Kraujo antikūnų pirštų atspaudai prognozuoja skiepą

Prieš adatai pramušant odą, jūsų kraujas jau gali pasakoti istoriją. Ankstesnių infekcijų fragmentai, smulkūs molekuliniai pėdsakai, palikti bakterijų ir virusų, susidėlioja į raštą, galintį nuspėti, kaip stipriai organizmas reaguos antikūnais į naują vakciną. Kai kurios iš tokių užuominų visai neorientuotos į vakcinos virusą.

Iš anksto egzistuojantys antikūnų raštai gali atskleisti, kaip stipriai žmogus reaguos į skiepijimą, padėdami identifikuoti asmenis, kuriems gresia susilpnėjusi imuninė reakcija.

Arizona valstijos universiteto (ASU) mokslininkai ir bendradarbiai peržiūrėjo tūkstančius kraujo mėginių, ieškodami šių paslėptų parašų. Idėja paprasta koncepcijoje, bet sudėtinga įgyvendinime. Vietoje to, kad lauktume ir matuotume antikūnus po skiepijimo, kodėl neišskaitytume imuninės sistemos pasirengimo iš anksto? Darbas nurodo į ateitį, kur greitas kraujo tyrimas galėtų pasakyti gydytojams, kam gali prireikti papildomų dozių, atidesnio stebėjimo arba alternatyvių apsaugos strategijų.

Sveikatos būklė sudaro tik dalį paveikslo. Amžius, genetika, lėtinės ligos ir imunitetą slopinantys gydymo būdai yra svarbūs. Tačiau jie nepaaiškina visos variacijos. ASU tyrime kai kurie žmonės su imunitetą slopinančiomis būklėmis vis tiek sukūrė stiprius vakcininės kilmės antikūnus. Priešingai, maždaug 5–6 procentai tariamai sveikų dalyvių turėjo silpną atsaką. Šis neatitikimas rodė, kad veikė kažkas niuansuotesnio.

Joshua LaBaer yra Biodesign instituto ASU direktorius ir Biodesign Virginia G. Piper personalizuotos diagnostikos centro vadovas. 

Imuninio antikūnų rašto skaitymas

Taip komandai sekėsi tai atlikti. Jie išanalizavo 8 687 kraujo mėginius, paimtus prieš ir po COVID-19 vakcinacijos. Naudodami plačią 185 antigenų plokštelę, testas matavo antikūnus ne tik prieš SARS-CoV-2, bet ir prieš įprastus kvėpavimo takų virusus, bakterijas bei taikinius, susijusius su autoimuninėmis ligomis. Šie duomenys sudaro antikūnų pirštų atspaudą, sudėtinį praeitų imuninių susidūrimų portretą.

Kai kurie atskiri antikūnai išsiskyrė kaip neformalūs sargai. Padidėję antikūnų prieš Staphylococcus aureus ir kvėpavimo sincicinį virusą lygiai koreliavo su stipresniais vakcinos sukeltais atsakymais. Terminas „sargas" perteikia idėją: šie antikūnai nebūtinai puola vakcinos antigeną. Vietoje to jų buvimas signalizuoja, kiek pasiruošusi antikūnus gaminanti imuninės sistemos dalis gali reaguoti.

Tyrėjai tada apmokė giliųjų neuroninių tinklų modelį, kad išrūšiuotų raštus visoje plokštelėje. Užuot rėmęsi vienu ar dviem žymenimis, algoritmas įvertino subtilius kombinacijų ir ryšių tarp daugelio antikūnų matavimų aspektus. Modelis identifikavo plačius imuniteto profilius, atskyrus galimus stiprius atsakuotojus nuo tų, kuriems gresia silpnas atsakas.

„Analizuodami platų biomarkerių raštą galime nuspėti, kas prieš skiepijimą sukurs stiprų antikūnų atsaką", sako Joshua LaBaer, vadovavęs darbui. "Tai rodo, kad kai kurie žmonės į skiepijimą ateina labiau imunitetiškai pasiruošę nei kiti."

Kodėl tai svarbu vakcinų kūrimui ir pacientų priežiūrai

Prognozuojanti antikūnų profilizė gali pakeisti, kaip vykdome vakcinų tyrimus ir teikiame vakcinas klinikoje. Šiuo metu gydytojai vertina apsaugą matuodami vakcinai specifinius antikūnus po imunizacijos. Tai yra reaguojamas požiūris. Išankstinis priešskiepijimo profilis yra proaktyvus. Jis galėtų atskleisti asmenis, kurie pasisektų geriau su pakeistomis dozių schemomis, stiprinimo prioritizavimu arba papildomomis terapijomis atsakui pagerinti.

Yra ir praktinių pranašumų. Požiūris remiasi kraujo antikūnų raštais, o ne genetiniu sekvenavimu, todėl jo lengviau pritaikyti klinikinėse sąlygose. Aukšto pralaidumo analizės jau egzistuoja ir gali vienu metu išmatuoti daug antikūnų atsakų. Sudėjus jas su prognozuojančiais modeliais, šios platformos galėtų būti integruotos į personalizuotas vakcinacijos strategijas.

Vis dėlto reikia atsargumo. Rezultatus reikia pakartoti kitose populiacijose ir taikant skirtingas vakcinas. Tai, kas prognozuoja atsaką į vieną vakciną, gali negalio tiikti visur. Be to, sudėtingi modeliai gali slėpti šališkumus, jei mokymo duomenų rinkiniai nėra įvairūs. Patvirtinimai skirtingose amžiaus grupėse, etninėse bendruomenėse ir įvairiomis sveikatos sąlygomis nulems klinikinę pritaikomumą.

Eksperto įžvalga

Dr. Laila Moreno, imunologė, nedalyvavusi tyrime, pateikia savo vertinimą. „Įsivaizduokite imuninę sistemą kaip kraštovaizdį, suformuotą ankstesnių audrų. Antikūnų raštai žemėlapiuoja tą kraštovaizdį. Kai suprantame jo kontūrus, galime nuspėti, kaip elgsis nauji orų reiškiniai. Tai nėra galutinis atsakymas, bet tai galingas įrankis vakcinacijos pritaikymui individualiu lygiu."

Ką daryti toliau? Reikėtų atlikti didesnius tyrimus, kad patikrintų, ar sargo antikūnų profilis prognozuoja atsakus į gripą, ŽPV ar kitas vakcinas. Tyrėjai taip pat išnagrinės, kaip neseniai įvykusios infekcijos ar mikrobiomos pokyčiai keičia raštus. Technologija irgi vystysis. Multiplex serologinės plokštelės ir patobulinti kompiuteriniai modeliai galėtų sutrumpinti laiką nuo mėginio iki klinikinio sprendimo.

Išvada

ASU vadovaujamas darbas atveria praktišką langą į imuninį pasirengimą. Traktuodami imuninę sistemą kaip praeitų susidūrimų archyvą, mokslininkai gali išgauti prognozuojančius signalus, svarbius būsimai apsaugai. Pažadas yra pragmatiškas: geriau tikslingos vakcinacijos strategijos ir aiškesnis būdas apsaugoti žmones, kurie kitu atveju iškrenta iš sistemos. Klausimų lieka. Tačiau žinia aiški. Jūsų kraujas gali nešti daugiau nei praeities ligų įrašą. Jis gali turėti prognozę, kaip reaguosite į kitą vakciną.