Оценка клеточного звена иммунитета при новой коронавирусной инфекции COVID-19

В декабре 2019 г. человечество столкнулось с новой коронавирусной инфекцией, возбудитель которой был идентифицирован как SARS-CoV-2, а болезнь получила название COVID-19 (ковид). Для выявления инфицированных пациентов используют получившие широкое распространение тесты на основе полимеразной цепной реакции, способные обнаружить РНК SARS-CoV-2 в мазках из носа и ротоглотки. Однако не менее важным, а во многих случаях и единственным способом диагностики является оценка реакции на возбудитель различных звеньев иммунитета, таких как гуморальное и клеточное.

Цель предлагаемого обзора литературы – обобщить и проанализировать имеющиеся данные о формировании иммунного ответа и разрабатываемые подходы к комплексной характеристике иммунного ответа пациентов с подтвержденным контактом с возбудителем COVID-19 или в результате вакцинации.

В настоящее время эффективность антиковидной вакцинации и наличие иммунитета после перенесенного заболевания оценивают, определяя специфические антитела. Наблюдения показывают, что титры анти-S и анти-RDB IgG значительно снижаются через 6–8 мес после постановки диагноза. Важным моментом является то, что даже при падении уровней антител в крови переболевших пациентов обнаруживаются клетки памяти. Обнаружить отдельные Т-, B-лимфоциты, отвечающие выбросом различных маркеров активации (цитокины, антитела) на представленные антигены, позволяет метод ELISPOT (Enzyme-linked immunospot), являющийся разновидностью ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay).

Для более полного понимания формирования и эффективности иммунной памяти к SARS-CoV-2 требуется оценка содержания и функциональной активности различных ее компонентов, включая B-лимфоциты, CD8⁺-, CD4⁺-T-лимфоциты, поскольку они имеют относительно независимые друг от друга механизмы действия клеточной памяти. В связи с этим актуальны оценка иммунитета к SARS-CoV-2, когда уровень антител становится недостаточным для их определения зарегистрированными тестами, и внедрение в клинико-диагностическую практику тест-систем, позволяющих выявить маркеры долговременной клеточной памяти.

1. Временные методические рекомендации «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19)». Версия 11 (07.05.2021). М., 2020. P. 6.

2. Kim D.S., Rowland-Jones S., Gea-Mallorquí E. Will SARS-CoV-2 Infection Elicit Long-Lasting Protective or Sterilising Immunity? Implications for Vaccine Strategies (2020). Front Immunol 2020;11:571481. DOI: 10.3389/fimmu.2020.571481.

3. Gui M., Song W., Zhou H. et al. Cryo-electron microscopy structures of the SARS-CoV spike glycoprotein reveal a prerequisite conformational state for receptor binding. Cell Res 2017;27(1):119–29. DOI: 10.1038/cr.2016.152.

4. Hoffmann M., Kleine-Weber H., Schroeder S. et al. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor. Cell 2020;181(2): 271–80. DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.052.

5. Amanat F., Krammer F. SARS-CoV-2 Vaccines: Status Report. Immunity 2020;52(4):583–9. DOI: 10.1016/j.immuni.2020.03.007.

6. Lambert D.W., Yarski M., Warner F.J. et al. Tumor necrosis factor-alpha convertase (ADAM17) mediates regulated ectodomain shedding of the severe-acute respiratory syndrome-coronavirus (SARS-CoV) receptor, angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2). J Biol Chem 2005;280(34):30113–9. DOI: 10.1074/jbc.M505111200.

7. Ziegler C.G.K., Allon S.J., Nyquist S.K. et al. SARS-CoV-2 Receptor ACE2 Is an Interferon-Stimulated Gene in Human Airway Epithelial Cells and Is Detected in Specific Cell Subsets across Tissues. Cell 2020;181(5):1016–35. DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.035.

8. Logunov D.Y., Dolzhikova I.V., Shcheblyakov D.V. et al. Safety and efficacy of an rAd26 and rAd5 vector-based heterologous prime-boost COVID-19 vaccine: an interim analysis of a randomised controlled phase 3 trial in Russia. Lancet 2021;397(10275):671–81. DOI: 10.1016/S0140-6736(21)00234-8.

9. Потеряев Д.А., Хамитов Р.А., Ефимов Г.А. и др. Перспективы использования технологической платформы ELISPOT в системе противоэпидемических мероприятий против новой коронавирусной инфекции COVID-19. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение 2020;20(3):146–58. DOI: 10.30895/2221-996X-2020-20-3-146-158.

10. Cassaniti I., Percivalle E., Bergami F. et al. SARS-CoV-2 specific T-cell immunity in COVID-19 convalescent patients and unexposed controls measured by ex vivo ELISpot assay. Clin Microbiol Infect 2021;27(7):1029–34. DOI: 10.1016/j.cmi.2021.03.010.

11. Wu S., Zhong G., Zhang J. et al. A single dose of an adenovirus-vectored vaccine provides protection against SARS-CoV-2 challenge. Nat Commun 2020;11(1);1–7. DOI: 10.1038/s41467-020-17972-1.

