Интернет |
Раскрыта тайна Т-клеточного иммунитета к коронавирусу
Т-клетки «запомнили» старый коронавирус и быстро уничтожают новый
Любой мегаполис – это настоящий «вирусный котел», где примерно половина жителей уже имеет иммунитет к коронавирусу. И Москва – не исключение. Спасибо надо сказать болезням, перенесенным нами в предыдущие годы. Ведь среди них были другие коронавирусы, иммунитет к которым может защищать нас и от SARS-CoV-2.
Все дело в большом потенциале нашего Т-клеточного иммунитета, который изучают столичные ученые из Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова. Под его эгидой проходит широкомасштабное исследование Т-клеток, включая тестирование жителей столицы на предмет коллективной защиты от коронавиурса. Побеседовав с сотрудниками РНИМУ им.Пирогова, мы узнали, что:
– Иммунитет к SARS-CoV-2 может быть у людей, переболевших когда-то «кишечным гриппом» или обычными ОРВИ;
– Никто в мире, кроме российских ученых, пока не умеет определять Т-клеточный иммунитет по анализу ДНК клеток крови;
– Иммунитет у переболевших и вакцинированных от ковида людей может сохраняться десятки лет.
Т-клеточный иммунитет изучают сейчас во всем мире. Это, пожалуй, главная надежда человечества на освобождение от ковидного «плена».
Для того, чтобы познакомиться с ним поближе, - небольшое введение из общей иммунологии.
Что такое «Т-клетки»?
Пожалуй, даже малые дети знают сегодня про антитела к коронавирусу. Если их нет — значит, вы еще не переболели, и у вас нет защиты от коварного вируса.
И это... неправильный ответ. Дело в том, что антитела - субстанция временная, спустя год после перенесенного заболевания количество их снижается в разы, а потом они и вовсе могут исчезнуть. Но есть другая ветвь специфического иммунитета: клеточный иммунитет, - более основательный, глубинный, который остается после болезни (или вакцинации) надолго. Есть научные проверенные данные, что к некоторым заболеваниям, к примеру, полиомиелиту, желтой лихорадке и ряду других инфекций этот базовый, Т-клеточный иммунитет может держаться десятки лет, а то и всю жизнь. Что касается нового коронавируса SARS-CoV-2, как ведет себя с ним наш Т-клеточный иммунитет, до конца пока неизвестно, но у ученых есть большие надежды именно на этот сегмент иммунной системы.
Исходя их общих правил иммунологии, если у человека есть (или были) антитела к коронавирусу, они не могли возникнуть без Т-лимфоцитов. Дело в том, что в самом начале болезни, примерно за неделю до появления первых симптомов, попавший в организм вирус «встречают» именно Т-клетки. Сообща, они «оценивают» его и, если «понимают», что проникших в организм чужеродных частиц много, и они не похожи на собственные белки организма, «решают», подлежат ли неизвестные интервенты уничтожению. Если решение принято, черную работу Т-клетки поручают В-клеткам (передают сигнал). В-клетки и начинают продуцировать антитела к новому вирусу. Сначала они синтезируют их внутри себя, а затем выставляют на поверхность В-клеточные рецепторы, которые, подобно антеннам, пеленгуют вирусные частицы, и, если находят их, то отрываются от материнской клетки и вступают в бой с врагом самостоятельно. Эти рецепторы и есть те самые антитела, или известные нам иммуноглобулины G (IgG). В идеале их должно быть много (высокий титр антител) и они должны быть максимально специфичными (способными эффективно связывать конкретный вирус). Такие антитела облепляют вирус со всех сторон, образуя некий конгломерат, который привлекает внимание всех участников иммунной системы, в частности, на подмогу приходят нейтрофилы и макрофаги.
Интересный факт, о котором я никогда не слышала, отметил старший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины РНИМУ им.Пирогова, профессор Юрий Лебедев. Оказывается, антитела не просто убивают вирус, но еще и съедают его, превращая в питательные вещества для организма. Да, да, - коронавирусом можно еще и питаться, правда, не через пищеварительный тракт, а через кровь.
