Även om covid-19-vaccinerna har räddat miljontals liv, har de varit otillräckliga för att förhindra genombrottsinfektioner. Andriy Onufriyenko / Moment via Getty Images
Med ännu en covid-19 booster tillgängliga för utsatta befolkningar i USA, många människor befinner sig undrar vad slutspelet blir.
Smakämnen mRNA-vacciner som för närvarande används i USA mot COVID-19 har varit mycket framgångsrika när det gäller att förhindra sjukhusvistelse och dödsfall. Commonwealth Fund rapporterade nyligen att bara i USA har vaccinerna förhindrat över 2 miljoner människor från att dö och över 17 miljoner från sjukhusvistelse.
Det har dock vaccinerna misslyckades med att ge långvarig skyddande immunitet att förhindra genombrottsinfektioner – fall av covid-19-infektion som inträffar hos personer som är helt vaccinerade.
På grund av detta godkände Centers for Disease Control and Prevention nyligen en andra booster shot för individer 50 år och äldre och personer som är immunsupprimerade. Andra länder inklusive Israel, den Storbritannien och Sydkorea har också godkänt en andra booster.
Det har det dock blivit allt tydligare att den andra boostern inte ger långvarigt skydd mot genombrottsinfektioner. Som ett resultat kommer det att bli nödvändigt att omarbeta de befintliga vaccinerna för att öka skyddets varaktighet för att hjälpa till att få ett slut på pandemin.
Som immunologer studerar immunsvar på infektioner och andra hot, vi försöker att bättre förstå den vaccinförstärkningsinducerade immuniteten mot COVID-19.
Aktiverar långsiktig immunitet
Det är lite av ett medicinskt mysterium: varför är mRNA-vaccin så framgångsrika i att förebygga den allvarliga formen av covid-19 men inte så bra på att skydda mot genombrottsinfektioner? Att förstå detta koncept är avgörande för att stoppa nya infektioner och kontrollera pandemin.
COVID-19-infektion är unik genom att majoriteten av människor som får den tillfrisknar med milda till måttliga symtom, medan en liten andel får den svåra sjukdomen som kan leda till sjukhusvistelse och död.
Att förstå hur vårt immunsystem fungerar under de milda kontra svåra formerna av covid-19 är också viktigt för processen att utveckla mer riktade vacciner.
När människor först exponeras för SARS-CoV-2 – viruset som orsakar covid-19 – eller för ett vaccin mot covid-19, aktiverar immunsystemet två nyckeltyper av immunceller, som kallas B- och T-celler. B-cellerna producerar Y-formade proteinmolekyler som kallas antikroppar. Antikropparna binder till det utskjutande spikproteinet på virusets yta. Detta blockerar viruset från att komma in i en cell och förhindrar i slutändan att det orsakar en infektion.
Men om inte tillräckligt med antikroppar produceras kan viruset fly och infektera värdcellerna. När detta händer aktiverar immunförsvaret det som kallas mördande T-celler. Dessa celler kan känna igen virusinfekterade celler omedelbart efter infektion och förstöra dem och därigenom förhindra viruset från att replikera och orsaka utbredd infektion.
Det finns alltså allt fler bevis att antikroppar kan hjälpa till att förhindra genombrottsinfektioner samtidigt som de mördande T-cellerna ger skydd mot den svåra formen av sjukdomen.
Varför booster shots?
B-cellerna och T-cellerna är unika genom att de får ett initialt immunsvar efter att de har fått det omvandlas till minnesceller. Till skillnad från antikroppar kan minnesceller stanna i en persons kropp i flera decennier och kan ge en snabb respons när de stöter på samma smittämne. Det är på grund av sådana minnesceller som vissa vaccinerar mot sjukdomar som smittkoppor ge skydd i årtionden.
Men med vissa vacciner, såsom hepatit, är det nödvändigt att ge flera doser av ett vaccin för att stärka immunförsvaret. Detta beror på att den första eller andra dosen inte är tillräcklig för att inducera robusta antikroppar eller för att upprätthålla minnes B- och T-cellssvar.
Denna förstärkning eller förstärkning av immunsvaret, hjälper till att öka antalet B-celler och T-celler som kan svara på smittämnet. Boostar också utlöser minnesresponsen, vilket ger förlängd immunitet mot återinfektion.
T-cellsaktivering förklaras.
Covid-vaccinförstärkare
Medan den tredje dosen – eller första booster – av covid-19-vacciner var väldigt effektiv för att förebygga den svåra formen av covid-19, skyddet mot infektion varade i mindre än fyra till sex månader.
