- Painter, M. M., Johnston, T. S., Lundgreen, K. A., et al. (2023). Prior vaccination enhances immune responses during SARS–CoV-2 breakthrough infection with early activation of memory T cells followed by production of potent neutralizing antibodies. bioRxiv. doi:10.1101/2023.02.05.527215. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.02.05.527215v1
研究結果
SARS–CoV-2のブレークスルー感染前に、すべての患者においてRBD結合抗体が検出された。しかし、3回目のmRNAワクチン接種後2週間でピークとなった抗体価に比べ、抗体価は約5倍低くなっていた。
ブレイクスルー感染では、RBD結合抗体価は最初の1週間は安定で、その後7日目から15日目にかけて2倍に上昇した。オミクロンとD614GスパイクのRBDに対する抗体結合価も同程度に上昇したことから、オミクロン感染によって、野生型株だけでなく新しいウイルス変異体にも結合し続ける抗体が循環的に生成されることが示唆された。
SARS–CoV-2スパイクタンパク質の野生型D614G株に対する中和抗体価についても同様の結果が得られた。ブースター接種により、15日目までにD614G中和抗体価は約8倍と有意に上昇した。
しかし、破瓜感染では、D614G中和抗体価は最初の1週間は上昇しなかったが、感染後15日目までに2.4倍に上昇し、45日目にはさらにわずかに上昇した。
同様に、オミクロンBA.1.1亜種に対する中和抗体価は、ブレークスルー感染の最初の1週間は定量的な上昇が見られなかった。しかし、2週目にはBA.1.1中和抗体はD614Gよりも急速に上昇し、15日目には7.8倍まで上昇し続けた。
BA.1.1抗体反応の中和力は、D614Gの中和力と比較して、感染前の25％以下から15日目には50％へと劇的に上昇した。この中和比は、ブレークスルー感染の最初の1週間は変化しなかった。
BA.1.1中和抗体で報告された倍率の変化はD614Gのそれよりも大きかったが、研究チームは中和抗体の絶対的な増加は両バリアントで同じであることを指摘した。つまり、BA.1.1とD614Gのいずれに対しても、感染症発症時に産生される抗体が効果的に中和される可能性があることがわかった。しかし、BA.1.1中和抗体の優先的な産生により、中和能が大幅に上昇した。
感染後1週間は、スパイク蛋白質やスパイクドメインを検出するB細胞率は一定であった。ヌクレオカプシド特異的メモリーB細胞は、感染初期の時点ではほとんどの患者で実質的に検出されなかった。
ヌクレオカプシドおよびスパイク特異的メモリーB細胞は感染2週目から増加したが、ヌクレオカプシド特異的メモリーB細胞の頻度は15日目には約80分の1に減少していた。
スパイク蛋白に特異的なメモリーB細胞のうち、S2特異的なB細胞は、ブレークスルー感染中、顕著に増加しなかった。一方、NTDやRBDに結合するB細胞は、BA.1やBA.5のRBDと相互作用するB細胞も含めて、1日目には有意に増加した。未感染者と比較して、事前のワクチン接種によりSARS–CoV-2スパイク特異的な想起反応が協調的に生じ、これは中和抗体と活性化メモリーB細胞レベルの増加によって特徴づけられた。本研究は、中等症のブレイクスルー感染患者における想起免疫反応におけるメモリーB細胞およびT細胞の重要性を明らかにし、ワクチンによる免疫誘導のメカニズムについてより明確にするものである。