Etablering av en ELISpot-analyse for å oppdage cellulær immunitet mot S. Pneumoniae hos vaksinerte nyretransplantasjonsmottakere

Abstrakt:

Hos organtransplanterte er frekvensen av invasive pneumokokksykdommer 25 ganger høyere enn i befolkningen generelt. Vaksinasjon mot S. pneumoniae anbefales i denne kohorten fordi det reduserer forekomsten av denne alvorlige formen for pneumokokkinfeksjon. Tidligere studier tyder på at transplanterte kan produsere spesifikke antistoffer etter pneumokokkvaksinasjon.

Det er imidlertid fortsatt uklart om vaksinasjon også induserer spesifikk cellulær immunitet. I den nåværende studien på 38 nyretransplanterte mottakere etablerte vi en interferon-ELISpot-analyse som kan oppdage serotypespesifikke cellulære responser mot S. pneumoniae. Resultatene indikerer at sekvensiell vaksinasjon med den konjugerte vaksinen Prevenar 13 og polysakkaridvaksinen Pneumovax 23 førte til en økning i serotypespesifikk cellulær immunitet. Vi observerte de sterkeste responsene mot serotypene 9N og 14, som begge er komponenter av Pneumovax 23. Cellulære responser mot S. pneumoniae korrelerte positivt med spesifikke IgG-antistoffer (r=0.32, p=0.12 ).

Avslutningsvis er dette den første rapporten som indikerer at nyretransplanterte mottakere kan få spesifikke cellulære responser etter pneumokokkvaksinasjon. ELISpotet vi etablerte vil tillate videre undersøkelser. Disse kan bidra til å definere for eksempel faktorer som påvirker spesifikk cellulær immunitet i immunkompromitterte kohorter eller varigheten av cellulær immunitet etter vaksinasjon.

Cellulær immunitet refererer til motstanden til celler i kroppen mot fremmede patogener, som er en del av immunsystemet. Cellulær immunitet involverer en rekke celletyper, inkludert T-celler, NKT-celler, makrofager, naturlige drepeceller osv. Disse cellene gjenkjenner og eliminerer patogener som virus, bakterier og sopp, og beskytter dermed kroppen mot infeksjon og sykdom. Cellulær immunitet kan også overvåke og eliminere tumorceller. Menneskekroppen trenger også å forbedre sin immunitet. Etter forskning er det funnet at Cistanche kan forbedre immuniteten. Ekstraktet av Cistanche kan stimulere spredningen og aktiviteten til immunceller som T-lymfocytter og NK-celler, og dermed styrke menneskelig immunitet.

Klikk for å vite fordelene med cistanche tubulosa

Nøkkelord:

pneumokokkkonjugat- og polysakkaridvaksiner; sekvensiell vaksinasjon; nyretransplanterte mottakere; serotypespesifikk cellulær immunitet; interferon- ELISpot.

1. Introduksjon

Den gram-positive bakterien Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae) koloniserer ofte menneskets nasofarynx [1]. Utenfor nasopharynx kan det føre til lobar lungebetennelse, meningitt, mellomørebetennelse eller bihulebetennelse. Bortsett fra lokal infeksjon kan det forårsake invasive pneumokokksykdommer (IPD), som har en dødelighet på omtrent 10 prosent [1–3]. I følge data fra Centers for Disease Control and Prevention er frekvensen av IPD hos organtransplanterte mottakere 25 ganger høyere enn i den generelle befolkningen [2,3]. Vaksinasjon mot S. pneumoniae anbefales hos personer med immunkompromitterende tilstander fordi det har vist seg å redusere forekomsten av IPD [4–6].

Bortsett fra polysakkaridvaksiner mot S. pneumoniae (f.eks. Pneumovax 23, MSD Sharp og Dohme, Haar, Tyskland), finnes det vaksiner konjugert til en ikke-toksisk mutant form av difteritoksin (f.eks. Prevenar 13, PCV13, Pfizer, New York, NY , USA) [7], som virker T-celleavhengig.

I Tyskland anbefales en sekvensiell administrering av den 13-valente pneumokokkkonjugatvaksinen etterfulgt av den 23-valente pneumokokkpolysakkaridvaksine etter 6–12 måneder for immunkompromitterte individer som transplantasjonsmottakere [8]. Vaksinerte får først glykokonjugatvaksinen Prevenar 13. I følge tidligere data fra mus kunne CD4 pluss T-celler gjenkjenne glykanmodifiserte peptider presentert av major histocompatibility complex (MHC) klasse II (karbohydratspesifikke hjelper CD4 T pluss-celler, Tcarbs) [9 ,10]. Disse spesifikke Tcarbs kan øke produksjonen av klasse-svitsjede (IgG) antistoffresponser rettet mot pneumokokkpolysakkarider.

Disse tidligere dataene er imidlertid ikke i stand til å bestemme kilden til interferon (IFN)-sekresjon i våre ELISpot-analyser, der celler ble stimulert av (ikke-konjugerte) polysakkaridantigener.

Serologisk kontroll av vaksinasjonsresponser anbefales hos immunkompromitterte pasienter, selv om det fortsatt er uklart i hvilken grad antistofftitere reflekterer beskyttelse [11]. Beskyttelsen som kan oppnås med dette vaksineregimet er fortsatt uklart i transplantasjonskohorter [12–14]. Det er foreløpig kun data om spesifikk humoral immunitet etter vaksinasjon mot S. pneumoniae [12–16]. Spesifikke T-celledata etter vaksinasjon mot pneumokokker er ennå ikke publisert i en transplantasjonskohort. Hos friske voksne kunne det imidlertid vises at cellulær immunitet mot pneumokokkpolysakkarider ble økt ved vaksinasjon [17].

