mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-FOT-2585mimmun-2585Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОсобенности формирования поствакцинального гуморального иммунного ответа у лиц, перенесших COVID-19 разной степени тяжестиFeatures of post-vaccination humoral immune response in the persons who underwent COVID-19 of various severityhttps://orcid.org/0000-0001-7068-4071ИвановаИ. А.IvanovaI. A.

Иванова Инна Александровна – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, врио заведующей лабораторией иммунологии.

344002, Ростов-на-Дону, ул. Максима Горького, 117/40

Тел.: 8 (863) 240-91-22

Inna A. Ivanova - PhD (Biology), Leading Research Associate, Acting Head, Laboratory of Immunology, Rostov-on-Don Anti-Plague Institute.

117/40 Maxim Gorky St Rostov-on-Don 344002

Phone: +7 (863) 240-91-22; Fax: +7 (863) 267-02-23

ivanova_ia@antiplague.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1103-4244ФилиппенкоА. В.FilippenkoA. V.

Филиппенко Анна В. – младший научный сотрудник лаборатории иммунологии.

344002, Ростов-на-Дону, ул. Максима Горького, 117/40

Anna V. Filippenko - Junior Research Associate, Laboratory of Immunology, Rostov-on-Don Anti-Plague Institute.

117/40 Maxim Gorky St Rostov-on-Don 344002

filippenko_av@antiplague.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4770-5994ТруфановаА. А.TrufanovaA. A.

Труфанова Анастасия А. – младший научный сотрудник лаборатории иммунологии.

344002, Ростов-на-Дону, ул. Максима Горького, 117/40

Anastasia A. Trufanova - Junior Research Associate, Laboratory of Immunology, Rostov-on-Don Anti-Plague Institute, Rostov-on-Don, Russian Federation

117/40 Maxim Gorky St Rostov-on-Don 344002

trufanova_aa@antiplague.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5208-7724ОмельченкоН. Д.OmelchenkoN. D.

Омельченко Наталья Д. – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории иммунологии.

344002, Ростов-на-Дону, ул. Максима Горького, 117/40

Natalia D. Omelchenko - PhD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Immunology, Rostov-on-Don Anti-Plague Institute.

117/40 Maxim Gorky St Rostov-on-Don 344002

natalya.omelchenk0@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4059-2878ЧемисоваО. С.ChemisovaO. S.

Чемисова Ольга С. – и.о заведующей лабораторией «Коллекция патогенных микроорганизмов».

344002, Ростов-на-Дону, ул. Максима Горького, 117/40

Olga S. Chemisova - Acting Head, Laboratory of the Pathogenic Microorganisms Сollection, Rostov-on-Don Anti-Plague Institute.

117/40 Maxim Gorky St Rostov-on-Don 344002

chemisova_os@antiplague.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0550-2221НосковА. К.NoskovA. K.

Носков Алексей К. – директор Ростовского-на-Дону ПЧИ Роспотребнадзора.

344002, Ростов-на-Дону, ул. Максима Горького, 117/40

Aleksej K. Noskov - Director, Rostov-on-Don Anti-Plague Institute, Rostov-on-Don, Russian Federation

117/40 Maxim Gorky St Rostov-on-Don 344002

plague@aaanet.ruРостовский-на-Дону противочумный институт РоспотребнадзораРоссияRostov-on-Don Anti-Plague InstituteRussian Federation202314112022251181192Copyright © Иванова И.А., Филиппенко А.В., Труфанова А.А., Омельченко Н.Д., Чемисова О.С., Носков А.К., 20232023Иванова И.А., Филиппенко А.В., Труфанова А.А., Омельченко Н.Д., Чемисова О.С., Носков А.К.Ivanova I.A., Filippenko A.V., Trufanova A.A., Omelchenko N.D., Chemisova O.S., Noskov A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2585

Изучение гуморального иммунного ответа у лиц, перенесших COVID-19 и вакцинированных противоковидными вакцинами, позволяет оценить формирование «гибридного» иммунитета, что способствует пониманию механизмов его формирования от эффекторной фазы до фазы иммунологической памяти. Мы оценили относительное и абсолютное содержание популяций и субпопуляций В-лимфоцитов, формирование гуморального иммунитета у перенесших COVID-19 разной степени тяжести и впоследствии вакцинированных «КовиВак» и «Спутник V».

