Ученые СПбГУ оценили динамику иммунного ответа на коронавирус у жителей Санкт-Петербурга

Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета совместно с учеными отделения молекулярной биофизики Петербургского института ядерной физики имени Б. В. Константинова количественно охарактеризовали динамику иммунного ответа у группы добровольцев из Санкт-Петербурга. В результате стало понятно, что ключевую роль в формировании коллективного иммунитета играют иммуноглобулины класса IgA. Они остаются в крови столкнувшихся с коронавирусом иногда даже спустя восемь-девять месяцев — гораздо дольше, чем при реакции на другие вирусы.

Варианты иммунного ответа на COVID-19 у участников исследования
Варианты иммунного ответа на COVID-19 у участников исследования

Результаты мониторинга были опубликованы в престижном медицинском журнале Journal of Medical Virology.

Больше года назад было запущено медико-биологическое исследование становления коллективного иммунитета к COVID-19, которое позволило отследить динамику появления и изменения уровня антител IgA и IgG у 180 добровольцев в период эпидемии. Участники исследования сдавали биоматериалы для определения уровня иммуноглобулинов каждые 10–14 дней с мая 2020 года. Некоторые из них заболели в период «первой волны» (май-июнь 2020 года), основное число заболевших пришлось на «вторую волну» (октябрь-декабрь 2020 года), у значительной части участников коронавирус обнаружен не был.

Антитела — это защитные белковые комплексы, которые иммунная система вырабатывает в ответ на развитие инфекции в организме. Иммуноглобулины класса А (антитела IgA) вырабатываются одними из первых в течение активной фазы заболевания, доминируют в секретах организма (слюне, слизистых выделениях, пищеварительном соке). Иммуноглобулины IgG содержатся в плазме крови и обычно начинают вырабатываться примерно через 10–14 дней после возникновения инфекционного процесса. Их наличие указывает на формирование долговременного иммунитета, что позволяет уничтожать клетки патогенных микроорганизмов и частицы вирусов.

Как говорит автор исследования, руководитель отдела генетики человека Клиники высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ Андрей Иванов, защиту организма можно представить в виде трех фаз или ступеней, имеющих свои особенности.

Первая ступень — врожденный (иннантный) иммунитет. Это эволюционно древняя и потому сильная система защиты, которая выбрасывает в организм человека молекулярные агенты, что формирует ранний воспалительный ответ организма.

Вторая ступень — клеточный иммунитет. На этом уровне клетки постоянно взаимодействуют и формируют сложную защитную систему организма, не уступающую по сложности нервной системе. И, наконец, третья — гуморальный иммунитет, главным оружием которого являются антитела — молекулярные комплексы, распознающие антигены и помогающие организму бороться с вирусом или воспалением.

Все ступени прочно связаны друг с другом, представить их работу по отдельности практически невозможно. В современной диагностике развитие заболевания и ответ организма оценивают с помощью измерения уровня антител в крови, а также количественной оценки действия клеточного иммунитета. Именно эти показатели исследовали ученые, изучая процесс становления коллективного иммунитета к COVID-19.

«При большинстве вирусных инфекционных заболеваний у людей достаточно быстро повышается количество IgA, а затем и IgG. Через три-четыре месяца уровень антител класса А снижается, достигая нерегистрируемых значений, а уровень иммуноглобулинов G достигает пика через полтора-два месяца, после чего плавно снижается», — рассказал Андрей Иванов.

Но при коронавирусе Sars-CoV-2 иммунный ответ организма отличается. Так, для значительной части переболевших участников исследования уровень IgA оставался высоким и спустя восемь-девять месяцев после выздоровления, значительно превышая уровень IgG в крови.

Автор исследования, руководитель отдела генетики человека Клиники высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ Андрей Иванов

В проекте приняли участие 180 добровольцев, из которых 51 человек (28 %) заболел за период наблюдения. У всех, кто перенес COVID-19, развился стабильный иммунный ответ, однако индивидуальный иммунный статус имел ряд особенностей. Примерно у 39 % заболевших (20 из 51) высокий уровень IgA сохранялся более полугода. У трети пациентов с COVID-19 (17 из 51) уровень IgA превышал уровень IgG. При этом примерно у 15 % всех участников исследования (28 человек из 180) повышенный уровень иммуноглобулинов IgA наблюдался с момента начала исследования и оставался таким на протяжении всего периода наблюдения.

«Такие показатели означают, что антитела класса А могут быть обнаружены у людей без коронавируса, и они показывают более сильную и устойчивую реакцию на вирус SARS-CoV-2, чем иммуноглобулины IgG. При этом стоит различать плазменные и секреторные IgA. Секреторные выделяются на слизистых оболочках верхних дыхательных путей, это один из первых барьеров на пути проникновения коронавируса в организм. Именно их нейтрализующая способность предотвращает связывание частиц вируса с поверхностными рецепторами и последующее заражение здоровой клетки. В нашем исследовании анализировались плазменные антитела, которые содержатся в плазме крови. У значительной части людей, живущих в условиях пандемии, активное противодействие SARS-CoV-2 наблюдается со стороны именно этого элемента системы противовирусной защиты организма», — объяснил Андрей Иванов.

Однако наличие в крови IgA не всегда говорит о способности организма противостоять заболеванию — один участник, имеющий повышенный уровень антител в крови, все же заболел COVID-19.

Результаты проведенного исследования говорят о наличии индивидуальной реакции иммунитета на заболевание, которая, однако, не связана с возрастом или полом: вероятность заболеть примерно одинакова.

Важно отметить, что все участники вели активный социальный образ жизни и вероятность контакта с коронавирусом была на уровне средних значений для Санкт-Петербурга. Среди участников не было случаев тяжелого течения болезни, которое потребовало бы госпитализации, — все инфицированные перенесли заболевание бессимптомно или в легкой форме.

Как объясняет исследователь Андрей Иванов, проведенный мониторинг впервые позволяет увидеть динамику иммунного ответа и сделать выводы о формировании коллективного иммунитета.

При коронавирусе в организме человека происходит масштабный «сбой настроек» иммунной системы, который может, например, вызывать развитие аутоиммунных процессов и приводить к цитокиновому шторму. Измерение IgA может помочь обнаружить эти изменения и начать своевременную терапию.

Руководитель отдела генетики человека Клиники высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ Андрей Иванов

Ученые сделали вывод: именно снижение уровня IgA говорит о необходимости вакцинации и защиты организма после перенесенного коронавируса, что особенно важно для людей с аутоиммунными заболеваниями и ослабленным иммунитетом. Анализ уровня антител в крови пациентов, как считают ученые, может помочь при расчете сроков вакцинации и ревакцинации после инфицирования, что имеет большое значение при планировании прививочных кампаний и оценке становления коллективного иммунитета населения.

Подробнее о вакцинации в СПбГУ можно прочитать здесь.