W najnowszym artykule opublikowanym w czasopiśmie Immunity badacze wyjaśnili koncepcję imprintingu immunologicznego i jego podstawy. Omówili również jego potencjalną rolę w kontekście szczepionek przeciwko chorobie koronawirusowej 2019 (COVID-19). Imprinting immunologiczny to zjawisko, w którym wcześniejsza ekspozycja na szczep wirusa (antygen) wywołuje pamięć komórek B, która przyznaje ochronę przed pokrewnymi antygenami w przyszłości. Innymi słowy, pierwsza ekspozycja na antygen (np. patogen wirusowy) pozostawia trwały "odcisk" na naiwnym układzie odpornościowym. Inne nazwy imprintingu immunologicznego to imprinting antygenowy, imprinting immunologiczny i oryginalny grzech antygenowy (OAS). Znany naukowiec Thomas Francis Jr ukuł termin OAS w kontekście wirusa grypy w latach 60. ubiegłego wieku, ponieważ wiele badań epidemiologicznych wiązało imprinting immunologiczny z wpływem ekspozycji na wirusa grypy A w dzieciństwie na podatność na ciężkie infekcje grypowe w późniejszym okresie życia. Ostatnio jednak zwrócono na niego uwagę w związku z pojawieniem się koronawirusa 2 zespołu ostrej niewydolności oddechowej (SARS-CoV-2). Termin pierwotny "grzech" antygenowy wydaje się mieć negatywną konotację. Wskazuje na rozwój trwającego całe życie uprzedzenia antygenowego po pierwszej ekspozycji na antygen w dzieciństwie. Chociaż reaktywność wobec pierwotnego szczepu jest wyższa niż wobec nowszych szczepów, wykorzystanie OAS jest jeszcze możliwe przy zastosowaniu odpowiedniego składu szczepionki. Ponadto badacze omówili pozornie sprzeczne obserwacje w opublikowanej literaturze naukowej na temat OAS, tj. nieodłącznie skupione na wirusie grypy. W przypadkach, gdy OAS jest badany jako tendencyjność poziomu przeciwciał po drugiej ekspozycji na antygen, czas pobierania próbek po ponownej ekspozycji jest czynnikiem zakłócającym. Ponadto, "stronniczość" różni się znacząco, czasami odnosząc się do różnic w powinowactwie przeciwciał do antygenów oryginalnych i wycofanych lub do mierzalnych różnic w mianach przeciwciał, gdzie testy kwantyfikacji mogą być czynnikiem zakłócającym (np. testy neutralizacji i wiązania). Chociaż rzadko, OAS odnosi się również do przywołania przeciwciał in vivo przez antygen wtórny. Jednakże, nie wykazują one ilościowego wiązania in vitro z antygenem wtórnym, chociaż wiążą oryginalny antygen. W ostatnich kilku dekadach konotacje słowa "grzech" w OAS ograniczyły jego użyteczność. Zaleca się więc unikanie tego terminu i używanie innych konsekwentnie zdefiniowanych pojęć, które są mniej podatne na błędną interpretację. Inną godną uwagi cechą imprintingu immunologicznego jest to, że wszystkie wywołane nim różnice reaktywności immunologicznej nie mogły być przełożone na różnice epidemiologiczne. Stąd zmienna podatność na infekcje mogłaby być łatwo uznana za "epidemiologiczny odcisk", który pierwsza ekspozycja na antygen pozostawia na poziomie populacji. Niektóre dodatkowe terminy mogłyby pomóc w wyjaśnieniu lub opisaniu obserwowanych wzorców w mianach przeciwciał lub powyższych efektów immunologicznych OAS. Pierwszym z nich jest "starszeństwo antygenowe", które odnosi się do ilościowo uwarstwionej hierarchii miana przeciwciał wywoływanych w odpowiedzi na spotkania z antygenowo podobnymi wirusami w ciągu całego życia. Jak sama nazwa wskazuje, w tej hierarchii antygeny napotkane wcześniej zajmują wyższą pozycję niż te napotkane w późniejszym okresie życia. W badaniach przekrojowych używa się tego terminu w kontekście "stabilnego" miana przeciwciał i chociaż oddaje on zjawisko bardzo podobne do OAS Francisa, nie ma negatywnych konotacji. Innym terminem jest "back-boosting", który odnosi się do wzrostu miana przeciwciał w stosunku do antygenów napotkanych wcześniej. W badaniach podłużnych używano tego terminu do opisania odpowiedzi przeciwciał po ekspozycji na antygenowo powiązane patogeny, np. zmodyfikowany szczep wirusa grypy użyty w szczepionce lub nowszy szczep powodujący ponowne zakażenie. Podczas gdy podbicie miana, tj. różnica krotności między mianem przed i po ekspozycji, jest większe w przypadku nowszych antygenów, back-boosting zachowuje bezwzględne miano przeciwciał neutralizujących wobec wcześniej napotkanych antygenów na wyższym poziomie niż wobec nowszych. Terminy te odzwierciedlają dwa podstawowe procesy immunologiczne: reaktywność krzyżową i przywoływanie pamięci. Publikacje często sugerują, że imprinting immunologiczny jest barierą dla wytworzenia odporności ochronnej. Na przykład istnieją dowody na to, że ekspozycja w dzieciństwie niekorzystnie wpływa na skuteczność szczepionki przeciwko wirusom grypy typu A. Przeciwnie, ekspozycja w dzieciństwie na H1N1 znacznie zmniejszyła ryzyko zachorowania na grypę wywołaną przez H1N1 oraz ryzyko śmiertelnego zakażenia H5N1. Jednakże, biorąc pod uwagę kilka mieszanych efektów, korzystnych i szkodliwych, wcześniejszych ekspozycji, nie jest wskazane uogólnianie efektów imprintingu immunologicznego. Podczas gdy dane immunologiczne mogłyby pomóc w zrozumieniu obserwowanych wzorców epidemiologicznych, to odwrotnie, tj. ekstrapolacja wyników immunologicznych na wyniki kliniczne nie jest możliwa. Biorąc pod uwagę klasyczną krzywą seroprotekcji, pojawia się jedna z dwóch możliwości: i) powyżej progu stężenia przeciwciał, przyznana ochrona immunologiczna nie wzrasta; ii) porównywalne zmiany miana przeciwciał mogą mieć znacząco różne efekty ochronne. Oba scenariusze zależą od rzeczywistych mian przeciwciał i ich związku z ochroną immunologiczną. Co ważne, jeśli chodzi o ciężkość choroby, ochrona immunologiczna jest wieloczynnikowa i nie jest możliwa do określenia za pomocą jednej oceny immunologicznej. Tak więc, chociaż dane immunologiczne mogą być przydatne, interpretowanie klinicznych i epidemiologicznych wniosków dotyczących historii narażenia wyłącznie na podstawie zmian we wzorcach reaktywności przeciwciał może prowadzić do błędnych interpretacji. Jak dotąd przeciwciała neutralizujące są ustalonym korelatem ochrony w przypadku szczepionek COVID-19. Nie podważa to jednak znaczenia odporności komórkowej, na którą historia narażenia ma stosunkowo mniejszy wpływ, jeśli chodzi o ochronę przed chorobą. Badania wykazały wsteczne wzmocnienie przeciwciał z reaktywnością krzyżową wobec białka spike(S) kilku hCoV po szczepieniu COVID-19 lub zakażeniu SARS-CoV-2. Jednakże dowody sugerujące, że przeciwciała te modulują podatność na ciężką chorobę są nieliczne.