12. Sherina N., Piralla A., Du L. et al. Persistence of SARS-CoV-2-specific B and T cell responses in convalescent COVID-19 patients 6–8 months after the infection. Med (N Y) 2021;2(3):281–95. DOI: 10.1016/j.medj.2021.02.001.

13. Wajnberg A., Amanat F., Firpo A. et al. Robust neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 infection persist for months. Science 2020;370(6521):1227–30. DOI: 10.1126/science.abd7728.

14. Dan J.M., Mateus J., Kato Y. et al. Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection. Science 2021;371(6529):eabf4063. DOI: 10.1126/science.abf4063.

15. Slota M., Lim J.B., Dang Y. et al. ELISpot for measuring human immune responses to vaccines. Expert Rev Vaccines 2011;10(3):299–306. DOI: 10.1586/erv.10.169.

16. Crotty S., Aubert R.D., Glidewell J. et al. Tracking human antigen-specific memory B cells: a sensitive and generalized ELISPOT system. J Immunol Methods 2004;286(1–2):111–22. DOI: 10.1016/j.jim.2003.12.015.

17. Buisman A.M., de Rond C.G., Oztürk K. et al. Long-term presence of memory B-cells specific for different vaccine components. Vaccine 2009;28(1):179–86. DOI: 10.1016/j.vaccine.2009.09.102.

18. West D.J., Calandra G.B. Vaccine induced immunologic memory for hepatitis B surface antigen: implications for policy on booster vaccination. Vaccine 1996;14(11):1019–27. DOI: 10.1016/0264-410x(96)00062-x.

19. Czerkinsky C.C., Nilsson L.A., Nygren H. et al. A solid-phase enzyme-linked immunospot (ELISPOT) assay for enumeration of specific antibody-secreting cells. J Immunol Methods 1983;65(1–2): 109–21. DOI: 10.1016/0022-1759(83)90308-3.

20. Jahnmatz M., Kesa G., Netterlid E. et al. Optimization of a human IgG B-cell ELISpot assay for the analysis of vaccine-induced B-cell responses. J Immunol Methods 2013;391(1–2):50–9. DOI: 10.1016/j.jim.2013.02.009.

21. Bernasconi N.L., Traggiai E., Lanzavecchia A. Maintenance of serological memory by polyclonal activation of human memory B cells. Science 2002:298(5601):2199–202. DOI: 10.1126/science.1076071.

22. Vabret N., Britton G.J., Gruber C. et al. Immunology of COVID-19: Current State of the Science. Immunity 2020;52(6):910–41. DOI: 10.1016/j.immuni.2020.05.002.

23. Ni L., Ye F., Cheng M.L. et al. Detection of SARS-CoV-2-Specific Humoral and Cellular Immunity in COVID-19 Convalescent Individuals. Immunity 2020;52(6):971–7. DOI: 10.1016/j.immuni.2020.04.023.

24. Tarke A., Sidney J., Kidd C.K. et al. Comprehensive analysis of T cell immunodominance and immunoprevalence of SARS-CoV-2 epitopes in COVID-19 cases. Cell Rep Med 2021;2(2):100204. DOI: 10.1016/j.xcrm.2021.100204.

25. Mateus J., Grifoni A., Tarke A. et al. Selective and cross-reactive SARS-CoV-2 T cell epitopes in unexposed humans. Science 2020;370(6512):89–94. DOI: 10.1126/science.abd3871.

26. Sekine T., Perez-Potti A., Rivera-Ballesteros O. et al. Robust T Cell Immunity in Convalescent Individuals with Asymptomatic or Mild COVID-19. Cell 2020;183(1):158–168. DOI: 10.1016/j.cell.2020.08.017.

27. Braun J., Loyal L., Frentsch M. et al. SARS-CoV-2-reactive T cells in healthy donors and patients with COVID-19. Nature 2020;587(7833):270–4. DOI: 10.1038/s41586-020-2598-9.

28. Bastard P., Rosen L.B., Zhang Q. et al. Autoantibodies against type I IFNs in patients with life-threatening COVID-19. Science 2020;370(6515);eabd4585. DOI: 10.1126/science.abd4585.

29. Blanco-Melo D., Nilsson-Payant B.E., Liu W.C. et al. Imbalanced Host Response to SARS-CoV-2 Drives Development of COVID-19. Cell 2020;181(5):1036–45. DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.026.

30. Sette A., Crotty S. Adaptive immunity to SARS-CoV-2 and COVID-19. Cell 2021;184(4):861–80. DOI: 10.1016/j.cell.2021.01.007.

31. Nguyen-Contant P., Embong A.K., Kanagaiah P. et al. S Protein-Reactive IgG and Memory B Cell Production after Human SARS-CoV-2 Infection Includes Broad Reactivity to the S2 Subunit. mBio 2020;11(5):e01991–20. DOI: 10.1128/mBio.01991-20.