Formation of humoral and cellular immunity to measles vaccine in adults

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Despite adherence to the policy of mass measles vaccination in the majority of countries, this infection still remains far from being fully eradicated. Measles outbreaks are reported worldwide, when the vast majority of cases are recorded in subjects of 18—35 years of age. Studies on assessing measles IgG antibody level in different regions of Russia reveal increased percentage of measles seronegative subjects among young adults. Current study was aimed at investigating formation of humoral and cellular immunity after measles vaccination in seronegative adults aged 18 to 30 years old. There were enrolled 50 measles seronegative healthy volunteers aged 18 to 30 years old. Level of anti-measles IgM and IgG antibodies was measured by ELISA (Vector-Best, Russia). Subclasses of measles specific IgG antibodies were analyzed by ELISA, by replacing IgG conjugate for IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 conjugates, whereas measles specific IgA antibodies were estimated by ELISA with IgA conjugate (Polygnost, Russia) at a concentration of 1 μg/ml. Antibody avidity was assessed by ELISA (Euroimmun, Germany). Cell-mediated measles immunity was estimated by CD107a surface expression on CD8hi T cell subset stimulated by measles virus-derived antigens. A specific cellular response to measles antigens before vaccination was detected in 50% of examined subjects, whereas 40% samples showed no signs of cellular immune response, with 10% of remaining cases described as equivocal. It was found that 6 weeks after vaccination all vaccinated subjects developed measles specific IgG antibodies at protective level reaching 1.33 (0.85—1.82) IU/ml [Me (LQ—UQ)]. Anti-measles IgA antibodies were of 0.655 (0.423—1.208) IU/ml [Me (LQ—UQ)]. However, no measles specific IgM antibodies were detected 6 weeks after vaccination. In addition, primary type of immune response (dominant low-avidity anti-measles antibodies IgG3 subclass) to measles vaccination was observed in 24 out of 50 subjects, whereas 26 subjects developed secondary type of immune response (high-avidity anti-measles antibodies dominated by IgG1 subclass). A measles specific cellular immune response was observed in 47 of the 50 examined subjects, and in 3 volunteers it was equivocal. Further analysis revealed a cohort of subjects who were not vaccinated against measles (18 subjects), although 60% of them provided medical record on previous dual measles vaccination occurred in childhood. Another cohort consisted of subjects who had medical record of measles vaccination in childhood (32 subjects), but lost protective measles antibodies produced by plasma cells (23 subjects), and memory T cells (3 subjects), or measles antibodies and memory B cells (6 subjects) over time. Such pattern evidences that measles-specific cellular and humoral arms immune responses were developed and maintained independently of each other.

About the authors

A. P. Toptygina

G.N. Gabrichevsky Research Institute for Epidemiology and Microbiology; Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: toptyginaanna@rambler.ru

Anna P. Toptygina - PhD, MD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Cytokine, G.N. Gabrichevsky RIEM; Professor, Department of Immunology, Lomonosov MSU.

125212, Moscow, Admiral Makarov str., 10, Phone: +7 (495) 452-18-01 (office), Fax: +7 (495) 452-18-30

Russian Federation

Yu. Yu. Andreev

G.N. Gabrichevsky Research Institute for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru

PhD Student, Laboratory of Cytokines.

Moscow

Russian Federation

M. A. Smerdova

G.N. Gabrichevsky Research Institute for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru

PhD Student, Laboratory of Cytokines.

Moscow

Russian Federation

A. Yu. Zetkin

Main Center of State Sanitary and Epidemiological Supervision (of special purpose) of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru

Head of Organizational Planning Department, Deputy Head of Main Center of

Moscow

Russian Federation

T. G. Klykova

Main Center of State Sanitary and Epidemiological Supervision (of special purpose) of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru

Epidemiologist.

