CoV-iSpot

Клетъчен Имунен отговор срещу SARS-CoV-2

CoV-iSpot

Избухването на пандемия от SARS-CoV-2 и въздействието ѝ върху световното население показа жизнената необходимост от иновативни методи на тестване, които да отразяват детайлно прогресията на инфекцията. Подробното разглеждане на всички функции, процеси и клетки на имунната система е от съществено значение за правилно диагностициране. От индивидуалното състояние на всеки пациент зависи предприемането на различни профилактични и лечебни интервенции. Възможно е някои хора да са придобили имунитет срещу SARS-CoV-2 без те изобщо да разберат за това.

При повечето пациенти инфекцията протича асимптоматично или със съвсем лека симптоматика. В някои случаи обаче инфекцията, причинена от SARS-CoV-2 може да доведе до тежка клинична прогресия с фатален изход.

За диагностициране на активна инфекция се използват RT-PCR тестове (полимеразна верижна реакция). Този тип изследване показва дали във взетата от носа или гърлото проба има наличие на РНК на вируса. Вторият тип тест въведен в световен мащаб е серологичното изследване за антитела (IgM и IgG). Този тип изследване се използва за откриване на хуморална (придобита) защита на организма.

Вроденият или познат още като клетъчен имунен отговор се доказва като ключов фактор в борбата този нов вирус. Клетъчният имунен отговор е първата отбранителна линия на тялото, която се задейства при среща с патогенни микроорганизми.

Преглед на съвременните методи за тестване на SARS-CoV-2 в рутинната лабораторна диагностика

PCR Antibody Testing

T-cells / CoV-iSpot

Direct detection Х
Cellular immune response Х
Humoral immune response Х
Immunity? Х Х
Therapy progress Х Х

 

Клетъчната имунна система и по-специално Т-клетките контролират силата на имунния отговор чрез освобождаване на специфични цитокини. По този начин те регулират имунния отговор, в зависимост от вирусния товар. Откриването на характерни ефекторни Т-клетки показва минал контакт с даден патоген, който е довел до инфекция, независимо от това дали са произведени антитела. Интересен факт е, че в много случаи реакциите на Т-клетките срещу SARS-CoV-2 могат да бъдат открити след по-дълъг период от време, в сравнение с антителата.

EliSpot-анализът (ензимно свързания Immuno-Spot Анализ) е в състояние да открива Т-клетъчни реакции и по този начин да характеризира индивидуалния имунен отговор на лица, които са били изложени на контакт с вируса. Освобождаването на Т-клетъчни цитокини, стимулирани от специфични коронавирусни антигени осигурява диференцирана картина на имунния отговор, която показва прогресията на заболяването и дали е придобит имунитет.

CoV-iSpot, разработен от компанията AID, установява нивата на IFN-γ (интерферон гама) и IL-2 (интерлевкин 2). Те се освобождават от патоген-специфичните Т-клетки, активирани срещу SARS-CoV-2. Благодарение на CoV-iSpot биват изследвани два пептидни микса. В единия се съдържат само високо специфични последователности на имунодоминантните епитопи на SARS-CoV-2. В изследването е допълнително включено тестване и на втора пептидна смес от коронавируси PANCorona Peptide Mix (PAN-Corona пептиден микс). По този начин се гарантира максимално точен резултат.

Наличието на реактивни Т-клетки (ефекторни клетки) срещу SARS-CoV-2 показва контакт с вируса в миналото и информация за преминала инфекция, независимо от това дали се откриват антитела.

Интерферон Гама (IFN-γ) e противовъзпалителен цитокин, който се произвежда главно от активирани Т-клетки и NK клетки. Освобождаването на IFN-γ от ефекторните Т-клетки, като водещ цитокин, показва Th1-доминиращ (клетъчен) имунен отговор.

Ако CoV-iSpot теста установи IFN-γ без повишение на IL-2, това предполага съществуването на имунен отговор във връзка с SARS-CoV-2 инфекция.

Интерлевкин 2 (IL-2) регулира дейността на Т-лимфоцитите. Той насърчава активирането и разпространението на Т-клетките както и диференциацията на CD8 + Т-клетките на паметта. Едновременното откриване на IL-2 и IFN-y показва наличието на клетки на паметта (ефекторни Т-клетки) като индикация за прекарана SARS-CoV-2 инфекция и добит клетъчен имунитет.

