การตรวจหาการติดเชื้อ SARS-CoV-2 ก่อนหน้าโดยการจัดลำดับตัวรับทีเซลล์

ไวรัสโคโรนา 2 (SARS-CoV-2) กลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง (SARS-CoV-2) เกิดขึ้นเมื่อปลายปี 2562 ส่งผลให้เกิดการติดเชื้อที่ลุกลามอย่างรวดเร็วทั่วโลก ไวรัสนี้ครอบคลุมความรุนแรงของโรคในวงกว้าง ตั้งแต่แบบไม่แสดงอาการไปจนถึงการเจ็บป่วยที่ร้ายแรง ไวรัสได้หลบเลี่ยงการวิจัยด้านพยาธิสรีรวิทยาของโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (โควิด-19)

การเปิดตัววัคซีนโควิด-19 ในวงกว้างมีจุดมุ่งหมายเพื่อปกป้องประชากรจากอาการร้ายแรงที่สุดของโควิด-19 และการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม ความจำเป็นในการแยกแยะภูมิคุ้มกันที่เกิดจากวัคซีนจากการติดเชื้อตามธรรมชาติและจากการติดเชื้อก่อนหน้าและการฉีดวัคซีนได้ทำให้นักวิจัยค้นหาวิธีการใหม่ๆ ในการวินิจฉัยโรคโควิด-19 ก่อนหน้า

ใหม่ JCI Insight การศึกษาอธิบายเทคนิคใหม่ตามการจัดลำดับตัวรับทีเซลล์

การศึกษา: การจัดลำดับตัวรับ T-cell ระบุการติดเชื้อ SARS-Cov-2 ก่อนหน้าและสัมพันธ์กับการทำให้แอนติบอดีเป็นกลางและความรุนแรงของโรค  เครดิตภาพ: Panggabean / Shutterstock.com

ศึกษา: การจัดลำดับตัวรับ T-cell ระบุการติดเชื้อ SARS-Cov-2 ก่อนหน้าและสัมพันธ์กับการทำให้แอนติบอดีเป็นกลางและความรุนแรงของโรค เครดิตภาพ: Panggabean / Shutterstock.com

บทนำ

SARS-CoV-2 เริ่มต้นทั้งการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของแอนติบอดีและ T-cell; อย่างไรก็ตาม การมีส่วนร่วมสัมพัทธ์ของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันแต่ละครั้งจะแตกต่างกันไปตามตัวแปรที่รับผิดชอบในการติดเชื้อ Serology เป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจหาการติดเชื้อก่อนหน้านี้ในระดับประชากร อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่า seropositivity สัมพันธ์กับภูมิคุ้มกันที่ทนทานต่อการป้องกันหรือไม่

การทดสอบแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางนั้นสัมพันธ์กับภูมิคุ้มกันในการป้องกันได้ดีกว่า แต่จะปฏิบัติได้ยาก ต้องจัดการกับไวรัสที่มีชีวิตที่เป็นอันตราย และลดลงเมื่อเวลาผ่านไปในหลายกรณี สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยต้องอาศัยการทดสอบที่ใช้รายการ T-cell receptor (TCR) แทนเพื่อตรวจสอบประเภทและขอบเขตของภูมิคุ้มกันที่เกิดจากการติดเชื้อครั้งก่อน

แม้ว่า TCR ส่วนใหญ่จะมีลักษณะเฉพาะของแต่ละบุคคล แต่น้อยกว่า 1% เป็นเรื่องปกติสำหรับบุคคลจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีอัลลีลของเม็ดเลือดขาวในมนุษย์ (HLA) ร่วมกัน TCR สาธารณะเหล่านี้อาจเกิดจากแอนติเจนทั่วไป

นักวิจัยในการศึกษาครั้งนี้ได้ใช้ TCR สาธารณะหลายพันตัวจากบุคคลที่เคยติดเชื้อ cytomegalovirus, โรค Lyme และ SARS-CoV-2 ก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นว่ามีเกณฑ์การจำแนกประเภทเฉพาะเพื่อระบุสภาวะที่น่าสนใจ

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้พบว่า TCR classifier สำหรับการติดเชื้อ SARS-CoV-2 สามารถกำหนดลักษณะการตอบสนองของ T-cell ตามขนาดและทิศทางของการเปลี่ยนแปลง ด้วยเหตุนี้ โรคตามอาการจึงสัมพันธ์กับการตอบสนองของ T-cell ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการติดเชื้อที่ไม่มีอาการ และการเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธ์กับความรุนแรงของโรค

ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิจัยได้เปรียบเทียบการทดสอบ TCR กับเทคนิคอื่นๆ โดยใช้ตัวอย่างที่เก็บได้นานถึงหกเดือนหลังจากเริ่มมีอาการ จากการสาธิตก่อนหน้านี้ว่าแอนติบอดี SARS-CoV-2 immunoglobulin G (IgG) มีความสัมพันธ์ที่ดีกับระดับแอนติบอดีที่เป็นกลาง นักวิจัยได้พยายามตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองของภูมิคุ้มกันในระดับเซลล์และทางร่างกายตลอดจนระหว่างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของเซลล์และโรคทางคลินิก