Справившись с вирусом, антитела и сами постепенно исчезают (разбавляются). Сокращается и «руководство штаба» в виде Т-клеток, но не полностью.
– Часть Т-клеток сохраняется, превращаясь в Т-клетки памяти, которые продолжают присутствовать в кровотоке, в лимфе и на границах слизистых оболочек, они всегда — в движении, - поясняет Юрий Лебедев. – И если вдруг организм снова встречается с тем же вирусом, лимфоциты очень быстро опознают своего старого врага и незамедлительно запускают систему реагирования. Теперь ковид-специфичным Т-клеткам уже не требуется время на «обдумывание» стратегии, на которую первоначально затрачивалось 5-6 дней. Решение атаковать «принимается» в течение суток! По тревоге поднимаются и В-клетки, и в кровь уже в день инфицирования начинают поступать антитела.
“Нет людей без антител IgG к коронавирусу”
Специалисты определяют титр антител двумя основными способами: по массе и по так называемому КП - коэффициенту правдоподобия. Количество измеряют по числу микрограммов иммуноглобулинов антител в одном миллилитре крови. Для обнадеживающего результата их должно быть не менее 200. Что касается КП — он показывает уровень превышения над условным фоном таких же иммуноглобулинов в крови. Защитным считается превышение коронавирусных IgG над условным фоном в 10 и более раз.
– Но что такое - «фон»? Откуда он берется? - задаю я вопрос Лебедеву.
– Как бы вы не определяли, нет людей, у которых совсем не будет антител IgG.
– Даже к новому коронавирусу?
– Даже к коронавирусам, - их следует упоминать во множественном числе. Коронавирусов на Земле до SARS-CoV-2 было много – в том числе и очень похожих на нынешний. Когда определяют антитела именно к новому коронавирусу, стараются найти и измерить количество всех антител, которые способны хоть как-то его опознавать. В итоге тест-системы определяют много разнообразных антител к коронавирусам, и не обязательно обладающих конкретным S-белком (который появился именно у «короны» для того, чтобы усилить патогенность для человека).
Как старые коронавирусы спасают москвичей
Теперь очень обнадеживающая информация от проректора по научной работе РНИМУ им. Пирогова Дениса Ребрикова, основанная как раз на факте присутствия в нашем организме отголосков «старых» коронавирусов. Проведенное в стенах университета крупномасштабное тестирование москвичей на Т-клеточный иммунитет показало, что около половины из нас обладают так называемым предсуществующим иммунитетом к SARS-CoV-2 (даже не переболев им)!
– Коронавирус не один, - только по нашему региону известно как минимум четыре постоянно присутствующих вида, - говорит Денис Владимирович. – Мы постоянно болеем коронавирусами в Москве. И наше исследование москвичей на наличие Т-клеточного иммунитета к SARS-CoV-2 выявило, что он имеется примерно у половины жителей мегаполиса. Причем речь не идет о SARS-CoV-2-специфичных Т-клетках. Оказалось, что новый коронавирус узнают лимфоциты, «надрессированные» на прежние виды коронавирусов. Некоторые белки «старых» коронавирусов, которые мы чаще всего переносим как ОРВИ, кишечный грипп и пр., настолько схожи с белками нового, что размножившиеся на них Т-клетки способны защищать нас и от SARS-CoV-2.
– Можно ли считать, что Т-клетками старых коронавирусов мы на сто процентов защищены от нового вируса?
– Сила предсуществующего Т-клеточного иммунитета у всех разная, и говорить о 100-процентной защите некорректно. Но можно утверждать, что значительное число москвичей до сих пор не заболело COVID-19 в том числе и по причине наличия хорошего Т-клеточного ответа на «старые» (обычные) коронавирусы.
– А если человек переболел «старым» коронавирусом, вакцинироваться от нового все равно надо?
– На всякий случай, конечно, лучше вакцинироваться. Тем более что тест на Т-клеточный иммунитет пока не стал рутинным и определить его быстро не получится. Всегда лучше иметь полный комплект противовирусного «вооружения», а вакцинация – очень мощный элемент защиты.
– На другие области и страны эта информация может распространяться?
– К сожалению, московские данные нельзя напрямую экстраполировать на всю Россию. Москва, как наверное, и другие крупные мегаполисы, уникальна своим разнообразием вирусов и плотностью населения, это настоящий бурлящий вирусный котел, где люди друг друга все время перезаражают с высокой скоростью из-за большой плотности населения. В небольших городах, в сельской местности – совсем другой эпидемиологический профиль, и там доля людей с предсуществующей защитой может быть значительно ниже. Зато в результате такого «вирусного котла» именно у жителей мегаполиса появился такой своеобразный бонус в виде Т-клеточного иммунитета к новому коронавирусу.
– Сколько человек прошло через ваше тестирование и каким способом вы выявляли Т-клетки к коронавирусу SARS-CoV-2 и старым коронавирусам?
– В Москве программу по оценке Т-клеточного иммунитета возглавляет профессор РАН, доктор биологических наук, директор НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Пирогова Дмитрий Чудаков. За последние полгода его лаборатории удалось проверить несколько тысяч пациентов методами высокопроизводительного секвенирования.
Его коллега из НМИЦ гематологии Минздрава России Григорий Ефимов параллельно сделал инструмент прямой оценки Т-клеточного иммунитета: так называемый МНС-тетрамер по выявлению ковид-специфичных Т-клеток. Под микроскопом он выглядит как шарик из искусственных иммуноглобулинов-МНС с кусочком вирусного белка. Внутри такого шарика присутствует либо флуоресцентная метка, либо крошечный наномагнит. Теперь представьте себе множество таких наноразмерных «шариков», собранных в единую суспензию. Если добавить такую суспензию к пробе, 1-2-м миллилитрам венозной крови, то сотни и тысячи Т-клеток, уже встречавших вирус, облепят шарики и могут быть «вытащены» из крови за флуоресцентную или магнитную метку.
Т-клеточный репертуар
Уже упомянутый российский профессор Дмитрий Чудаков является автором определения профиля Т-клеточного иммунитета. Он — единственный в мире, кто эффективно определяет специфичность Т-клеток по последовательностям их ДНК и РНК. Это уже не столько метод определения наличия или отсутствия Т-клеточного иммунитета к какому-то конкретному вирусу, а качественная реконструкция всего репертуара Т-клеток в организме.
– Наша цель — научиться определять по Т-клеткам, с какими возбудителями человек встречался в течение всей своей жизни, - поясняет коллега Чудакова Юрий Лебедев. – То есть, определить весь Т-клеточный репертуар организма. Представляете, как будет здорово, если по Т-клеткам мы сможем определять не только весь иммунный статус человека, но и его иммунную память, выявлять людей, с заведомой защитой к серьезным инфекциям (или без таковой)! Надеемся, что на все эти вопросы мы сможем ответить в ближайшее время.
– Слышала, что недавно вы запустили работу по длительному отслеживанию Т-клеточного иммунитета у двух москвичей, переболевших коронавирусом в 2020 году. Вы намерены контролировать его живучесть в течение всех последующих лет?
– Конечно. В этом и суть длительного контроля. Зато потом мы будем знать, сколько Т-клеток к нынешнему заболеванию останется у них через год, через 5 лет и т. д.
– Сколько сейчас прошло времени после их выздоровления? Сохранились ли у них антитела к коронавирусу?
– Оба переболели в легкой форме в начале марта 2020 года. Через полгода после полного выздоровления количество анти-ковидных антител упало в 2 раза, и оно продолжает медленно снижаться. Но специфичные к коронавирусу Т-клетки памяти (такие хорошо обученные стражи для вторичной инфекции) заняли своё прочное место в репертуаре. Сейчас, спустя почти год после первой встречи с вирусом, каждая тысячная из многих миллионов Т-клеток у обоих этих москвичей стоит на страже их здоровья...
Ученые уверены: если комбинировать два технологически разных подхода по изучению Т-клеток, можно каждому человеку дать очень хорошую характеристику по его устойчивости к новому коронавирусу SARS-CoV-2.
Сейчас среди специалистов идет дискуссия по поводу того, сколько будет работать вакцинация: год-два. Но на уровне Т-клеток она может стать пожизненной. Если это будет доказано, то необходимость в повторной вакцинации отпадет полностью, если, конечно, вирус не будет слишком быстро мутировать.
