El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) se ha propagado a nivel mundial durante el último año, infectando a una población inmunológicamente ingenua y causando una morbilidad y mortalidad significativas. Se ha demostrado que la inmunidad al SARS-CoV-2 inducida por infección natural o vacunación proporciona un grado de protección contra la reinfección y / o reduce el riesgo de resultados clínicamente significativos.

Se ha estimado que los sujetos seropositivos recuperados tienen un 89% de protección frente a la reinfección1, y se ha informado que la eficacia de la vacuna es del 50 al 95 %. Sin embargo, la duración de la inmunidad protectora no está clara en la actualidad, las respuestas inmunitarias primarias están inevitablemente disminuyendo y existe una transmisión continua de variantes virales cada vez más preocupantes que pueden escapar al control de las respuestas inmunitarias tanto inducidas por vacunas como convalecientes.

Se necesitan con urgencia modelos predictivos de protección inmunológica contra COVID-19 para identificar correlatos de protección para ayudar en el futuro despliegue de vacunas. Para abordar esto, analizamos la relación entre los niveles de neutralización in vitro y la protección observada contra el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) utilizando datos de siete vacunas actuales y de cohortes de convalecientes.

Estimamos que el nivel de neutralización para una protección del 50% contra la infección detectable por SARS-CoV-2 es del 20,2% del nivel medio de convaleciente (intervalo de confianza (IC) del 95% = 14,4-28,4%).

El nivel de neutralización estimado requerido para una protección del 50% contra una infección grave fue significativamente menor (3% del nivel medio de convalecientes; IC del 95% = 0,7–13%, P = 0,0004).

El modelado de la degradación del título de neutralización durante los primeros 250 días después de la inmunización predice que se producirá una pérdida significativa de protección frente a la infección por SARS-CoV-2, aunque la protección frente a enfermedades graves debe mantenerse en gran medida.

Los títulos de neutralización contra algunas variantes preocupantes del SARS-CoV-2 se reducen en comparación con la cepa de la vacuna, y nuestro modelo predice la relación entre la neutralización y la eficacia contra las variantes virales.

Aquí, mostramos que el nivel de neutralización es altamente predictivo de la protección inmune y proporcionamos un modelo basado en evidencia de protección inmune contra el SARS-CoV-2 que ayudará a desarrollar estrategias de vacunas para controlar la trayectoria futura de la pandemia.

Discusión

Se necesita con urgencia comprender la relación entre la inmunidad medida y la protección clínica de la infección por SARS-CoV-2 para planificar los próximos pasos en el programa de vacuna COVID-19. Es poco probable que los estudios de vacunas controladas con placebo sean posibles en el desarrollo de vacunas de próxima generación y, por lo tanto, los correlatos de inmunidad serán cada vez más importantes en la planificación de dosis de refuerzo de la vacuna, priorizando el desarrollo de vacunas de próxima generación y potenciando los estudios de eficacia.

Nuestro trabajo utiliza los datos disponibles sobre la respuesta inmunitaria y la protección para modelar tanto el título protector como el comportamiento a largo plazo de la inmunidad contra el SARS-CoV-2. Sugiere que el título de neutralización será un predictor importante de la eficacia de la vacuna en el futuro a medida que surjan nuevas vacunas.

El modelo también predice que la protección inmunológica contra la infección puede disminuir con el tiempo a medida que disminuyen los niveles de neutralización, y que la inmunización de refuerzo puede ser necesaria en un año. Sin embargo, la protección contra infecciones graves puede ser considerablemente más duradera dado que pueden requerirse niveles más bajos de respuesta o respuestas alternativas (como las respuestas inmunitarias celulares) pueden desempeñar un papel más destacado.

Nuestros resultados concuerdan con los estudios tanto de la influenza como de la infección por coronavirus estacional, en los que la reinfección es posible 1 año después de la infección inicial, aunque generalmente resulta en una infección leve. De manera similar, después de la vacunación contra el virus de la influenza, se cree que la eficacia protectora disminuye alrededor de un 7% por mes.

Nuestros modelos y predicciones se basan en una serie de suposiciones sobre los mecanismos y la tasa de pérdida de inmunidad. Las prioridades importantes para el campo son el desarrollo de ensayos estandarizados para medir la neutralización y otras respuestas inmunes, así como protocolos de ensayos clínicos estandarizados.

Estos datos permitirán más pruebas y validaciones de otros posibles correlatos inmunitarios de protección. Sin embargo, nuestro estudio desarrolla un marco de modelado para integrar datos disponibles, aunque imperfectos, de estudios de vacunación y convalecientes para proporcionar una herramienta para predecir el futuro incierto de la inmunidad contra el SARS-CoV-2.