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 Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Чтение в дошкольном возрасте — это важная часть обучения, общения и воспитания. Оно помогает понимать смысл, задавать вопросы, удерживать внимание и постепенно входить в культуру общения с книгой. Кроме того, для маленького ребенка это новый способ взаимодействия с родителем. Сегодня эта тема особенно актуальна, потому что интерес детей к чтению снижается, а книги все чаще не выдерживают конкуренции с яркими видеоформатами. На рынке появляются книги с интерактивными элементами или элементами дополненной реальности: оживающие картинки, запахи, звуки.
Меркурий — ближайшая к Солнцу планета, поэтому она постоянно подвергается интенсивному солнечному излучению. Однако там располагаются огромные запасы водяного льда — по оценкам, речь идет о сотнях миллиардах тонн. Правда, хранится он исключительно на полюсах на дне глубоких, постоянно затененных кратеров. Обнаружение льда в полярных кратерах Меркурия — одно из самых необычных открытий планетологии последних десятилетий. Но механизм его появления на планете до сих пор остается предметом научных споров. К разгадке приблизилась международная группа планетологов.
Китайский аппарат Tianwen-1, находясь на орбите Марса, снял 3I/ATLAS с редкого ракурса вне плоскости орбиты межзвездной кометы. Наблюдение и моделирование показали, что кому кометы заполняют крупные частицы размером в сотни микрометров, выбрасываемые с массовым расходом примерно тонна в секунду.
Команда археологов в составе младшего научного сотрудника Отдела славяно-финской археологии ИИМК РАН Натальи Григорьевой и археозоологов Института экологии растений и животных УрО РАН Ольги Бачуры и Татьяны Лобановой завершила комплексное исследование коллекции костей животных из раскопок поселения на Земляном городище Старой Ладоги (Ленинградская область). В ходе работы удалось проследить изменения системы хозяйства жителей на протяжении почти 10 веков.
Палеонтологи выяснили, почему у тираннозавра и других крупных хищных динозавров были непропорционально маленькие передние лапы. Математическое моделирование показало, что редукция конечностей не была генетической ошибкой или побочным эффектом роста тела. В ходе эволюции челюсти и череп хищников стали настолько массивными и мощными, что полностью взяли на себя задачу по поимке и умерщвлению крупной добычи, из-за чего передние конечности атрофировались за ненадобностью.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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