Moscow

Russian Federation

References

  1. Голева О.В., Самойлова И.Г., Мурина Е.А., Мундруева А.А. Особенности противокоревого иммунитета у населения Санкт-Петербурга // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2012. № 6. С. 25—29.
  2. Готвянская Т.П., Ноздрачева А.В., Русакова Е.В., Евсеева Л.Ф., Николаева О.Г., Полонский В.О., Семененко Т.А. Состояние популяционного иммунитета в отношении инфекций, управляемых средствами специфической профилактики у медицинских работников (по материалам банка сывороток крови) // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2016. № 3. С. 8—16.
  3. Костинов М.П., Шмитько А.Д., Соловьева И.Л., Сависько А.А., Полищук В.Б., Рыжова А.А., Черданцев А.П. Необходима ли третья доза вакцины против кори — взгляд иммунолога // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2016. № 5. С. 88-94.
  4. Ноздрачева А.В., Рыбин В.В., Грицик А.А., Заволожин В.А., Кузин С.Н., Семененко Т.А. Распространенность антител к вирусам кори, краснухи и эпидемическому паротиту у военнослужащих // Военно-медицинский журнал. 2018. Т. 339, № 1. С. 66-70.
  5. Сармометов Е.В., Мокова Н.М., Вольдшмидт Н.Б., Сергевнин В.И., Цвиркун О.В., Метелкина Н.А. Оценка напряженности противокоревого иммунитета у медицинских работников г. Перми // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2011. № 4. С. 45-48.
  6. Смердова М.А., Топтыгина А.П., Андреев Ю.Ю., Сенникова С.В., Зеткин А.Ю., Клыкова Т.Г., Беляков С.И. Гуморальный и клеточный иммунитет к антигенам вирусов кори и краснухи у здоровых людей // Инфекция и иммунитет. 2019. Т. 9, № 3-4. С. 607-611.
  7. Сылка О.И., Харсеева Г.Г., Леонова И.А. Напряженность иммунитета к вирусу кори у населения г. Ростова-на-Дону // Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2013. № 1. С. 41-43.
  8. Топтыгина А.П. Общие закономерности формирования и поддержания специфического гуморального иммунного ответа на примере ответа на вирусы кори и краснухи // Инфекция и иммунитет. 2014. Т. 4, № 1. С. 7-14.
  9. Топтыгина А.П., Алешкин В.А. Сопоставление первичного и вторичного гуморального иммунного ответа на вакцинацию «Приорикс» // Инфекция и иммунитет. 2013. Т. 3, № 4. С. 359-364.
  10. Топтыгина А.П., Мамаева Т.А. Динамика синтеза и циркуляции субклассов специфических IgG при иммунном ответе на вакцину против кори, краснухи, эпидемического паротита // Российский иммунологический журнал. 2019. Т. 13 (22), № 1. С. 78-85.
  11. Топтыгина А.П., Пухальский А.Л., Мамаева Т.А., Алешкин В.А., Спектр субклассов противокоревых иммуноглобулинов G у лиц, перенесших корь // Бюллютень экспериментальной биоллогии. 2004. Т. 137, № 3. С. 293-295.
  12. Топтыгина А.П., Семикина Е.Л., Алешкин В.А. Формирование и поддержание специфического клеточного ответа на вакцинацию «Приорикс» // Иммунология. 2013. Т. 34, № 5. С. 257-261.
  13. Топтыгина А.П., Семикина Е.Л., Копыльцова Е.А., Алешкин В.А. Возрастные особенности формирования гуморального звена иммунного ответа у детей // Медицинская иммунология. 2012. Т. 14, № 4-5. С. 289-294.
  14. Топтыгина А.П., Смердова М.А., Наумова М.А., Владимирова Н.П., Мамаева Т.А. Влияние особенностей популяционного иммунитета на структуру заболеваемости корью и краснухой // Инфекция и иммунитет. 2018. Т. 8, № 3. С. 341-348.
  15. Augusto G.F., Silva A., Pereira N., Fernandes T., Le^a A., Valente P., Cale E., Aguiar B.A., Martins A., Palminha P., Vinagre E., Cordeiro R., Lopo S., Nogueira P.J. Report of simultaneous measles outbreaks in two different health regions in Portugal, February to May 2017: lessons learnt and upcoming challenges. Euro Surveill., 2019, vol. 24, no. 3:1800026. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2019.24.3.1800026
  16. Filia A., Bella A., Del Manso M., Baggieri M., Magurano F., Rota M.C. Ongoing outbreak with well over 4,000 measles cases in Italy from January to end August 2017 — what is making elimination so difficult? Euro Surveill. 2017, vol. 22, no. 37: 30614. doi: 10.2807/15607917.ES.2017.22.37.30614
  17. Haralambieva I.H., Ovsyannikova I.G., Kennedy R.B., Vierkant R.A., Shane Pankratz V., Jacobson R.M., Poland G.A. Associations between single nucleotide polymorphisms and haplotypes in cytokine and cytokine receptor genes and immunity to measles vaccination. Vaccine, 2011, vol. 29, no. 45, pp. 7883—7895. doi: 10.1016/j.vaccine.2011.08.083
  18. Lisowski B., Yuvan S., Bier M. Outbreaks of the measles in the Dutch Bible Belt and in other places — new prospects for a 1000 year old virus. Biosystems, 2019, vol. 177, pp. 16—23. doi: 10.1016/j.biosystems.2019.01.003
  19. Orsoo O., Saw Y.M., Sereenen E., Yadamsuren B., Byambaa A., Kariya T., Yamamoto E., Hamajima N. Epidemiological characteristics and trends of a Nationwide measles outbreak in Mongolia, 2015—2016. BMC Public Health., 2019, vol. 19, no. 1, pp. 201. doi: 10.1186/s12889- 019-6511- 0
  20. Ovsyannikova I.G., Ryan J.E., Vierkant R.A., Pankratz V.S., Jacobson R.M., Poland G.A. Immunologic significance of HLA class I genes in measles virus-specific IFN-gamma and IL-4 cytokine immune responses. Immunogenetics, 2005, vol. 57, pp. 828836. doi: 10.1007/s00251-005-0061-6
  21. Priya R. Varun N., Vivek S., Sanjay K., Avinash K., Noore S., Rohini, and Veena G K. Measles outbreak in the adolescent population — matter of concern? J. Clin. Diagn. Res., 2017, vol. 11 (8), pp. LC20—LC23. doi: 10.7860/JCDR/2017/28619.10488
  22. Tischer A., Gassner M., Richard J.-L., Suter-Riniker F., Mankertz A., Heininger U. Vaccinated students with negative enzyme immunoassay results show positive measles virus- specific antibody levels by immunofluorescence and plaque neutralization test. J. Clin. Virol,, 2007, vol. 38, pp. 204-209. doi: 10.1016/j.jcv.2006.12.017
  23. World Health Organization Regional Office for Europe (WHO/Europe). Fifth Meeting of the European Regional Verification Commission for Measles and Rubella Elimination (RVC) 24—26 October 2016, Copenhagen, Denmark. Copenhagen: WHO/ Europe. URL: http://www.euro.who.int/data/assets/pdf_file/0005/330917/5th-RVC-meeting-report.pdf?ua=1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Toptygina A.P., Andreev Y.Y., Smerdova M.A., Zetkin A.Y., Klykova T.G.

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».