Den nåværende studien hadde som mål å etablere et ELISpot som er sensitivt nok til å oppdage spesifikk cellulær immunitet mot S. pneumonia hos vaksinerte nyretransplanterte.

2. Materialer og metoder

2.1. Pasienter

Totalt ble 38 klinisk stabile nyretransplanterte (70 prøver) inkludert i denne tverrsnittsstudien med enkeltsenter (tabell 1). Medianalderen var 53 år (spredning 23–77 år); 12 pasienter var kvinner og 26 var menn. Pasientene fikk to vaksinasjoner mot S. pneumoniae. De ble vaksinert sekvensielt, med en enkelt dose Prevenar 13, etterfulgt av en enkelt dose Pneumovax 23 seks måneder senere. Medianintervallet mellom (siste) nyretransplantasjon og første vaksinasjon var 38 måneder (3 måneder–33 år).

Stabil allograftfunksjon (definert som<15% change in serum creatinine concentration within one month before vaccination), an interval of ≥3 months to kidney transplantation, and absence of clinical infection, of allograft rejection and pregnancy, were defined as inclusion criteria. Blood samples were drawn immediately before vaccination with Pneumovax 23 (month 6), and one month and six months thereafter (months 7 and 12, respectively). This study was approved by the institutional review board of the University Hospital Essen (14-5858-BO), and written informed consent was obtained from all participants. It was carried out by the Declarations of Helsinki and Istanbul and their subsequent amendments.

2.2. Vaksiner

Den {{{{2{22}}}}}}valente pneumokokkvaksinen Prevenar 13 inneholder polysakkarider av 13 pneumokokkserotyper (1, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19A, 19F , og 23F), individuelt konjugert til en ikke-toksisk mutant form av difteritoksin kryssreaktivt materiale 197 (CRM197). Vaksinen er formulert i 5 mM succinatbuffer som inneholder 0,85 prosent NaCl og 0,02 prosent polysorbat 80, ved pH 5,8, og inneholder aluminiumfosfat ved 0,125 mg/dose aluminium som adjuvans. Den inneholder 2,2 µg/dose av hver av serotypene, bortsett fra serotype 6B ved 4,4 µg/dose (0,5 ml).

Den 23-valente vaksinen Pneumovax 23 er en ukonjugert vaksine som inneholder 25 µg hver av de 23 pneumokokkserotypene 1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11A, 11A, 14, 15B, 17F, 18C, 19F, 19A, 20, 22F, 23F og 33F. Vaksinen er formulert i fenol og<1 mmol sodium chloride per dose (0.5 mL). Both vaccines were injected into the deltoid muscle.

2.3. Bestemmelse av cellulær immunitet mot pneumokokker med ELISpot

Ni milliliter heparinisert blod ble samlet, og mononukleære celler fra perifert blod (PBMC) ble separert ved Ficoll-gradientsentrifugering. Antallet PBMC ble bestemt av en automatisert hematologianalysator (XP-300, Sysmex, Norderstett, Tyskland). Duplikat- eller triplikatkulturer av 200,000 nyisolerte PBMC ble dyrket uten pneumokokkpolysakkarider og enkeltkulturer med 100, 150 og 200 µg/mL pneumokokkpolysakkarider (pneumokokkserotyper (Pneumokokkserotyper, 61, 9, 6, 9, PS1, 9, 1, 9, 6, 9, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2) , og 25F, alle fra Pfizer, ATCC, Manassas, VA, USA). Produksjonen av IFN- ble bestemt ved bruk av forhåndsbelagte ELISpot-plater og et standardisert deteksjonssystem (T-Track® ELISpot-sett, Mikrogen GmbH, Neuried, Tyskland; tidligere Lophius Biosciences GmbH, Regensburg, Tyskland). PBMC ble inkubert uten og med pneumokokkpolysakkarider i 150 µL AIMV-medium (Gibco, Grand Island, NE, USA) ved 37 ◦C. Stimulering med T-celle mitogen fytohemagglutinin (PHA, 4 µg/ml) fungerte som en positiv kontroll. Celler ble pre-inkubert over natten i U-bunnsplater (BD Falcon, Nijmegen, Nederland).

Deretter ble de inkubert i ytterligere 19 timer i ELISpot-platene. Disse forholdene kan defineres som optimale. For å optimalisere ELISpot-forholdene, titrerte vi pneumokokkpolysakkaridene (0.5–800 µg/mL) og utførte cellekulturene uten og med pre-inkubasjon over natten. Kolorimetrisk påvisning av cytokin-utskillende celler ble utført i henhold til produsentens instruksjoner. Spottall ble analysert av en ELISpot-leser (AID Fluorospot, Autoimmun Diagnostika GmbH, Strassberg, Tyskland).

Bortsett fra å vurdere individers konsentrasjoner av polysakkaridene, bestemte vi medianverdier for de optimale konsentrasjonene (100, 150 og 200 µg/mL) og trakk fra median for negative kontroller. Derved genererte vi spot-inkrementer, som indikerer spesifikke flekker. Merk at de negative kontrollene nådde en gjennomsnittsverdi på 0,71 flekker og et gjennomsnittlig standardavvik på 0,47 flekker.

2.4. Bestemmelse av cellulær immunitet mot pneumokokker ved spredningsanalyse

I en undergruppe av pasienter analyserte vi også lymfocyttproliferasjon, og målte 3Hthymidin-opptak. Vi brukte 200,000 PBMC per cellekultur og stimulerte cellene med 50–800 µg/mL av polysakkaridene 2, 6A, 9N og 14. PBMC ble inkubert uten og med pneumokokkpolysakkarider i 150 µL AIMV-medium. fem dager ved 37 ◦C ved bruk av U-bunnplater. Stimulering med PHA ble brukt som en positiv kontroll.