ทั้งความกว้างของโคลน ซึ่งแสดงถึงจำนวน TCR ที่ไม่ซ้ำกันซึ่งเกี่ยวข้องกับ SARS-CoV-2 ในละครทั้งหมด ตลอดจนความลึกของโคลน ซึ่งเป็นระดับที่ TCR เหล่านี้ขยายตัวหลังจากการติดเชื้อ TCR กับแอนติเจนของไวรัสที่สอดคล้องกันและข้อจำกัดของ HLA ยังถูกติดตามและสัมพันธ์กับความรุนแรงของโรค

สุดท้ายนี้ นักวิจัยได้เปรียบเทียบผลการตรวจหาการติดเชื้อก่อนหน้าโดยใช้ TCR กับผลการตรวจทางซีรั่มในผู้ป่วยทั้งที่รักษาในโรงพยาบาลและผู้ป่วยนอกเป็นเวลา 6 เดือนนับจากอาการแรก

ผลการศึกษา

การศึกษานี้มีผู้เข้าร่วมประมาณ 300 คน ในกลุ่มตัวอย่างเหล่านี้ ความกว้างและความลึกของโคลนมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับไทเทอร์ของแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลาง

นอกจากนี้ TCR ที่ต่างกันอาจมีความสัมพันธ์กับสไปค์, นิวคลีโอแคปซิด (NC) และโปรตีนไวรัสอื่นๆ HLA คลาส II TCR เกี่ยวข้องกับโปรตีนขัดขวางและ NC ทั้งในความกว้างและความลึก ซึ่งทั้งสองเกี่ยวข้องกับ T-cells ตัวช่วย CD4+

ในทางกลับกัน ไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างทีเซลล์ CD8+ ที่เป็นพิษต่อเซลล์คลาส I สิ่งนี้บ่งชี้ว่าทีเซลล์ตัวช่วย CD4+ มีความสัมพันธ์กับการตอบสนองของแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางมากกว่า CD8+ ทีเซลล์

CD8+ ทีเซลล์ถูกกระตุ้นเช่นกันและแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นมากกว่า 10 เท่าในความกว้างของโคลนของ TCR ที่จำเพาะต่อไวรัสเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์โมโนนิวเคลียร์อื่นๆ นี่แสดงให้เห็นว่า TCR ที่ระบุซึ่งตอบสนองต่อไวรัสเมื่อนำเสนอโดยเซลล์ที่สร้างแอนติเจนนั้นใช้งานได้ ความลึกและความกว้างของโคลนที่เพิ่มขึ้นของ TCR เฉพาะ SARS-CoV-2 เหล่านี้มีความสัมพันธ์กับ COVID-19 ที่รุนแรงเช่นกัน

การทดสอบ TCR เฉพาะไวรัสพบว่ามีความอ่อนไหวต่อการติดเชื้อ SARS-CoV-2 ก่อนหน้ามากกว่าการทดสอบทางซีรั่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผู้ป่วยนอกระดับเล็กน้อยถึงปานกลาง และตั้งแต่สามเดือนขึ้นไปตั้งแต่เริ่มมีอาการ ในผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล วิธีการทดสอบทั้งสองแบบมีอัตราการตรวจพบที่เทียบเท่ากันที่ 93%

ความไวอยู่ที่ประมาณ 90% สำหรับทุกกรณี แต่สูงกว่าเล็กน้อยสำหรับกรณีที่รุนแรงกว่าเล็กน้อย แม้กระทั่งห้าเดือนหรือมากกว่าหลังจากเริ่มมีอาการ ตัวอย่างมากกว่า 95% แสดงผลการทดสอบในเชิงบวก

เมื่อเทียบกับการทดสอบทางซีรั่มวิทยา การทดสอบ TCR มีความละเอียดอ่อนมากกว่า โดยมีความแตกต่างมากที่สุดคือเมื่อเริ่มมีอาการป่วยเป็นเวลาห้าเดือนขึ้นไป การทดสอบทางซีรั่มวิทยาดูเหมือนจะลดความไวได้เร็วกว่าการทดสอบโดยใช้ TCR ซึ่งมากกว่าในกรณีที่รุนแรงกว่า สิ่งนี้เห็นด้วยกับการสูญเสียแอนติบอดีที่ทราบหรือ seroreversion ซึ่งได้อธิบายไว้ในการศึกษาก่อนหน้านี้

ในความเป็นจริง ผู้ป่วยระยะพักฟื้นบางรายที่มีแอนติบอดีที่ตรวจไม่พบและแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลาง ซึ่งส่วนใหญ่ไม่ได้เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล มีผลบวกต่อ TCR ที่จำเพาะต่อไวรัส สิ่งนี้ยืนยันการค้นพบก่อนหน้านี้ว่าผู้ป่วยบางราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เป็นโรคไม่รุนแรง สร้างการตอบสนองของ T-cell แม้จะไม่มีการตอบสนองของแอนติบอดีที่ตรวจพบได้

