Можно ли определить «защитную концентрацию антител»

Какое количество антител является достаточным для защиты от инфекции коронавирусом, от заболевания с симптомами, от тяжелого заболевания? Корреляты защиты — концентрации антител в сыворотке крови, ассоциированные с защитной эффективность вакцины. Возможно ли таким способом определить опасность для конкретного человека? Нельзя сказать «с таким уровнем антител ты никогда не заболеешь», но некоторые оценки провести можно.

^{ustas / stock.adobe.com}

Что такое коррелят защиты

Почему одни делают количественные анализы на антитела после вакцинации, а другие настаивают, что это пустая трата времени и денег? Коррелят защиты — некий маркер иммунного ответа, сравнительно легко измеримый, как, например, содержание в сыворотке крови антител к белкам патогена, и при этом надежно ассоциированный с уровнем защиты, который дают вакцина или иммунитет после болезни. Больше антител — меньше вероятность заболеть. Конечно, иммунный ответ многогранен, защита определяется не только гуморальным (антительным) ответом, но и клеточным. Однако клеточный иммунный ответ, как правило, тесно связан с гуморальным.

Зачем нужны корреляты защиты? Прежде всего, они должны помочь предсказывать защитную эффективность новых вакцин, причем до начала массового производства и массовой вакцинации, а также старых вакцин — в новой эпидемиологической ситуации, например, при появлении нового штамма. Если антитела количественно измерены у значительного количества людей, это может дать более точную информацию о том, насколько защищено население в целом.

Многим хочется, чтобы защитный коррелят давал точный прогноз для конкретного человека: «у меня столько-то антител, значит, вероятность заболеть COVID-19 для меня такая-то». Возможно ли это?

В настоящее время регулирующие органы всех стран считают, что тесты на антитела не должны использоваться для оценки уровня иммунитета или защиты человека от COVID-19. Решение о вакцинации и ревакцинации следует принимать, исходя из времени после первой вакцинации или болезни. «В настоящий момент не существует утвержденного маркера (определённого защитного уровня антител). Работы по выработке такого параметра находятся в стадии исследований и пока не приняты, в том числе ВОЗ» (Временные методические рекомендации Минздрава РФ «Порядок проведения вакцинации взрослого населения против COVID-19»). Наше регуляторы сейчас рекомендуют проводить повторную вакцинацию через 6 месяцев после перенесенного заболевания или вакцинации («экстренная вакцинация»), впоследствии она будет проводиться в плановом режиме раз в год («рутинная вакцинация»). При этом документ призывает «принимать к сведению, что согласно международным и российским исследованиям устойчивый гуморальный и клеточный иммунный ответ у лиц, переболевших новой коронавирусной инфекцией, сохраняется в течение в среднем 6 месяцев (…) с постепенным его угасанием к 9–12 месяцам». Таким образом, в принципе никто не отрицает связи между уровнем антител и уровнем защиты.

Как поставить вопрос

Но все-таки, почему так трудно численно определить корреляты защиты? Этому есть несколько причин. Вероятность заболеть зависит не только от концентрации антител в крови человека, но прежде всего от эпидемиологической ситуации в том месте, где он живет. От того, насколько быстро распространяется вирус (в том числе от поведения сограждан: ношения масок, дистанцирования и т.п.), от личных обстоятельств (например, должен ли человек регулярно контактировать с большим количеством людей или может этого избежать). Поэтому защитная эффективность оценивается как относительная величина — на сколько процентов снижается заболеваемость в группе вакцинированных (переболевших) по сравнению с теми, кто еще не контактировал с вирусными антигенами и ведет аналогичный образ жизни.

Вычислять эту относительную величину (с таким титром, как у вас, вероятность заболеть COVID-19 снижена на 90%, а с таким, как у вас, — всего на 10%) тоже не так просто.

