Очень широко обсуждался вопрос относительно шведского опыта борьбы с коронавирусом COVID-19 -- Швеция стала единственной страной ЕС, где власти не ввели строгий карантин в связи с пандемией. Это не значит, что шведские медики заняли выжидательную позицию, и не проводили своих наблюдений. Ввиду неординарности ситуации, интересны их исследования проблемы:
В конце февраля в Стокгольме начались зимние каникулы, и Су Алеман наблюдала, как ее коллеги-шведы уезжают из столицы на лыжные каникулы по всей Европе. Коллеги Алеман из Каролинской университетской больницы, где она работает исследователем и врачом, вернулись расслабленными и бодрыми, рассказывая истории о своих днях на склонах. Но кое-кто из жителей города привез и самый неприятный сувенир: коронавирус SARS-CoV-2.
Как и большая часть остального мира, Швеция вскоре оказалась в тисках эпидемии. Когда Алеман вернулась от своей работы над вирусами гепатита В и С к изучению COVID-19, она начала скрининг пациентов на наличие новой инфекции и признаков иммунного ответа организма. И вот тогда-то все и пошло наперекосяк.
Организм должен вырабатывать как защитные антитела, которые удерживают вирус от вторжения, так и киллерные Т-клетки, которые сообщают инфицированным вирусом клеткам человека самоуничтожение, чтобы вирус не распространялся. Обычно эти иммунные реакции возникают в тандеме. Но в подгруппе тех, кто дал положительный результат на COVID-19, Алеман обнаружил Т-клетки, но не антитела .
Аналогичные выводы были сделаны и другими учеными по всему миру. Большая часть этой работы все еще является предварительной, и ученые не знают, что это означает с точки зрения оценки того, насколько хорошо вакцина будет работать или насколько хорошо люди защищены от тяжелых форм заболевания. Но одна вещь становится ясной: антитела, возможно, не рассказывают всю историю, когда речь заходит об иммунитете COVID-19. “Мы не должны просто слепо смотреть на тесты на антитела”, - говорит Алеман.
“Я не знаю другого такого вируса”, - добавляет Рори Де Фриз , вирусолог из Медицинского центра Erasmus в Нидерландах. “Мы живем в особое время с особым вирусом.”
B- и T- иммунные клетки
Гуру здоровья могут призывать нас относиться к своему телу как к храму, но когда дело доходит до борьбы с патогенами, тело больше похоже на осажденный замок. Как и любая крепость, тело имеет несколько линий защиты, чтобы защитить его от инфекционных микробов.
Врожденная иммунная система - это первая линия обороны, и она нацелена на то, чтобы отпугнуть любого потенциального нарушителя, сделав тело как можно более негостеприимным для них, подняв температуру тела с помощью лихорадки и атакуя патогены токсичными химическими веществами. Она действует как чрезмерно усердный охранник и реагирует на любой признак того, что клетка или белок не принадлежат организму.
Даже эти "силы безопасности" могут быть подавлены и перехитрены патогенами, развившими скрытность, чтобы уклониться от иммунной системы и противодействовать воспалительным реакциям, предназначенным для остановки микробов. Когда это происходит, включается адаптивная иммунная система -- и тогда мы видим такие вещи, как антитела и Т-клетки. Эти защитные механизмы появляются после того, как патоген вторгся в организм, и организм узнал, какую угрозу он представляет.
В-клетки вырабатывают антитела, небольшие белки, которые распознают определенные части патогена, известные как эпитопы. Если достаточное количество антител связывается с вирусом, он не может проникнуть в клетки организма, чтобы сделать копии самого себя, и, таким образом, не может вас заразить. Точно так же Т-клетки-киллеры распознают эпитопы, выделяемые инфицированными вирусами клетками, и приказывают клеткам самоуничтожаться.
Это процесс, развивавшийся в течение сотен миллионов лет, и все различные ветви иммунной системы, как правило, работают вместе без проблем.