De siste 16 timene ble kulturene merket med 37 kBq 3H tymidin per kultur. Celler ble deretter høstet (Harvester 96, Tomtec, Hamden, CT, USA) på filterputer (Wallac, Turku, Finland), og den inkorporerte radioaktiviteten ble kvantifisert ved væskescintillasjonstelling (1450 Microbeta Trilux, Wallac). Resultatene ble uttrykt som antall per minutt. I tillegg ble stimuleringsindekser (SI) vurdert (proliferasjonskvotient med spesifikk stimulering og negativ kontroll (proliferasjon uten stimulering)). En SI på minst 3 ble definert som en positiv respons.

2.5. Bestemmelse av antistoffer mot pneumokokker

Antistoffer mot S. pneumoniae ble bestemt ved en ELISA som påviser IgG-antistoffer mot 23 pneumokokkserotyper (VaccZyme™, The Binding Site, Schwetzingen, Tyskland). Analysen ble utført i henhold til produsentens instruksjoner.

2.6. Statistisk analyse

Data ble analysert ved bruk av GraphPad Prism 8.4.2.679 (San Diego, CA, USA). Data generert uten og med pre-inkubasjon og før eller etter vaksinasjon med Pneumovax 23 ble sammenlignet med Mann–Whitney U-test. Spearman-testen ble brukt til å korrelere ELISpot-resultater med numeriske variabler og Mann–the Whitney-testen for å analysere effekten av pasientsex på ELISpot-resultater. Hvis ikke annet er oppgitt, er medianverdier angitt. Tosidige p-verdier < 0.05 ble ansett som signifikante.

3. Resultater

3.1. Optimalisering av ELISpot-betingelser

Innledende titreringseksperimenter med PBMC fra nyretransplanterte mottakere ble utført med 0.5–50 µg/mL pneumokokkpolysakkarider og viste nesten ikke-detekterbare cellulære responser (Figur 1a), til tross for vaksinasjon mot S. pneumonia. En økning av polysakkaridkonsentrasjonene (50–800 µg/mL), kombinert med en preinkubasjon over natten i U-bunnplater (figur 1b,c), førte til påvisbare, doseavhengige cellulære responser, og nådde et maksimum ved 100–200 µg/ml.

3.2. Tidsforløp for Pneumokokk-spesifikke ELISpot-responser

Ved å bruke de optimaliserte forholdene (100, 150 og 200 µg/mL av polysakkaridene og pre-inkubasjon), testet vi klinisk stabile nyretransplanterte ved 6, 7 og 12 måneder etter oppstart av vaksinasjon mot pneumokokker, dvs. vi målte effekt av den konjugerte pneumokokkvaksinen Prevenar 13 ved måned 6 og den kombinerte effekten av begge vaksinene (Prevenar 13 og Pneumovax 23) ved måned 7 og 12. Merk at vi valgte polysakkarid serotyper som kun finnes i vaksinen Prevenar 13 (6A), kun i Pneumovax 23 (2, 9N, 11A), i begge vaksinene (14), eller ingen av dem (25F). IFN-flekkene oppdaget i vår pneumokokkspesifikke ELISpot-analyse kan karakteriseres som store og intense (figur 2).

Figur 1. Optimalisering av ELISpot-betingelser for å bestemme spesifikk cellulær immunitet mot S. pneumoniae. (a) Titrering av lave konsentrasjoner av pneumokokkpolysakkaridene av serotypene (PS) 2, 6A, 9N og 14 (0.5–50 µg/mL), uten bruk av pre- inkubasjonstrinn, dvs. cellene ble direkte inkubert i ELISpot-plater (uten pre-inkubasjon). (b,c) Resultater etter stimulering med høyere konsentrasjoner av pneumokokkpolysakkaridene (50–800 µg/mL), enten uten (b) eller med (c) pre-inkubasjon over natten i U-bunnplater. I alle tilfeller (a–c) testet vi nyretransplanterte etter pneumokokkvaksinasjon. Medianverdier er angitt med grå horisontale linjer. Positive kontrolleksperimenter ble utført med T-celle mitogen fytohemagglutinin (PHA). Resultatene som vist i (b,c) ble sammenlignet med Mann-Whitney-test. * p < 0,05, ** p < 0,01.

Figur 2. Interferon-ELISpot-resultater (200,000 PBMC/brønn) hos en kvinnelig, 49-år gammel nyretransplantert ved måned 12. Pasienten hadde fått vaksinasjon med Prevenar 13 og Pneumovax 23 kl. henholdsvis 12 måneder og 6 måneder før blødning. Hver serotype av pneumokokkpolysakkaridene (PS) ble brukt i tre konsentrasjoner (100, 150 og 200 µg/ml). Det venstre panelet viser ELISpot-resultatene, og det høyre panelet viser platelayouten. Sammenflytende flekker som fylte hele brønnen, som vist i den positive kontrollen med fytohemagglutinin (PHA), ble satt til 600.

For beregning brukte vi medianverdier for de tre konsentrasjonene, noe som ga et enkelt resultat per prøve og tidspunkt. For polysakkaridserotypene 2, 6A, 9N og 14 observerte vi en økning i responser ved måned 7 vs. 6 (figur 3). Denne økningen så ut til å være litt sterkere for tre av fire serotyper inneholdt i vaksinen Pneumovax 23 (2, 9N og 14) enn for serotype 6A, som kun finnes i Prevenar 13. Responser på PS 25F, serotypen som er inneholdt i ingen av vaksinene, var ikke påviselig ved måned 12.

