Лабораторная оценка состояния поствакцинального гуморального иммунитета к инфекциям с аэрозольным механизмом передачи

   В обзоре рассматриваются вопросы о месте лабораторной диагностики в профилактической медицине, в частности, о возможностях применения лабораторных методов в контроле проведения вакцинопрофилактики инфекций с аэрозольным механизмом передачи (корь, краснуха, эпидемический паротит, ветряная оспа, грипп, пневмококковая инфекция, коклюш, дифтерия, COVID-19). В статье освещены основные лабораторные методы серомониторинга (иммуноферментный анализ, реакция радиального гемолиза в геле, дот-иммуноанализ, определение авидности антител, реакция торможения гемагглютинации, реакция микронейтрализации, FAMA, реакция подавления бляшкообразования), их преимущества и недостатки. Также представлен блок данных об альтернативных биомаркерах (ферменты, липиды, микроэлементы, гормоны и др.) – потенциальных предикторах эффективности вакцинации. Поиск новых биомаркеров эффективности формирования поствакцинального иммунитета открывает новые возможности прогнозирования эффективности вакцинопрофилактики, что делает их изучение перспективным направлением в области вакцинологии и лабораторной иммунологии.

1. Национальный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 53022.3–2008. Технологии лабораторные клинические. Требования к качеству клинических лабораторных исследований. Часть 3. Правила оценки клинической информативности лабораторных тестов. – National standard of the Russian Federation. GOST R 53022.3–2008. Technology clinical laboratory. Requirements for the quality of the Clinical laboratory research. Part 3. The rules of evaluation of clinical informative laboratory tests.

2. Семененко Т. А. Сероэпидемиологические исследования в системе надзора за вакциноуправляемыми инфекциями / Т. А. Семененко, В. Г. Акимкин // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. –2018. – (2): 87–94. https://doi.org/10.36233/0372–9311–2018–2–87–94. – Semenenko T. A., Akimkin V. G. Seroepidemiology in the surveillance of vaccine-preventable diseases. Journal of microbiology epidemiology immunobiology. 2018; (2): 87–94. https://doi.org/10.36233/0372–9311–2018–2–87–94.

3. Фельдблюм И. В. Эпидемиологический надзор за вакцинопрофилактикой / И. В. Фельдблюм // Журнал МедиАль. – 2014. – 3 (13): 37–55. – Feldblyum I. V. Epidemiologic surveillance over preventive vaccination. Journal MediAl. 2014; 3 (13): 37–55.

4. Семененко Т. А. Иммунный ответ при вакцинации против гепатита В у лиц с иммунодефицитными состояниями / Т. А. Семененко // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. – 2011. – 1 (56): 51–59. – Semenenko T. A. Immune response after vaccination against hepatitis b in patients with immunodeficiency. Epidemiology and vaccinal prevention. 2011; 1 (56): 51–59.

5. Топтыгина А. П. Формирование и поддержание специфического клеточного иммунного ответа на вакцинацию Приорикс / А. П. Топтыгина, Е. Л. Семикина, В. А. Алешкин // Иммунология. – 2013. – 34 (5): 257–261. – Toptygina A. P., Semikina E. L. Alioshkin V. A. The shaping and the maintenance of T-cell specific immune response to vaccination Priorix. Immunologiya. 2013; 34 (5): 257–261.

6. Баум Т. Г. Вакциноуправляемые инфекции: специфическая профилактика и протиоэпидемические мероприятия: учебное пособие для студентов педиатрических факультетов медицинских вузов / Т. Г. Баум, О. Г. Первишко, В. А. Шашель. – Краснодар, 2019. – 161 с. – Baum T. G., Pervishko O. G., Shashel V. A. Vaccine-controlled infections: specific prevention and anti-epidemic measures: a textbook for students of pediatric faculties of medical universities. Krasnodar, 2019. 161 pp.

7. МУ 3.1.2943–11. Организация и проведение серологического мониторинга состояния коллективного иммунитета к инфекциям, управляемым средствами специфической профилактики. – MU 3.1.2943–11. Organization and Serological Monitoring of Herd Immunity to Infections, Controlled Preventable Diseases.