Клинично значение

Клетъчният (вроденият) имунен отговор зависи от Т-клетките. Т-клетките се разделят на различни подвидове (напр. Th1, Th2, Тh3, Th9, Th17, Th22, Treg и др.), които отделят определени цитокини в зависимост от функциите си. Някои от тези цитокини предизвикват хуморален имунен отговор и формиране на антитела. Различните Т-клетъчни субпопулации са от ключова роля както при формиране на хуморалния, така и на клетъчния имунен отговор.

Ефекторните Т-клетки (познати още като Т-клетки на паметта) са антиген-специфични Т-клетки, които се произвеждат при контакт с конкретен патоген по време на инфекция или ваксинация. След процеса на диференциация, те се размножават в патоген-специфични Т-клетъчни клонове, които се откриват в кръвта. Друг тип Т-клетки са регулаторните Т-клетки, а тяхната функция е да потискат имунния отговор, затова в миналото са се наричали още супресорни T-клетки. Балансът между активираните ефекторни Т-клетки и регулаторните Т-клетки е от решаващо значение за ефективен имунен отговор. Нарушеният баланс между тях може да стои в основата на автоимунно заболяване, хроничен възпалителен процес или цитокинова буря, която не рядко има фатален край.

Методът EliSpot предлага възможност за придобиване на представа за тези регулаторни процеси. Приложението му е многостранно - могат да се визуализират както остри заболявания, така и хронични възпалителни процеси. Възможно е да се използва и за мониторинг на терапията.

Индикации за теста:

Откриване на предишна инфекция с COVID-19

Особено при асимптоматични пациенти или пациенти с леки симптоми често се открива нисък титър на антителата или изобщо липса на такива. Много хора „унищожават“ коронавируса, благодарение на работата на клетъчната имунна система, преди да се образуват антитела. Предишни инфекции с COVID-19 могат да бъдат ефективно открити чрез установяване на специфични за SARS-CoV-2 T-ефекторни клетки.

Откриване на клетъчен имунитет

Ако се открие наличие на специфични за SARS-CoV-2 ефекторни Т-клетки, това е доказателство за контакт с вируса и съществуващ клетъчен имунитет. Според първите проучвания, специфичните за SARS-CoV-2 Т-клетъчни отговори остават откриваеми за дълго време чрез CoV-iSpot, за разлика от антителата, чието наличие е много по-краткотрайно.

Индикация за възможен имунитет срещу PANCorona Peptide Mix

CoV-iSpot изследва наличието на ефекторни Т-клетки и срещу други коронавируси. Ако CoV-iSpot показва доказателства за наличие на специфични за PAN-корона Т-клетъчни отговори, това означава, че пациентът има клетъчен имунен отговор срещу корона вируси. Наблюдението, че пациентите с активна реакция на PAN-корона пептид често не са положителни за SARS-CoV-2 антитела, предполага наличието на клетъчен имунитет. Възможно е заразените с вируса клетки да бъдат елиминирани от Т-ефекторните клетки преди образуването на антитела.

Предстоящ грипен сезон

Очаква се предстоящият грипен сезон да изстреля броя предполагаеми случаи на SARS-CoV-2 до нови пикове. Благодарение на съвременната процедура за тестване, CoV-iSpot  може да разграничи грипните и COVID-19 инфекции, както и да предостави по-подробна информация за комплексния имунен статус на пациента.

CoV-iSpot се предлага в Detox Center в ексклузивно партньорство с Arminlabs.

Цена на теста 265 EUR.

