Какво разкриват за имунитета тестовете за антитела при SARS-CoV-2 инфекция?

Източник: https://www.the-scientist.com/news-opinion/what-do-antibody-tests-for-sars-cov-2-tell-us-about-immunity–67425
Превод: д-р Елена Илиева
Редакция: д-р Цветелина Великова

Изследванията на кръвните проби на пациентите биха могли да променят нашето разбиране за разпространението на COVID-19, но какво сами по себе си ни разкриват антителата за имунитета, все още не е ясно.

Вече няколко месеца сме в коронавирусната пандемия, а все още не се знае  колко хора всъщност са се заразили с виновника SARS-CoV-2. В много страни капацитетът за тестване изостава от разпространението на вируса. Голям брой хора са развили симптомите на COVID-19, но не са тествани, а по-голямата част от хората, които са се заразили с вируса,  никога не са развили симптоми и поради това не са били тествани, и по този начин не са отразени в официалната статистика.

Федералните и щатските правителства, компании и изследователски групи сега се състезават да разработят тестове за антитела, за да осветлят истинското разпространение на SARS-CoV-2. Докато PCR тестовете, използвани понастоящем за диагностициране на случаите, откриват генетичния материал на вируса, тестовете за антитела могат да скринират за антитела срещу вируса-, които се образуват малко след първоначална инфекция. Тези антитела обикновено остават в кръвта дълго след като вируса го няма. Един такъв антителен или серологичен тест получи спешно разрешение за употреба от Администрацията по храните и лекарствата (FDA) в началото на април, редица други научни групи създават още тестове, които използват.

Националният институт по здравеопазване (NIH) започна проучване за откриване на антитела, за да събере данни за създаване на епидемиологични модели. А неотдавнашно проучване на жители в германски град беше едно от първите, които използваха тест за антитела сред обществеността, съобщавайки, че 14% от хората там вероятно са били заразени със SARS-CoV-2 поради наличието на антитела.

Има и  друга причина да се въведат тестове за антитела: те могат да покажат дали някой е имунизиран срещу SARS-CoV-2. При около 3 милиарда души в световен мащаб блокирани под карантина, се увеличава натискът за отваряне на националните икономики. През последните седмици няколко политици предложиха идеята за „паспорти на имунитета“ или „сертификати за имунитет“, за да се идентифицират хората, които са се срещнали с вируса и следователно са получили имунитет срещу него и могат отново да се присъединят към трудещите се. Служители в Германия, Великобритания, Италия и САЩ вече обсъждат подобни предложения.

Успехът на подобна програма зависи от това дали всеки, който се е срещнал със SARS-CoV-2, всъщност изработва антитела, дали тези антитела предпазват от повторна инфекция и ако да, колко дълго антителата остават в тялото. Засега учените нямат категорични отговори на нито един от тези въпроси. Въпреки че проучванията на антитела на общности по света биха могли да дадат информация, която е от решаващо значение за разбирането на разпространението на патогена, някои смятат идеята за „имунитетни паспорти“ за преждевременна.

„Хората разбират, че [това] би било много успешно, ако можем да кажем „сега сте имунизирани и можете да се върнете на работа” или „спокойно бихте могли да се върнете в семейството си, ако сте здравен работник” oтбелязва  имунулогът към Университета Станфорд и Чан Цукерберг Биохъб Тая Уанг. Но има много неизвестни, предупреждава тя. „За да стигнем до този момент, когато ще разберем със сигурност какво означава отговорът на антителата, просто трябва да съберем [още] данни.”

Антителен отговор към SARS-CoV-2

Съществуват солидни доказателства, че пациентите с COVID-19 изработват антитела срещу вируса, както човешкото тяло прави срещу повечето инфекциозни патогени. Кара Линч, клиничен химик от Калифорнийския университет в Сан Франциско, и нейните колеги тестват около 500 серумни проби от приблизително 100 пациенти с COVID-19, които са лекувани в Многопрофилната болница в Цукерберг в Сан Франциско, където Линч ръководи лабораторията по клинична химия. Екипът използва количествен анализ, който е приложен върху проби от пациенти в Китай, и който извлича антитела, насочени към протеин-свързващото място на шиповидния протеин на вируса.

