Ученые из Института иммунологии Ла-Хойи, США, обнаружили, что Т-клетки людей, выздоровевших от COVID-19 или получивших вакцины Moderna или Pfizer-BioNTech, могут распознавать несколько штаммов SARS-CoV-2. Это свойство иммунной системы позволяет организму убивать инфицированные клетки и предотвращать тяжелые инфекции, даже при столкновении с новыми мутациями коронавируса.

На что влияют мутации коронавируса

Как и все вирусы, SARS-CoV-2 со временем изменяется. Вирус может становиться более заразным и поражать организм с большей скоростью. Мутации вируса могут влиять на эффективность методов лечения и вакцин. Такие вирусные штаммы Всемирная организация здравоохранения относит к вызывающим озабоченность (VOC).

К вызывающим озабоченность штаммам коронавируса относятся:

  • британский штамм – «Альфа»;
  • южноафриканский штамм – «Бета»;
  • бразильский штамм – «Гамма»;
  • индийский штамм – «Дельта».

Наиболее опасные мутации присутствуют в белке вирусного шипа (S). Некоторые из этих мутаций увеличивают силу связывания вирусной частицы с клеткой. Они повышают заразность, способность вируса обходить защитные системы организма и увеличивают вирусную нагрузку.

Также мутации снижают нейтрализующую способность антител, которые образовались после инфекции SARS-CoV-2 или вакцинации:

  • Мутации в южноафриканском и бразильском штаммах связаны со снижением нейтрализующей способности антител, образовавшихся после инфекции.
  • Мутации в британском штамме вызвали частичную потерю нейтрализующей активности антител, которые образовались после введения вакцины AstraZeneca. А мутации в южноафриканском штамме – еще большую потерю нейтрализующей активности. Поэтому вакцина AstraZeneca сохраняет эффективность против британского штамма, но гораздо хуже защищает от COVID-19 при заражении южноафриканским штаммом.
  • Вакцина Novavax защищает от оригинального штамма, появившегося в начале пандемии, британского и южноафриканского штаммов на 96%, 86% и 60% соответственно.
  • Однократная вакцина Janssen имеет эффективность 72% и 64% против оригинального и южноафриканского штаммов соответственно.

Эти факты поставили перед учеными вопрос: будут ли вакцины защищать от новых штаммов коронавируса?

T-клетки устраняют влияние мутаций коронавируса

В ответ на вирус организм вырабатывает не только антитела, но и патоген-специфические T-клетки, которые распознают и уничтожают чужеродные для организма молекулы – антигены. После COVID-19 часть этих T-клеток становится клетками памяти. Они будут реагировать на те же антигены при следующей встрече, предотвращая болезнь или снижая ее тяжесть.

Два основных типа T-клеток – T-хелперы (CD4+) и T-киллеры (CD8+). Первые – активируют T-киллеры, B-лимфоциты и клетки врожденного иммунитета. Вторые – уничтожают инфицированные вирусом клетки.

Т-хелперы и T-киллеры играют важную роль в разрешении инфекции SARS-CoV-2 и снижении тяжести COVID-19. И те, и другие T-клетки обладают перекрестной реактивностью – обеспечивают защиту от нескольких антигенов.

Устойчивая T-клеточная память формируется как после COVID-19, так и после вакцинации. Поэтому именно перекрестно-реактивные T-клетки – ключ к устранению влияния вирусных мутаций на эффективность вакцин.

Исследование: защищают ли T-клетки от новых штаммов SARS-CoV-2

Ученые исследовали, насколько эффективно реагируют на новые штаммы (VOC) T-клетки людей, выздоровевших от COVID-19, вызванного оригинальным штаммом, и недавно вакцинированных Moderna или Pfizer / BioNTech. Контрольная группа – люди, никогда не подвергавшихся воздействию SARS-CoV-2 (образцы взяты до пандемии).

Ученые обнаружили, что CD4+ и CD8+ Т-клетки могут распознавать мутировавшие формы вируса.

Данные исследования были расширены до более широкого спектра штаммов, включая индийский штамм Дельта, который стал преобладающим уже после начала исследования.

Результаты исследования

Ответы Т-клеток на оригинальный штамм SARS-CoV-2

  • Ответы  CD4+ и CD8+ Т-клеток на оригинальный штамм SARS-CoV-2 были значительно выше у выздоровевших, чем у контрольной группы. 93% выздоровевших имели ответы CD4+, 39% – CD8+.
  • Ответы  CD4+ и CD8+ Т-клеток на оригинальный штамм SARS-CoV-2 также были значительно выше у вакцинированных по сравнению с контрольной группой. 100% вакцинированных имели ответы CD4+, 48% – CD8+.
  • Ответы Т-клеток были обнаружены у 17, 50 и 76% не подвергавшихся воздействию, выздоравливающих и вакцинированных участников соответственно. Эти Т-клеточные ответы послужили ориентирами для последующей оценки воздействия мутаций VOC.