Когда организм активно борется с патогеном, он мобилизует большое количество антител и Т-клеток. В последующие недели и месяцы эти цифры могут медленно снижаться. Это нормально и даже полезно, говорит Николас Вабре , иммунолог из Медицинской школы Маунт-Синай в Нью-Йорке.
“Если бы антитела не снижались, со временем в крови оставались бы только антитела”, - говорит он.
Но "оборона" не полностью исчезает после этой первой осады. Часть В- и Т-клеток формируют воспоминания о прошлых захватчиках, в то время как низкий уровень антител продолжает циркулировать в крови. В течение месяцев или даже лет эти силы продолжают патрулировать кровоток, селезенку, костный мозг и лимфатические узлы, встроенные в различные органы , еще долго после того, как инфекция прекратилась, поэтому, если организм когда-либо снова распознает тот же патоген, он может реагировать быстрее.
Иногда у реинфицированного человека даже не будет симптомов. В других случаях болезнь может протекать очень слабо. Количество и тип антител и Т-клеток, присутствующих после заражения, могут рассказать ученым, насколько хорошо вакцина может защитить людей.
Больше, чем убывающие антитела
Исторически сложилось так, что во время эпидемий ученые сосредоточились на реакции антител, а не на Т-клетках, потому что антитела легче измерить в лаборатории. Антитела могут быть обнаружены непосредственно из образца крови, объясняет Даниэла Вайскопф, иммунолог из Института иммунологии Ла-Хойи в Калифорнии.
Однако, когда Вайскопф захочет определить реакцию Т-клеток, она должна будет повторить серию шагов, используемых Т-клетками для идентификации патогена. Во-первых, она синтезирует библиотеку всех возможных крошечных эпитопов, которые могут распознать Т-клетки. Затем ей нужно выделить Т-клетки из крови и протестировать их против всех различных белковых эпитопов, чтобы увидеть, какие из них взаимодействуют с клетками.
Для большинства вирусов антитела и Т-клеточные реакции обычно совпадают с точки зрения времени и силы реакции, поэтому ученые обычно полагаются только на тесты антител, потому что они быстрее, дешевле и проще в применении. Некоторые наборы тестов на антитела могут давать результаты в течение нескольких минут или часов, в то время как тесты на Т-клетки должны быть отправлены в специализированную лабораторию.
"Просто непрактично проверять реакцию Т-клеток в больших образцах", - говорит Вайскопф.
Но когда Алеман и другие вирусологи и иммунологи начали обращать свое внимание на COVID-19, возникла другая история. Алеман и ее коллеги начали изучать, как развивается иммунитет у людей, у которых был положительный результат теста на SARS-CoV-2, а также у их близких контактов, некоторые из которых предположительно подвергались воздействию вируса, даже если они не болели. Как и ожидалось, у госпитализированных людей развились сильные антитела и Т-клеточные реакции на SARS-CoV-2. Но две трети близких контактов, которые были бессимптомными, показали последующую реакцию Т-клеток, хотя тесты не выявили никаких антител.
“Это было очень странно и очень удивительно”, - говорит Алеман. Результаты исследования, опубликованные 29 июня без экспертной оценки через службу медицинской допечатной подготовки medRxiv, не показали, действительно ли у этих людей никогда не развивались антитела или они быстро снижались до неопределяемого уровня. Как бы то ни было, доклад сразу же вызвал озабоченность по поводу вакцины, поскольку стимулирование выработки антител является ключевой стратегией, с помощью которой иммунизация защищает от болезней.
Это явное снижение антител было вновь зарегистрировано 21 июля у 34 человек с легкой формой инфекции COVID-19. Если часть людей, инфицированные SARS-CoV-2, не продуцируют антитела, это может означать, что они могут не реагировать на вакцину.
Т-клетки спешат на помощь?
