Коронавирус и иммунитет

Коронавирус продолжает распространяться по всему миру. Более 4,5 миллиона подтвержденных случаев COVID-19 зарегистрировано в 188 странах. Погибло более 300 000 человек.

«Выживают в пандемии коронавируса наиболее приспособленные» — что это означает? Как наш иммунитет воздействует на коронавирус?

Кто «наиболее приспособлен выжить при коронавирусе?»

Если обратиться к теории Чарльза Дарвина о механизме естественного отбора, который управляет эволюцией жизни, то выживают организмы с генами, лучше приспособленными к окружающей среде.

Особенно концепция Дарвина интересна в период, когда вспыхивает новая инфекция, не известная ранее миру.

Вопросом, кто лучше адаптируется для защиты от COVID-19, задались исследователи-иммунологи из Университета Южной Каролины во главе с заслуженным профессором Митци Nagarkatti.

Ученые считают, что весьма сложно определить, кто является «наиболее приспособленным» выжить в пандемии коронавирусной инфекции. Но ясно одно: при отсутствии эффективных вариантов лечения выживаемость при коронавирусе полностью зависит от иммунитета пациента.

Иммунный ответ — обоюдоострый меч при COVID-19

Исследователи работали над тем, как иммунный ответ является обоюдоострым мечом – с одной стороны, помогая хозяину бороться с инфекциями, а с другой — наносит значительный ущерб в виде аутоиммунных заболеваний.

Ученые выделяют две фазы иммунного ответа, подобных действию двух фаз автомобиля. Чтобы безопасно добраться до места назначения, вам нужны как акселератор («газ») — фаза 1, так и тормоз — фаза 2, которые хорошо функционируют. Неудача в любом случае может иметь значительные последствия.

Эффективный иммунный ответ организма против инфекционного агента находится в тонком балансе двух фаз действия.

Когда инфекционный агент атакует, в организме начинается фаза 1. Во время неё возникает воспаление — состояние, в котором различные иммунные клетки собираются в месте заражения для уничтожения патогена.

За этим следует фаза 2, во время которой иммунные клетки, называемые регуляторными Т-клетками, подавляют воспаление. После этого инфицированные ткани полностью исцеляются.

Дефицит иммунных клеток в первой фазе может привести к неконтролируемому росту инфекционного агента (вируса или бактерий). Дефект во второй фазе может вызвать массивное воспаление, повреждение тканей и смерть.

Коронавирус и иммунитет

COVID-19 заражает клетки, прикрепляясь к рецептору, называемому ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2), который присутствует во многих тканях по всему телу, включая дыхательные пути и сердечно-сосудистую систему.

Эта инфекция запускает фазу 1 иммунного ответа, когда В-клетки, продуцирующие антитела, откачивают нейтрализующие антитела, которые могут связываться с вирусом и предотвращать его прикрепление к ACE2.

Во время фазы 1 иммунные клетки также продуцируют цитокины — группу белков, которые рекрутируют другие иммунные клетки, а также борются с инфекцией.

Если иммунная система нарушена и плохо работает во время фазы 1, вирус может быстро размножаться.

К людям с ослабленной иммунной системой относятся пожилые люди, реципиенты трансплантации органов, пациенты с аутоиммунными заболеваниями, онкологические больные, проходящие химиотерапию, а также лица, родившиеся с иммунодефицитными заболеваниями.

Многие из этих людей могут не производить достаточного количества антител или Т-клеток-киллеров, чтобы противостоять коронавирусу. Поэтому он беспрепятственно размножается и вызывает тяжелую инфекцию.

Повреждение лёгких в результате воспаления

В норме существует широкий спектр микроорганизмов, как вредных, так и доброкачественных, которые гармонично живут в лёгких. Однако, распространение коронавируса и последующее воспаление нарушают этот баланс, позволяя вредным бактериям, присутствующим в лёгких, доминировать. Это приводит к развитию пневмонии, при которой воздушные мешочки легких, называемые альвеолами, наполняются жидкостью или гноем, что затрудняет дыхание пациента.

Кислородное голодание вызывает дополнительное воспаление в легких, приводящее к острому респираторному дистресс-синдрому (ОРДС), который наблюдается у трети пациентов с COVID-19.

Иммунная система, неспособная контролировать вирусную инфекцию и другие патогенные микроорганизмы в лёгких, вызывает еще более сильную воспалительную реакцию, высвобождая больше цитокинов. Такое состояние, известно, как «цитокиновый шторм».

На этой стадии болезни иммунный ответ фазы 2, направленный на подавление воспаления, терпит неудачу и не может контролировать цитокиновый шторм. Такие цитокиновые бури вызывают чрезмерное высвобождение иммунными клетками организма разрушительных, агрессивных химических веществ, предназначенных для уничтожения инфицированных клеток. Это может привести к серьезному повреждению лёгких и других органов.

Кроме того, поскольку ACE2 присутствует во всем организме, Т-клетки — киллеры из фазы 1 могут уничтожать инфицированные вирусом клетки во многих органах, вызывая более широкое разрушение.

Таким образом, пациенты, продуцирующие избыточное количество цитокинов и Т-клеток, могут умереть от повреждения не только лёгких, но и других органов, таких как сердце и почки.

Эффективность профилактики и лечения – в сбалансировании иммунного ответа

Вышеприведенный сценарий вызывает несколько вопросов, касающихся профилактики и лечения COVID-19. Поскольку большинство людей выздоравливают после коронавирусной инфекции, вполне вероятно, что вакцина, которая запускает нейтрализующие антитела и Т-клетки для блокирования попадания вируса в клетки и его копирования, скорее всего, будет успешной. Ключ к эффективной вакцине заключается в том, чтобы она не вызывала чрезмерного воспаления.

Кроме того, у пациентов, которые переходят в более тяжелую, зачастую летальную форму, — ОРДС и цитокиновый шторм, существует острая потребность в новых противовоспалительных препаратах.

Нужны препараты, которые могут широко подавлять цитокиновый шторм, не вызывая чрезмерного подавления иммунного ответа. Только при такой картине лечения пациенты смогут очиститься от коронавируса без повреждения лёгких и других тканей.

Возможно, существует лишь узкое окно возможностей, в течение которого эти иммуносупрессивные агенты могут быть эффективно использованы. Такие средства не следует запускать на ранней стадии инфекции, когда больной нуждается в иммунной системе для борьбы с инфекцией. Но это не может быть отложено слишком надолго после развития ОРДС, когда массивное воспаление уже неконтролируемо. Это окно возможности в противовоспалительном лечении может быть определено путем мониторинга уровня антител и цитокинов у пациента.

Таким образом, «наиболее приспособленные» к выживанию при заражении коронавирусом — это люди, у которых устанавливаются нормальные обе фазы иммунного ответа. То есть, — сильный иммунный ответ в фазе 1 для очищения от первичной коронавирусной инфекции и подавления ее распространения в лёгких. А затем, — оптимальный ответ фазы 2 для предотвращения чрезмерного воспаления в виде «цитокинового шторма».

Вакцины и противовоспалительные средства должны тщательно управлять этим тонким уравновешивающим действием, чтобы быть эффективными.

Рассматривая вопрос коронавируса и иммунитета нелегко выявить, кто из пациентов наиболее приспособлен к выздоровлению. Это не обязательно самые молодые, сильные или самые спортивные люди, которые гарантированно выживут после этого коронавируса.

Наиболее приспособленными являются те, у кого есть «правильный» иммунный ответ. В результате него организм может быстро очиститься от инфекции, не вызывая чрезмерного воспаления, которое может быть смертельным для больного.