• Во-первых, именно потому, концентрация антител со временем снижается. Это нормально, у человека сохраняются клетки памяти, и при новой встрече с патогеном иммунный ответ разовьется быстрее. Однако при этом снижается защита от инфекции: люди, возможно, быстрее выздоравливают, но все же болеют. Пример Израиля и других стран — пионеров вакцинации показал, что даже для эффективной вакцины после шести месяцев снижение может стать критическим, требуется ревакцинация, после которой жизнь снова налаживается.
• Во-вторых, появляются новые штаммы. Мы убедились, что дельта — более агрессивный вариант коронавируса, чем уханьский, так что уровень антител, защищающий против него, должен быть выше.
• В-третьих, вакцины неодинаковы. Даже две вакцины на основе одного и того же аденовируса или две мРНК-вакцины различаются по характеристикам иммунного ответа. А если мы используем в качестве коррелята защиты концентрацию антител, то игнорируем все другие иммунные механизмы. Поэтому концентрация антител, защищающая от инфекции, для каждой вакцины своя: данные, полученные для одной вакцины, нельзя переносить на другую.
• В-четвертых, необходимо понимать, какие антитела мы определяем. Журнал Nature Medicine еще 8 июля 2021 года опубликовал¹ статью Флориана Крамера (Школа медицины Икана в Маунт-Синай) под названием «Срочно необходимы корреляты защиты для вакцин против SARS-CoV-2». Как подчеркивает Крамер, коррелят может быть немеханистическим — то есть мы измеряем иммунный маркер, который сам не обеспечивает защиту, но ассоциирован с каким-то другим фактором, который ее обеспечивает.

Механистический коррелят защиты в нашем случае — это нейтрализующие антитела к коронавирусу, то есть такие, которые препятствуют проникновению вируса в клетку. Массовое тестирование на нейтрализующие антитела, с выращиванием клеток и заражением их вирусами или псевдовирусами, пока не по карману даже очень обеспеченной стране. Как правило, определяют антитела, связывающие вирусные белки, в первую очередь S-белок коронавируса. Или тример этого белка, или его фрагменты (например, рецепторсвязывающий домен). Результаты различных коммерческих тестов распоряжением ВОЗ привели к единому стандарту — BAU (binding antibody units), и это хотя бы позволяет сравнивать результаты, полученные различными тест-системами. (Хотя тут есть нюансы².) Нейтрализующие антитела — это антитела к S-белку. Однако не все антитела к S-белку — нейтрализующие, особенно когда в тест-системе используется S-белок старого штамма, а в популяции циркулирует новый. Поэтому антитела к S-белку, которые измеряют у себя в крови неравнодушные вакцинированные, — хороший маркер защиты, но все-таки не сама защита.

Таким образом, определить защитную эффективность конкретного уровня антител можно. Но имеет смысл говорить о «защитной эффективности в ближайшие полгода или три месяца, в известной эпидемиологической ситуации», а не о «защитной эффективности вообще».

На сколько процентов защищает вакцина

Подходы к сравнению эффективности разных вакцин делались еще летом. Флориан Крамер назвал их «первым и важным шагом к корреляту защиты».

В одном из таких исследований австралийские ученые под руководством Майлза Давенпорта ввели для оценки эффективности понятие нормализованного среднего уровня нейтрализующих антител — отношение среднего титра нейтрализующих антител у вакцинированных к среднему титру выздоровевших от COVID-19, полученному тем же методом в том же исследовании. Иначе говоря, нормализированный средний уровень нАТ — коэффициент, на который нужно умножить уровень нАт выздоравливающих, чтобы получить уровень нАт после той или иной вакцины. Cуществует четкая нелинейная зависимость между этим показателем и защитной эффективностью вакцины  (см. рисунок). Самым низким он оказался у CoronaVac от китайской компании Sinovac, самым высоким — у мРНК-вакцин, субъединичной вакцины от Novavax и, что приятно, довольно высок он у «Спутника V».

