Analisi dei titoli di morbillo-parotite-rosolia (MMR) dei pazienti COVID-19 recuperati
DISCUSSIONE
Abbiamo trovato che alti titoli di parotite (da 134 a 300 AU/ml) da vaccinazioni MMR II sono stati trovati solo in soggetti con casi asintomatici e funzionalmente immuni COVID-19. I soggetti con casi moderati e gravi di COVID-19 avevano tutti valori bassi di titoli di parotite (inferiori a 75 AU/ml). Le significative correlazioni inverse che abbiamo osservato nel gruppo MMR II tra i titoli degli orecchioni e la gravità, così come tra i titoli degli orecchioni e i punteggi dei sintomi, indicano che esiste un’associazione tra i titoli degli orecchioni e la COVID-19. Questa significativa correlazione inversa esisteva a tutte le età. Al contrario, associazioni simili non sono state identificate per i titoli del morbillo o della rosolia. Ricerche precedenti avevano suggerito una possibile relazione tra COVID-19 e il morbillo o la rosolia, oltre alla parotite, sulla base dell’omologia di sequenza di ciascuno con il SARS-CoV-2 (13). I nostri risultati, tuttavia, hanno posto maggiore enfasi sulla parotite.
Non ci sono state correlazioni significative nel gruppo MMR II tra età e punteggi di gravità o sintomi, né ci sono state correlazioni significative tra età e valori del titolo. I livelli di gravità COVID-19 erano rappresentati in tutte le età, eliminando la possibilità che le correlazioni inverse che abbiamo osservato tra i titoli degli orecchioni e la gravità fossero confuse dall’età dei soggetti dello studio o da fattori associati all’età come la prevalenza di comorbidità. Per esempio, tre soggetti nel gruppo MMR II con casi gravi avevano un’età compresa tra i 28 e i 33 anni e mostravano titoli di parotite bassi che andavano da 0 a 31,9 AU/ml, mentre altri tre soggetti nel gruppo MMR II che avevano da 38 a 41 anni erano funzionalmente immuni, con titoli di parotite che andavano da 120 a 300 AU/ml. Queste osservazioni indicano o che alcuni soggetti più anziani nel gruppo MMR II hanno mantenuto alte concentrazioni di anticorpi dalle vaccinazioni MMR II date loro da bambini o che alcuni possono aver ricevuto richiami MMR II da adulti. I richiami MMR II sono spesso somministrati alle persone che entrano nell’esercito o alle donne in età fertile. Una limitazione del nostro studio era che il processo non casuale di selezione dei candidati impiegato per garantire un’ampia varietà di livelli di gravità in un ampio intervallo di età aveva il potenziale di introdurre distorsioni.
Anche se il nostro studio non ha mostrato alcuna correlazione tra i titoli della rosolia o del morbillo e la gravità della COVID-19, se una parte degli anticorpi del morbillo o della rosolia protegge dalla COVID-19, i test di sieropositività del titolo del morbillo o della rosolia potrebbero non misurare quelle isoforme anticorpali. Quindi, mentre il nostro studio ha fornito prove chiare che collegano la sieropositività alla parotite alla gravità della COVID-19, non escludiamo la possibilità che ci siano collegamenti tra la sieropositività al morbillo o alla rosolia che non sono ancora stati identificati.
Insieme, la nostra scoperta che 14 anni è l’età media in cui il titolo degli orecchioni scende al di sotto di 134 AU/ml e la nostra scoperta che i titoli degli orecchioni superiori a questo valore (nel gruppo MMR II) erano esclusivamente associati a individui funzionalmente immuni e asintomatici suggeriscono che l’età di 14 anni sarebbe il punto di snodo dopo il quale un ulteriore calo dei titoli degli orecchioni sarebbe associato a un forte aumento del rischio legato all’età di un risultato del test COVID-19-positivo o di avere un caso sintomatico. I dati del CDC che abbiamo esaminato indicano infatti che l’età di 14 anni è il punto di snodo in cui sia l’incidenza di casi COVID-19-positivi che il rischio di morte iniziano ad aumentare bruscamente. Riconosciamo che il forte aumento dell’incidenza dei casi all’età di 14 anni può anche essere influenzato da altri fattori; tuttavia, questa associazione aggiunge ulteriore sostegno all’ipotesi che l’immunità indotta dal MMR II può essere un fattore significativo nel proteggere i bambini vaccinati fino all’età di 14 anni dalla COVID-19, oltre a proteggere gli adulti più anziani con titoli di parotite adeguati.