Любой мегаполис – это настоящий «вирусный котел», где примерно половина жителей уже имеет иммунитет к коронавирусу. И Москва – не исключение. Спасибо надо сказать болезням, перенесенным нами в предыдущие годы. Ведь среди них были другие коронавирусы, иммунитет к которым может защищать нас и от SARS-CoV-2.
Все дело в большом потенциале нашего Т-клеточного иммунитета, который изучают столичные ученые из Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова. Под его эгидой проходит широкомасштабное исследование Т-клеток, включая тестирование жителей столицы на предмет коллективной защиты от коронавиурса. Побеседовав с сотрудниками РНИМУ им.Пирогова, мы узнали, что:
– Иммунитет к SARS-CoV-2 может быть у людей, переболевших когда-то «кишечным гриппом» или обычными ОРВИ;
– Никто в мире, кроме российских ученых, пока не умеет определять Т-клеточный иммунитет по анализу ДНК клеток крови;
– Иммунитет у переболевших и вакцинированных от ковида людей может сохраняться десятки лет.
Т-клеточный иммунитет изучают сейчас во всем мире. Это, пожалуй, главная надежда человечества на освобождение от ковидного «плена».
Для того, чтобы познакомиться с ним поближе, - небольшое введение из общей иммунологии.
Что такое «Т-клетки»?
Пожалуй, даже малые дети знают сегодня про антитела к коронавирусу. Если их нет — значит, вы еще не переболели, и у вас нет защиты от коварного вируса.
И это... неправильный ответ. Дело в том, что антитела - субстанция временная, спустя год после перенесенного заболевания количество их снижается в разы, а потом они и вовсе могут исчезнуть. Но есть другая ветвь специфического иммунитета: клеточный иммунитет, - более основательный, глубинный, который остается после болезни (или вакцинации) надолго. Есть научные проверенные данные, что к некоторым заболеваниям, к примеру, полиомиелиту, желтой лихорадке и ряду других инфекций этот базовый, Т-клеточный иммунитет может держаться десятки лет, а то и всю жизнь. Что касается нового коронавируса SARS-CoV-2, как ведет себя с ним наш Т-клеточный иммунитет, до конца пока неизвестно, но у ученых есть большие надежды именно на этот сегмент иммунной системы.
Исходя их общих правил иммунологии, если у человека есть (или были) антитела к коронавирусу, они не могли возникнуть без Т-лимфоцитов. Дело в том, что в самом начале болезни, примерно за неделю до появления первых симптомов, попавший в организм вирус «встречают» именно Т-клетки. Сообща, они «оценивают» его и, если «понимают», что проникших в организм чужеродных частиц много, и они не похожи на собственные белки организма, «решают», подлежат ли неизвестные интервенты уничтожению. Если решение принято, черную работу Т-клетки поручают В-клеткам (передают сигнал). В-клетки и начинают продуцировать антитела к новому вирусу. Сначала они синтезируют их внутри себя, а затем выставляют на поверхность В-клеточные рецепторы, которые, подобно антеннам, пеленгуют вирусные частицы, и, если находят их, то отрываются от материнской клетки и вступают в бой с врагом самостоятельно. Эти рецепторы и есть те самые антитела, или известные нам иммуноглобулины G (IgG). В идеале их должно быть много (высокий титр антител) и они должны быть максимально специфичными (способными эффективно связывать конкретный вирус). Такие антитела облепляют вирус со всех сторон, образуя некий конгломерат, который привлекает внимание всех участников иммунной системы, в частности, на подмогу приходят нейтрофилы и макрофаги.
Интересный факт, о котором я никогда не слышала, отметил старший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины РНИМУ им.Пирогова, профессор Юрий Лебедев. Оказывается, антитела не просто убивают вирус, но еще и съедают его, превращая в питательные вещества для организма. Да, да, - коронавирусом можно еще и питаться, правда, не через пищеварительный тракт, а через кровь.
Справившись с вирусом, антитела и сами постепенно исчезают (разбавляются). Сокращается и «руководство штаба» в виде Т-клеток, но не полностью.