Източници

  • Arminlabs – Dr. Armin Schwarzbach MD PhD
  • PengY,MentzerAJ,LiuG,etal.BroadandstrongmemoryCD4+andCD8+TcellsinducedbySARS-CoV-2inUKconvalescentindividuals following COVID-19. Nature Immunology. Published online September 4, 2020:1-10. doi:10.1038/s41590-020-0782-6 http://nature.com/articles/s41590-020-0782-6
  • MaischB.SARS-CoV-2aspotentialcauseofcardiacinflammationandheartfailure.Isitthevirus,hyperinflammation,orMODS?Herz. 2020;45(4):321-2
  • GrifoniA,WeiskopfD,RamirezSI,MateusJ,DanJM,ModerbacherCR,etal.TargetsofTCellResponsestoSARS-CoV-2CoronavirusinHumans with COVID-19 Disease and Unexposed Individuals. Cell. 2020;181(7):1489-501.e15.
  • BraunJ,LoyalL,FrentschM,WendischD,GeorgP,KurthF,etal.PresenceofSARS-CoV-2reactiveTcellsinCOVID-19patientsandhealthy donors. medRxiv. 2020:2020.04.17.20061440.
  • OberfeldB,AchantaA,CarpenterK,ChenP,GiletteNM,LangatP,etal.SnapShot:COVID-19.Cell.2020;181(4):954-.e1.
  • S.R.Huber,J.vanBeek,J.deJonge,W.Luytjes,andD.vanBaarle,“Tcellresponsestoviralinfections-opportunitiesforpeptidevaccination,” Frontiers in Immunology, vol. 5, no. APR. Frontiers Research Foundation, 2014, doi: 10.3389/fimmu.2014.00171.
  • S.L.Swain,K.K.McKinstry,andT.M.Strutt,“ExpandingrolesforCD4+Tcellsinimmunitytoviruses, ”NatureReviewsImmunology,vol.12,no.2. Nature Publishing Group, pp. 136–148, Feb. 2012, doi: 10.1038/nri3152.
  • J.CharlesAJaneway,P.Travers,M.Walport,andM.J.Shlomchik,“TCell-MediatedImmunity,”inImmunobiology:TheImmuneSysteminHealth and Disease., 5th ed., Garland Science, 2001.
  • H.Zhang,“INF-gammaReleaseELISpotAssay,”Bio-Protocol,vol.2,no.6,2012,doi:10.21769/bioprotoc.120.
  • C.MöbsandT.Schmidt,“ResearchTechniquesMadeSimple:MonitoringofT-CellSubsetsusingtheELISpotAssay,”J.Invest.Dermatol.,vol.136, no. 6, pp. e55–e59, Jun. 2016, doi: 10.1016/j.jid.2016.04.009.
  •  M.F.BachmannandA.Oxenius,“Interleukin2:Fromimmunostimulationtoimmunoregulationandbackagain, ”EMBORep.,vol.8,no.12,pp. 1142–1148, Dec. 2007, doi: 10.1038/sj.embor.7401099.
  • S.Thijsenetal.,“Elevatednucleoprotein-inducedinterferon-γreleaseinCOVID-19patientsdetectedinaSARS-CoV-2enzyme-linked immunosorbent spot assay,” J. Infect., vol. 0, no. 0, 2020, doi: 10.1016/j.jinf.2020.06.015.
  • T.Sekineetal.,“RobustTcellimmunityinconvalescentindividualswithasymptomaticormildCOVID-19,”bioRxiv,p.2020.06.29.174888,Jun. 2020, doi: 10.1101/2020.06.29.174888.
  • F.Gallaisetal.,“IntrafamilialExposuretoSARS-CoV-2InducesCellularImmuneResponsewithoutSeroconversion,”medRxiv,p. 2020.06.21.20132449, Jun. 2020, doi: 10.1101/2020.06.21.20132449.
  • D.M.AltmannandR.J.Boyton,“SARS-CoV-2Tcellimmunity:Specificity,function,durability,androleinprotection,”Sci.Immunol.,vol.5,no.49, p. 6160, Jul. 2020, doi: 10.1126/sciimmunol.abd6160.
  • R.A.Seder,P.A.Darrah,andM.Roederer,“T-cellqualityinmemoryandprotection:Implicationsforvaccinedesign,”NatureReviews Immunology, vol. 8, no. 4. Nat Rev Immunol, pp. 247–258, Apr. 2008, doi: 10.1038/nri2274.
  • A.Grifonietal.,“TargetsofTCellResponsestoSARS-CoV-2CoronavirusinHumanswithCOVID-19DiseaseandUnexposedIndividuals,”Cell,vol. 181, no. 7, pp. 1489-1501.e15, Jun. 2020, doi: 10.1016/j.cell.2020.05.015.