Samlet indikerer dataene at vaksinasjon med Pneumovax 23 førte til en økning i cellulær respons på flertallet av serotypene i den vaksinen. Det høyeste antallet spesifikke celler kunne påvises en måned etter denne vaksinasjonen. Serotype 11A også inneholdt i Pneumovax 23 induserte imidlertid ikke påvisbar cellulær immunitet. Ved måned 12 reduserte immuniteten, noe som kan forventes i løpet av vaksinasjonen. Uventet kan det også ha vært en liten økning i responser mot serotype 6A ved måned 7, noe som kan forklares med kryssreaktivitet. Et fravær av cellulære responser mot serotype 25F ved måned 12 oppfylte forventningene våre fordi det var inneholdt i ingen av vaksinene.

Figur 3. Spesifikk cellulær immunitet mot S. pneumonia hos nyretransplanterte etter å ha fått vaksinasjon med Prevenar 13 (måned (M) 6) eller Prevenar 13 og Pneumovax 23 (M7 og M12). Merk at vi valgte pneumokokkserotyper (PS) som kun finnes i vaksinen Prevenar 13 (6A, blå), bare i Pneumovax 23 (2, 9N, 11A, svart), i begge vaksinene (14, røde), eller i ingen av dem (25F, grønn). Respons mot PS 14 ble målt kun i 41 av 55 prøver, og respons mot PS 25F ble målt kun i syv (ved M12). Vi brukte medianverdier for de tre konsentrasjonene av hvert polysakkarid (100, 150 og 200 µg/mL), noe som ga et enkelt resultat per prøve og tidspunkt. Medianverdier er angitt med grå horisontale linjer. Positive kontrolleksperimenter ble utført med T-celle mitogen fytohemagglutinin (PHA). Økning betyr at negative kontroller ble trukket fra resultatene etter stimulering med S. pneumoniae polysakkarider.

3.3. Konsentrasjonsavhengighet av pneumokokkspesifikke proliferative responser

Ved å bruke 50–800 µg/mL av pneumokokkpolysakkaridene utførte vi også spredningsanalyser. Spesifikke svar var svake. I alle unntatt ett tilfelle var antall per minutt etter stimulering med pneumokokkpolysakkarider under 2200, som vi klassifiserer som en borderline-respons (Figur 4). Tre av fem vaksinerte nyretransplantasjonsmottakere viste påvisbar spredning, som definert ved en maksimal stimuleringsindeks på minst 3. Den første pasienten responderte på serotypene 2, 9N og 14 (SI på henholdsvis opptil 5,8, 3,6 og 3,8) , den andre til serotype 6A og 9N (SI på opp til henholdsvis 3,1 og 5,1), og den tredje til serotype 2 (SI på opptil 3,9).

Figur 4. Proliferative responser hos vaksinerte nyretransplanterte etter stimulering med polysakkarider fra S. pneumoniae. (a) Resultater gitt som antall per minutt økning; (b) stimuleringsindeks, dvs. som en kvotient av stimulerte og ustimulerte kulturer. Vi brukte pneumokokkpolysakkarider av serotype (PS) 2, 6A, 9N og 14 i konsentrasjoner på 50–800 µg/mL og dyrkede celler i seks dager. Stimuleringsindekser på minst 3 ble definert som positive responser (stiplet linje). Medianverdier er angitt med grå horisontale linjer. Negative kontroller var celler dyrket uten spesifikk stimulering, og positive kontrollceller ble stimulert med T-celle mitogen fytohemagglutinin (PHA).

3.4. Korrelasjon mellom Pneumococcus-spesifikke ELISpot-responser og spesifikke antistoffer

Parallelt med ELISpot-analysene ble IgG-antistoffer mot 23 pneumokokkserotyper bestemt ved ELISA. Spearman-korrelasjonsanalyse ble utført ved måned 12 etter vaksinasjon og vurderte summen av ELISpot-responser mot serotypene 2, 6A, 9N og 14 ved å bruke de optimaliserte ELISpot-forholdene (n=25). Vi observerte en positiv korrelasjon (r=0.32, p=0.12), som vist i figur 5. Vi vurderte også de individuelle ELISpot-analysene og observerte en positiv korrelasjon i alle fire serotypene (PS 2) : r=0.04; PS 6A: r=0.15; PS 9N: r=0.28; PS 14: r=0.36). Dessuten var data om PS 11A tilgjengelig hos 22 av 25 pasienter (r=0.26).

Figur 5. Spearman-korrelasjonsanalyse av ELISpot-resultater og IgG-antistoffer mot S. pneumoniae. Denne analysen tar for seg resultatene fra nyretransplanterte ved måned 12, dvs. etter å ha mottatt vaksinasjon med Prevenar 13 og Pneumovax 23. Vi oppsummerte ELISpot-responser mot pneumokokkserotypene (PS) 2, 6A, 9N og 14, testet ved konsentrasjoner på 100, 150 og 200 µg/ml. Vi brukte medianverdier for de tre konsentrasjonene av hver serotype, noe som ga et enkelt resultat per prøve. IgG-antistoffer mot 23 pneumokokkserotyper ble bestemt parallelt ved kommersiell ELISA (n=25). Den kontinuerlige linjen representerer regresjonslinjen og de stiplede linjene 95 prosent konfidensintervall.