Negli Stati Uniti, ci sono stati 65% più casi di COVID-19 diagnosticati nei neonati di età inferiore ai 12 mesi rispetto ai bambini di 2 anni. L’aumento del numero di casi nei bambini di età inferiore ai 12 mesi potrebbe anche essere legato a un’associazione tra MMR II e COVID-19 perché i bambini non ricevono la loro prima vaccinazione MMR II fino ai 12-15 mesi di età. I neonati che sono protetti potrebbero essere protetti da anticorpi MMR acquisiti per via transplacentare che durano fino a 6 mesi di età (14). Uno studio in Cina ha ulteriormente supportato le associazioni legate all’età nei bambini. Mentre i bambini COVID-19-positivi di età compresa tra 1 e 15 anni sono risultati asintomatici dal 3,1% al 6,5% del tempo, i neonati di età inferiore a 1 anno in Cina erano asintomatici solo per l’1,9% del tempo. Inoltre, i bambini in quello studio cinese che avevano da 1 a 15 anni avevano una malattia critica da COVID-19 non più dello 0,7% del tempo, mentre quelli con meno di 1 anno di età avevano una malattia critica l’1,9% del tempo (15).
La mancanza di correlazione tra titoli di parotite e gravità o punteggi dei sintomi nel gruppo di confronto non significa che MMR II sia l’unica fonte di anticorpi che possono conferire protezione contro COVID-19. È possibile che anche il vaccino MMR originale, altri vaccini combinati, precedenti vaccini monovalenti e precedenti infezioni da morbillo, parotite e/o rosolia possano conferire un certo livello di protezione dalla COVID-19. Tali associazioni, tuttavia, possono essere impossibili da rilevare attraverso i soli test del titolo, poiché le persone anziane con anticorpi contro parotite, morbillo o rosolia acquisiti naturalmente di solito hanno valori elevati di titolo per gli anticorpi misurati, che potrebbero non essere gli stessi rilevanti per la protezione da COVID-19. Titoli così alti il più delle volte sono indicativi di anticorpi acquisiti naturalmente, non di quelli derivanti da vaccinazioni (16). Tutti i titoli erano significativamente e positivamente correlati con l’età nel gruppo di confronto, indicando che i soggetti più anziani avevano maggiori probabilità di avere anticorpi da infezioni naturali e non da vaccinazioni.
Siccome la presenza di titoli alti di parotite non indicava un livello di protezione da COVID-19 in coloro che non hanno avuto il vaccino MMR II, se il MMR II è dato in uno studio per valutare la possibile protezione contro COVID-19, dovrebbe essere dato indipendentemente dal titolo di parotite o altri titoli MMR sieropositivi, soprattutto negli adulti più anziani. Data l’importanza dei nostri risultati relativi ai titoli degli orecchioni, è anche importante sottolineare che mentre la maggior parte dei vaccini MMR in tutto il mondo utilizza gli stessi ceppi di morbillo e rosolia come MMR II della Merck, almeno 10 ceppi di orecchioni diversi sono stati utilizzati negli ultimi decenni da altri produttori di MMR (17). Oltre a Jeryl Lynn, i ceppi di parotite più comuni attualmente in uso nei vaccini prodotti al di fuori degli Stati Uniti sono RIT 4385, Urabe, e l-Zagreb.
Nonostante molti adulti anziani abbiano un’elevata sieropositività MMR da anticorpi acquisiti naturalmente, gli anticorpi sottostanti che possono proteggere contro COVID-19 possono essere diminuiti oltre i livelli protettivi. Inoltre, ci sono diversi ceppi di orecchioni wild-type in circolazione (18) e, se il ceppo di orecchioni Jeryl Lynn nel vaccino MMR II dovesse risultare protettivo contro il COVID-19, ciò non significa che tutti i ceppi di orecchioni sarebbero protettivi. Le infezioni naturali che hanno prodotto titoli elevati e duraturi sarebbero state spesso piuttosto gravi e ampiamente sistemiche, causando diversi cicli di maturazione dell’affinità. Questo livello di maturazione per affinità, che porta a una popolazione molto più ristretta di antigeni fortemente riconosciuti, è diverso dalla replica breve e limitata che i vaccini forniscono nel generare l’immunità adattativa. Metodi di test avanzati, come il VirScan, potrebbero eventualmente fornire informazioni più definitive (19).
Mentre le associazioni che abbiamo osservato tra MMR II e COVID-19 non provano la causalità, le associazioni significative danno ulteriore sostegno alla teoria che il vaccino MMR II possa fornire un’immunità a lungo termine, cross-protettiva contro COVID-19. Un possibile fattore di questa protezione è l’omologia di sequenza tra i virus della parotite e del morbillo e le proteine di fusione della SARS-CoV-2 e/o l’omologia di sequenza del 29% di aminoacidi tra i domini del virus della rosolia e della Macro (ADP-ribosio-1-fosfatasi) della SARS-CoV-2 (13). Questo può fornire un bersaglio di memoria per l’immunità adattativa che porta a una rapida, ma relativamente debole, upregolazione delle citochine proinfiammatorie o soppressorie/regolatrici. Questo può quindi modulare l’attività immunitaria innata precoce e l’attività invariante delle cellule T e iniziare a innescare le cellule B di memoria per la produzione di anticorpi. È probabile che l’immunità indotta da una grave infezione clinica da rosolia fornisca un pool di cellule T di memoria a lunga durata che potrebbe essere riattivato anni dopo l’infezione. Le cellule della memoria indotta dal vaccino sembrano anche avere una durata relativamente lunga nel corpo, spesso 7 anni o più, con la memoria del vaccino contro il vaiolo documentata per durare almeno 88 anni (20).