В эксперименте принимали участие волонтеры (возраст 47,3±14,5 года), переболевшие COVID-19 бессимптомно (n = 32), в средней степени тяжести (n = 21) и в тяжелой форме (n = 12), которые через 6-9 месяцев после выздоровления были привиты «КовиВак» и «Спутник V». Группы вакцинированных состояли из болевших: тяжело, привитых «КовиВак» (n = 6) и «Спутник V» (n = 6); в средней степени тяжести, привитых «КовиВак» (n = 10) и «Спутник V» (n = 11); бессимптомно, привитых «КовиВак» (n = 10) и «Спутник V» (n = 22).

У волонтеров определяли относительное и абсолютное количество В-лимфоцитов (CD45+CD19+), В1-лимфоцитов (CD45+CD5+CD19-CD27-), В2-лимфоцитов (CD45+CD19+CD5-CD27-), общей популяции В-клеток памяти (CD45+CD19+CD5-CD27+), непереключенных (CD45+CD19+IgD+CD27+) и переключенных (CD45+CD19+IgD-CD27+) В-клеток памяти, зрелых наивных В-лимфоцитов (CD45+CD19+CD27-IgD+), плазмобластов (CD45+CD19+ CD38+++IgD-CD27+), а также наличие иммуноглобулинов класса G к S(RBD)-белку SARS-CoV-2.

Выявлено, что у перенесших COVID-19 разной степени тяжести гуморальный иммунитет сохраняется до девяти месяцев. Наибольшее количество волонтеров, имеющих антитела к S-белку SARS-CoV-2, было зарегистрировано в группе тяжелопереболевших, а через месяц после вакцинации «Спутник V» и до конца эксперимента все обследованные этой группы стали серопозитивны. Через 4-5 месяцев после введения этой вакцины у всех болевших бессимптомно и в средней форме присутствовали специфические иммуноглобулины. Все волонтеры, получившие «КовиВак», имели антитела к S-белку возбудителя COVID-19 от начала и до конца исследования. Вакцинация, особенно «КовиВак», способствовала наибольшему увеличению относительного и абсолютного  количества В-лимфоцитов памяти у болевших бессимптомно. Менее выраженные изменения в содержании В-лимфоцитов у перенесших COVID-19 тяжело и в средней форме, возможно, связаны с более высоким уровнем этих клеток до введения вакцин. Обнаружена положительная корреляция между количеством В-клеток памяти и наличием иммуноглобулинов к S-белку SARS-CoV-2 у всех обследованных.

The studies on humoral immune response in the individuals who have undergone COVID-19 and vaccinated with anti-COVID vaccines allows us to assess the  development  of  “hybrid”  immunity,  which contributes to understanding the mechanisms of its formation from the effector phase to the step of immunological memory. We assessed the relative and absolute contents of B cell populations and subpopulations, development of humoral immunity in the patients who suffered with COVID-19 of varying severity being thereafter vaccinated with “KoviVak” and “Sputnik V”. The study involved volunteers (age 47.3±14.5 years) who beared COVID-19 asymptomatically (n = 32), at moderate severity (n = 21), or had severe form of the disease (n = 12), then being vaccinated with “KoviVak” and “Sputnik V” 6-9 months after their recovery. The groups of vaccinated persons consisted of those who beared severe disease being vaccinated with “KoviVak” (n = 6) or “Sputnik V” (n = 6); moderate cases, vaccinated with “KoviVak” (n = 10) and “Sputnik V” (n = 11); asymptomatic cases vaccinated with “KoviVak” (n = 10) and “Sputnik V” (n = 22). We have determined relative and absolute numbers of B lymphocytes (CD45+CD19+), B1 lymphocytes (CD45+CD5+CD19-CD27-), B2 lymphocytes (CD45+CD19+CD5-CD27-), total population of memory B cells (CD45+CD19+CD5-CD27+), non-switched (CD45+CD19+IgD+CD27+), and switched (CD45+CD19+IgD-CD27+) memory  B  cells;  mature  naive   B   lymphocytes   (CD45+CD19+CD27-IgD+),   plasmoblasts   (CD45+CD19+ CD38+++IgD-CD27+),   as  well as presence of IgG to S(RBD)-SARS-CoV-2 protein.

