В конце 1980-х годов 15 здоровых людей переехали в новые квартиры в городе Солсбери, Соединенное Королевство. На третий день каждого из них попросили ввести себе через ноздри раствор, содержащий коронавирус — один из нескольких вирусов, вызывающих обычную простуду. После этого волонтеры провели три недели на карантине в Отделении обычных простудных заболеваний (Common Cold Unit), входящем в состав Медицинского исследовательского совета (Medical Research Council), где специалисты стали проводить наблюдения за целым рядом симптомов. Некоторые участники этого эксперимента сравнили пребывание в Отделении обычных простудных заболеваний с каникулами — но даже в таком случае к обычному отдыху были добавлены такие процедуры как взятие крови на анализ и назальные промывания.
Примерно через год 14 человек из числа волонтеров вернулись для проведения повторных процедур. На этот раз специалисты хотели узнать, появился ли у участников эксперимента иммунитет после заражения. А вот и ответ: в некотором роде. Хотя симптомов никаких не было, анализы показали, что почти все они заразились еще до того, как их иммунная системы смогла ввести в действие эффективную защиту.
Это был ранний и с намеком ответ на тот вопрос, который не дает уснуть ученым, врачам и политикам: может ли иммунная система человека создать длительную защиту от пандемического вируса SARS-CoV-2? Ответ на этот вопрос имеет решающее значение для понимания того, обеспечит ли вакцина полноценную защиту, смогут ли люди, переболевшие Covid-19, вернуть к своей прежней жизни и как быстро мир может сократить ту угрозу, которая возникает из-за этого заболевания.
Специалисты тщательно изучают результаты, полученные в Отделении обычных простудных заболеваний и в других местах, и они пытаются понять, каким образом иммунная система человека отвечает на SARS-CoV-2, используя для этого животных, клеточные структуры, а также самые современные достижения в молекулярной области.
Они каталогизируют антитела и иммунную реакцию клеток с необычной скоростью, они определяют, какие антитела могут оказаться наиболее эффективными, а также разрабатывают вакцины и методы терапии, которые после тестирования на животных и в ограниченно объеме на людях позволят получить пусть даже кратковременный иммунный ответ. Однако не существует быстрых и простых экспериментов, которые могли бы дать ясный ответ на вопрос о том, будет ли полученный иммунитет эффективным и продолжительным. Просто пока еще нельзя дать ответ на этот вопрос.
«Только будущее предоставит нам ответ», — считает Райнхольд Ферстер (Reinhold Förster), иммунолог из Ганноверской медицинской школы в Германии. Отрывочные сведения о повторном заражении — речь идет о людях, которые уже перенесли Covid-19, но затем их тесты вновь оказались положительными — вызывают опасения относительно того, что появившийся иммунитет может оказаться непродолжительным. Средства массовой информации не оставляют без внимания такого рода сообщения и предлагают мрачные предсказания относительно перспектив использования вакцины. Однако ученые более осторожны в своих прогнозах.
«Мы все слышим подобного рода истории, но я не знаю, есть ли среди нас люди, которые понимают, как к этому следует относиться», — говорит Джон Уерри (John Wherry), иммунолог из расположенного в Филадельфии Пенсильванского университета (University of Pennsylvania). Пока сообщения о повторном инфицировании не содержат достаточного количества сведений об иммунном ответе людей, и поэтому такую возможность исключить нельзя, добавляет он.
Антитела — это профи иммунитета
Иммунная система располагает огромным количеством способов для того, чтобы дать отпор вирусным агрессорам и лишить их возможности вернуться. Она делает выбор в пользу B-клеток (B cells), которые производят антитела, способные ограничивать активность вируса. Кроме того, она создает запас обладающих длительной памятью B-клеток, которые и производят эти антитела и которые начинают действовать в том случае, если вирус возвращается.
В другом варианте привлекаются Т-клетки (T-cells), которые осуществляют патрулирование и разрушают инфицированные клетки, и в результате вирус лишается возможности репликации. Такие иммунные клетки также могут существовать много лет.