  • J.Zhaoetal.,“AirwayMemoryCD4+TCellsMediateProtectiveImmunityagainstEmergingRespiratoryCoronaviruses, ”Immunity,vol.44,no.6, pp. 1379–1391, Jun. 2016, doi: 10.1016/j.immuni.2016.05.006.
  • R.Channappanavar,C.Fett,J.Zhao,D.K.Meyerholz,andS.Perlman,“Virus-SpecificMemoryCD8TCellsProvideSubstantialProtectionfrom Lethal Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Infection,” J. Virol., vol. 88, no. 19, pp. 11034–11044, Oct. 2014, doi: 10.1128/jvi.01505- 14.
  • J.Zhaoetal.,“RecoveryfromtheMiddleEastrespiratorysyndromeisassociatedwithantibodyandTcellresponses,”Sci.Immunol.,vol.2,no.14, p. 5393, Aug. 2017, doi: 10.1126/sciimmunol.aan5393.
  • A.Neldeetal.,“SARS-CoV-2T-cellepitopesdefineheterologousandCOVID-19-inducedT-cellrecognition,”Res.Sq.,Jun.2020,doi: 10.21203/rs.3.rs-35331/v1.
  • V.M.Corman,J.Lienau,andM.Witzenrath,“Coronavirusesasthecauseofrespiratoryinfections,”Internist,vol.60,no.11,pp.1136–1145,Nov. 2019, doi: 10.1007/s00108-019-00671-5.
  • A.SetteandS.Crotty,“Pre-existingimmunitytoSARS-CoV-2:theknownsandunknowns,”Nat.Rev.Immunol.,vol.20,no.8,pp.457–458,Aug.2020, doi: 10.1038/s41577-020-0389-z.
  • G.J.Gorse,G.B.Patel,J.N.Vitale,andT.Z.O’Connor,“Prevalenceofantibodiestofourhumancoronavirusesislowerinnasalsecretionsthanin serum, ” Clin. Vaccine Immunol., vol. 17, no. 12, pp. 1875–1880, Dec. 2010, doi: 10.1128/CVI.00278-10.
  • N.Friedman,H.Alter,M.Hindiyeh,E.Mendelson,Y.ShemerAvni,andM.Mandelboim,“HumanCoronavirusInfectionsinIsrael:Epidemiology, Clinical Symptoms and Summer Seasonality of HCoV-HKU1,” Viruses, vol. 10, no. 10, p. 515, Sep. 2018, doi: 10.3390/v10100515.
  • I.M.Mackayetal.,“Co-circulationofFourHumanCoronaviruses(HCoVs)inQueenslandChildrenwithAcuteRespiratoryTractIllnessesin2004,” Viruses, vol. 4, no. 4, pp. 637–653, Apr. 2012, doi: 10.3390/v4040637.
  • L.J.R.vanEldenetal., “FrequentDetectionofHumanCoronavirusesinClinicalSpecimensfromPatientswithRespiratoryTractInfectionbyUse of a Novel Real-Time Reverse-Transcriptase Polymerase Chain Reaction,” J. Infect. Dis., vol. 189, no. 4, pp. 652–657, Feb. 2004, doi: 10.1086/381207.
  • I.M.MackayandK.E.Arden,“MERScoronavirus:Diagnostics,epidemiologyandtransmission,”Virol.J.,vol.12,no.1,pp.1–21,Dec.2015,doi: 10.1186/s12985-015-0439-5.
  • A.Maillesetal.,“Firstcasesofmiddleeastrespiratorysyndromecoronavirus(MERS-COV)infectionsinFrance,investigationsandimplicationsfor the prevention of human-to-human transmission, France, May 2013,” Eurosurveillance, vol. 18, no. 24, p. 20502, Jun. 2013, doi: 10.2807/ese.18.24.20502-en.
  • J.Mateusetal.,“Selectiveandcross-reactiveSARS-CoV-2Tcellepitopesinunexposedhumans,”Science(80-.).,p.eabd3871,Aug.2020,doi: 10.1126/science.abd3871.
  • D.Weiskopfetal.,“PhenotypeofSARS-CoV-2-specificT-cellsinCOVID-19patientswithacuterespiratorydistresssyndrome2316,”medRxiv,p. 2020.04.11.20062349, May 2020, doi: 10.1101/2020.04.11.20062349.
  • J.Braunetal.,“SARS-CoV-2-reactiveTcellsinhealthydonorsandpatientswithCOVID-19.,”Nature,pp.1–8,Jul.2020,doi:10.1038/s41586-020- 2598-9.
  • N.LeBertetal.,“SARS-CoV-2-specificTcellimmunityincasesofCOVID-19andSARS,anduninfectedcontrols,”doi:10.1038/s41586-020-2550-z.
  • LeBert,N.,Tan,A.T.,Kunasegaran,K.etal.SARS-CoV-2-specificTcellimmunityincasesofCOVID-19andSARSanduninfectedcontrols.Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2550-z
TOP