„Това, което виждаме, е, че пациентите изработват антитела от два до около петнадесет дни“ след появата на симптоми, казва Линч. При повечето пациенти антителният отговор напомня в голяма степен на типичната реакция към много други патогени: първо, продукция на IgM, генеричен тип антитела, последвано по-късно от по-дълготрайните и по-специфични IgG антитела. Други изследвания дават подобни резултати и предполагат, че антителата циркулират в кръвта на пациенти с COVID-19 в продължение на поне две седмици.

Данните, обаче, са получени от тежките случаи, тъй като повечето от пациентите от тестваната група на Линч са били хоспитализирани, и все още не е ясно дали по-леките или асимптоматични случаи ще развият антитела, отбелязва Линч. „Аз съм оптимист, но все още съм малко предпазлив.“

Наскоро изследователи от Университета Фудан в Шанхай изследват плазмата на 175 пациенти с COVID-19, които се възстановяват след леки симптоми. По-голямата част от пациентите са изработили антитела, насочени към шиповидния протеин около 10 до 15 дни след появата на симптомите, съобщават учените в предпечат. Докладът предизвика известна тревожност в социалните медии, тъй като изследователите не са установили  антитела при 10 от пациентите. Това би могло да е случайност, отбелязва Шейн Кроти, имунолог от Института за имунология в Ла Джола. Възможно е PCR тестът за SARS-CoV-2 да е бил фалшиво положителен и тези хора всъщност да са имали различна респираторна инфекция.

Възможно е също така някои пациенти просто да не изработват антитела.

Докато преди години „почти всички заразени със SARS са създали антителен отговор“, казва Кроти, това не е вярно за MERS. Някои проучвания върху MERS са установили, че PCR-положителните леки или асимптоматични инфекции могат да причинят разнообразни имунни отговори, които не могат да бъдат открити при анализ за наличие на антитела. Линч посочва, че в нейната кохорта има трима пациенти, които все още не са изработили антитела, въпреки че са минали 17 дни или повече от началото на симптомите им. Някои от тези пациенти са били имунокомпрометирани, „но има примери за здрави индивиди, които не генерират антитела“, пише тя в имейл до The Scientist.

При много вирусни инфекции „степента на отговора на антитела корелира добре с това колко тежка е била инфекцията“, отбелязва Кроти. С други думи, тежките инфекции са по-запомнящи се за имунната система. Интересно е, че предпечат с данни върху пациенти с COVID-19 в Китай също отчита положителна зависимост между нивата на антителата на пациента и възрастта им, което от своя страна е известно, че корелира с тежестта на симптомите на COVID-19. Ако се окаже, че по-леките инфекции със SARS-CoV-2 са по-малко ефективни да предизвикат откриваем антителен отговор, това може да намали полезността на тестовете за антитела при откриване на асимптоматични или леки случаи.

Защитни ли са, всъщност, антителата?

Като цяло Кроти казва, че намира данните от китайското проучване за валидни и обнадеждаващи, като отбелязва, че изследователите са извлекли антителата на пациентите и провеждали ин витро експерименти, за да видят дали предпазват от навлизането на SARS-CoV-2 в човешките клетки. „Тествани са 175 души и почти всички имат наистина добър антителен отговор и добър неутрализиращ отговор“, казва той. Това е в съответствие с неотдавнашно проучване върху макаки и някои други изследвания, които са изследвали антитела от оцелели от COVID-19 и също са установили, че тези антитела са неутрализиращи, тоест способни да се свързват с вируса и да блокират влизането му в клетките на гостоприемника.

Тези експерименти са важни, а резултатите окуражаващи, но все още е загадка дали неутрализиращата активност in vitro корелира със защитата in vivo за SARS-CoV-2, отбелязва Уанг. И дори ако антителата не се неутрализират и физически не спират вируса да навлезе в клетките на гостоприемника, те все още могат да играят важна роля в имунитета като подсилват други компоненти на имунната система. „In vivo, има много повече имунни клетки, които участват в изчистването на вируса и на заразените клетки“, казва Уанг. Възможно е други компоненти на имунната система – като Т-клетки помощници (T-helper, Th cells) или Т-клетки убийци (T cytotoxic cells) – също да играят важна роля в защитата срещу SARS-CoV-2.

