Characteristics of functional antibody responses to pneumococcal serogroup 6 and 19 after 7-valent pneumococcal conjugate vaccine immunization in children

Abstract

목적 : 12-23개월 연령의 한국 소아에서 7가 폐렴구균 단백결합백신의 추가접종 후 교차혈청형 6A, 6C, 19A에 대한 교차 방어항체의 혈청학적 특성을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 12-23개월 연령의 건강한 한국 소아에서 7가 폐렴구균 단백결합백신을 추가 접종까지 완료한 후 채혈한 면역혈청을 대상으로 하였다. 각각의 면역혈청에 대하여 백신 혈청형 6B와 19F 및 교차혈청형 6A, 6C, 19A에 대한 혈청특이 IgG, IgM 항체 농도와 옵소닌 인덱스를 효소면역측정법과 옵소닌탐식기능검사를 이용하여 측정하였다. 혈청군 6와 19에 대해 방어항체의 혈청학적 특성과 항원 특이성을 알아보기 위해 IgM 제거 후, 옵소닌탐식기능검사와 경쟁항원을 사용한 옵소닌탐식기능검사를 이용하였다. 결과 : 수집한 검체의 면역혈청에서 IgM을 제거한 결과, 대조혈청에 비해 IgM 제거혈청에서 백신 혈청형 6B에 대해서는 대조혈청 대 IgM 제거혈청의 옵소닌 인덱스의 기하평균값이 3,009 (95% 신뢰구간: 1,001-9,042) 대 1,396 (95% 신뢰구간: 520-3,749)으로 평균 45% 감소하였으며 19F에 대해서는 1,117 (95% 신뢰구간: 364-3,436) 대 750 (95% 신뢰구간: 285-1,973)으로 평균 34% 감소하였다. 교차혈청형 6A에 대해서는 대조혈청 대 IgM 제거혈청의 옵소닌 인덱스의 기하평균값이 961 (95% 신뢰구간: 294-3,143) 대 329 (95% 신뢰구간: 121-891)로 평균 64%, 6C에 대해서도 432 (95% 신뢰구간: 149-1,247) 대 185 (95% 신뢰구간: 77-441)로 평균 67%, 19A에 대해서도 301 (95% 신뢰구간: 132-688) 대 166 (95% 신뢰구간: 82-337)으로 평균 53% 감소하였다. cOPA에서는 6B와 19F 다당질 항원이 대조혈청에서는 교차혈청형 6A, 6C, 19A에 대한 방어면역을 각각 92.3% (9/11), 100% (10/10), 81.8% (9/11)에서 완전히 억제하였고, IgM 제거혈청에서는 각각 100% (9/9), 100% (5/5), 83.3% (5/6)에서 완전히 억제하였다. 결론 : 본 연구는 폐렴구균 백신의 교차방어면역 생성에 있어 IgM의 영향을 알아보기 위한 최초의 시도를 하였다는 데에 의의가 있다. 본 연구를 통하여 7가 폐렴구균 단백결합백신의 추가 접종으로 교차혈청형 6A, 6C, 19A에 대한 교차방어항체가 유도되는 것을 확인하였다. 또한 IgM 항체는 백신 접종을 통한 방어면역 생성에 있어 백신 혈청형 뿐만 아니라 교차혈청형에 대한 면역 형성에 중요한 역할을 한다. 앞으로 더 많은 소아와 성인을 대상으로 한 연구가 필요하다.;Background and aims: The purpose of this study is to investigate the serological properties of cross-protective antibodies against vaccine-related serotypes 6A, 6C and 19A induced in children aged 12-23 months after booster immunization with PCV7. Methods: The serum IgG and IgM antibody concentrations and the opsonic indices (OIs) against vaccine serotypes 6B and 19F and vaccine-related serotypes 6A, 6C and 19A were measured by ELISA and opsonophagocytic killing assay (OPA) in immune sera. The serological properties and antigenic specificity of protective antibodies were determined by IgM depletion of immune sera, OPA, and competitive OPA against serogroup 6 and 19 pneumococci. Results: IgM depletion decreased the OIs against serotype 6A [the geometric mean opsonic indices of control sera vs. IgM depleted sera, 961 (95% confidence interval (CI): 294- 3,143) vs. 329 (95% CI: 121- 891), 64% reduction], 6C [432 (95% CI: 149- 1,247) vs. 185 (95% CI: 77- 441), 67% reduction], and 19A [301 (95% CI: 132- 688) vs. 166 (95% CI: 82- 337), 53% reduction] as well as against 6B [3,009 (95% CI: 1,001- 9,042) vs. 1,396 (95% CI: 520- 3,749), 45% reduction] and 19F [1,117 (95% CI: 364- 3,436) vs. 750 (95% CI: 285- 1,973), 34% reduction]. In competition OPA, free 6B polysaccharide completely inhibited the immune protection against vaccine-related serotypes 6A and 6C in control sera [92.3% (12/13) and 100% (10/10), respectively] and IgM depleted sera [100% (9/9) and 100% (5/5), respectively]. Free 19F polysaccharide completely inhibited the immune protection against vaccine-related serotypes 19A in control sera [81.8% (9/11)] and IgM depleted sera [83.3% (5/6)]. Conclusion: The booster immunization of PCV7 certainly induced cross-protective IgM antibodies against vaccine-related serotypes 6A, 6C, and 19A as well as IgG isotypes. Furthermore, IgM antibodies contributed more highly to opsonophagocytic activity against vaccine and vaccine-related serotypes than IgG antibodies.