Det minskade skyddet även efter den tredje dosen är det som ledde CDC för att godkänna det fjärde skottet av covid-19-vaccin – kallad den andra boostern – för personer som är nedsatt immunförsvar och de som är 50 år och äldre.
Men en nyligen förstudie från Israel som ännu inte har granskats av fackmän visade att den andra boostern inte stärkte immunsvaret ytterligare utan bara återställde det avtagande immunsvaret som sågs under den tredje dosen. Dessutom gav den andra boostern lite extra skydd mot COVID-19 jämfört med de tre första doserna.
Så även om den andra boostern verkligen ger en liten fördel för de mest utsatta människorna genom att förlänga immunskyddet med några månader, har det funnits betydande förvirring över vad tillgången på det fjärde skottet betyder för den allmänna befolkningen.
Frekvent förstärkning och utmattning av immunförsvaret
Förutom oförmågan hos de nuvarande COVID-19-vaccinerna att ge långsiktig immunitet, tror vissa forskare att frekvent eller konstant exponering för främmande molekyler som finns i ett smittämne kan orsaka immun "utmattning".
Ett sådant fenomen har rapporterats allmänt med HIV-infektion och cancer. I dessa fall, eftersom T-cellerna "ser" de främmande molekylerna hela tiden, kan de slitas ner och misslyckas med att befria kroppen från cancern eller HIV.
Bevis tyder också på att i allvarliga fall av covid-19 mördar-T-celler kan uppvisa immunutmattning och därför inte kunna få ett starkt immunsvar. Huruvida upprepade covid-19-vaccinförstärkare kan orsaka liknande utmattning av T-celler är en möjlighet som behöver studeras ytterligare.
Adjuvansernas roll för att öka vaccininducerad immunitet
En annan anledning till att mRNA-vaccinerna har misslyckats med att inducera ihållande antikroppar och minnessvar kan vara relaterat till ingredienser som kallas adjuvans. Traditionella vacciner som mot difteri och stelkramp använd adjuvans för att stärka immunförsvaret. Dessa är föreningar som aktiverar den medfödda immuniteten som består av celler som kallas makrofager. Dessa är specialiserade celler som hjälper T-cellerna och B-cellerna, vilket i slutändan inducerar ett starkare antikroppssvar.
Eftersom mRNA-baserade vacciner är en relativt ny klass av vacciner, inkluderar de inte de traditionella adjuvanserna. De nuvarande mRNA-vaccinerna som används i USA är beroende av små fettbollar som kallas lipidnanopartiklar för att leverera mRNA. Dessa lipidmolekyler kan fungera som adjuvans, men hur exakt dessa molekyler påverkar det långsiktiga immunsvaret återstår att se. Och om de nuvarande covid-19-vaccinernas misslyckande att utlösa ett starkt långlivat antikroppssvar är relaterat till adjuvanserna i de befintliga formuleringarna återstår att utforska.
Medan de nuvarande vaccinerna är mycket effektiva för att förebygga allvarlig sjukdom, kommer nästa fas av vaccinutvecklingen att behöva fokusera på hur man utlöser ett långlivat antikroppssvar som skulle pågå i minst ett år, vilket gör det troligt att covid-19-vacciner kommer att bli ett årligt skott.
Om Författarna
Prakash Nagarkatti, professor i patologi, mikrobiologi och immunologi, University of South Carolina och Mitzi Nagarkatti, professor i patologi, mikrobiologi och immunologi, University of South Carolina
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
Relaterade böcker:
Kroppen håller poängen: Hjärnans själ och kropp i läkningen av trauma
av Bessel van der Kolk
Den här boken utforskar sambanden mellan trauma och fysisk och mental hälsa, och erbjuder insikter och strategier för läkning och återhämtning.
Klicka för mer info eller för att beställa
Breath: The New Science of a Lost Art
av James Nestor
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av andning, och erbjuder insikter och tekniker för att förbättra fysisk och mental hälsa.
Klicka för mer info eller för att beställa
Växtparadoxen: de dolda farorna i "hälsosam" mat som orsakar sjukdomar och viktökning
av Steven R. Gundry
Den här boken utforskar kopplingarna mellan kost, hälsa och sjukdomar, och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Immunitetskoden: Det nya paradigmet för verklig hälsa och radikal anti-aging
av Joel Greene
Den här boken erbjuder ett nytt perspektiv på hälsa och immunitet, som bygger på principer för epigenetik och erbjuder insikter och strategier för att optimera hälsa och åldrande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Den kompletta guiden till fasta: läka din kropp genom intermittent, varannan dag och förlängd fasta
av Dr Jason Fung och Jimmy Moore
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av fasta och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