Ci sono altri modi in cui il vaccino MMR II può funzionare contro COVID-19. I vaccini vivi attenuati inducono forme di immunità innata addestrata non specifica che possono agire contro COVID-19. Il termine “immunità innata addestrata” si basa su osservazioni fatte in diversi modelli di infezione e vaccinazione che descrivono una maggiore resistenza alla reinfezione indipendente dalla riattivazione dei linfociti di memoria, con la conseguente ipotesi che il sistema immunitario innato “ricorda” le infezioni precedenti attraverso una riprogrammazione epigenetica cellulare (21). Gli studi sull’immunità innata allenata relativa al Mycobacterium bovis BCG hanno trovato che un fenotipo immunologico eterologo delle cellule T può durare da 3 mesi a 1 anno e che la protezione eterologa contro l’infezione può durare fino a 5 anni (22, 23). Inoltre, rapporti recenti hanno proposto effetti transgenerazionali legati alla memoria immunitaria innata (24, 25). Anche tenendo questo in mente, l’immunità innata allenata è generalmente considerata reversibile e di più breve durata rispetto alla memoria immunitaria adattativa specifica per l’antigene (26).
La riattivazione delle cellule T avviene quando si verifica un legame di affinità da debole a moderato nel contesto appropriato del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) ed è potenziata quando si attiva l’attivazione locale delle cellule NK (o altre cellule produttrici di interferone) nel tessuto bersaglio dell’infezione (27). Riteniamo che il modello epifenomenico, che coinvolge i geni MHC differenzialmente assortiti che governano la risposta, non sia così probabile come il modello biologicamente guidato della riattivazione incrociata a basso livello delle cellule di memoria combinata con l’immunità innata allenata. Ciò è dovuto alla distribuzione degli individui nella popolazione che sono resistenti. Sulla base della distribuzione genica, l’assortimento degli alleli MHC di classe I e II nella popolazione statunitense non segue la divisione della popolazione osservata qui (28, 29).
Una risposta immunitaria innata appropriata e allenata dovuta all’esposizione a precedenti vaccini vivi come il MMR II che migliora i sintomi della COVID-19 fornisce anche un’attraente spiegazione potenziale, perché il successo della SARS-CoV-2 è in gran parte attribuito alla sua capacità di eludere i primi meccanismi antivirali di clearance immunitaria innata e di esagerare le risposte immunitarie innate nelle ultime fasi dell’infezione, portando alla tempesta di citochine, una componente chiave della sindrome da distress respiratorio acuto legata alla COVID-19 (30, 31). La SARS-CoV2 è nota per sopprimere la produzione di interferone, eludere la citotossicità mediata dalle cellule natural killer e sovrastimolare l’inflammasoma NLRP3, tutti meccanismi immunitari innati antivirali essenziali che sono stati anche implicati nel meccanismo dell’immunità innata allenata (26). L’esposizione a forti antigeni vaccinali batterici o virali sembra anche indurre eventi di riprogrammazione metabolica che modificano l’attività enzimatica e il confezionamento degli istoni per migliorare la risposta ad altre sfide utilizzando reti di segnalazione infiammatoria e di attivazione immunitaria simili (32). Di conseguenza, sono in corso studi clinici per determinare se l’MMR II può indurre cellule soppressorie derivate dai mieloidi immunotolleranti che inibiscono la sepsi, il sintomo più grave e pericoloso per la vita dell’infezione da COVID-19 (33).
Se l’MMR II si dimostra efficace contro il COVID-19 a breve o a lungo termine, la gestione preclinica e postclinica delle infezioni da COVID-19 ne sarà certamente influenzata. L’associazione tra MMR II e COVID-19 può anche giustificare la considerazione durante lo sviluppo e la sperimentazione di vaccini monovalenti COVID-19, in quanto lo stato immunitario precedente di un paziente, comprese le vaccinazioni precedenti, può dover essere considerato nella valutazione della prevenzione della malattia (34). Suggerimenti per ulteriori ricerche includono studi clinici controllati randomizzati del MMR II, indagini sugli anticorpi anti parotite per valutare i potenziali effetti contro la SARS-CoV-2, l’utilizzo di un campione di dimensioni maggiori e l’impiego di tipi di analisi dei dati più predittivi per stabilire un legame causale tra i vari livelli di immunità offerti dal MMR II e la gravità dei sintomi della COVID-19.