8. Авдонина А. С. Иммунный блоттинг в лабораторной диагностике герпесвирусных инфекций / А. С. Авдонина, С. С. Марданлы, В. А. Киселева // Известия ГГТУ. Медицина, фармация. – 2020. – (2): 30–36. – Avdonina A. S., Mapdanly S. S., Kiseleva V. A. Immune blotting in laboratory diagnostics of herpesvirus infections. Izvestiya GGTU. Medicine, pharmacy. 2020; (2): 30–36.

9. Kurtz J. B., Mortimer P. P., Mortimer P. R. [et al.]. Rubella antibody measured by radial haemolysis. Characteristics and performance of a simple screening method for use in diagnostic laboratories. J Hyg (Lond). 1980; 84 (2): 213–22. https://doi.org/10.1017/s0022172400026711.

10. Ерш А. В. Метод комплексной оценки гуморального иммунитета к детским вакциноуправляемым вирусным инфекциям / А. В. Ерш // Вопросы вирусологии. – 2015. – 60 (1): 41–45. – Ersh A. V., Poltavchenko A. G., Pyankov S. A. [et al.]. The multiplex method of estimation of humoral immunity to vaccine regulated childhood infections. Issues of Virology. 2015; 60 (1): 41–45.

11. Park D. W., Nam M. H., Kim J. Y. [et al.]. Mumps outbreak in a highly vaccinated school population: assessment of secondary vaccine failure using IgG avidity measurements. Vaccine. 2007; 25 (24): 4665–4670. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2007.04.013.

12. Хайдарова Б. И. Особенности иммунных реакций при краснушной инфекции, их диагностическая и прогностическая информативность / Б. И. Хайдарова, С. У. Шадиева, Д. Х. Исабаева // Евразийский союз ученых. – 2021. – 2 (83): 26–29. – Khaidarova B. I., Shadiyeva S. U., Isabaeva D. Kh. Features of immune reactions in rubella infection, their diagnostic and prognostic informational value. Eurasian Union of Scientists. 2021; 2 (83): 26–29.

13. Вишнева Е. А. Ветрянка прорыва: изменит ли ситуацию новая схема вакцинации? / Е. А. Вишнева, Л. С. Намазова-Баранова // Педиатрическая фармакология. – 2011. – 8 (6): 18–22. – Vishneva E. A., Namazova-Baranova L.S. A breakthrough varicella: will a new vaccination schedule change the situation? Pediatric Pharmacology. 2011; 8 (6): 18–22.

14. Williams V, Gershon A, Brunell P. A. Serologic response to varicella-zoster membrane antigens measured by direct immunofluorescence. J Infect Dis. 1974; 130 (6): 669–72. https://doi.org/10.1093/infdis/130.6.669.

15. Каира А. Н. Ветряная оспа и опоясывающий герпес: учебное пособие / А. Н. Каира, В. Ф. Лавров. – Москва: ФГБОУ ДПО «РМАНПО» Минздрава России, 2020. – 83 с. – Kaira A. N., Lavrov V. F. Chickenpox and Herpes Zoster: a textbook; Moscow: FGBOU DPO RMANPO Ministry of Health of Russia, 2020. 83 pp.

16. Landry M. L., Ferguson D. Comparison of latex agglutination test with enzyme-linked immunosorbent assay for detection of antibody to varicella-zoster virus. J Clin Microbiol. 1993; 31 (11): 3031–3033. https://doi.org/10.1128/jcm.31.11.3031–3033.1993.

17. WHO. The immunological basis for immunization series: module 23: influenza vaccines. Geneva, 2017. 63 pp. URL: https://apps.who.int/iris/handle/10665/259211

18. Zhu H., Ding X., Chen X. [et al.]. Neutralizing antibody but not hemagglutination antibody provides accurate evaluation for protective immune response to H5N 1 avian influenza virus in vaccinated rabbits. Vaccine. 2011; 29 (33): 5421–5423. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2011.05.067.

