О том, как SARS-CoV-2 влияет на показатели иммунного статуса человека, каковы потенциальные предикторы неблагоприятного исхода болезни и о вероятности повторного заболевания COVID-19
Беседа с Андреем Гончаровым – кандидатом медицинских наук, директором Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси.
—Что уже точно известно о том, как COVID-19 влияет на показатели иммунного статуса?
— К настоящему времени достаточно много работ уже опубликовано на этот счет. И можно охарактеризовать все результаты как в целом лимфопению. Т.е. в основном страдают T-клетки, но также снижается и содержание естественных киллерных клеток, и B-лимфоциты и многие другие субпопуляции. Эти данные, собранные по результатам исследования более 1000 пациентов, достаточно убедительны, но при этом изменения – неспецифические. Так, при многих острых заболеваниях наблюдается схожая картина. Например, в постоперационном периоде у большинства пациентов возникает резкая лимфопения, затем через несколько дней содержание лимфоцитов постепенно приходит в норму. Это обусловлено, как правило, либо миграцией во вторичные лимфоидные органы, либо в патологический очаг, либо же элиминацией клеток, т.е. разным патогенезом при разных заболеваниях. Известно, что при КОВИД-19 наблюдается как гиперактивация системы иммунитета по ряду показателей, так и, с другой стороны, истощение в следствии гиперактивации, поскольку оба эти процесса взаимосвязаны.
Мы проводили исследование совместно с Белорусским государственным медицинским университетом. В исследовании приняли участие 57 пациентов – это не так много, но мы изучили огромное количество разных показателей системы иммунитета. В результате мы выделили два потенциальных предиктора неблагоприятного исхода болезни: нулевое содержание дендритных клеток крови, и резкое увеличение в четыре-пять раз по сравнению с нормой содержания миелоидных супрессорных клеток моноцитарного происхождения. Практически с 90% вероятностью можем прогнозировать неблагоприятный исход болезни. Соответственно, следует пытаться модифицировать лечение для достижения лучшего эффекта.
—Как известно, система клеточного иммунитета выполняет защитные функции путём активации антиген-специфических Т-клеток. Какие существуют методы определения этих клеток?
—Существует три разных подхода к определению. При этом, они не являются общепринятыми. Так, выявляется функциональный ответ Т-клеток на антиген: клетки пациента – лимфоциты сокультивируются с антигеном – это либо белки, либо синтетические пептиды. А затем уже выявляется ответ клеток или по продукции провоспалительных цитокинов, или по экспрессии маркеров, ассоциированных с антиген-специфическим ответом: CD137, CD154 и ряд других.
Вторая группа методов основана на использовании MHC тетра- и пентамеров, связывающих Т-клеточные рецепторы, с детекцией на проточном цитометре. Наконец, последние – это молекулярно-биологические методы – секвенирование генов Т-клеточного рецептора с определением их репертуара.
Однако необходима стандартизация этих методов, поскольку сравнивать результаты разных исследований зачастую не представляется возможным.
—У подавляющего большинства пациентов после болезни выявляют специфические Т-клетки. Кроме того, у пациентов, которые переболели в 2003 году SARS-CoV, выявлены долгоживущие Т-клетки памяти, специфические к SARS-CoV-2. Так, можно ли с абсолютной уверенностью говорить о том, что повторное заболевание у ранее переболевших исключено?
— Действительно, исследование, проведенное сингапурскими учеными, достаточно интересное. Они исследовали 24 пациента, которые в 2003 году перенесли SARS-CoV-1, а также инфицированных SARS-CoV-2 и пациентов, переболевших сезонными респираторными коронавирусами. Антиген-специфические клетки, которые могли связывать антигены SARS-CoV-2, были выявлены у пациентов, переболевших 17 лет назад атипичной пневмонией, а также у 3/4 пациентов, перенесших недавно сезонные коронавирусы. Однако, это не говорит о том, что все пациенты – абсолютно иммунные, но, безусловно, позитивный прогноз в их отношении намного выше.
—А, правда ли, что период, на протяжении которого может сохраняться иммунитет после болезни, зависит и от организма человека? То есть, это индивидуально?
—Все зависит от иммуногенности антигенов вирусов, которые поступают. Т.е. одни вирусы более иммуногенные, другие менее, одни больше стимулируют Т-клеточный иммунный ответ, другие, наоборот, продукцию антител. Да, это все очень индивидуально. Безусловно, играет роль и состояние иммунной системы организма: первичные, вторичные иммунодефициты – это все большой минус.
—Наличие у человека иммунитета к коронавирусу не исключает вероятность того, что он может стать его переносчиком. Так ли это?
—Пока нет данных о том, что SARS-CoV-2 может длительно персистировать в организме. Да, есть статьи, в которых утверждается, что месяц-два наблюдается позитивные ПЦР-тесты. Но здесь вопрос в том, все-таки это живой вирус, либо же мы выявляем фрагменты нуклеиновых кислот? В теории возможно даже хроническое носительство коронавируса. Например, у многих животных нестерильный иммунитет, при котором в организме постоянно поддерживается небольшое количество коронавируса. Такие животные сами не болеют, но способны заражать других. В отношении человека пока достоверных данных нет.
—Как, вы уже отметили, выделяют стерильный иммунитет, например, есть заболевания как корь, которые на всю жизнь или на долгий срок вырабатывают иммунитет. А также нестерильный иммунитет, например, при таких заболеваниях как ОРВИ, которые такого иммунитета не оставляют. К какой категории относится COVID-19?
—Классический вариант нестерильного иммунитета, когда возбудитель длительное время персистирует в организме – это герпес и туберкулез. Коронавирусы, с которыми мы сталкивались, все-таки относятся к первой категории. Пациент переболевает, и вирус в организме больше не остается, т.е. нет никаких резервуаров. Мы знаем, что антитела к SARS, MERS, сезонным коронавирусам сохраняются на протяжении трех лет. Если верить тем работам, которые я упоминал, антиген-специфиечские клетки сохраняются на протяжении десятилетий. Нет оснований полагать, что SARS-CoV-2 в плане иммуногенности является особенным. Скорее всего, мы будем видеть аналогичную ситуацию. Т.е. антитела будут сохраняться на протяжении одного-трех лет, Т-клетки памяти – гораздо дольше.
—Что может объяснить частоту бессимптомных и легких форм болезни?
—Прежде всего, это разная вирусная нагрузка. Это количество того антигена вируса, который попал в организм. С одной стороны, непродолжительный контакт с заболевшим либо с носителем, с другой стороны, длительное вдыхание аэрозолей, содержащих вирус (непосредственный контакт с инфицированным долгое время). Во втором случае течение заболевания зачастую более тяжелое.
Опять-таки, состояние системы иммунитета тоже играет большую роль. Кроме того, в некоторых научных работах утверждается, что если человек переболел сезонными коронавирусами, то это может обеспечить иммунную защиту. Сезонные коронавирусы – это 1/5 всех ОРВИ, которые мы наблюдаем, т.е. это достаточно много. И, наконец, сами индивидуальные особенности – полиморфизм генов, что касается и иммунной системы, и свертывающей системы крови, и эндотелия сосудов. Так, частота легкого и тяжелого протекания болезни объясняется многофакторными аспектами.
—Правда ли что не все антитела могут бороться с патогеном?
—Антитела могут быть нейтрализующие и теми, которые просто связывают антиген без блокировки биологической активности. Нейтрализующие антитела связывают вирус, в результате чего вирус дальше не оказывает свой биологический эффект. При SARS-CoV-2 как раз-таки выявляют большое количество именно нейтрализующих антител. Хотя сами антитела не у всех переболевших выявляются: примерно у трети переболевших антител нет, либо их содержание крайне низко и не обеспечивает должную иммунную защиту. Вероятно, это объясняется тем, что как только поступает вирус в организм, в действие приходит естественный иммунитет, т.е. все те клетки, которые сразу же нейтрализуют вирус. И фактически антитела не образуются, поскольку вирус очень быстро элиминируется.
