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 Новая порция американских военных материалов об НЛО содержит очередные видео летающих объектов неизвестной природы, аудиозаписи с попыткой анализа наблюдений таких объектов и показывает, что американские военные пытались запустить какие-то разработки, опираясь на опыт своих не самых приятных столкновений с НЛО. Причем некоторые военные, видимо, получили после контакта с этими объектами какие-то повреждения, в том числе вызывающие выпадение волос.
На севере Египта археологи совершили двойное открытие: раскопали древний некрополь, а прямо поверх него — руины римского военного форта. Главной неожиданностью для ученых стало само наличие скальных гробниц в этом регионе. Вся Дельта Нила состоит из заиленной глинистой почвы, где подземное строительство казалось невозможным, однако древние мастера сумели найти редкие выходы твердой породы и высечь в них усыпальницы.
Управление Конгресса США по бюджету подготовило доклад о последствиях глобального потепления. Первыми изо всех государственных органов в истории оно спрогнозировало серьезное снижение смертности из-за потепления климата. Это идет наперекор многолетней традиции полного игнорирования официальными документами давно известного в науке факта подавления избыточной смертности из-за роста глобальных температур.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Тренды здорового питания постоянно меняются, в том числе на основе научных исследований. Когда-то публика панически боялась жиров, но их реабилитировали. Гарвардская пирамида здорового питания рисовала сложные углеводы в основании пирамиды, а теперь они переместились к вершине. Возможно, и современную моду на приоритет белка придется пересмотреть.
Авторы нового исследования, возможно, нашли ответ на вопрос, почему естественный отбор не устранил из человеческого генома мутацию, повышающую риск такого тяжелого аутоиммунного заболевания, как волчанка. По-видимому, все дело в эволюционном компромиссе: уязвимость в одной сфере — расплата за преимущество в другой.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
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