Исследование впервые объясняет, почему COVID-19 вызывает у некоторых людей сильное воспаление
Исследование, проведенное под руководством ученых Бостонской детской больницы, впервые объясняет, почему COVID-19 вызывает у некоторых людей сильное воспаление, приводящее к острому респираторному дистрессу и поражению многих органов. Удивительно, но исследование также показало, что антитела, которые вырабатываются у людей при заражении COVID-19, иногда приводят к усилению воспаления, в то время как антитела, вырабатываемые мРНК-вакцинами против COVID-19, похоже, не приводят.
Исследователи под руководством Джуди Либерман, доктора медицины, доктора философии, и Каролины Джункейра, доктора философии, из Бостонской детской программы по клеточной и молекулярной медицине, а также Майкла Филбина, доктора медицины, из Массачусетской больницы общего профиля, опубликовали свои результаты 6 апреля в журнале Nature.
"Мы хотели понять, что отличает пациентов с легкой и тяжелой формой COVID-19", - говорит Либерман. "Мы знаем, что многие маркеры воспаления повышены у людей с тяжелой формой заболевания, и что воспаление лежит в основе тяжести заболевания, но мы не знали, что вызывает воспаление"
Исследователи проанализировали свежие образцы крови пациентов с COVID-19, поступивших в отделение неотложной помощи Массачусетской больницы общего профиля. Они сравнили их с образцами здоровых людей и пациентов с другими респираторными заболеваниями. Они также изучили ткани легких, взятые при вскрытии у людей, умерших от COVID-19.
Они обнаружили, что SARS-CoV-2 может заражать моноциты - иммунные клетки в крови, которые действуют как "часовые" или ранние ответчики на инфекцию, - а также макрофаги, аналогичные иммунные клетки в легких. После заражения оба типа клеток погибают огненной смертью (так называемый пироптоз), которая приводит к взрыву мощных воспалительных сигналов тревоги.
"У инфицированных пациентов около 6 процентов моноцитов крови умирали воспалительной смертью", - говорит Либерман. "Это большое число, потому что умирающие клетки быстро выводятся из организма"
Исследуя легочную ткань людей, умерших от COVID-19, они обнаружили, что около четверти макрофагов в ткани умирали. Когда исследователи изучили клетки на наличие признаков SARS-CoV-2, они обнаружили, что около 10 процентов моноцитов и 8 процентов легочных макрофагов были инфицированы.
Тот факт, что моноциты и макрофаги могут быть инфицированы SARS-CoV-2, стал неожиданностью, поскольку моноциты не несут рецепторов ACE2, классического входного портала для вируса, а макрофаги имеют низкое количество ACE2. Либерман считает, что заражение моноцитов вирусом SARS-CoV-2 могло быть ранее не замечено отчасти потому, что исследователи часто изучают замороженные образцы крови, в которых мертвые клетки не видны.
Исследование также показало, что хотя SARS-CoV-2 был способен заражать моноциты и макрофаги, он не был способен производить новые инфекционные вирусы. Исследователи считают, что клетки быстро погибли от пироптоза, прежде чем новые вирусы смогли полностью сформироваться.
"В некотором смысле поглощение вируса этими "дозорными" клетками является защитным: они поглощают вирус и привлекают больше иммунных клеток", - говорит Либерман. "Но плохая новость заключается в том, что высвобождаются все эти воспалительные молекулы. У людей, более склонных к воспалению, например, у пожилых, это может выйти из-под контроля"
Определенная группа моноцитов была особенно склонна к заражению: те, которые несут рецептор под названием CD16. Эти "неклассические" моноциты составляют всего около 10 процентов всех моноцитов, но их количество было увеличено у пациентов с COVID-19, обнаружили исследователи. Они также были более склонны к инфицированию: около половины из них были инфицированы, в то время как среди классических моноцитов крови таких не было.
Оказалось, что рецептор CD16 распознает антитела против белка-шипа SARS-CoV-2. Исследователи считают, что эти антитела могут фактически способствовать заражению моноцитов, несущих рецептор. "Антитела покрывают вирус, а клетки с рецептором CD16 затем поглощают вирус", - говорит Либерман.
Однако, когда группа исследовала здоровых пациентов, получивших мРНК-вакцину против COVID-19, оказалось, что выработанные ими антитела не способствуют заражению. Причина этого пока не ясна; исследователи полагают, что антитела, вырабатываемые вакциной, имеют несколько иные свойства, чем антитела, образующиеся во время инфекции, и не так хорошо связываются с рецептором CD16. В результате клетки не захватывают вирус.
Либерман и ее коллеги считают, что эти результаты могут иметь последствия для использования моноклональных антител для лечения COVID-19, помогая объяснить, почему лечение работает только на ранних стадиях. "Может оказаться, что на более поздних стадиях антитела могут способствовать усилению воспаления", - говорит она. "Возможно, нам нужно будет изучить свойства антител".
