Рекордно продолжительный случай Covid-19 показал, как коронавирус обходит иммунную систему
Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.
Препринт статьи опубликован на портале Research Square. Исследование проводили специалисты Сколтеха, НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева, Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени И.П. Павлова, компании Parseq Lab, Института проблем передачи информации имени А. А. Харкевича, Института биоинформатики, Городской клинической больницы № 31 в Санкт-Петербурге и Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова.
С первых случаев Covid-19 коронавирус, вызывающий эту болезнь, непрерывно мутирует, распространяясь в популяции. Некоторые из этих мутаций приводят к появлению опасных вариантов вируса, которые легче передаются или вызывают более тяжелое заболевание, — как, например, печально известный вариант дельта. Однако если вирус достаточно долго задержится в одном организме, он также может накопить мутации, которые помогут ему обходить иммунный ответ. Это делает подобных пациентов с ослабленным иммунитетом невольными «горячими точками» быстрой эволюции вируса.
Один показательный случай такой эволюции внутри одного организма – это случай пациентки С с поздней стадией неходжкинской B-клеточной лимфомы. Она получила свой первый положительный тест на коронавирус в апреле 2020 года, а окончательный отрицательный тест – только в марте 2021, спустя почти год. По словам Оксаны Станевич, лечащего врача пациентки С, которая собрала обширные клинические данные о ходе заболевания и биологические образцы, за это время пациентка С дважды испытывала сильные симптомы Covid-19, включая жар и пневмонию.
Полученные данные позволили команде исследователей, в том числе профессору Сколтеха Георгию Базыкину, проследить эволюцию SARS-CoV-2 в организме пациентки. Полногеномное секвенирование и филогенетический анализ подтвердили, что пациентка С действительно все это время была заражена одним и тем же коронавирусом. Судя по всему, сама она никого не заразила, так как в глобальной базе данных GISAID для отслеживания случаев заражения SARS-CoV-2 не нашлось похожих образцов.
Всего вирус приобрел 40 мутаций, изменяясь гораздо быстрее, чем это обычно происходит при распространении в популяции. Такая быстрая эволюция указывает на то, что вирус адаптировался к существованию в организме человека, закрепляя мутации, которые помогали ему лучше выживать или быстрее размножаться.
Часть этих мутаций пришлась на спайк-белок; некоторые из них совпали с найденными ранее мутациями у других пациентов. Поскольку тех пациентов лечили плазмой переболевших или моноклональными антителами, ранее предполагалось, что эти мутации были связаны с противостоянием нейтрализующим антителам.
Однако из-за своего лечения от лимфомы пациентка C не имела B-лимфоцитов в периферийном кровотоке, и у нее почти не было антител IgG – фактически ее гуморальный иммунитет был «выключен». Кроме того, большинство этих быстро приобретенных мутаций приходились не на белки оболочки вируса, а на другие белки. «Это было странно: почему вирус стал бы прятаться от того, чего в организме нет? И почему он стал бы маскировать от иммунной системы те свои части, которые антитела в любом случае не “видят”?» — говорит Евгения Алексеева, одна из двух первых авторов научной статьи.
В поисках ответов на эти вопросы исследователи обратились к другому компоненту иммунной системы – Т-клеткам, оружию клеточного иммунитета. Эта система не опирается на антитела и сохранилась у пациентки С. Тому, как SARS-CoV-2 обходит клеточный иммунитет, до сих пор уделялось не так много внимания. Гуморальный иммунитет «нацелен» в основном на оболочечные белки вроде спайк-белка, в то время как Т-клетки теоретически могут распознать любой пептид, закодированный в вирусном геноме.
Поэтому мутации, «спасающие» вирус от Т-клеточного иммунитета, могут появиться в любом из генов вируса. Отсюда исследовательская группа предположила, что SARS-CoV-2 у пациентки С мог эволюционировать именно так, чтобы скрываться от единственной защитной системы организма, с которой он столкнулся.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые предсказали и подтвердили в эксперименте влияние накопленных мутаций вируса на эффективность презентации антигенов конкретными аллелями HLA в геноме пациентки С.
«Мы получили поразительные результаты. Мутации, накопленные вирусом, позволяли ему направленно уклоняться от презентации антигенов аллелями HLA нашей пациентки, делая Т-клеточный иммунный ответ неэффективным», — говорит Евгения Алексеева.
Эти результаты указывают на то, что уклонение от Т-клеток – недооцененный и потенциально мощный двигатель эволюции SARS-CoV-2 в пациентах с ослабленным иммунитетом. Но что это означает для пандемии в целом? «Если рассмотреть варианты коронавируса, которые в последнее время получили широкое распространение и известность, то в их происхождении есть нечто необычное. Когда появляется такой вариант, он часто быстро накапливает множество мутаций, точно так же, как это происходит у пациентов с подавленной иммунной системой», — говорит Георгий Базыкин.
«Это привело к предположениям о том, что такие люди могут быть своеобразным «спортзалом» для вируса, где тот «тренируется» лучше заражать людей. Хотя вирус, который мы изучали, свой «спортзал», судя по всему, так и не покинул, наши выводы показывают, что различных «тренажеров» в нем больше, чем мы думали», — добавляет ученый.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Ученые обнаружили в стволе головного мозга особую группу клеток — нейроны C1. Они отвечают за выработку адреналина и способны удерживать организм в состоянии тяжелого стресса на протяжении многих дней после пережитого потрясения. Эксперименты на мышах показали, что блокирование этих клеток практически «выключает» последствие психологических травм.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно