Исследователи из Сколтеха, американских компаний VirIntel и Argentys Informatics и двух институтов РАН провели совместное исследование, в котором проанализировали иммунный ответ на вирус SARS-CoV-2 у пациентов с разной степенью тяжести заболевания.
Ученые обнаружили, что у половины пациентов с бессимптомным течением заболевания не вырабатывается значимого количества антител IgG того вида, на который нацелены многие популярные тесты для выявления перенесенной коронавирусной инфекции. В то же время практически у всех пациентов были обнаружены другие антитела, причем их уровень часто оказывался выше именно при бессимптомном течении заболевания. На основе этих наблюдений ученые предложили в качестве маркера тяжести заболевания соотношение между этими двумя показателями. Результаты исследования опубликованы в журнале Viruses.
Цель анализа крови на антитела у пациентов, недавно перенесших коронавирусную инфекцию, — выявить иммуноглобулины IgG, которые, как правило, начинают вырабатываться спустя несколько недель после инфицирования и подразделяются на несколько разновидностей в зависимости от того, к какой части вируса они прикрепляются. Наиболее распространенные виды IgG — антитела к нуклеокапсидному белку и рецептор-связывающему домену (RBD) спайкового белка коронавируса. В ходе исследования российские и американские ученые определили уровни антител обоих типов у пациентов, переболевших COVID-19 в легкой, бессимптомной и тяжелой формах.
«Наш главный вывод состоит в том, что у пациентов с бессимптомным течением COVID-19 зачастую отсутствуют антитела IgG к нуклеокапсидному белку — одному из внутренних компонентов вируса. Однако для выявления перенесенного в недавнем прошлом заболевания пациентам обычно назначают анализ именно на этот тип антител», — рассказывает первый автор исследования, сотрудник Сколтеха, Института биофизики клетки и Института проблем передачи информации РАН Мария Тутукина.
«Зато у всех протестированных нами пациентов, кроме одного, независимо от тяжести заболевания, были обнаружены антитела IgG к рецептор-связывающему домену спайкового белка, который находится на поверхности вирусной частицы», — добавляет соавтор исследования, сотрудник ИППИ РАН и компании VirIntel Анна Казнадзей.
Основываясь на полученных данных, ученые полагают, что для установления факта перенесенного заболевания целесообразнее всего делать анализ на уровень антител к RBD.
Чем объясняется, что у части переболевших ковидом есть антитела к RBD, но к нуклеокапсидному белку — нет? Исследователи предполагают, что все дело в том, где находится элемент вирусной частицы, на который нацелен иммуноглобулин, — внутри нее или снаружи.
Ученые высказали предположение, что в случае бессимптомного течения COVID-19 иммунная система настолько успешно дает отпор инфекции на ранней стадии заболевания, что вирус просто не успевает войти в фазу активного размножения, когда клетки буквально разрывает на части и во все стороны разлетаются вирусные «запчасти», обычно скрытые внутри вредоносной частицы. Лишь при таком неблагоприятном сценарии могут сформироваться антитела к нуклеокапсидному белку. Однако, до тех пор, пока вирус не проник в клетку, у пациента вырабатываются только антитела к RBD, мишень которых находится на внешней поверхности вируса.
Антитела к RBD часто называют «нейтрализующими», так как они способны предотвращать связывание спайкового белка вируса с рецептором. Ученым удалось показать наличие корреляции между количеством антител IgG к RBD и способностью сыворотки блокировать взаимодействие между рецептором и RBD.
Еще один весьма любопытный вывод, к которому пришли ученые, заключается в том, что в исследуемой выборке содержание антител к RBD не только не уменьшилось, но в среднем даже увеличилось. Хотя, по словам авторов, полученные результаты на первый взгляд противоречат более ранним исследованиям, в которых отмечалось постепенное снижение уровня антител к RBD, результат может во многом зависеть от образа жизни и поведения пациентов из выборки после выздоровления.
«Есть все основания ожидать, что у пациента, перенесшего COVID-19, при повторном контакте с патогеном произойдет резкий подъем уровня антител. Это нормальная реакция человеческого организма, ведь наш иммунитет — это не защитный скафандр, а способность эффективно противодействовать вирусу при его повторном попадании в организм. От того, будет ли он вновь проникать в организм и как часто, будет зависеть динамика изменения количества антител», — добавляет Анна Казнадзей.
Учитывая выявленные различия в уровнях антител IgG двух типов, ученые предположили, что соотношение между их количествами может служить маркером тяжести заболевания. «Такой маркер имеет смысл применять в том случае, когда пациент не делает компьютерную томографию, будучи уверенным, что пневмонии у него нет. Если анализ крови выявит у него преобладание антител IgG к нуклеокапсидному белку, то целесообразно направить его на компьютерную томографию и, возможно, назначить курс реабилитации», — отмечает Мария Тутукина.
У вакцинированных повышенный уровень антител к RBD может указывать на то, что после вакцинации имела место повторная встреча с вирусом, а значит оснований для ревакцинации нет, поскольку иммунная система и так среагировала на новый контакт с вирусом.
Работа восполняет один из пробелов в исследованиях иммунного ответа при COVID-19: пациенты с легкой симптоматикой далеко не всегда обращаются за медицинской помощью и, следовательно, выпадают из поля зрения ученых.
Исследование проведено учеными Сколковского института науки и технологий, Института биофизики клетки и Института проблем передачи информации РАН, компаний VirIntel LLC и Argentys Informatics LLC (США).
*****
Сколтех — негосударственный международный университет. Созданный в 2011 году в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT), Сколтех готовит новое поколение лидеров в области науки, технологий и бизнеса, проводит исследования в прорывных областях и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром. Сколтех развивает шесть приоритетов: искусственный интеллект и коммуникации, науки о жизни и здоровье, прорывная инженерия и передовые материалы, энергоэффективность и ESG, фотоника и квантовые технологии, перспективные исследования. Усилия Сколтеха призваны способствовать укреплению технологического превосходства России в приоритетных направлениях. Сайт: https://www.skoltech.ru/.