We have found that the humoral immunity among survivors of COVID-19 of varying severity is expressed for up to nine months. The largest number of volunteers who raised antibodies to SARS-CoV-2 S-protein was registered in the group of seriously ill patients. As soon as 1 month after “Sputnik V” vaccination and until the end of the observation, all the examined subjects in this group became seropositive. 4-5 months after injection of this vaccine, specific immunoglobulins were present in all patients who had asymptomatic or average-severity infection. All volunteers who received “KoviVak” had antibodies to the COVID-19 viral S protein from the beginning to the end of the study. Vaccination, especially with “KoviVak”, contributed to the highest increase, both in relative and absolute numbers of memory B lymphocytes in asymptomatic patients. Less pronounced changes in the content of B lymphocytes in COVID-19 patients who had severe and moderate clinical course may be associated with higher levels of these cells prior to injection of the vaccines. A positive correlation was found between the number of memory B cells and presence of immunoglobulins to the S protein SARS-CoV-2 in all examined patients.

гуморальный иммунитетSARS-CoV-2вакциныпопуляции В-лимфоцитовВ-лимфоциты памятииммуноглобулиныhumoral immunitySARS-CoV-2vaccinesB lymphocytes populationsmemory B lymphocytesimmunoglobulinsReferencesАбакушина Е.В. Иммунологические аспекты коронавирусной болезни, вызванной SARS-COV-2 // Гены и Клетки, 2020. Т. 15, № 3. С. 14-21.Abakushina E.V. Immunological aspects of coronavirus disease caused by SARS-COV-2. Geny i Kletki = Genes and Cells, 2020, Vol. 15, no. 3, pp. 14-21. (In Russ.)Биличенко Т.Н. Факторы риска, иммунологические механизмы и биологические маркеры тяжелого течения COVID-19 (обзор исследований) // Русский медицинский журнал, 2021. № 5. С. 237-244.Belichenko T.N. Risk factors, immunological mechanisms and biological markers of severe COVID-19 (research review). Russkiy meditsinskiy zhurnal = Russian Medical Journal, 2021, no. 5, pp. 237-244. (In Russ.)Лушова А.А., Жеремян Э.А., Астахова Е.А., Спиридонова А.Б., Бязрова М.Г., Филатов А.В. Субпопуляции В-лимфоцитов: функции и молекулярные маркеры // Иммунология, 2019. Т. 40, № 6. С. 63-76.Lushova A.A., Eremyan E.A., Astakhova E.A., Spiridonova A.B., Byazrova M.G., Filatov A.V. B-lymphocyte subpopulations: functions and molecular markers. Immunologiya = Immunologiya , 2019, Vol. 40, no. 6, pp. 63-76. (In Russ.)Платонова Т.А., Голубкова А.А., Карбовничая Е.А., Смирнова С.С. Особенности формирования гуморального иммунитета у лиц с различными клиническими проявлениями COVID-19 // Эпидемиология и вакцинопрофилактика, 2021. Т. 20, № 1. С. 20-25.Platonova T.A., Golubkova2 A.A., Karbovnichaya E.A., Smirnova S.S. Features of the formation of humoral immunity in individuals with various clinical manifestations of COVID-19. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention, 2021, Vol. 20, no. 1, pp. 20-25. (In Russ.)Супоницкая Е.