3.5. Korrelasjon mellom Pneumococcus-spesifikke ELISpot-responser og pasientkarakteristikker

Spearman-analyse indikerte at ELISpot-responser ved måned 12 korrelerte i fem av seks serotyper positivt med intervallet mellom transplantasjon og vaksinasjon, og nådde statistisk signifikans for serotypen PS 6A (r=0.37, p=0. 04). Pasienter vaksinert senere etter transplantasjon hadde således høyere cellulær respons. Menn viste i gjennomsnitt 1.1- ganger høyere svar enn kvinner, noe som var ikke-signifikant. Alder hadde ingen sikker effekt på cellulære responser (r=−0.35—r=0.25). Ettersom 25 av 33 pasienter testet ved måned 12 fikk et takrolimusbasert immunsuppressivt regime, kunne ikke virkningen av immunsuppressive medisiner analyseres tilstrekkelig i vår ganske lille kohort.

4. Diskusjon

I vår nåværende studie beskriver vi etableringen av en IFN-ELISpot-analyse for å påvise spesifikk immunitet mot S. pneumoniae hos vaksinerte nyretransplanterte. Sammenlignet med en tidligere studie på vaksinerte friske individer, så ELISpot-responsen på pneumokokkpolysakkarider ut til å være generelt lavere hos transplanterte pasienter [17]. Det var imidlertid store forskjeller i forsøksmiljøet. Mens den forrige studien av Wuorimaa et al. brukte den komplette polysakkaridvaksinen (uten adjuvanser) som et antigen, vi her brukte enkeltpolysakkarid serotyper.

Derved kunne vi måle serotypespesifikke responser. Andre tidligere studier på cellulær immunitet etter pneumokokkvaksinasjon brukte konjugatet, difteritoksin [18], eller den komplette vaksinen som inneholdt toksinet [17,19,20] som en antigen stimulus. Derved var celleanalysene ikke spesifikke for pneumokokker, men kunne også vise responser på konjugatet.

Videre er det noen studier på cellulær immunitet, ved bruk av enten bakterielle lysater, supernatanter eller pneumokokkoverflateprotein A, et celleveggsassosiert overflateprotein av S. pneumoniae, uavhengig av vaksinasjon og uavhengig av transplantasjon [21–24]. Disse tidligere rapportene indikerer at CD4 pluss T-celleresponser mot S. pneumoniae er målbare ved IFN-ELISpot eller flowcytometri, som påviser henholdsvis IFN- eller IL-17-produksjon og CD154- eller CD25-ekspresjon. Ved å bruke PBMC av friske voksne, Wuorimaa et al. viste at pneumokokkspesifikk IFN-sekresjon var fremtredende og økt etter vaksinasjonen med proteinkonjugerte og ikke-konjugerte pneumokokkvaksiner [17]. Det er verdt å merke seg at hos frivillige som får ikke-konjugerte pneumokokkvaksiner, økte IFN-responsen mot polysakkaridantigener (uten proteinbærer) etter vaksinasjon (forhåndsvaksinasjon: 0, dag 14: 32, dag 28: 22; data representerer gjennomsnittlig antall på IFN-utskillende celler). Dermed er våre nåværende funn i tråd med den forrige studien.

Det må avklares hvilken celletype som er kilden til IFN-sekresjon. I henhold til punktkarakteristikkene (store og intense), kan de IFN- -produserende cellene være T-celler. Når en eksperimentell cellulær musemodell ble brukt, avslørte klonotypekartlegging av in vivo og in vitro pneumokokkpolysakkaridaktiverte CD4 pluss T-celler klonotypiske T-cellereseptor (TCR) transkripsjoner [25]. Det ble foreslått at zwitterioniske polysakkarider induserte oligoklonal CD4 pluss T-celleaktivering, som var avhengig av antigenpresenterende celler [25]. Forfatterne foreslo at polysakkarider kan binde seg til den ytre delen av MHC klasse II-bindingssporet og at de ble gjenkjent av CDR3-bindingsdomenet til TCR. Presentasjon av MHC klasse II-molekyler krevde også tilstedeværelsen av HLA-DM-molekyler.

Imidlertid er det vist av Avci et al. at CD4 pluss T-kloner bare gjenkjenner og reagerer med karbohydrater i MHC klasse II kontekst når presentert av et peptid [9]. Men vi brukte polysakkarider uten proteinbærer som stimuli. Man kan også spekulere i at de reagerende cellene kanskje ikke er δ T-celler eller NKT-celler. δ T-celler ser ikke ut til å kreve antigenbehandling og MHC-presentasjon av peptidepitoper [26]. De er en mindre populasjon i det perifere blodet, en bro mellom det medfødte og det adaptive immunsystemet, og bruker sin TCR som en mønstergjenkjenningsreseptor [26]. Dessuten har det vært bevis for involvering av lungespesifikke δ T-celleundergrupper i lokale responser på S. pneumoniae-infeksjon [27]. Til slutt kan kilden til IFN- være NK-celler, som beskrevet tidligere etter stimulering med lipopolysakkarid, en hovedkomponent i den ytre membranen til gramnegative bakterier [28]. Merk at Kanevskiy et al. stimulerte NK-cellene med lipopolysakkarider, men ikke med pneumokokkpolysakkarider (fra den Gram-positive bakterien S. pneumoniae).