Иммунолог Адриан Хейдей из Королевского колледжа Лондона беспокоится меньше. Несмотря на то, что Т-клетки труднее измерить и не могут предотвратить повторную инфекцию, они играют важную роль в способности организма помнить прошлые инфекции и защищать кого-то от тяжелой болезни.
“Похоже, что Т-клетки могут быть действительно полезны в этой инфекции", -- говорит Хейдей, указывая на несколько новых работ по SARS-CoV-2 и другим коронавирусам в качестве доказательства.
SARS-CoV-2 является одним из семи известных коронавирусов, способных заразить человека. Первоначальный вирус атипичной пневмонии исчез после крупных вспышек в 2003 году, а вирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS) заразил лишь небольшое число людей на Ближнем Востоке и в Северной Африке. Четыре других коронавируса широко циркулируют и вызывают простуду.
Иммунитет к коронавирусам простуды длится всего год или два, поэтому насморк и задыхание остаются неотъемлемой частью жизни. Однако пациенты, инфицированные оригинальным вирусом SARS, все еще обладали Т-клетками памяти, реагировавшими на белки вируса 17 лет спустя, как недавно сообщил иммунолог Антонио Бертолетти из Медицинской школы Дюк-Нус в Сингапуре в Nature . Эти же Т-клетки памяти также реагировали на SARS-CoV-2. Бертолетти говорит, что это хорошее предзнаменование для COVID-19.
“Даже если Т-клетки не предотвратят повторную инфекцию, вы не заболеете так сильно”, - говорит он.
Точно так же Лейф Эрик Сандер , врач-инфекционист из Университетской больницы Шарите в Берлине, обнаружил, что 83 процента из 25 пациентов COVID-19 в Германии продуцируют хелперные Т-клетки, "двоюродных братьев" разновидности Т-киллеров, названных так за их способность стимулировать выработку антител. Эти клетки смогли установить ответ на спайковый белок, который покрывает SARS-CoV-2. Сандер и его коллеги также обнаружили, что треть из 68 человек, никогда не подвергавшихся воздействию нового коронавируса, также имели эти хелперные Т-клетки. Хотя Сандер пока не может сказать наверняка, он подозревает, что эти Т-клетки изначально были произведены для защиты от коронавируса простуды.
Научная статья, опубликованная 4 августа Вайскопф и ее коллегами, поддерживает эту гипотезу и намекает, что ранее существовавший иммунитет к этим коронавирусам простуды может помочь объяснить, почему у некоторых людей нет симптомов. Поскольку COVID-19 имеет некоторое сходство с этими вирусами, некоторые Т-клетки могут реагировать на оба патогена.
“Мы действительно не знаем, как Т-клетки связаны с тяжестью заболевания”, - говорит она.
Вайскопф, научный сотрудник Института Ла-Хойи, иммунолог Алессандро Сетте, и де Врис также провели углубленный анализ иммунного ответа 20 взрослых, выздоровевших от COVID-19. Они обнаружили, что, хотя антитела развиваются главным образом к спайковому белку, покрывающему вирус, Т-клетки могут реагировать на эпитопы изнутри и снаружи вируса. Их результаты были опубликованы в журнале Cell .
Это хорошая новость для вакцины, говорит Де Фриз, потому что это означает, что даже если внешние спайковые белки со временем мутируют, Т-клетки все равно смогут обеспечить некоторую защиту, поскольку они распознают другие части вируса, менее подверженные изменениям.
Пока никто не может сказать, что означают эти Т-клеточные реакции с точки зрения профилактики и инфицирования, или как долго они могут продолжаться. Потенциальные предсуществующие реакции Т-клеток все же могут повлиять на то, насколько хорошо вакцина защищает людей, говорит Сандер.
“Мы имеем дело с этим вирусом в течение шести месяцев, - говорит Вайскопф, - поэтому мы не можем знать о том, что может произойти через 12 месяцев.”