– Часть Т-клеток сохраняется, превращаясь в Т-клетки памяти, которые продолжают присутствовать в кровотоке, в лимфе и на границах слизистых оболочек, они всегда — в движении, - поясняет Юрий Лебедев. – И если вдруг организм снова встречается с тем же вирусом, лимфоциты очень быстро опознают своего старого врага и незамедлительно запускают систему реагирования. Теперь ковид-специфичным Т-клеткам уже не требуется время на «обдумывание» стратегии, на которую первоначально затрачивалось 5-6 дней. Решение атаковать «принимается» в течение суток! По тревоге поднимаются и В-клетки, и в кровь уже в день инфицирования начинают поступать антитела.
“Нет людей без антител IgG к коронавирусу”
Специалисты определяют титр антител двумя основными способами: по массе и по так называемому КП - коэффициенту правдоподобия. Количество измеряют по числу микрограммов иммуноглобулинов антител в одном миллилитре крови. Для обнадеживающего результата их должно быть не менее 200. Что касается КП — он показывает уровень превышения над условным фоном таких же иммуноглобулинов в крови. Защитным считается превышение коронавирусных IgG над условным фоном в 10 и более раз.
– Но что такое - «фон»? Откуда он берется? - задаю я вопрос Лебедеву.
– Как бы вы не определяли, нет людей, у которых совсем не будет антител IgG.
– Даже к новому коронавирусу?
– Даже к коронавирусам, - их следует упоминать во множественном числе. Коронавирусов на Земле до SARS-CoV-2 было много – в том числе и очень похожих на нынешний. Когда определяют антитела именно к новому коронавирусу, стараются найти и измерить количество всех антител, которые способны хоть как-то его опознавать. В итоге тест-системы определяют много разнообразных антител к коронавирусам, и не обязательно обладающих конкретным S-белком (который появился именно у «короны» для того, чтобы усилить патогенность для человека).
Как старые коронавирусы спасают москвичей
Теперь очень обнадеживающая информация от проректора по научной работе РНИМУ им. Пирогова Дениса Ребрикова, основанная как раз на факте присутствия в нашем организме отголосков «старых» коронавирусов. Проведенное в стенах университета крупномасштабное тестирование москвичей на Т-клеточный иммунитет показало, что около половины из нас обладают так называемым предсуществующим иммунитетом к SARS-CoV-2 (даже не переболев им)!
– Коронавирус не один, - только по нашему региону известно как минимум четыре постоянно присутствующих вида, - говорит Денис Владимирович. – Мы постоянно болеем коронавирусами в Москве. И наше исследование москвичей на наличие Т-клеточного иммунитета к SARS-CoV-2 выявило, что он имеется примерно у половины жителей мегаполиса. Причем речь не идет о SARS-CoV-2-специфичных Т-клетках. Оказалось, что новый коронавирус узнают лимфоциты, «надрессированные» на прежние виды коронавирусов. Некоторые белки «старых» коронавирусов, которые мы чаще всего переносим как ОРВИ, кишечный грипп и пр., настолько схожи с белками нового, что размножившиеся на них Т-клетки способны защищать нас и от SARS-CoV-2.
– Можно ли считать, что Т-клетками старых коронавирусов мы на сто процентов защищены от нового вируса?
– Сила предсуществующего Т-клеточного иммунитета у всех разная, и говорить о 100-процентной защите некорректно. Но можно утверждать, что значительное число москвичей до сих пор не заболело COVID-19 в том числе и по причине наличия хорошего Т-клеточного ответа на «старые» (обычные) коронавирусы.
– А если человек переболел «старым» коронавирусом, вакцинироваться от нового все равно надо?
– На всякий случай, конечно, лучше вакцинироваться. Тем более что тест на Т-клеточный иммунитет пока не стал рутинным и определить его быстро не получится. Всегда лучше иметь полный комплект противовирусного «вооружения», а вакцинация – очень мощный элемент защиты.
– На другие области и страны эта информация может распространяться?
