Development and preservation of specific T-cell immunity after COVID-19 or vaccination against this infection

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim – evaluation of specific T-cell immunity against SARS-CoV-2 in primary and secondary response to virus antigens by screening method.

Materials and methods. Patients were tested 1–1.5 months after COVID-19 and 6–10 months before and after vaccination. Healthy volunteers were screened before, 2–6 times during the vaccination course, and 6–8 months after revaccination with the Sputnik V vaccine. IgG and IgM antibodies to SARS-CoV-2 were detected by ELISA using commercially available kits (Vector-Best, Russia). Antigenic (AG) activation of T cells in the fraction of blood’s mononuclear cells was assessed by IFN-γ production after AG stimulation in the wells of plates from ELISA kits intended for detection of antibodies against SARS-CoV-2. Data were processed by MS Excel and Statistica 10.0 software.

Results. AG-specific T cells were detected in 88.5% of vaccinated healthy volunteers, half of whom were found to have T cells appearing earlier than antibodies to AG. After 6-8 months, the level of AG activation decreases. Following the revaccination, the level of AG activation of memory T cells in vitro increases within six months in 76.9–100.0% of vaccinated subjects. On the contrary, after COVID-19, 86.7% of individuals had in their blood the AG-specific T cells with high activity at the time of vaccination. The activity of T cells recognizing the RBD domain of the SARS-CoV-2 S protein and the proportion of individuals who had these cells in their blood increased after the vaccination of reconvalescents.

Conclusion. T-cell immunity against SARS-CoV-2 antigens has been shown to persist for 6 months after illness. In vaccinated individuals without history of COVID-19, such duration of the preservation of AG-specific T cells in blood was only achieved after the revaccination.

About the authors

Mariya S. Blyakher

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: msb2222@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-3480-6873

D. Sci. (Med.), Professor, Head Laboratory, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Irina M. Fedorova

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Author for correspondence.
Email: vestnik-07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0335-2752

Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Elena A. Tulskaya

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: etul@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1969-4009

Cand. Sci. (Biol.), leading researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Ivan V. Kapustin

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: vano-kapustink@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6191-260X

Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Svetlana I. Koteleva

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: felileo@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1878-2234

Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Zarema K. Ramazanova

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: rzarema@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9314-3312

Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Evgeny E. Odintsov

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: rinocerus@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5895-2520

Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Svetlana V. Sandalova

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: s.sandalova74@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4548-9888

Researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Lidia I. Novikova

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: vestnik-07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0307-4561

Cand. Sci. (Med.), Head Laboratory, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Andrej V. Aleshkin

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: vestnik-07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0532-1378

D. Sci. (Med.), Head Laboratory, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

Svetlana S. Bochkareva

G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: vestnik-07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1204-7645

Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Department of immunology

Russian Federation, 125212, Moscow

References

  1. Sette A., Crotty S. Immunological memory to SARS-CoV-2 infection and COVID-19 vaccines. Immunol. Rev. 2022; 310(1): 27–46. https://doi.org/10.1111/imr.13089
  2. Quadeer A.A., Ahmed S.F., McKay M.R. Landscape of epitopes targeted by T cells in 852 individuals recovered from COVID-19: Meta-analysis, immunoprevalence, and web platform. Cell Rep. Med. 2021; 2(6): 1003–12. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2021.100312
  3. Kedzierska K., Thomas P.G. Count on us: T cells in SARS-CoV-2 infection and vaccination. Cell Rep. Med. 2022; 3(3): 100562. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100562
  4. Poteryaev D.A., Abbasova S.G., Ignat’eva P.E., Strizhakova O.M., Kolesnik S.V., Khamitov R.A. Assessment of T-cell immunity to SARS-CoV-2 in COVID-19 convalescents and vaccinated subjects, using TigraTest® SARS-CoV-2 ELISPOT kit. BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie. 2021; 21(3): 178–92. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2021-21-3-178-192 https://www.elibrary.ru/uoyypx (in Russian)
  5. Blyakher M.S., Kapustin I.V., Odintsov E.E., Ramazanova Z.K., Sandalova S.V., Tul‘skaya E.A., et al. Method for determining the specific cellular immune response to coronavirus antigens (SARS-CoV-2). Patent RF № 2280590; 2022. (in Russian)
  6. Blyakher M.S., Fedorova I.M., Tul’skaya E.A., Kapustin I.V., Koteleva S.I., Ramazanova Z.K., et al. Assesment of specific T-cell immunity to SARS-CoV-2 virus antigens in COVID-19 reconvalescents. Voprosy virusologii. 2022; 67(6): 527–37. https://doi.org/10.36233/0507-4088-151 (in Russian)
  7. Bacher P., Rosati E., Esser D., Martini G.R., Saggau C., Schiminsky E., et al. Low-avidity CD4+ T cell responses to SARS-CoV-2 in unexposed individuals and humans with severe COVID-19. Immunity. 2020; 53(6): 1258–71.e5. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.11.016
  8. Lobov A.V., Ivanova P.I., Pogodina E.A., Kazey V.I., Maksimova E.D., Shubina I.Zh. Assessment of the cellular immunity response to the new coronavirus infection COVID-19. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal. 2021; 20(4): 10–7. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2021-20-4-10-17 https://www.elibrary.ru/hdnbwe (in Russian)
  9. Jaganathan S., Stieber F., Rao S.N., Nikolayevskyy V., Manissero D., Allen N., et al. Preliminary evaluation of QuantiFERON SARS-CoV-2 and QIAreach anti-SARS-CoV-2 total test in recently vaccinated individuals. Infect. Dis. Ther. 2021; 10(4): 2765–76. https://doi.org/10.1007/s40121-021-00521-8
  10. Yao L., Wang G.L., Shen Y., Wang Z.Y., Zhan B.D., Duan L.J., et al. Persistence of antibody and cellular immune responses in coronavirus disease 2019 patients over nine months after infection. J. Infect. Dis. 2021; 224(4): 586–94. https://doi.org/10.1093/infdis/jiab255
  11. Rank A., Tzortzini A., Kling E., Schmid C., Claus R., Löll E., et al. One year after mild COVID-19: The majority of patients maintain specific immunity, but one in four still suffer from long-term symptoms. J. Clin. Med. 2021; 10(15): 3305. https://doi.org/10.3390/jcm10153305
  12. Mak W.A., Koeleman J.G.M., van der Vliet M., Keuren F., Ong D.S.Y. SARS-CoV-2 antibody and T cell responses one year after COVID-19 and the booster effect of vaccination: A prospective cohort study. J. Infect. 2022; 84(2): 171–8. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2021.12.003
  13. Martynova E., Hamza S., Garanina E.E., Kabwe E., Markelova M., Shakirova V., et al. Long term immune response produced by the SputnikV vaccine. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(20): 11211. https://doi.org/10.3390/ijms222011211
  14. Kombarova S.Yu., Aleshkin A.V., Novikova L.I., Bochkareva S.S., Zatevalov A.M., Mekhtiev E.R., et al. Features of the humoral response to infection, vaccination, and revaccination during COVID-19. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny. 2022; 173(6): 719–25. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2022-173-6-719-725 https://www.elibrary.ru/jghnpl (in Russian)
  15. Chia W.N., Zhu F., Ong S.W.X., Young B.E., Fong S.W., Le Bert N., et al. Dynamics of SARS-CoV-2 neutralising antibody responses and duration of immunity: a longitudinal study. Lancet Microbe. 2021; 2(6): e240–9. https://doi.org/10.1016/s2666-5247(21)00025-2
  16. Kalimuddin S., Tham C.Y.L., Qui M., de Alwis R., Sim J.X.Y., Lim J.M.E., et al. Early T cell and binding antibody responses are associated with COVID-19 RNA vaccine efficacy onset. Med. 2021; 2(6): 682–8.e4. https://doi.org/10.1016/j.medj.2021.04.003
  17. Goletti D., Petrone L., Manissero D., Bertoletti A., Rao S., Ndunda N., et al. The potential clinical utility of measuring severe acute respiratory syndrome coronavirus 2-specific T-cell responses. Clin. Microbiol. Infect. 2021; 27(12): 1784–9. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2021.07.005
  18. Anderson E.J., Rouphael N.G., Widge A.T., Jackson L.A., Roberts P.C., Makhene M., et al. Safety and immunogenicity of SARS-CoV-2 mRNA-1273 vaccine in older adults. N. Engl. J. Med. 2020; 383(25): 2427–38. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2028436
  19. Sahin U., Muik A., Vogler I., Derhovanessian E., Kranz L., Vormehr M., et al. BNT162b2 induces SARS-CoV-2-neutralising antibodies and T cells in humans. medRxiv. 2020. Preprint. https://doi.org/10.1101/2020.12.09.20245175
  20. Ewer K.J., Barrett J.R., Belij-Rammerstorfer S., Sharpe H., Makinson R., Morter R., et al. T cell and antibody responses induced by a single dose of ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) vaccine in a phase 1/2 clinical trial. Nat. Med. 2021; 27(2): 270–8. https://doi.org/10.1038/s41591-020-01194-5
  21. Sadoff J., Le Gars M., Shukarev G., Heerwegh D., Truyers C., de Groot A.M., et al. Interim results of a phase 1-2a trial of Ad26.COV2.S COVID-19 vaccine. N. Engl. J. Med. 2021; 384(19): 1824–35. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034201
  22. Parry H.M., Bruton R., Tut G., Ali M., Stephens C., Faustini S., et al. Single vaccination with BNT162b2 or ChAdOx1 in older people induces equivalent antibody generation but enhanced cellular responses after ChAdOx1. Lancet. 2021. Preprint. https://doi.org/10.2139/ssrn.3825573
  23. Tomalka J.A., Suthar M.S., Deeks S.G., Sekaly R.P. Fighting the SARS-CoV-2 pandemic requires a global approach to understanding the heterogeneity of vaccine responses. Nat. Immunol. 2022; 23(3): 360–70. https://doi.org/10.1038/s41590-022-01130-4

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Blyakher M.S., Fedorova I.M., Tulskaya E.A., Kapustin I.V., Koteleva S.I., Ramazanova Z.K., Odintsov E.E., Sandalova S.V., Novikova L.I., Aleshkin A.V., Bochkareva S.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».