Mens flere studier på humoral immunitet hos transplanterte mottakere indikerer at disse pasientene kan få en antistoffrespons etter vaksinasjon – selv om det er på et redusert nivå – [12–16], er data om spesifikk cellulær immunitet etter vaksinasjon ennå ikke publisert i denne kohorten. Det var en utfordring å etablere en analyse som oppdager cellulære immunresponser mot S. pneumonia hos nyretransplanterte, da den til og med er på et lavt nivå hos friske kontroller [17]. Det var ennå ikke definert om disse pasientene kunne utvikle en cellulær reaksjon mot pneumokokker til tross for livslang immunsuppressiv behandling. Vi rapporterer her at nyretransplanterte mottakere viste en økning i cellulær pneumokokkimmunitet etter vaksinasjon. PS 9N og 14 – begge komponentene i Pneumovax 23 – induserte totalt sett den sterkeste cellulære immunresponsen. Funnet passer godt med humorale data hos vaksinerte nyretransplanterte [29]. Denne forrige studien viste en sterk økning av antistoffer rettet mot de to serotypene 9N og 14 etter vaksinasjon med Pneumovax 23.

Dessuten nådde antistoffer rettet mot serotype 14 vs. 12 andre serotyper den høyeste konsentrasjonen i sammenslått serum av 278 friske frivillige immunisert med Pneumovax 23 [30], noe som indikerer at denne serotypen er svært immunogen. I likhet med antistoffresponser er det stor variasjon mellom individer, mest sannsynlig på grunn av tidligere infeksjon med S. pneumoniae og varierende grader av immunsuppresjon. Foreløpig er det ingen gullstandard for å oppdage cellulære responser mot S. pneumonia, og det er derfor vanskelig å bestemme sensitiviteten og spesifisiteten til vår ELISpot-analyse. Videre kompliseres analysen av det faktum at hyppig naturlig infeksjon med pneumokokker også kan føre til humorale og cellulære immunresponser.

Ettersom vi observerte en doseavhengighet av ELISpot-responser (med en klokkeformet dose-responskurve) og en økning av responser etter vaksinasjon, oppfyller resultatene hovedkarakteristikkene til antigenspesifikke cellulære responser. Mens vi kunne oppdage serotypespesifikk IFN-produksjon ved ELISpot-metoden, var proliferative responser generelt på et lavt nivå. Dette funnet passer godt med den tidligere studien på vaksinerte friske kontroller, som heller ikke kunne påvise spesifikk T-celleproliferasjon etter stimulering med polysakkaridvaksinen [17].

Som vist av Spearman-analyse korrelerte cellulær og humoral immunitet mot S. pneumoniae positivt, men ganske svakt (r {0}}.32). Dette funnet er i tråd med immunresponser mot andre mikrobielle antigener, f.eks. mot hepatitt B-virus (r=0.38) [31] eller SARS-CoV-2-virus (r=0). 20–0,52, avhengig av antigene stimulus og kohorten) [32].

Vi har tidligere analysert effekten av immunsuppressiv behandling på serotypespesifikk humoral immunitet etter vaksinasjon med Prevenar 13 [15]. Vår studie viste at 35 nyretransplanterte mottakere med mot 14 uten mykofenolatmofetil-behandling responderte på vaksinasjon med mindre økning i opsonofagocytic killing assay (OPA) titere samt en global og serotypespesifikk anti-pneumokokk kapselpolysakkarid (PCP) IgG, IgG2 , og IgA ved måned 1 og 12 etter vaksinasjon. Trettitre pasienter som fikk takrolimus hadde høyere OPA-titre og serotypespesifikk anti-PCP IgG sammenlignet med 16 som ikke gjorde det. Videre viste de høyere IgA-konsentrasjoner 12 måneder etter vaksinasjon. Tar den positive korrelasjonen mellom cellulær og humoral immunitet i betraktning, kan man spekulere i at også cellulær immunitet mot pneumokokker er avhengig av det immunsuppressive regimet.

Selv om måling anbefales, er den prediktive verdien av antistofftitere mot S. pneumoniae om infeksjonsbeskyttelse fortsatt uklar hos transplanterte pasienter. Forhåpentligvis korrelerer T-cellerespons som oppdaget av ELISpot-metoden bedre med forekomsten av kliniske hendelser. Dette må likevel analyseres.

Avslutningsvis vil ELISpot-metoden vi beskriver i denne artikkelen gi mulighet for videre studier. Disse kan bidra til å definere faktorer som påvirker spesifikk cellulær immunitet mot pneumokokker i en transplantasjonskohort eller varigheten av cellulær immunitet etter vaksinasjon.

Forfatterbidrag:

Konseptualisering, OW, BW og ML; metodikk, ML; validering, ML og AG; formell analyse, ML; etterforskning, ML, AG og OW; ressurser, NM, KV, BW, UE, HR og OW; datakurering, ML, KV og AG; skriving – originalutkast, ML og AG; skriving – gjennomgang og redigering, BW, NM og PAH; visualisering, ML; veiledning, ML, NM og OW; prosjektadministrasjon, OW; finansieringsoppkjøp, AG, PAH og OW Alle forfattere har lest og godtatt den publiserte versjonen av manuskriptet.

Finansiering:

Denne forskningen mottok ingen ekstern finansiering. AG er støttet av et forskningsstipend fra Stiftung Universitätsmedizin. OW er støttet av et ubegrenset tilskudd fra RudolfAckermann-Stiftung (Stiftung für Klinische Infektiologie).

Uttalelse fra institusjonell revisjonskomité:

Studien ble utført i henhold til retningslinjene i Helsinki-erklæringen og godkjent av den etiske komiteen ved Universitetssykehuset Essen, Tyskland (14-5858-BO).

Erklæring om informert samtykke:

Informert samtykke ble innhentet fra alle personer som var involvert i studien.

Datatilgjengelighetserklæring:

Dataene presentert i denne studien er tilgjengelig på forespørsel fra den tilsvarende forfatteren. Dataene er ikke offentlig tilgjengelige på grunn av personvernbegrensninger.