– К сожалению, московские данные нельзя напрямую экстраполировать на всю Россию. Москва, как наверное, и другие крупные мегаполисы, уникальна своим разнообразием вирусов и плотностью населения, это настоящий бурлящий вирусный котел, где люди друг друга все время перезаражают с высокой скоростью из-за большой плотности населения. В небольших городах, в сельской местности – совсем другой эпидемиологический профиль, и там доля людей с предсуществующей защитой может быть значительно ниже. Зато в результате такого «вирусного котла» именно у жителей мегаполиса появился такой своеобразный бонус в виде Т-клеточного иммунитета к новому коронавирусу.
– Сколько человек прошло через ваше тестирование и каким способом вы выявляли Т-клетки к коронавирусу SARS-CoV-2 и старым коронавирусам?
– В Москве программу по оценке Т-клеточного иммунитета возглавляет профессор РАН, доктор биологических наук, директор НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Пирогова Дмитрий Чудаков. За последние полгода его лаборатории удалось проверить несколько тысяч пациентов методами высокопроизводительного секвенирования.
Его коллега из НМИЦ гематологии Минздрава России Григорий Ефимов параллельно сделал инструмент прямой оценки Т-клеточного иммунитета: так называемый МНС-тетрамер по выявлению ковид-специфичных Т-клеток. Под микроскопом он выглядит как шарик из искусственных иммуноглобулинов-МНС с кусочком вирусного белка. Внутри такого шарика присутствует либо флуоресцентная метка, либо крошечный наномагнит. Теперь представьте себе множество таких наноразмерных «шариков», собранных в единую суспензию. Если добавить такую суспензию к пробе, 1-2-м миллилитрам венозной крови, то сотни и тысячи Т-клеток, уже встречавших вирус, облепят шарики и могут быть «вытащены» из крови за флуоресцентную или магнитную метку.
Т-клеточный репертуар
Уже упомянутый российский профессор Дмитрий Чудаков является автором определения профиля Т-клеточного иммунитета. Он — единственный в мире, кто эффективно определяет специфичность Т-клеток по последовательностям их ДНК и РНК. Это уже не столько метод определения наличия или отсутствия Т-клеточного иммунитета к какому-то конкретному вирусу, а качественная реконструкция всего репертуара Т-клеток в организме.
– Наша цель — научиться определять по Т-клеткам, с какими возбудителями человек встречался в течение всей своей жизни, - поясняет коллега Чудакова Юрий Лебедев. – То есть, определить весь Т-клеточный репертуар организма. Представляете, как будет здорово, если по Т-клеткам мы сможем определять не только весь иммунный статус человека, но и его иммунную память, выявлять людей, с заведомой защитой к серьезным инфекциям (или без таковой)! Надеемся, что на все эти вопросы мы сможем ответить в ближайшее время.
– Слышала, что недавно вы запустили работу по длительному отслеживанию Т-клеточного иммунитета у двух москвичей, переболевших коронавирусом в 2020 году. Вы намерены контролировать его живучесть в течение всех последующих лет?
– Конечно. В этом и суть длительного контроля. Зато потом мы будем знать, сколько Т-клеток к нынешнему заболеванию останется у них через год, через 5 лет и т. д.
– Сколько сейчас прошло времени после их выздоровления? Сохранились ли у них антитела к коронавирусу?
– Оба переболели в легкой форме в начале марта 2020 года. Через полгода после полного выздоровления количество анти-ковидных антител упало в 2 раза, и оно продолжает медленно снижаться. Но специфичные к коронавирусу Т-клетки памяти (такие хорошо обученные стражи для вторичной инфекции) заняли своё прочное место в репертуаре. Сейчас, спустя почти год после первой встречи с вирусом, каждая тысячная из многих миллионов Т-клеток у обоих этих москвичей стоит на страже их здоровья...
Ученые уверены: если комбинировать два технологически разных подхода по изучению Т-клеток, можно каждому человеку дать очень хорошую характеристику по его устойчивости к новому коронавирусу SARS-CoV-2.
Сейчас среди специалистов идет дискуссия по поводу того, сколько будет работать вакцинация: год-два. Но на уровне Т-клеток она может стать пожизненной. Если это будет доказано, то необходимость в повторной вакцинации отпадет полностью, если, конечно, вирус не будет слишком быстро мутировать.