Долгосрочный иммунитет может отличаться по своему типу, а также по степени активности ответа. Разработчики вакцины часто надеются на получение того, что принято называть стерильным иммунитетом (sterilizing immunity), то есть, речь идет о такой реакции, которая, как правило, осуществляется через антитела и которая позволит быстро предотвратить возвращение вируса и его закрепление в организме. Однако не все вакцины и не все инфекции вызывают появление нейтрализующих антител, необходимых для появления стерильного иммунитета. Так, например, ВИЧ, вирус иммунодефицита человека, редко вызывает появление нейтрализующих антител, и этот факт осложняет попытки создания соответствующей вакцины.
Что касается SARS-CoV-2, то пока полученные данные обнадеживают. Некоторые группы исследователей быстро добились изоляции нейтрализующих антител, взяв их у людей, зараженных этим вирусом, и у большинства из них отмечается реакция в виде образования антител в течение нескольких дней после положительного теста. Вместе с тем, некоторые разрабатываемые вакцины против SARS-CoV-2 вызывают сильную антительную реакцию, и это позитивный сигнал относительно того, что эта вакцина может обеспечить иммунитет.
Однако у некоторых ученых возникают сомнения по поводу предварительных данных. Самая высокая антительная реакция, как правило, возникает у тех людей, у которых заболевание проявляется в самой сильной форме. А у тех людей, у которых оно протекает в мягкой форме — то есть, у большинства людей, заразившихся Covid-19, — иногда возникает небольшое количество нейтрализующих антител. Такой вариант часто наблюдается при вирусных заболеваниях — чем более длительным и более серьезным является заболе6вание, тем более вероятно появление сильной и продолжительной реакции организма. Это одна из причин того, что обычные простудные вирусы иногда не вызывают долговременного иммунитета, отмечает Шейн Кротти (Shane Crotty), вирусолог из расположенного в Калифорнии Института иммунологии Ла Хойя (La Jolla Institute for Immunology).
Кроме того, возникает вопрос относительно продолжительности существования антител. После того как специалисты в течение определенного времени получили возможность наблюдать за поведением пациентов, заразившихся Covid-19, они обнаружили, что количество антител достигает своего пика в течение первых дней после появления симптомов заражения, а затем оно начитает сокращаться. У некоторых участников проводимых исследований антитела практически исчезали по прошествии примерно трех месяцев. Отдельные ведущие средства массовой информации сообщили об этом как об утрате иммунитета, а это означало, что процесс разработки вакцин будет весьма непростым.
Однако многие иммунологи считают, что подобные заявления являются немного преждевременными. Полученные данные показывают наличие совершенно нормальной реакции на вирусную инфекцию, отмечает Луис Баррейро (Luis Barreiro) из Чикагского университета (University of Chicago) в штате Иллинойс, который основное свое внимание уделяет изучению эволюции иммунных ответов на патогены. Когда вирус атакует, происходит быстрое размножение B-клеток, производящих антитела и способных выявить носителей вируса. Но когда заражение проходит, уровень антител, как правило, сокращается. «Существует немало опасений в этом отношении, — говорит Майлз Кэрролл (Miles Carroll), специалист в области инфекционных заболеваний и сотрудник расположенного в Портон-Дауне, Соединенного Королевство, агентства Public Health England. — Но я думаю, что, в целом, мы видим довольно активный иммунный ответ».
Кроме того, специалисты должны получить возможность наблюдать за уровнем антител в течение более продолжительного периода времени, и тогда можно будет установить, сохраняется ли концентрации антител на низком уровне — это частый случай при вирусных заболеваниях, — или их количество быстро сокращается. Поскольку ответа на эти вопросы пока нет, вирусолог Кэти Дорз (Katie Doores) из королевского колледжа Лондона (King's College London), ведущий специалист одной из групп по изучению антител, полагает, что негативное освещение в прессе ее работы оказалось для нее неожиданным. «Боже мой! Похоже, что никто не скрывает своего недовольства, — говорит она. — Но мы не знаем, какой уровень антител необходим для защиты».