19. Rudenko L., Kiseleva I., Naykhin A. N. [et al.]. Assessment of human immune responses to H7 avian influenza virus of pandemic potential: results from a placebo-controlled, randomized double-blind phase I study of live attenuated H7N 3 influenza vaccine. PLoS One. 2014; 9 (2): e87962. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0087962.

20. Deeks J. J., Dinnes J., Takwoingi Y. [et al.]. Antibody tests for identification of current and past infection with SARS-CoV-2. Cochrane Database Syst Rev. 2020; 6 (6): CD 013652. https://doi.org/10.1002/14651858.CD013652.

21. Kristiansen P. A., Page M., Bernasconi V. [et al.]. WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin. Lancet. 2021; 397 (10282): 1347–1348. https://doi.org/10.1016/S0140–6736(21)00527–4.

22. Vanderheiden A., Edara V. V., Floyd K. [et al.]. Development of a rapid focus reduction neutralization test assay for measuring sars-cov-2 neutralizing antibodies. Curr Protoc Immunol. 2020; 131 (1): e116. https://doi.org/10.1002/cpim.116.

23. Tan C. W., Chia W. N., Qin X. [et al.]. A SARS-CoV-2 surrogate virus neutralization test based on antibody-mediated blockage of ACE 2-spike protein-protein interaction. Nat Biotechnol. 2020; 38 (9): 1073–1078. https://doi.org/10.1038/s41587–020–0631-z.

24. F. Bouche, W. Ammerlaan, F. Berthet [et al.]. Immunosorbent assay based on recombinant hemagglutinin protein produced in a high-efficiency mammalian expression system for surveillance of measles immunity. J. Clin. Microbiol. 1998; (36): 721–726. https://doi.org/10.1128/JCM.36.3.721–726.1998.

25. Голубкова А. А. Вакцинопрофилактика кори и пути ее оптимизации на завершающем этапе элиминации инфекции / А. А. Голубкова [и др.] // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2018. – 4 (74): 91–94. https://doi.org/10.17238/PmJ1609–1175.2018.4.91–94. – Golubkova A. A., Platonova T. A., Kharitonov A. N. [et al.]. Vaccine prophylaxis of measles and ways of its optimization at the final stage of infection elimination. Pacific Medical Journal. 2018; 4 (74): 91–94. https://doi.org/10.17238/PmJ1609–1175.2018.4.91–94.

26. Group B. D. W. Biomarkers and surrogate endpoints: Preferred definitions and conceptual framework. Clin. Pharm. 2001; (69): 89–95. https://doi.org/10.1067/mcp.2001.113989.

27. Van Tilbeurgh M., Lemdani K., Beignon A. S. [et al.]. Predictive markers of immunogenicity and efficacy for human vaccines. Vaccines (Basel). 2021; 9 (6): 579. https://doi.org/10.3390/vaccines9060579.

28. Hosomi K., Kunisawa J. Diversity of energy metabolism in immune responses regulated by micro-organisms and dietary nutrition. Int Immunol. 2020; 32 (7): 447–454. https://doi.org/10.1093/intimm/dxaa020.

29. Козлов А. В. Микобактериозы у пациентов с муковисцидозом: причина или следствие микроэкологических изменений в бронхолегочной системе / А. В. Козлов [и др.] // Астраханский медицинский журнал. – 2020. – 15 (1): 57–65. https://doi.org/10.17021/2020.15.1.57.65. – Kozlov A. V., Lyamin A. V, Kondratenko O. V. [et al.]. Mycobacteriosis in patients with cystic fibrosis: the cause or effect of microecological changes in the bronchopulmonary system. Astrakhan medical journal. 2020; 15 (1): 57–65. https://doi.org/10.17021/2020.15.1.57.65.

30. Wilkins C., Gale M. Jr. Sterol-izing innate immunity. Immunity. 2013; 38 (1): 3–5. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2013.01.002.

31. Liu S. Y., Aliyari R., Chikere K. [et al.]. Interferon-inducible cholesterol-25-hydroxylase broadly inhibits viral entry by production of 25-hydroxycholesterol. Immunity. 2013; 38 (1): 92–105. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2012.11.005.