Като цяло Уанг намира твърде рано да каже каква е ролята на антителата при SARS-CoV-2. „Нямаме представа дали производството на антитела по време на първичната инфекция, например, има някаква роля за изчистване на вируса по време на тази инфекция или по този въпрос нямаме достатъчно данни дали антителата, произведени по време на инфекция, са защитни срещу повторна инфекция“, казва тя. И дори да са били предпазващи, те може да не са такива за всички пациенти. „Антителният отговор може да варира значително от човек до човек.“

Колко дълго се задържат антителата?

В идеалния случай антителният отговор към SARS-CoV-2 би отразявал този при морбили. Еднократна експозиция е достатъчна, за да генерира стабилни нива на  неутрализиращи IgG антитела, които циркулират в кръвта през целия живот и осигуряват защита доживот, отбелязва Кроти.

Но имунните отговори при инфекция с коронавирусите изглежда са различни. Проучванията на оцелели от епидемията от SARS от 2003 г. сочат, че концентрациите на неутрализиращи антитела са се запазили до три години. Въпреки че, неотдавнашни препринти са докладвали неутрализиращи антитела при оцелели от SARS 17 години след епидемията.

При MERS се наблюдава, че нивата на неутрализиращи антитела намаляват след три години. За по-малко смъртоносните, причиняващи „настинки“ коронавируси, нивата на неутрализиращи антитела също намаляват в този период от две до три години. Едно проучване от 1990 г. на по-малко от дузина доброволци установява, че хората, изложени два пъти на коронавирус 229Е, развиват много по-леки симптоми в сравнение с хората, изложени за първи път, което предполага, че може да настъпи повторна инфекция, но с по-леки симптоми.

Нивата на антителата срещу коронавирусите може да намалеят с течение на времето, тъй като клетките, произвеждащи антитела, „не се поддържат десетилетия, както срещу други патогени“, отбелязва Vineet Menachery от Медицинския клон на Университета на Тексас в скорошна тема за Twitter. Въпреки това, колко дълго тези клетки или антителата персистират в кръвта, не е сигурен показател за това колко дълго някой е имунизиран срещу повторна инфекция, подчертава той.

Това е така, защото първоначалната среща с патогена не само подтиква клетките в кръвта, произвеждащи антитела, наречени плазмобласти, да се превърнат в плазмени клетки, които секретират специфични антитела. Освен това се стимулират паметовите В клетки. Тези паметови B клетки могат да се задържат десетилетия, като се крият в лимфните възли, далака, костния мозък и белия дроб, докато някои циркулират в кръвта. При повторна инфекция със същия патоген те се връщат обратно в циркулацията, като отнемат два до четири дни, за да се диференцират в клетки, които продуцират неутрализиращи антитела, обяснява Menachery. Той спекулира, че човек може да бъде в състояние да се сдобие с втора инфекция със SARS-CoV-2, след като първоначалното изръсване на неутрализиращи антитела намалее – което според него може да бъде след една или две години – но повторната инфекция ще бъде по-лека благодарение на имунната памет.

Паметовите В клетки могат да служат като алтернативен индикатор за имунитета в допълнение към нивата на антителата, но паметовите В клетки се изолират по-трудно. В едно проучване от 2011 г. изследователи успяха да изолират паметовите В-клетки от възстановените пациенти след SARS инфекция шест години след Хонконгската епидемия. Интересното е, че екипът откри, че паметовите В клетки не реагират на протеини от живия вирус, но паметовите Т клетки при 60%от възстановените пациенти реагират.