В., Алексанкин А.П., Александрова Е.Н., Авдеева А.С., Панафидина Т.А., Верижникова Ж.Г., Насонов Е.Л. Определение субпопуляций В-лимфоцитов периферической крови методом проточной цитофлуорометрии у здоровых лиц и больных ревматическими заболеваниями // Клиническая лабораторная диагностика, 2015. № 6. С. 30-33.Suponitskaya E.V., Aleksankin A.P., Alexandrova E.N., Avdeeva A.S., Panafidina T.A., Verizhnikova Zh.G., Nasonov E.L. Determination of peripheral blood B-lymphocyte subpopulations by flow cytofluorometry in healthy individuals and patients with rheumatic diseases. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics, 2015, no. 6, pp. 30-33. (In Russ.)Achiron A., Gurevich M., Falb R., Dreyer-Alster S., Sonis P., Mandel M. SARS-CoV-2 antibody dynamics and B-cell memory response over time in COVID-19 convalescent subjects. Clin. Microbiol. Infect., 2021, Vol. 27, no. 9, рр 1349.e1-1349. e6.Achiron A., Gurevich M., Falb R., Dreyer-Alster S., Sonis P., Mandel M. SARS-CoV-2 antibody dynamics and B-cell memory response over time in COVID-19 convalescent subjects. Clin. Microbiol. Infect., 2021, Vol. 27, no. 9, рр 1349.e1-1349. e6.Ahluwalia P., Vaibhav K., Ahluwalia M., Mondal A.K., Sahajpal N., Rojiani A.M., Kolhe R. Infection and immune memory: variables in robust protection by Vaccines Against SARS-CoV-2. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 660019. doi: 10.3389/fimmu.2021.660019.Ahluwalia P., Vaibhav K., Ahluwalia M., Mondal A.K., Sahajpal N., Rojiani A.M., Kolhe R. Infection and immune memory: variables in robust protection by Vaccines Against SARS-CoV-2. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 660019. doi: 10.3389/fimmu.2021.660019.Anand S.P., Prévost J., Nayrac M., Beaudoin-Bussières G., Benlarbi M., Gasser R., Brassard N., Laumaea A., Gong S.Y., Bourassa C., Brunet-Ratnasingham E., Medjahed H., Gendron-Lepage G., Goyette G., Gokool L., Morrisseau C., Bégin P., Martel-Laferrière V.,. Tremblay C., Richard J., Bazin R., Duerr R., Kaufmann D.E., Finzi A. Longitudinal analysis of humoral immunity against SARS-CoV-2 Spike in convalescent individuals up to 8 months post-symptom onset. Cell Rep. Med., 2021, Vol. 5, 100290. doi: 10.1016/j.xcrm.2021.100290.Anand S.P., Prévost J., Nayrac M., Beaudoin-Bussières G., Benlarbi M., Gasser R., Brassard N., Laumaea A., Gong S.Y., Bourassa C., Brunet-Ratnasingham E., Medjahed H., Gendron-Lepage G., Goyette G., Gokool L., Morrisseau C., Bégin P., Martel-Laferrière V.,. Tremblay C., Richard J., Bazin R., Duerr R., Kaufmann D.E., Finzi A. Longitudinal analysis of humoral immunity against SARS-CoV-2 Spike in convalescent individuals up to 8 months post-symptom onset. Cell Rep. Med., 2021, Vol. 5, 100290. doi: 10.1016/j.xcrm.2021.100290.Byazrova M.G., Kulemzin S.V., Astakhova E.A., Belovezhets T.N., Efimov G.A., Chikaev A.N., Kolotygin I.O., Gorchakov A.A., Taranin A.V., Filatov A.V. Memory B cells induced by Sputnik V vaccination produce SARS-CoV-2 neutralizing antibodies upon ex vivo restimulation. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 840707. doi: 10.3389/fimmu.2022.840707.Byazrova M.G., Kulemzin S.V., Astakhova E.A., Belovezhets T.N., Efimov G.A., Chikaev A.N., Kolotygin I.O., Gorchakov A.A., Taranin A.V., Filatov A.V. Memory B cells induced by Sputnik V vaccination produce SARS-CoV-2 neutralizing antibodies upon ex vivo restimulation. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 840707. doi: 10.3389/fimmu.2022.840707.Çölkesen F., Kurt E.K., Vatansev H., Korkmaz C., Çölkesen F., Yücel F., Yıldız E., Evcen R., Aykan F.S., Kılınç M., Aytekin G., Feyzioğlu B., Doğan M., Arslan Ş., Teke T., Keleş S., Reisli İ. Memory B cells and serum immunoglobulins are associated with disease severity and mortality in patients with COVID-19. Postgrad. Med. J., 2022, postgradmedj-2021-140540. doi: 10.1136/postgradmedj-2021-140540.Çölkesen F., Kurt E.K., Vatansev H., Korkmaz C., Çölkesen F., Yücel F., Yıldız E., Evcen R., Aykan F.S., Kılınç M., Aytekin G., Feyzioğlu B., Doğan M., Arslan Ş., Teke T., Keleş S., Reisli İ. Memory B cells and serum immunoglobulins are associated with disease severity and mortality in patients with COVID-19. Postgrad. Med. J., 2022, postgradmedj-2021-140540. doi: 10.1136/postgradmedj-2021-140540.Duchamp M., Sterlin D., Diabate A., Uring-Lambert B., Guérin-El Khourouj V., Le Mauff B., Monnier D., Malcus C., Labalette M., Picard C. B-cell subpopulations in children: national reference values. Immun. Inflamm. Dis., 2014, Vol. 2, no. 3, рр 131-140.Duchamp M., Sterlin D., Diabate A., Uring-Lambert B., Guérin-El Khourouj V., Le Mauff B., Monnier D., Malcus C., Labalette M., Picard C. B-cell subpopulations in children: national reference values. Immun. Inflamm. Dis., 2014, Vol. 2, no. 3, рр 131-140.Gerhards C., Thiaucourt M., Kittel M., Becker C., Ast V., Hetjens M., Neumaier M., Haselmann V. Longitudinal assessment of anti-SARS-CoV-2 antibody dynamics and clinical features following convalescence from a COVID-19 infection. J. Infect. Dis., 2021, Vol. 107, рр. 221-227.Gerhards C., Thiaucourt M., Kittel M., Becker C., Ast V., Hetjens M., Neumaier M., Haselmann V. Longitudinal assessment of anti-SARS-CoV-2 antibody dynamics and clinical features following convalescence from a COVID-19 infection. J. Infect. Dis., 2021, Vol. 107, рр. 221-227.He B., Liu S., Wang Y., Xu M., Cai W., Liu J., Bai W., Ye S., Ma Y., Hu H., Meng H., Sun T., Li Y., Luo H., Shi M., Du X., Zhao W., Chen S., Yang J., Zhu H., Jie Y., Yang Y., Guo D., Wang Q., Liu Y., Yan H., Wang M., Chen Y.-Q. Rapid isolation and immune profiling of SARS-CoV-2 specific memory B cell in convalescent COVID-19 patients via LIBRA. Signal Transduct. Target. Ther., 2021, Vol. 6, no. 1, 195. doi: 10.1038/s41392-021-00610-7.He B., Liu S., Wang Y., Xu M., Cai W., Liu J., Bai W., Ye S., Ma Y., Hu H., Meng H., Sun T., Li Y., Luo H., Shi M., Du X., Zhao W., Chen S., Yang J., Zhu H., Jie Y., Yang Y., Guo D., Wang Q., Liu Y., Yan H., Wang M., Chen Y.