Anerkjennelser:

Vi er takknemlige til Babette Große-Rhode for hennes utmerkede tekniske assistanse.

Interessekonflikter:

AG har mottatt høyttalerhonorarer, honorarer og reiseutgifter fra Alexion, BioMérieux, Novartis og Sanofi. OW har mottatt forskningsstipend for kliniske studier, høyttalerhonorarer, honorarer og reiseutgifter fra Amgen, Alexion, Astellas, Basilea, Biotest, Bristol-Myers Squibb, Correvio, Chiesie, Gilead, Hexal, Janssen, F. Köhler Chemie, MSD, Novartis, Roche, Pfizer, Sanofi og TEVA. De resterende forfatterne erklærer ingen interessekonflikt. Finansierne hadde ingen rolle i utformingen av studien; i innsamling, analyser eller tolkning av data; i skrivingen av manuskriptet; eller i beslutningen om å publisere resultatene.

Referanser

1. Smell, B.; Auranen, K.; Kayhty, H.; Goldblatt, D.; Dagan, R.; O'Brien, KL; Pneumokokktransport, G. Den grunnleggende koblingen mellom pneumokokkbæring og sykdom. Expert Rev. Vaccines 2012, 11, 841–855. [CrossRef] [PubMed]

2. Nasjonalt vaksineprogramkontor. Vaksinasjonsplaner for voksne.

3. Arora, S.; Kipp, G.; Bhanot, N.; Sureshkumar, KK Vaksinasjoner hos nyretransplanterte: Rensing av gjørmete vann. Verden J. Transpl. 2019, 9, 1–13. [CrossRef] [PubMed]

4. Sentre for sykdomskontroll og forebygging. Bruk av 13-Valent Pneumococcal Conjugate Vaccine og 23-Valent Pneumococcal Polysaccharide Vaccine for voksne med immunkompromitterende tilstander: Anbefalinger fra den rådgivende komité for immuniseringspraksis (ACIP). MMWR 2012, 61, 816–819.

5. Robert-Koch-Institut. Wissenschaftliche Begründung für die Aktualisierung der Empfehlungen zur Indikationsimpfung gegen Pneumokokken für Risikogruppen. Epid. Okse. 2016, 37, 385–406.

6. Bonten, MJ; Huijts, SM; Bolkenbaas, M.; Webber, C.; Patterson, S.; Gault, S.; van Werkhoven, CH; van Deursen, AM; Sanders, EA; Verheij, TJ; et al. Polysakkaridkonjugatvaksine mot pneumokokklungebetennelse hos voksne. N. Engl. J. Med. 2015, 372, 1114–1125. [CrossRef]

7. European Medicines Agency: Vurderingsrapport for Prevenar 13.

8. Soininen, A.; Seppala, I.; Nieminen, T.; Eskola, J.; Kayhty, H. IgG underklassefordeling av antistoffer etter vaksinasjon av voksne med pneumokokkkonjugatvaksiner. Vaksine 1999, 17, 1889–1897. [CrossRef]

9. Avci, FY; Li, X.; Tsuji, M.; Kasper, DL En mekanisme for glykokonjugatvaksineaktivering av det adaptive immunsystemet og dets implikasjoner for vaksinedesign. Nat. Med. 2011, 17, 1602–1609. [CrossRef]

10. Sun, X.; Stefanetti, G.; Berti, F.; Kasper, DL Polysakkaridstrukturen dikterer mekanismen for adaptiv immunrespons på glykokonjugatvaksiner. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2019, 116, 193–198. [CrossRef]

11. Niehues, T.; Bogdan, C.; Hecht, J.; Mertens, T.; Wiese-Posselt, M.; Zepp, F. Impfen bei Immundefizienz. Bundesgesundheitsblatt Gesundh. Gesundh. 2017, 60, 674–684. [CrossRef]

12. Tobudic, S.; Plunger, V.; Sunder-Plassmann, G.; Riegersperger, M.; Burgmann, H. Randomisert, enkeltblind, kontrollert studie for å evaluere prime-boost-strategien for pneumokokkvaksinasjon hos nyretransplanterte. PLoS ONE 2012, 7, e46133. [CrossRef]

13. Dendle, C.; Stuart, RL; Mulley, WR; Holdsworth, SR Pneumokokkvaksinasjon hos voksne solide organtransplanterte mottakere: En gjennomgang av nåværende bevis. Vaksine 2018, 36, 6253–6261. [CrossRef]

14. Hoffman, TW; Meek, B.; Rijkers, GT; Grutters, JC; van Kessel, DA Pneumokokkkonjugatvaksinasjon etterfulgt av pneumokokkpolysakkaridvaksinering hos lungetransplantasjonskandidater og mottakere. Transpl. Direkte 2020, 6, e555. [CrossRef]

15. Oesterreich, S.; Lindemann, M.; Goldblatt, D.; Horn, PA; Wilde, B.; Witzke, O. Humoral respons på en 13-valent pneumokokkkonjugatvaksine hos nyretransplanterte. Vaksine 2020, 38, 3339–3350. [CrossRef]

16. Blanchard-Rohner, G.; Enriquez, N.; Lemaitre, B.; Cadau, G.; Giostra, E.; Hadaya, K.; Meyer, P.; Gasche-Soccal, PM; Berney, T.; van Delden, C.; et al. Pneumokokkimmunitet og PCV13-vaksinerespons hos SOT-kandidater og mottakere. Vaksine 2021, 39, 3459–3466. [CrossRef]

17. Wuorimaa, T.; Kayhty, H.; Eskola, J.; Bloigu, A.; Leroy, O.; Surcel, HM Aktivering av cellemediert immunitet etter immunisering med pneumokokkkonjugat eller polysakkaridvaksine. Scand. J. Immunol. 2001, 53, 422–428. [CrossRef]

