischem IgG.

Schlussfolgerungen

Frühere Forschungen haben gezeigt, dass kreuzreaktive Immunantworten auf SARS-CoV-2 durch eine vorherige Exposition gegenüber HCoVs induziert werden, hauptsächlich durch die N- und S-Proteine. Dies wird in ähnlicher Weise in der aktuellen Studie beobachtet, wobei die antigenen S- und N-Regionen etwa 30 % Homologie zwischen IBV und SARS-CoV-2 aufweisen. Dieses Homologieniveau ähnelt dem, das zwischen SARS-CoV-2 und anderen HCoVs beobachtet wurde.

Trotz dieses geringen Homologieniveaus kann eine weit verbreitete Exposition gegenüber HCoVs eine Kreuzreaktivität mit anderen CoVs hervorrufen. Dies ist auf das Vorhandensein von IBV-spezifischem IgG bei den meisten COVID-19-Patienten und Kontrollpersonen vor der Pandemie zurückzuführen, die diesem Vogelvirus wahrscheinlich nicht ausgesetzt waren.

Es bleibt unklar, ob schweres COVID-19 dazu führt, dass die Anti-IBV-IgG-Spiegel sinken, oder ob diese Patienten bereits niedrigere Spiegel dieser Antikörper hatten, zumal auch die Antikörper gegen Rhinovirus A und humanes Herpesvirus 4 reduziert waren.

Dies könnte auf verringerte Immunantworten auf andere durch SARS-CoV-2 induzierte Viren zurückzuführen sein, wie sie beim Masernvirus beobachtet wurden. Es wurde gezeigt, dass diese beiden Viren T-Zellen infizieren und eine „Immunamnesie“ verursachen.

Unabhängig von einer mutmaßlichen HCoV-Exposition zeigten Geflügelfarmarbeiter eine starke Assoziation zwischen spezifischem IgG gegen IBV- und SARS-CoV-2-Antigene im Vergleich zu COVID-19-Patienten und präpandemischen Kontrollen, was darauf hinweist, dass eine Kreuzreaktivität durch IBV-Exposition induziert wurde. Bei wiederholter Exposition, wie bei Impfärzten mit über acht Jahren Erfahrung, wurden höhere Konzentrationen von IBV- und SARS-CoV-2-spezifischem IgG beobachtet.

Die von Geflügelarbeitern isolierten Antikörper neutralisierten SARS-CoV-2 nicht, im Gegensatz zu denen, die von COVID-19-Patienten erhalten wurden. Dies kann auf eine geringere Affinität, niedrige Konzentration oder Nichtbindung an die RBD-Angiotensin-Converting-Enzym-2 (ACE2)-Bindungsregion zurückzuführen sein. Wichtig ist, dass das Vorhandensein anderer Mechanismen des Antikörper-vermittelten Schutzes in dieser Studie nicht untersucht wurde.

Die aktuelle Studie ist einzigartig, und ihre Ergebnisse sind möglicherweise nicht reproduzierbar, da weltweit eine Massenimpfung gegen COVID-19 stattgefunden hat, wodurch das SARS-CoV-2-spezifische Antikörperprofil und der daraus resultierende Schutz durch die Exposition gegenüber IBV-Impfstoffen verschleiert wurden.

Referenz:

• Ardicli, O., Carli, KT, Satitsuksanoa, P., et al. (2022). Die Exposition gegenüber Vogel-Coronavirus-Impfstoffen ist mit erhöhten Spiegeln von SARS-Cov-2-kreuzreaktiven Antikörpern verbunden. Allergie. doi:10.1111/all.15441.