-Q. Rapid isolation and immune profiling of SARS-CoV-2 specific memory B cell in convalescent COVID-19 patients via LIBRA. Signal Transduct. Target. Ther., 2021, Vol. 6, no. 1, 195. doi: 10.1038/s41392-021-00610-7.Isho B., Abe K.T., Zuo M., Jamal A.J., Rathod B., Wang J.H., Li Z., Chao G., Rojas O.L., Bang Y.M., Pu А., Christie-Holmes N., Gervais C., Ceccarelli D., Samavarchi-Tehrani P., Guvenc F., Budylowski P., Li A., Paterson A., Yun Yue F., Marin L.M., Caldwell L., Wrana J.L., Colwill K., Sicheri F., Mubareka S., Gray-Owen S.D., Drews S.J., Siqueira W.L., Barrios-Rodiles M., Ostrowski M., Rini J.M., Durocher Y., McGeer A.J., Gommerman J.L., Gingras A.-C. Persistence of serum and saliva antibody responses to SARS-CoV-2 spike antigens in COVID-19 patients. Sci. Immunol., 2020, Vol. 5, no. 52, eabe5511. doi: 10.1126/sciimmunol.abe5511.Isho B., Abe K.T., Zuo M., Jamal A.J., Rathod B., Wang J.H., Li Z., Chao G., Rojas O.L., Bang Y.M., Pu А., Christie-Holmes N., Gervais C., Ceccarelli D., Samavarchi-Tehrani P., Guvenc F., Budylowski P., Li A., Paterson A., Yun Yue F., Marin L.M., Caldwell L., Wrana J.L., Colwill K., Sicheri F., Mubareka S., Gray-Owen S.D., Drews S.J., Siqueira W.L., Barrios-Rodiles M., Ostrowski M., Rini J.M., Durocher Y., McGeer A.J., Gommerman J.L., Gingras A.-C. Persistence of serum and saliva antibody responses to SARS-CoV-2 spike antigens in COVID-19 patients. Sci. Immunol., 2020, Vol. 5, no. 52, eabe5511. doi: 10.1126/sciimmunol.abe5511.Korobova Z.R., Zueva E.V., Arsentieva N.A., Batsunov O.K., Liubimova N.E., Khamitova I.V., Kuznetsova R.N., Rubinstein A.A., Savin T.V., Stanevich O.V., Kulikov A.N., Pevtsov D.E., Totolian A.A. Changes in anti-SARS-CoV-2 IgG subclasses over time and in association with disease severity. Viruses, 2022, Vol. 14, 941. doi: 10.3390/v14050941.Korobova Z.R., Zueva E.V., Arsentieva N.A., Batsunov O.K., Liubimova N.E., Khamitova I.V., Kuznetsova R.N., Rubinstein A.A., Savin T.V., Stanevich O.V., Kulikov A.N., Pevtsov D.E., Totolian A.A. Changes in anti-SARS-CoV-2 IgG subclasses over time and in association with disease severity. Viruses, 2022, Vol. 14, 941. doi: 10.3390/v14050941.Siggins M.K., Thwaites R.S., Openshaw P.J. Durability of immunity to SARS-CoV-2 and other respiratory viruses. Trends Microbiol., 2021, Vol. 29, no. 7, рр. 648-662.Siggins M.K., Thwaites R.S., Openshaw P.J. Durability of immunity to SARS-CoV-2 and other respiratory viruses. Trends Microbiol., 2021, Vol. 29, no. 7, рр. 648-662.Zhang F., Gan R., Zhen Z., Hu X., Li X., Zhou F., Liu Y., Chen C., Xie S., Zhang B., Wu X., Huang Z. Adaptive immune responses to SARS-CoV-2 infection in severe versus mild individuals. Signal Transduct. Target. Ther., 2020, Vol. 5, no. 1, 156. doi: 10.1038/s41392-020-00263-y.Zhang F., Gan R., Zhen Z., Hu X., Li X., Zhou F., Liu Y., Chen C., Xie S., Zhang B., Wu X., Huang Z. Adaptive immune responses to SARS-CoV-2 infection in severe versus mild individuals. Signal Transduct. Target. Ther., 2020, Vol. 5, no. 1, 156. doi: 10.1038/s41392-020-00263-y.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.