18. Rabian, C.; Tschope, I.; Lesprit, P.; Katlama, C.; Molina, JM; Meynard, JL; Delfraissy, JF; Chene, G.; Levy, Y.; Group, APS Cellular CD4 T-celleresponser på det difteri-avledede bærerproteinet fra konjugert pneumokokkvaksine og antistoffrespons på pneumokokkvaksinasjon hos HIV-infiserte voksne. Clin. Infisere. Dis. 2010, 50, 1174–1183. [CrossRef]

19. Gazi, U.; Karasartova, D.; Sahiner, IT; Gureser, AS; Tosun, O.; Derici, MK; Dolapci, M.; Taylan Ozkan, A. Effekten av splenektomi på nivåene av PCV-13-indusert minne B- og T-celler. Int. J. Clin. Prak. 2018, 72, e13077. [CrossRef]

20. Karasartova, D.; Gazi, U.; Tosun, O.; Gureser, AS; Sahiner, IT; Dolapci, M.; Ozkan, AT Anti-pneumokokkvaksine-induserte cellulære immunresponser hos posttraumatiske splenektomerte individer. J. Clin. Immunol. 2017, 37, 388–396. [CrossRef]

21. Glennie, SJ; Sepako, E.; Mzinza, D.; Harawa, V.; Miles, DJ; Jambo, KC; Gordon, SB; Williams, NA; Heyderman, RS Nedsatt CD4 T-cellehukommelsesrespons på Streptococcus pneumoniae går foran utarming av CD4 T-celler hos HIV-infiserte malawiske voksne. PLoS ONE 2011, 6, e25610. [CrossRef]

22. Sepako, E.; Glennie, SJ; Jambo, KC; Mzinza, D.; Iwajomo, OH; Banda, D.; van Oosterhout, JJAWN; Gordon, SB; Heyderman, RS Ufullstendig gjenoppretting av pneumokokk CD4 T-celleimmunitet etter oppstart av antiretroviral terapi hos HIV-infiserte malawiske voksne. PLoS ONE 2014, 9, e100640. [CrossRef]

23. Baril, L.; Dietemann, J.; Essevaz-Roulet, M.; Beniguel, L.; Coan, P.; Briles, DE; Guy, B.; Cozon, G. Pneumokokkoverflateprotein A (PspA) er effektivt til å fremkalle T-celle-mediert respons under invasiv pneumokokksykdom hos voksne. Clin. Exp. Immunol. 2006, 145, 277–286. [CrossRef]

24. Jaat, FG; Hasan, SF; Perry, A.; Cookson, S.; Murali, S.; Perry, JD; Lanyon, CV; De Soyza, A.; Todryk, SM Antibakterielle antistoff- og T-celleresponser ved bronkiektasi er differensielt assosiert med lungekolonisering og sykdom. Respir. Res. 2018, 19, 106. [CrossRef]

25. Groneck, L.; Schrama, D.; Fabri, M.; Stephen, TL; Harms, F.; Meemboor, S.; Hafke, H.; Bessler, M.; Becker, JC; Kalka-Moll, WM Oligoklonal CD4 pluss T-celler fremmer vertsminnes immunresponser mot Zwitterionisk polysakkarid av Streptococcus pneumoni. Infisere. Immun. 2009, 77, 3705–3712. [CrossRef]

26. Holtmeier, W.; Kabelitz, D. Gamma delta T-celler kobler medfødte og adaptive immunresponser. Chem. Immunol. Allergy 2005, 86, 151–183. [CrossRef]

27. Kirby, AC; Newton, DJ; Carding, SR; Kaye, PM Bevis for involvering av lungespesifikke gamma delta T-celleundergrupper i lokale responser på Streptococcus pneumoniae-infeksjon. Eur. J. Immunol. 2007, 37, 3404–3413. [CrossRef]

28. Kanevskiy, LM; Telford, WG; Sapozhnikov, AM; Kovalenko, EI Lipopolysakkarid induserer IFN-gamma-produksjon i humane NK-celler. Front. Immunol. 2013, 4, 11. [CrossRef]

29. Lindemann, M.; Heinemann, FM; Horn, PA; Witzke, O. Immunitet mot pneumokokkantigener hos nyretransplanterte. Transplantasjon 2010, 90, 1463–1467. [CrossRef]

30. Goldblatt, D.; Plikaytis, BD; Akkoyunlu, M.; Antonello, J.; Ashton, L.; Blake, M.; Burton, R.; Care, R.; Durant, N.; Feavers, I.; et al. Etablering av et nytt humant pneumokokkstandardreferanseserum, 007sp. Clin. Vaksine Immunol. 2011, 18, 1728–1736. [CrossRef]

31. Lindemann, M.; Barsegian, V.; Siffert, W.; Ferencik, S.; Roggendorf, M.; Grosse-Wilde, H. Rolle til G-protein beta3 underenhet C825T og HLA klasse II polymorfismer i immunresponsen etter HBV-vaksinasjon. Virology 2002, 297, 245–252. [CrossRef]

32. Lindemann, M.; Klisanin, V.; Thümmler, L.; Fisenkci, N.; Tsachakis-Mück, N.; Ditschkowski, M.; Schwarzkopf, S.; Klump, H.; Reinhardt, HC; Horn, PA; et al. Humorale og cellulære vaksinasjonsresponser mot SARS-CoV-2 hos mottakere av hematopoetiske stamcelletransplantasjoner. Vaksiner 2021, 9, 1075. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com