План B и план T
Даже если уровень антител находится на очень низком уровне, иммунная система, тем не менее, часто имеет на этот случай запасной план. Клетки памяти B пребывают в пассивном виде в костном мозге до возвращения вируса, и тогда они получают новую идентичность в качестве клеток плазмы, способных производить антитела. Сегодня мы имеем дело с неполным количеством данных относительно роли клеток памяти B в борьбе против Covid-19 — их сложнее обнаружить и подсчитать, чем антитела, — однако пока все говорит о том, что их количество быстро увеличивается, подчеркивает Маркус Буггерт (Marcus Buggert), иммунолог из Каролинского института (Karolinska Institute) в Стокгольме. Согласно недавно проведенному исследованию, которое еще не смогли оценить специалисты, клетки памяти B могут производить нейтрализующие антитела, способные распознавать SARS-CoV-2 у тех людей, которые уже перенесли Covid-19 в легкой форме.
Следует также сказать, что иммунитет не полностью полагается на антитела. T-клетки, возможно, тоже способны распознавать зараженные клетки и уничтожать их, ограничивая тем самым распространение вируса в организме человека. Как и в случае с клетками памяти B, T-клетки сложнее испытывать, однако проведенные исследования позволяют говорить о том, что они вводятся в действие в случае заражения SARS-CoV-2. В одном из исследований были изучены иммунные ответы у 36 людей после заражения Covid-19, и T-клетки, способные распознавать коронавирус, были обнаружены у всех испытуемых. «Создается впечатление, что вирус является сильным стимулятором для T-клеток, — отмечает иммунолог Дэнни Алтманн (Danny Altmann) из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London). — У многих людей была обнаружен очень орошая реакция T-клеток на вирус».
Перспективы разработки вакцины
Изучение T-клеток также позволяет говорить о возможности перекрестной реактивности, при которой T-клетки, распознающие другие коронавирусы, способны распознавать и SARS-CoV-2. В результате проведения некоторых исследований было установлено, что T-клетки реагируют на SARS-CoV-2 в образцах крови людей, которые не были заражены коронавирусом. Недавно одна команда специалистов сообщила о том, что некоторые из T-клеток реагируют не только на SARS-CoV-2, но также на обычные простудные коронавирусы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что возможно существование длительного перекрестного иммунитета между простудными коронавирусами и SARS-CoV-2, и в связи с этим высказывается мнение о том, что частичной причиной этого может быть огромное различие по своей остроте симптомов Covid-19 у разных людей.
Уроки, полученные при изучении других вирусов, также позволяют с оптимизмом говорить о том, что иммунитет в случае с SARS-CoV-2 может быть продолжительным. T-клетки, которые действуют против вируса, вызывающего острый респираторный синдром (SARS), были обнаружены спустя 17 лет после перенесенного заболевания. Таким образом, SARS-CoV-2, судя по всему, не мутирует так же быстро, как простудные вирусы, которые изменяются столь часто, что новую вакцинацию нужно проводить каждый год.
В ходе исследования, проведенного центром Common Cold Unit, содержится мало обнадеживающих свидетельств относительно стерильного иммунитета, однако полученные результаты позволяют говорить о том, что иммунитет может быть достаточно сильным для сокращения или даже уничтожения симптомов. Стерильный иммунитет в отношении Covid-19 был бы идеальным вариантом, потому что он позволил бы сократить риск распространения инфекции через людей с минимальными симптомами. Однако на данный момент может оказаться полезной такая вакцина, которая позволит сократить показатели смертности, отмечает Аллесандро Сетте (Alessandro Sette), иммунолог из Института иммунологии Ла Хойя.
В целом, можно говорить о том, что различное и иногда разрушительное воздействие SARS-CoV-2 на организм человека, а также легкость его распространения сделали из этого вируса необычного врага. Однако реакция иммунной системы на вирус, пока, по крайней мере, больших сюрпризов не показала, замечает Беррейро. По его мнению, в данном случае их отсутствие, в также «скучность» в виде отсутствия сюрпризов служат хорошим предзнаменованием относительно долгосрочного иммунитета. «Мы все еще многого не знаем, но пока ничего действительно уникального мы не обнаружили», — добавляет он.