32. Rogers T. F., Zhao F., Huang D. [et al.]. Isolation of potent SARS-CoV-2 neutralizing antibodies and protection from disease in a small animal model. Science. 2020; 369 (6506): 956–963. https://doi.org/10.1126/science.abc7520.

33. Nakaya J., Wrammert E., Lee K. [et al.]. Systems biology of vaccination for seasonal influenza in humans. Nat Immunol. 2011; 12 (8): 786–795. https://doi.org/10.1038/ni.2067.

34. Illario M., Giardino-Torchia M. L., Sankar U. [et al.]. Calmodulin-dependent kinase IV links Toll-like receptor 4 signaling with survival pathway of activated dendritic cells. Blood. 2008; 111 (2): 723–731. https://doi.org/10.1182/blood-2007–05–091173.

35. Moore S. E., Richards A. A, Goldblatt D. [et al.]. Early-life and contemporaneous nutritional and environmental predictors of antibody response to vaccination in young Gambian adults. Vaccine. 2012; 30 (32): 4842–4848. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2012.05.009.

36. Гладких Р. А. Неоптерин как современный маркер воспаления / Р. А. Гладких, В. П. Молочный, И. В. Полеско // Детские инфекции. – 2016. – 15 (2): 19–23. – Gladkikh R. A., Molochniy V. P., Polesko I. V. Neopterin as a modern marker of inflammation. Children’s Infections. 2016; 15 (2): 19–23.

37. Verschoor C. P., Lelic A., Parsons R. [et al.]. Serum C-reactive protein and congestive heart failure as significant predictors of Herpes Zoster vaccine response in elderly nursing home residents. J Infect Dis. 2017; 216 (2): 191–197. https://doi.org/10.1093/infdis/jix257.

38. Iyer A. S., Khaskhely N. M., Leggat D. J. [et al.]. Inflammatory markers and immune response to pneumococcal vaccination in HIV-positive and -negative adults. PLoS One. 2016; 11 (3): e0150261. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0150261.

39. Козлов А. В. Хроническая инфекция дыхательных путей у пациентов с муковисцидозом: обмен железа и его значение / А. В. Козлов // Иммунопатология, аллергология, инфектология. – 2019. – (4): 62–67. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43858250. – Kozlov A. V. Chronic respiratory tract infection in patients with cystic fibrosis: metabolism of iron and its significance. Immunopathology, Allergology, Infectology. 2019; (4): 62–67. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43858250.

40. Nairz M., Schroll A., Sonnweber T. [et al.]. The struggle for iron – a metal at the host-pathogen interface. Cell Microbiol. 2010; 12 (12): 1691–702. https://doi.org/10.1111/j.1462–5822.2010.01529.x.

41. Eiselt J., Kielberger L., Sedlácková T. [et al.]. High ferritin, but not hepcidin, is associated with a poor immune response to an influenza vaccine in hemodialysis patients. Nephron Clin Pract. 2010; 115 (2): p. 147–53. https://doi.org/10.1159/000312878.

42. Варсови В. В. Дефицит железа у детей: распространенность, взаимосвязь с системой HLA, влияние на поствакцинальный иммунный ответ / В. В. Варсови // Мать и дитя в Кузбассе. – 2003. – 1 (12): 32–33. – Varsovi V. V. Iron deficiency in children: prevalence, relationship with the HLA system, impact on the post-vaccination immune response. Mother and Baby in Kuzbass. 2003; 1 (12): 32–33.

43. Zheng J. D., He Y., Yu H. Y. [et al.]. Unconjugated bilirubin alleviates experimental ulcerative colitis by regulating intestinal barrier function and immune inflammation. World J Gastroenterol. 2019; 25 (15): 1865–1878. https://doi.org/10.3748/wjg.v25.i15.1865.

44. Rosa A., Pye V. E., Graham C. [et al.]. SARS-CoV-2 recruits a haem metabolite to evade antibody immunity. medRxiv [Preprint]. 2021. https://doi.org/10.1101/2021.01.21.21249203.