—На ваш взгляд, каковы прогнозы касательно второй волны?
—Это сложно прогнозировать. Но все-таки те сведения, которые поступают из разных стран, говорят о том, что вирус ослабевает и становится менее патогенным. В Беларуси наблюдается меньшее количество тяжелых форм заболевания и меньше пациентов в реанимациях. Это не может не обнадеживать. С другой стороны, во всем мире переболело не такое большое количество населения – от 5-20%. Но эпидемиологический процесс в целом постепенно стихает. На сегодняшний день пока не известно, с чем это связано. Необходимы дополнительные масштабные скрининговые исследования.
—Какой процент населения должен переболеть коронавирусом, чтобы появился коллективный иммунитет?
—Классика – 60,70,80%. В отношении COVID-19 пока еще однозначного ответа нет. Возникает вопрос: как мы определяем коллективный иммунитет? Как правило, по наличию антител. Но мы видим, что не у всех переболевших есть антитела. Возможно, здесь необходимы другие подходы. Плюс добавляется определение антиген-специфических Т-клеток, которые обнаруживаются практически у всех переболевших. Но пока это проблема, поскольку, как я уже отмечал, методы не стандартизованы, и пока их можно поставить далеко не во всех лабораториях.
—Расскажите подробнее о методе лечения вирусных пневмоний мезенхимальными стволовыми клетками.
—Это один из методов дополнительной терапии, который может быть использован для лечения таких пневмоний. Здесь идет речь о донорских аллогенных стволовых клетках, которые вводятся, как правило, внутривенно, в результате до 90% МСК оседает в легких. Это нормально, они обладают тропностью к легочным тканям. Мезенхимальные стволовые клетки успешно подавляют функциональную активность практически всех клеток системы иммунитета.
При коронавирусных пневмониях наблюдается такое явление, как гиперцитокинемия, так называемый, цитокиновый шторм, т.е. гиперактивация иммунной системы. И введенные именно в этом периоде болезни стволовые клетки производят лечебный эффект. Кроме того, мезенхимальные стволовые клетки могут оказывать регенеративный эффект и способствовать лечению полиорганной недостаточности – это поражение сердца, почек и абсолютно всех органов.
Сегодня этот проект начинается. Только что утверждена программа клинических испытаний. Да, мы несколько запоздали по сравнению с другими странами. Сейчас на «Clinical Trial» зарегистрировано порядка 40-ка подобных исследований практически во всех странах мира. И уже есть первые неплохие результаты. Будем надеяться, что мы получим результаты не хуже. Мы формируем три группы разных пациентов. Посмотрим, для какой из них наше лечение окажется более эффективным. Естественно, необходимо выполнить и подбор доз, и кратность введения.
—В чем преимущество этого направления?
—Эффективных лекарственных средств и методов лечения не существует. Антиретровирусная терапия ушла в прошлое, использование противомалярийных лекарственных средств в настоящее время не одобрено FDA и ВОЗ и не без оснований. Мы имеем фактически только «Фавипиравир» и «Ремдесивир». Понятно, что так называемые «иммуномодулирующие лекарственные средства с противовирусным эффектом» можно не брать в расчет. И, соответственно, чем можно лечить такие пневмонии, и, в частности, цитокиновый шторм? Опять же Тоцилизумаб и другие моноклональные антитела к интерлейкину-6 – это блокировка лишь одного провоспалительного цитокина, а их массы. Плюс ко всему не блокируются межклеточные взаимодействия в то время, как стволовые клетки способны помочь: это блокировка всей гиперактивации системы иммунитета.
—Какой вывод мы должны извлечь после пандемии коронавируса?
—Во-первых, это большее финансирование науки и здравоохранения. Во-вторых, общество в целом должно самообразовываться и иметь хотя бы минимальное представление о биологии, медицине и своем здоровье.
Интервью проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.
Дата беседы:18.06.2020