Вторая доза вакцины в ту же конечность усилила иммунный ответ у мышей

Введение второй дозы вакцины в ту же конечность мышей, куда вводилась первая доза, усилило привлечение В-клеток памяти в герминативные центры местных лимфатических узлов. В самом герминативном центре В-лимфоциты показывали более активную соматическую гипермутацию и высокую авидность В-клеточных рецепторов. При введении второй дозы вакцины в другую конечность все эти процессы протекали со значительно меньшей активностью. Исследование опубликовано в журнале Science Immunology.

Когда в организм попадает чужеродный антиген (из вакцины или напрямую от бактерии или вируса), в герминативных центрах лимфоузлов и селезенки через ряд молекулярных и клеточных механизмов из недифференцированных, наивных, В-лимфоцитов образуются специализированные В-лимфоциты, которые синтезируют антитела к этому антигену. Эти В-лимфоциты формируют длительный защитный иммунитет посредством превращения в В-клетки памяти и плазматические клетки. Последние поддерживают минимальную концентрацию циркулирующих антител, чтобы обеспечить первую линию защиты при повторном заражении (встречей с чужеродным антигеном).

В-клетки памяти, в свою очередь, при повторной встречей с антигеном либо делятся и дифференцируются в короткоживущие плазмобласты и плазматические клетки, либо повторно попадают в герминативные центры, где снова подвергаются антигенной селекции и соматической гипермутации, с целью «обновить» свои рецепторы. Быстрая дифференцировка В-клеток памяти в плазматические клетки способствует быстрому антительному ответу (причем синтезируются высокоаффинные антитела, которые способны прочно связываться с антигеном).

Обновление В-рецепторов в герминативных центрах — основа поддержки длительного адаптивного иммунитета, особенно в отношении вирусов, которые накапливают мутации, повышающие их способность к уклонению от иммунного ответа. Однако недавние исследования показали, что при бустерной вакцинации менее пяти процентов В-клеток памяти попадает в герминативные центры для «обновления», большинство из них дифференцируются в плазматические клетки. Поэтому ученые ищут способ увеличения процента В-клеток памяти, которые бы обновлялись при введении бустерной дозы вакцины, чтобы в дальнейшем они могли дифференцироваться в плазматические клетки и эффективнее синтезировать высокоаффинные антитела.

Масаюки Кураока (Masayuki Kuraoka) с коллегами из Университета Дьюка, кажется, приблизились к разработке этого способа. В качестве вакцины ученые вводили гемагглютинин вируса гриппа H1 SI-06 в подушечку правой лапки генотипически идентичных мышей. В период от одного до трех месяцев они прививали мышей гомологичным гемагглютинином либо так же, в подушечку правой лапки, либо в подушечку левой лапки.

Через восемь дней после второй дозы ученые определили количество гемагглютинин-специфичных иммуноглобулинов G в сыворотках крови. В среднем бустерная доза увеличила концентрацию иммуноглобулина G примерно в 12 раз (р < 0,001). У мышей, которым вторую дозу вводили в ту же конечность, концентрация иммуноглобулина выросла в 14 раз, прививка в другую лапку дала увеличение концентрации в десять раз. Однако эти различия не были статистически значимыми (р > 0,99).

Количество плазматических клеток выросло в 15 раз после введения бустера в ту же лапку (р = 0,001) и в восемь раз при введении в другую лапку (р = 0,038). Впрочем и в этом случае эти различия не были статистически значимыми. Введение бустера в двух вариантах (в ту же и в другую конечности) усиливало вторичные реакции в герминативных центрах: количество В-лимфоцитов в герминативных центрах выросло в 17 раз при введении в ту же конечность (р < 0,001) и в 13 раз при введении в другую конечность (р = 0,011). В целом, эти реакции вызвали изменения сопоставимой величины (р > 0,99).

Однако доля антигенспецифичных иммуноглобулинов G, выработанных В-лимфоцитами после их повторной активации в герминативных центрах, оказалась значительно выше, чем у мышей, которым дозы вакцины вкалывали в разные лапы (р = 0,0011). При этом индекс авидности иммуноглобулинов G был значимо выше у мышей, которым вторую прививку сделали в ту же лапку, что и первую (р = 0,019). Кроме того, герминативные центры лимфоузлов мышей, у которых одна и та же лапка использовалась для инъекции доз вакцин, содержали больше В-лимфоцитов с высокоавидными рецепторами по сравнению с особями, у которых «страдали» обе лапки (р = 0,035).

Кроме того, в В-лимфоцитах мышей с одной целевой конечностью ученые обнаружили более широкий диапазон мутаций в течение соматической гипермутации (р < 0,001). Также ученые проследили, что у таких мышей процент вернувшихся на «обновление» в герминативные центры В-лимфоцитов значительно выше, чем у особей с разными целевыми конечностями (р < 0,001).

Через 8-12 недель после второй прививки, ученые ввели мышам дополнительно гетерологичный гемагглютинин вируса гриппа H3X31. Увеличение абсолютного числа антигенспецифичных иммуноглобулинов G у мышей с одним местом введения оказалось статистически значимым по сравнению с мышами с разными местами введения (р < 0,01), хотя оно и было меньше по сравнению с реакцией на предыдущий антиген гемагглютинин. Более того, введение нового бустера в ту же лапку вызывало значимое увеличение сывороточных иммуноглобулинов G к H1 гемагглютинину (с 1,1 до 2,1 микрограмм на миллилитр, р < 0,05.

Таким образом, это исследование потенциально обосновывает необходимость введения бустерных доз вакцин в ту же конечность, что и первую. Это обоснование строится на полученных данных о том, что при бустере в ту же конечность процент В-клеток памяти, которые возвращаются в герминативные центры местных лимфатических узлов на «обновление» выше, они начинают вырабатывать высокоавидные антитела, а сам процесс «обновления» проходит эффективнее за счет увеличения активности соматической гипермутации.

Поскольку иммунитет до сих пор изучен недостаточно, порой некоторые открытия в области иммунологии кажутся невероятными. Так, недавно мы рассказывали, что переход от собирательства к фермерству успокоил противовирусный иммунитет.

Слава Гоменюк