Авторы второй статьи, опубликованной³ в журнале Vaccine, оценили, как ассоциированы защитная эффективность и титры антител — причем не только нейтрализующих, как в предыдущей работе, но и связывающих (та же статья на medRxiv⁴). Сделано это было для семи вакцин, по которым имелось достаточно данных к тому моменту (статья была опубликована в марте) — Pfizer, Moderna, «Спутник V», AstraZeneca, Sinovac, Novavax и Janssen. Титры антител, как и в предыдущем исследовании, откалибровали по титрам переболевших, результаты получили аналогичные (см. рисунок 1 в статье). В частности, для «Спутника V» отношение среднего геометрического титра связывающих антител у вакцинированных к тому же значению у переболевших превышало 5, а защитная эффективность превышала 90%, правда, выборка была относительно небольшой.

Но эти исследования все еще дают недостаточно информации для тех, кто желает оценить собственную защищенность. «Более надежный порог защиты, основанный на данных отдельных людей, а не на объединенных данных об эффективности, может быть получен на основе случаев заболевания [у вакцинированных] в фазе 3 клинических исследований и обсервационных исследованиях», — отмечает Крамер. Иначе говоря, если собрать данные о титрах антител у множества переболевших и привитых, а также данные о том, кто из них и когда заболел — вопрос о корреляте защиты станет яснее.

Такие работы тоже проводились. В исследовании⁵, впервые размещенном на medRxiv 11 августа, сравнили уровни антител у немногочисленных заболевших после вакцинации участников клинического испытания mRNA-1273 (Moderna) с уровнями контрольной группы, у которых не был диагностирован COVID-19.

У участников измеряли антитела на первый день (первая доза), 29-й день (вторая доза) и 57-й. Исследовали четыре показателя: антитела IgG к S-белку, антитела к рецепторсвязывающему домену S-белка (RBD) и титры нейтрализующих псевдовирусы антител, при которых достигались значения нейтрализации 50% или 80% (cID50 и cID80). Участников, болевших COVID-19 до вакцинации, в исследование не включали. Антитела к S-белку и RBD измерялись в международных единицах (IU/ml, МЕ/мл); для S-белка эти данные сопоставимы с результатами коммерческих тестов в BAU/ml.

Авторы сравнили количества заболевших в течение 100 дней после 57-го дня в трех группах вакцинированных — в первой обратные титры нейтрализации cID50 на 57-й день были ниже порога детекции, в двух других они достигали 100 и 1000, соответственно. Защитная эффективность вакцины в этих трех группах составила 50,8%, 90,7% и 96,1%.

Вообще, любой из четырех показателей концентрации антител на 29-й или 57-й день демонстрировал обратную корреляцию с риском COVID-19 в следующие три-четыре месяца после второй дозы. У вакцинированных с неопределяемым уровнем любых антител вероятность развития COVID-19 в 10 раз выше, чем у 10% участников с самыми высокими уровнями антител.

Это в очередной раз подтверждает, что защитные свойства вакцины Moderna обусловлены в первую очередь именно уровнями антител, а не другими механизмами иммунного ответа. Но то, что защитная эффективность оказалась ненулевой и в группах с минимальным уровнем антител, говорит и о других механизмах. Авторы отмечают, что их вакцина была чересчур эффективной, чтобы проанализировать заболеваемость среди участников с низким титром, поскольку таких участников было слишком мало!

Исследование связи между уровнями антител к S-белку или RBD и защитной эффективностью проводили⁶ также для вакцины AstraZeneca ChAdOx1 nCoV-19 (AZD12222). (Статья вышла в виде препринта, сейчас опубликована⁷ в журнале Nature Medicine.) При этом использовали ту же платформу анализа, что в исследовании Moderna, концентрации антител измерялись в тех же единицах и примерно в тех же временных точках (4 недели после второй дозы, что близко к дню 57), так что результаты можно сравнивать. Расчетные значения эффективности и соответствующие им уровни антител (без учета 95%-ных доверительных интервалов) представлены в таблице.

Таким образом, РНК-вакцина дает тот же уровень защиты при меньших концентрациях антител. Отсюда ясно, что результаты, полученные в исследовании одной вакцины, нельзя применять к другой.