„Различните части на имунната система са важни за защитата от различни заболявания“, казва Кроти. При много от инфекциозните заболявания антитела могат да са ефективни, както и Т клетките. „Ако имате пациент с оскъден антителен отговор, но изграден добър клетъчно-медииран имунен отговор [с Т-хелпери] и [Т-убийци], най-вероятно той ще бъде добре, както и обратното.“

Какво означава това за паспортите на имунитета?

Много изследователи, включително директорът на Националния институт по алергия и инфекциозни болести Антъни Фочи, смятат, че въз основа на това, което се знае от повечето други инфекциозни заболявания, вероятно хората ще имат поне някаква форма на краткосрочен имунитет срещу SARS-CoV-2. Фочи каза пред „Тревор Ноа“ на The Daily Show през март, че „би желал да заложи всичко, че хората, които се възстановяват, наистина са защитени срещу реинфекция“. Важно е да се знае, че РНК геномът на SARS-CoV-2 изглежда сравнително стабилен, което означава, че имунната система може да има по-голям шанс да развие по-дълготраен имунитет в сравнение с често мутиращите грипни вируси, например, които налагат изследователите да проектират нови ваксини всяка година.

Въпросът обаче е дали антителата сами по себе си ще са достатъчни за оценка на имунитета и ще формират основата на „паспорти на имунитета“, които определят кой ще напусне карантина и да се върне на работа. „Няма нищо идеално в решенията, които хората трябва да вземат. Предполагам, че правителствата и големите организации просто ще трябва да вземат решения за това какво е „достатъчно добро“  и да се опитат да бъдат ясни пред хората [за това какво означават тестовете]“, казва Кроти.

Въпреки че може да е вярно, че повечето първи излагания на опасни патогени ще доведат до изграждане на защитен имунитет, научно е трудно да се твърди, че всеки човек ще бъде имунизиран срещу вируса, ако достигне определени нива при тестване за антитела. Подобни прогнози имат и различни правни и етични страни. Това би могло също да насърчи опасно поведение, като отказ да се носят маски или умишлено някой да се опита да се разболее, за да влезе отново в нормалния живот, казва той.

Независимо от имунитета, „при повечето заболявания, ако се изложите на достатъчно количество вирус, ще се разболеете“, казва Кроти – нещо, което се подкрепя от изследвания върху животни. И дори ако някой е имунизиран срещу вируса, не е ясно дали все още носи или не някакво количество вирус, който би могъл да разпространи към други хора, отбелязва Menachery. „На теория човек може да се зарази, [и] разпространи [вируса] преди имунната му система да го спре. Това е по-малко вероятно, ако имате високи нива на [неутрализиращи антитела] в кръвта“, пише Menachery до The Scientist в имейл. „Не можем да изключим, че имунизираните хора могат да носят вирус, но се очаква натоварването на вируса да е по-ниско.“

Има и други фактори, които определят дали тестовете за антитела ще бъдат надеждно пълномощно за това дали някой е имунизиран, като например точността на тестовете. Ще отнеме известно време, за да получим отговорите. Част от това, което отнема време, отбелязва Линч, е „наблюдение на пациентите в дългосрочен план, за да се види дали хората, които преди са били положителни или имат антитела, се заразяват отново или не“.

Резултатите от плазмените терапии, при които се извличат антитела от възстановени пациенти и се прилагат при пациенти, борещи се с тежки форми на COVID-19, могат да дадат допълнителни данни дали антителата са защитни, поне в краткосрочен план. Едно малко проучване в Китай дава начални положителни резултати.

Уанг добавя, че очаква убедителните отговори да дойдат от мащабни епидемиологични проучвания, проследяващи дали хората с високи нива на неутрализиращи антитела в кръвта си, всъщност са с по-малка вероятност да се заразят отново с вируса. „В този момент всички тестове за антитела наистина функционират, за да ни помогнат да съберем данни. И тогава в определен момент смятам, че числата ще са достатъчно големи, за да можем да направим оценка на риска“, казва тя. Това би могло да доведе до отговори на най-належащите въпроси: „Променя ли наличието на IgG антитела, например, риска от инфекция? Увеличава или намалява риска Ви? Това е основният въпрос, на който трябва да се отговори, за да се знае дали антителата ще бъдат защитни. „