В ходе борьбы с пандемией ученые получили фундаментальные знания о том, как организм борется с инфекциями.
Когда пять лет назад начался всплеск заболеваемости COVID-19, никто не знал чего ожидать, не знала и иммунная система. Столкнувшись с новым вирусом, человечество проявило иммунологическую наивность. Появление SARS-CoV-2 предоставило редкую возможность изучить иммунную систему в действии и исследователи бросились собирать все возможные данные. «Мир столкнулся с совершенно новым патогеном», - говорит Надя Роан, иммунолог из Калифорнийского университета. «Мы пытались использовать это, чтобы узнать больше об иммунитете». Спустя годы ученые все еще анализируют полученные данные, чтобы лучше понять, как работает иммунная система. Вот четыре урока, которые они усвоили на сегодняшний день.
Антитела - это еще не все.
В самом начале пандемии многие исследователи сосредоточились на антителах, вырабатываемых в ответ на инфицирование SARS-CoV-2. Как и антитела, Т-клетки также борются с инфекцией, но поначалу они привлекали меньше внимания. Например, во многих клинических испытаниях вакцины COVID-19 анализировался уровень антител, а не Т-клеток. Отчасти это объясняется тем, что Т-клетки труднее изучать, чем антитела, и поэтому наше понимание их состояния отстает, поясняет Шейн Кротти, иммунолог из Института иммунологии Ла-Джолла.
Однако по мере развития пандемии стало ясно, что Т-клетки являются важнейшим звеном иммунного ответа на SARS-CoV-2 и вакцины COVID-19, как отмечает Алессандро Сетте, также иммунолог из Института иммунологии Ла-Джолла. Антитела против SARS-CoV-2 ослабевали в течение нескольких месяцев после вакцинации, но у привитых людей продолжали вырабатываться Т-клетки, распознающие вирус. Сетте и другие исследователи обнаружили, что защита Т-клеток остается сильной даже против вариантов вируса, которые уклоняются от защиты антител, вырабатываемых первым поколением вакцин COVID.
«Раньше люди больше внимания уделяли антителам и забывали о реакции Т-клеток», - констатирует Розмари Бойтон, иммунолог из Имперского колледжа Лондона. «Теперь мы гораздо лучше понимаем, что ответы Т-клеток тоже имеют значение».
Иммунная реакция на ранних стадиях охватывает весь организм
Пандемия также позволила исследователям получить новые сведения о врожденной иммунной системе - еще одной линии защиты от вирусов. Врожденные иммунные реакции не столь специфичны, как антитела и Т-клетки. Клетки могут запускать эти реакции при обнаружении чужеродных молекул, таких как РНК-геном вируса SARS-CoV-2. Когда клетка обнаруживает «сигнальную» молекулу она поднимает тревогу, выделяя интерфероны. Эти белки активируют сотни генов, в том числе многие, участвующие в защите от вирусов. По утверждению Бенджамина ТенОвера, вирусолога из Нью-Йоркского университета, реакция интерферонов также уведомляет другие клетки в том же органе, чтобы они были в состоянии повышенной готовности. «Это может быть очень губительно для вируса».
До пандемии исследователи считали, что этот предупреждающий сигнал не распространяется далеко за пределы очага инфекции. Но когда ТенОвер и его коллеги проанализировали образцы, взятые у хомяков и при вскрытии людей, ранее инфицированных SARS-CoV-2, они обнаружили признаки интерфероновой реакции во всем организме, даже в органах, расположенных вдали от инфицированных клеток. Позже исследователи узнали, что это не ограничивается только SARS-CoV-2: вирус гриппа также вызывает широко распространенную реакцию интерферона у хомяков.
ТенОвер предполагает, что эти глобальные антивирусные защитные механизмы усиливают защиту в случае быстрого распространения инфекции по организму. Это также может быть одной из причин того, что варианты SARS-CoV-2, распространившиеся позже пандемии, реже, чем их предшественники, вызывали тяжелые заболевания: поздние варианты лучше, чем ранние формы вируса, связывались с клетками в полости носа, удерживая вирус в верхних дыхательных путях дольше. Это дало время врожденному сигналу предупреждения достичь легких и укрепить там защитные механизмы до того, как вирус доберется до них.
Важность носовой полости
До пандемии исследователи не проявляли особого интереса к полости носа, считает Хосе Ордовас-Монтанес, иммунолог из Бостонской детской больницы. «Ее считали просто пассивным каналом, по которому воздух поступает в легкие», - говорит он. «А легкие - это то место, где все и происходит». Пандемия подчеркнула важность понимания иммунных реакций в конкретных тканях, и особенно в том месте, где часто начинается инфекция - в полости носа.
Влажная выстилка носа - это уникальная иммунная среда, содержащая смесь антител и иммунных клеток, отличных от тех, что находятся в крови. В результате инъекционные вакцины, которые вырабатывают антитела в кровотоке, могут оказаться не идеальными для блокирования инфекции в носу. «Один из уроков пандемии - это локализация и еще раз локализация, - подчеркивает Кротти. Эта специфичность помогает объяснить неравномерность защиты, обеспечиваемой вакцинами COVID-19: они являются мощным средством защиты от серьезных заболеваний, вызванных проникновением вируса в легкие, но обеспечивают лишь умеренную защиту от первичной инфекции».
Различия в антителах и иммунных клетках в разных тканях также могут объяснить, почему инфекция SARS-CoV-2 и инъекционные вакцины дают более слабую защиту от вируса, чем «гибридный» иммунитет, который возникает при сочетании этих двух методов. По мнению Марион Пеппер, иммунолога из Университета Вашингтона, вызывание иммунного ответа как системно, с помощью вакцин, так и конкретно в полости носа сочетает в себе преимущества каждого из этих методов.
Поиск причин поствирусного заболевания
Вскоре после начала пандемии некоторые люди стали сообщать о симптомах, которые сохранялись в течение нескольких месяцев после заражения. Это явление, получившее название «длинный COVID», оказалось сложным для изучения: люди с длинным COVID могут испытывать широкий спектр симптомов разной степени тяжести и продолжительности и считается, что у этого состояния может быть несколько причин. Однако уже давно имеются спорадические сообщения о подобных заболеваниях после заражения другими вирусами. А поскольку SARS-CoV-2 инфицировал одновременно миллионы людей, пандемия предоставила исследователям беспрецедентную возможность изучить подобные поствирусные состояния, рассуждает Акико Ивасаки, иммунолог из Йельской школы медицины.
За последние пять лет исследователи узнали, что такие поствирусные состояния могут быть вызваны целым рядом факторов. Они узнали о том, как вирусная инфекция может вызвать выработку иммунной системой антител против собственных белков организма, как SARS-CoV-2 может скрываться в организме в течение нескольких месяцев или лет после заражения и как поствирусные заболевания могут вызвать реактивацию других дремлющих вирусов в организме, таких как вирус Эпштейна-Барра.
К сожалению, эти достижения не слишком способствовали расширению возможностей лечения людей с длинным COVID, считает Ивасаки. "Как лучше лечить длительный COVID - это лишь одна из многих загадок, оставшихся без ответа после пандемии COVID-19. «У иммунологов всего мира по-прежнему много вопросов", - говорит Кротти. "Этот вирус все еще существует, он все еще важен и очень информативен для изучения".