ความหมาย

การศึกษาในปัจจุบันแสดงให้เห็นประโยชน์ของการจัดลำดับ TCR สำหรับการวินิจฉัยการติดเชื้อ SARS-CoV-2 ก่อนหน้า ผลการวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าการตอบสนองของทีเซลล์ที่คงทนและแข็งแกร่งเกิดขึ้นและมีความสัมพันธ์กับความรุนแรงของการเจ็บป่วย นอกจากนี้ การตอบสนองเหล่านี้ยังพบได้แม้ในบุคคลที่มีอาการป่วยเล็กน้อย ซึ่งไม่สามารถแปลงค่า seroconvert หรือ seroreverted ได้

TCR ที่เกี่ยวข้องกับคลาส II บน CD4+ T-cell ซึ่งตอบสนองต่อการขัดขวางและแอนติเจนของโปรตีน NC มีแนวโน้มที่จะรับผิดชอบต่อความสัมพันธ์ระหว่างการตอบสนองของ TCR และการทำให้ไทเตอร์ของแอนติบอดีเป็นกลาง เซลล์เหล่านี้อำนวยความสะดวกในการพัฒนาการตอบสนองของแอนติบอดีที่ใช้งานได้ และสามารถคาดการณ์การพัฒนาของการตอบสนองของ T-cell ที่เป็นพิษต่อเซลล์ในร่างกายและ CD8+ ต่อวัคซีนโควิด-19 สองโดส

นักวิจัยยังได้พัฒนา TCR classifier ที่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างการตอบสนองของ T-cell ที่เกิดจากวัคซีนกับการติดเชื้อตามธรรมชาติ

เราคาดว่าการตอบสนองของ T-cell ส่วนใหญ่จะไม่ได้รับผลกระทบอย่างมากจากความผันแปรของสายพันธุ์ของไวรัส เนื่องจากแอนติเจนส่วนใหญ่ไม่ทับซ้อนกับตำแหน่งที่แปรผัน

นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับกลยุทธ์การฉีดวัคซีนในอนาคตและสำหรับการสำรวจการสร้างภูมิคุ้มกันของวัคซีน

การตอบสนองของ T-cell ที่เพิ่มขึ้นในโรคที่รุนแรงขึ้นอาจส่งผลให้มีภูมิคุ้มกันที่เพิ่มขึ้นต่อ SARS-CoV-2 สายพันธุ์ใหม่ที่เกิดขึ้นในผู้ที่หายจากอาการรุนแรงเมื่อเทียบกับ COVID-19 ที่ไม่รุนแรง กลไกที่เป็นรากฐานของการป้องกันนี้อาจรวมถึงปริมาณไวรัสที่สูงขึ้น ระยะเวลาที่ไวรัสมีอยู่ในร่างกายนานขึ้น หรือการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่รุนแรงขึ้นในการเจ็บป่วยที่รุนแรง

ความไวที่เพิ่มขึ้นของการทดสอบ TCR สำหรับการวินิจฉัยโรค SARS-CoV-2 ก่อนหน้าเป็นเวลาหกเดือนนับจากเริ่มมีอาการเมื่อเปรียบเทียบกับการทดสอบทางซีรั่มก็แสดงให้เห็นด้วยผลลัพธ์เหล่านี้ ผู้วิจัยได้ตรวจสอบการทดสอบที่คล้ายกันซึ่งมีชื่อว่า T-Detect เพื่อจุดประสงค์นี้ ซึ่งอ้างว่ามีความจำเพาะ 100% และมีความไวสูง โดยไม่มีปฏิกิริยาข้าม และให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าการทดสอบทางเซรุ่มวิทยาเชิงพาณิชย์ที่เทียบเท่ากัน

ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของการทดสอบในผู้ป่วยนอกเป็นเรื่องที่น่ายินดี เนื่องจากเป็นโอกาสในการระบุการติดเชื้อในอดีตในสภาพแวดล้อมจริง นอกจากนี้ การทดสอบนี้ยังสามารถช่วยเพิ่มความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ต่อ COVID-19 สุดท้าย ความสะดวกและความปลอดภัยที่เหนือกว่าของการทดสอบนี้ยกย่องให้ใช้งานได้ในวงกว้าง แม้ว่าจะมีต้นทุนและความซับซ้อนสูงกว่าก็ตาม

การอ้างอิงวารสาร:

  • Elyanov, R., Snyder, TM, ดาไล, เซาท์แคโรไลนา, et al. (2022). การจัดลำดับตัวรับ T-cell ระบุการติดเชื้อ SARS-Cov-2 ก่อนหน้าและสัมพันธ์กับการทำให้แอนติบอดีเป็นกลางและความรุนแรงของโรค JCI Insight. ดอย:10.1172/jci.insight.150070

.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*