«Это не значит, что если у вас есть антитела, но их недостаточно, вы легкая добыча для вируса, а если вы наберете магическое число, ваша защита достигнет 100», — говорит⁸ Дэвид Бенкесер, биостатистик из Университета Эмори в Атланте (США) и соавтор статьи о вакцине Moderna. В группе тех, кто не заболел, можно найти везучих людей с низкими уровнями антител, в группе заболевших — отдельных невезучих с высокими уровнями, которые, однако, не повлияли на общую картину.

Что с дельтой

В исследовании вакцины Moderna, как и в тех, где рассчитывались нормализованные уровни антител, использовали данные, собранные до того, как штамм дельта стал доминирующим. Совсем недавно Science опубликовал⁹ результаты экспериментов на макаках-резусах, привитых mRNA-1273. В этой работе определяли концентрации антител к S-белку, угнетающие репликацию вируса (в бронхоальвеолярном лаваже репликацию подавляли концентрации более 336 МЕ/мл, в назальных мазках — более 645 МЕ/мл). Однако и в этих исследованиях использовался изолят вируса 2020 года.

В РФ сейчас подводит итоги проект, который так и называется: «Ищем защитный титр для дельта». Его ведет инициативная группа V1V2, история которой начинается с обмена данными о результатах вакцинации в фазе 3 КИ «Спутник V». Вероятно, подобный сбор данных проводится и в рамках «официальных» КИ, но эти данные будут опубликованы, скорее всего, намного позже, чем итоги «народного» исследования, стартовавшего в июне.

Задача — понять, какие уровни антител против «старых» штаммов или вакцины существенно защищают от инфекции дельтой. К участию приглашаются люди, проживающие в России, «полностью вакцинированные Спутник V или Ковивак, или любой другой вакциной, кроме ЭпиВакКорона». Ревакцинация препятствием не является. Могут участвовать также переболевшие COVID-19 до конца марта 2021 года, то есть до распространения дельты на территории РФ. Участник должен самостоятельно определить уровень антител к S-белку с помощью анализов «LIAISON SARS-CoV-2 S1/S2 IgG» (компания DiaSorin) или ARCHITECT SARS-CoV-2 IgG II (Abbott) с 1 июля по 30 августа. Далее нужно вести обычный образ жизни (предполагается, что среди участников нет ни медработников из «красной зоны», ни тех, кто полностью самоизолируется) и сообщать, заболел или нет, в чат испытателей, затем данные систематизируются. Для новых участников сбор данных продлен до 15 октября.

То, что высокие титры антител против «старой» вакцины защищают и от дельты, по-видимому, подтверждают предварительные данные «народного» исследования. Подтверждает это и моделирование все той же команды Майлза Давенпорта, которая предложила оценивать эффективность вакцины по нормализованному среднему уровню нейтрализующих антител. В исследовании¹⁰, размещенном на сервере препринтов 13 августа, они аналогичным способом оценивают, насколько уменьшится защитная эффективность против дельты. Для моделирования использовали данные о нейтрализующей активности против новых штаммов, измеренной для сывороток выздоравливающих и тех, кто был привит одной из тех же семи вакцин против COVID-19, плюс еще одна — Covaxin индийской компании Bharat Biotech.

Моделирование весьма точно совпало с результатами эпидемиологических исследований в местах, где присутствует тот или иной штамм. Оно также показало, что эффективность многих современных вакцин может упасть ниже 50% в течение первого года и что ревакцинация восстанавливает эффективность.

Источник: PCR.NEWS

1. www.nature.com/articles/s41591-021-01432-4
2. www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.03.05.21252977v1.full-text
3. www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264410X21006587?via%3Dihub
4. www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.03.17.20200246v1.full-text
5. www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.08.09.21261290v4
6. www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.06.21.21258528v1
7. www.nature.com/articles/s41591-021-01540-1
8. www.nature.com/articles/d41586-021-02237-8
9. www.science.org/doi/10.1126/science.abj0299
10. www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.08.11.21261876v1