Ответы Т-клеток на VOC у выздоровевших от COVID-19

  • У выздоровевших участников реакция T-клеток на S-белок VOC варьировалась от 38 до 45%. По сравнению с оригинальным штаммом, наблюдалось значительное снижение на 12%, 6% и 14% для британского, южноафриканского и калифорнийского штаммов, в то время как для бразильского штамма разницы не было. Наблюдаемое снижение находится в пределах диапазона технических колебаний.
  • Мутации, обнаруженные в исследуемых штаммах, не ограничивались S-белком, но также встречались в других белках, кодируемых в геноме SARS-CoV-2. Реактивность по отношению к мутировавшим вирусным белкам была аналогична реактивности по отношению к оригинальному штамму. Суммарная реактивность по всему геному не снижалась по сравнению с исходной реактивностью.
  • Некоторая реактивность Т-лимфоцитов в отношении белков SARS-CoV-2 наблюдалась у участников, не подвергавшихся воздействию коронавируса. Возможная причина – предыдущий контакт с простудными коронавирусами или другим патогенам или аутоантигенами. Величина ответов Т-лимфоцитов была ниже, чем у выздоровевших от COVID-19. Как и у выздоровевших от COVID-19, у не подвергавшихся воздействию участников не наблюдалось уменьшения ответов CD4+ и CD8+ Т-клеток на сумму всех антигенов. Эти эксперименты показывают, что CD4+ и CD8+ Т-клетки людей, инфицированных оригинальным штаммом SARS-CoV-2, распознают VOC с аналогичной эффективностью.

Ответы Т-клеток на VOC у вакцинированных

Ученые сосредоточили внимание на реактивности Т-клеток к S-белку оригинального штамма, который является основой используемых в настоящее время вакцин.

  • Сравнение реактивности CD4+ и CD8+ Т-клеток на оригинальный штамм и VOC не показало значимых различий для британского и бразильского штаммов.
  • Снижение на 14% и 22% наблюдалось для южноафриканского штамма для CD4+ и CD8+ Т-клеток соответственно.
  • Снижение на 10% наблюдалось для калифорнийского штамма для CD8+ T-клеток.

Наблюдаемое снижение находится в пределах диапазона технических колебаний.

Ответ T-клеток памяти

Встреча организма с S-белком оригинального штамма в результате инфекции или вакцинации вызывает ответ Т-клеток памяти, способный перекрестно распознавать новые мутации SARS-CoV-2.

Насколько различаются белки разных штаммов коронавируса

В среднем 93% вирусных белков (эпитопов), распознаваемых CD4+ Т-клетками, консервативны для британского, южноафриканского, бразильского и калифорнийского штаммов (89,6%, 90%, 94,3% и 97,1% соответственно). Если учитывать не просто количество эпитопов, а величину ответов T-клеток, то полностью консервативные эпитопы CD4+ Т-клеток составляют в среднем 91,5% (84,4%, 88,1%, 95,7% и 97,8%).

97,1% эпитопов CD8+ T-клеток полностью консервативны для британского штамма, 97,3% – для южноафриканского и бразильского штаммов, 97,9% – для калифорнийского штамма. С учетом величины CD8+ Т-клеточных ответов: 98,3%, 98,4%, 97,9% и 97,8%, среднее значение 98,1%.

Степень консервативности Т-клеточных эпитопов в S-антигене – 84,5% для эпитопов CD4+ Т-клеток и 95,3% для эпитопов CD8+ Т-клеток. С учетом величины CD4+ Т-клеточных ответов на S-эпитопы: полностью консервативные CD4+ Т-клеточные эпитопы составляют 95,5%, 75,3%, 89,8% и 98,3% для британского, южноафриканского, бразильского и калифорнийского штаммов соответственно, со средним показателем 89,7%. Для CD8+ Т-клеточных ответов: 95,2%, 97,6%, 95,4% и 97,3%, в среднем 96,4%.

На подавляющее большинство эпитопов CD4+ и CD8+ Т-клеток мутации, обнаруженные в различных штаммах, не влияют. Это означает, что мутации будут иметь незначительное влияние на общий ответ Т-клеток, поэтому Т-клетки выздоравливающих и вакцинированных людей по-прежнему смогут защищать от COVID-19.

Выводы

Новые штаммы коронавируса связаны с большей заразностью и сниженной восприимчивостью к нейтрализующим антителам, образовавшимся при инфекции или вакцинации.

Однако влияние мутаций ограничено. Новые штаммы существенно не нарушают общие ответы Т-клеток. Хотя не ожидается, что циркулирующие Т-клетки памяти будут эффективны для предотвращения инфекции SARS-CoV-2, они могут снизить тяжесть COVID-19.

Эти результаты важны для разработки вакцин против панкоронавируса – с более широким защитным иммунитетом против новых штаммов. Альтернативный подход к созданию вакцин – включение дополнительных антигенов и эпитопов Т-клеток, выбранных на основе низкой склонности к мутациям. Такой подход позволит дополнить ответ нейтрализующих антител ответами Т-клеток и минимизировать заболеваемость и смертность от COVID-19.

Источник

Impact of SARS-CoV-2 variants on the total CD4+ and CD8+ T cell reactivity in infected or vaccinated individuals