Российские ученые обнаружили механизм ускользания коронавируса от клеточного иммунитета человека, что может приводить к образованию новых штаммов. Ранее было известно, что SARS-CoV-2 умеет уклоняться только от антител. Новые обнаруженные способности основаны на умении маскироваться от так называемых антигенпрезентирующих молекул. Данные удалось получить благодаря подробному изучению случая долгого ковида у пациентки с ослабленной иммунной защитой: болезнь у нее длилась почти год. По мнению экспертов, полученные научные результаты помогут предугадать появление нового класса штаммов вируса и создать эффективные средства борьбы с ними.
318 дней
Ученые «Сколтеха» обнаружили неизвестный ранее механизм появления мутаций коронавируса, с помощью которого могут возникнуть новые опасные штаммы SARS-CoV-2. Исследование показало, что возбудитель COVID-19, адаптируясь к иммунитету носителя, способен приобретать изменения, позволяющие ему ускользать от Т-лимфоцитов (вид иммунных клеток) человека.
Иммунитет борется с инфекцией, вырабатывая антитела и Т-лимфоциты. Как SARS-CoV-2 адаптируется к первому варианту, ученым известно довольно хорошо, а способы ухода от клеточной защиты изучены мало. Чтобы понять их, специалисты исследовали случай пациентки, организм которой боролся с инфекцией почти год.
— Мы решили проверить, вырабатывает ли вирус защиту от T-лимфоцитов, и для этого изучили случай долгого ковида: пациентка болела коронавирусной инфекцией на протяжении 318 дней, — рассказал руководитель исследования, профессор «Сколтеха» Георгий Базыкин. — Важно отметить, что параллельно она получала терапию против рака, побочным эффектом которой является подавление синтеза антител. Это позволило нам наблюдать вирус, который остался один на один с T-лимфоцитами. И наш анализ показал, что за время длительной инфекции коронавирус действительно накопил именно такие мутации, которые не давали T-лимфоцитам пациентки его распознавать.
В нормальных условиях T-лимфоциты определяют характерные участки вирусной частицы, называемые антигенами. Их в свою очередь демонстрируют (презентируют) специализированные антигенпрезентирующие молекулы. Из всего индивидуального репертуара Т-клеток организм выбирает те, которые лучше всего распознают конкретный антиген. Это позволяет иммунной системе впоследствии расправиться с вирусом. Однако, как показало исследование, во время продолжительной инфекции антиген может измениться из-за мутации вируса, и тогда подобранный тип Т-лимфоцитов перестанет работать или антиген вовсе не будет презентирован на поверхности инфицированных клеток.
Такая эволюция генома вируса происходила в результате попыток патогена адаптироваться к иммунитету конкретной пациентки. Однако более подробный анализ показал, что коронавирус приобрел, таким образом, устойчивость не только к защитным клеткам исследуемой больной, он также научился частично ускользать от Т-клеточного ответа в человеческой популяции в целом. Как выяснили ученые, наблюдаемые мутации успешно маскируют вирус от ряда распространенных у людей антигенпрезентирующих молекул.
Ученых беспокоит, что появившийся в организме человека с ослабленным иммунитетом новый штамм сможет вырваться на волю и заразить большое число людей.
— Пока трудно судить, насколько этот класс мутантных штаммов может быть опасен, но мы постараемся в этом разобраться в будущих исследованиях, — подытожил Георгий Базыкин.
Тихая эволюция
От того, насколько хорошо мы будем знать и понимать, как именно происходит эволюция коронавируса, зависит наш успех в борьбе с дальнейшими вариантами. Мутации, позволяющие обманывать клеточный иммунитет, пока известны в недостаточной мере, согласилась с авторами исследования врач лучевой диагностики, преподаватель МФТИ Анна Хоружая.
— Авторы описали спектр мутаций вируса, дающих способность избегать атаки Т-клеток. Они считают, что эти изменения могут привести к появлению новых эпидемиологически значимых вариантов инфекции. Их очагами как раз могут стать пациенты с ослабленным иммунитетом. И такой вариант эволюции SARS-CoV-2 точно нельзя списывать со счетов, — сказала Анна Хоружая.
Изучение мутаций коронавируса, длительно существующего в условиях ослабленного иммунитета носителей, представляет огромный интерес, так как позволит найти новые способы лечения COVID-19. А это в перспективе сможет снизить нагрузку на национальные системы здравоохранения, возможности которых в борьбе с инфекционными болезнями сильно ограничены, уверен заведующий лабораторией анализа показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ Станислав Отставнов.
Когда вирус попадает к ослабленному человеку, SARS-CoV-2 остается в его организме достаточно долго, и за это время патоген успевает выработать свои механизмы защиты. Иммунная система человека приспосабливается к изменениям и снова начинает бороться с вирусом, он же вновь вырабатывает механизмы защиты. Так повторяется множество раз, и происходит естественный отбор вирусов, способных ускользать от иммунитета, пояснил научный сотрудник Института иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН Михаил Болков.
— Измененный таким образом вариант может успешно заражать других людей, поскольку этот путь эволюции вируса внутри их тел не был пройден, поэтому для их иммунитета это совершенно незнакомый штамм, — сказал Михаил Болков.
Тот факт, что у пациентов с иммунодефицитом может происходить эволюция SARS-CoV-2 в направлении ускользания не только от антител, но и от Т-клеток, предполагали давно, но одно дело понимать, другое — доказать, заключил специалист.