Т-клетки разных людей выбирают сходные фрагменты белков коронавируса

По антителам (иммуноглобулинам) IgG в плазме крови делают вывод о наличии иммунитета к COVID-19. Кроме того, нейтрализующие вирус моноклональные антитела и реконвалесцентная плазма — перспективные средства терапии. Поэтому гуморальный ответ на инфекцию SARS-CoV-2 изучен достаточно подробно. Тем не менее около трети выздоровевших имеют низкий титр антител; очевидно, они победили инфекцию за счет других иммунных механизмов, в частности, Т-клеточного иммунитета.

Информация о Т-клеточном ответе на SARS-CoV-2 пока недостаточно полна. Однако показана важная роль Т-клеток в иммунном ответе на атипичную пневмонию. В крови переболевших Т-клетки памяти, специфичные к SARS-CoV-1, выявлялись многие годы спустя и при этом были способны реагировать на антигены вируса, в первую очередь на S-белок. Есть основания полагать, что с SARS-CoV-2 дело обстоит так же. Таким образом, изучение Т-клеток у переболевших новой коронавирусной инфекцией необходимо для лучшего понимания как иммунного ответа на инфекцию, так и механизмов долговременной иммунной памяти.

Сотрудники Национального медицинского исследовательского центра гематологии Минздрава РФ с коллегами детально проанализировали реактивность антител и Т-клеток на антигены SARS-CoV-2 у пациентов, переболевших COVID-19 (31 человек), а также в криоконсервированных образцах здоровых доноров, отобранных до пандемии (20 человек) и во время нее (14 человек). Препринт статьи опубликован на MedRxiv.

Иммуноглобулины G к одному или нескольким вирусным белкам (использовали белки N, S и отдельно рецептор-связывающий домен белка S) были обнаружены у большинства переболевших. У здоровых доноров обеих групп не было антител к S-белку; наличие антител к N-белку могло быть результатом кросс-реактивности (у них могли быть антитела к другим коронавирусам) или артефактом. У двух переболевших не удалось обнаружить IgG к вирусным белкам, хотя авторы отмечают, что причиной могли быть ложноположительные результаты ПЦР или необычно замедленная сероконверсия (выработка антител).

Т-клеточный ответ на S-белок у выздоровевших проявлялся весьма разнообразно, у некоторых он полностью отсутствовал (однако хотя бы на один из вирусных антигенов был у каждого). Выраженность клеточного и гуморального ответа, по-видимому, не коррелировали между собой. Но интересно, что у некоторых здоровых доноров, рекрутированных во время пандемии, хотя и не было антител к новому коронавирусу, имелись в значительных количестве CD4+ и CD8+Т-клетки (Т-хелперы и Т-киллеры), распознающие S-белок. Возможно, они были инфицированы, однако болезнь у них не развилась из-за Т-клеточного ответа, отмечают авторы. Один из таких людей проживал вместе с инфицированным человеком, но у него самого не появилось никаких респираторных симптомов, и все тесты, как на вирусную РНК, так и на антитела к вирусным белкам, были отрицательными.

Иммунный ответ отчасти зависит от генетических характеристик самого пациента, в частности от генотипа HLA (человеческих лейкоцитарных антигенов) — набора молекул на поверхности антигенпрезентирующих клеток человека, с которыми связываются фрагменты вирусных белков, предъявляемые Т-лимфоцитам. Биоинформатические методы предсказывают, что некоторые аллели HLA должны презентировать больше эпитопов SARS-CoV-2, чем другие, а это может влиять на тяжесть заболевания. Наиболее распространенным HLA-аллелем у переболевших участников исследования был HLA-A*02:01 (он встречался в 14 человек из 31) Авторы отобрали 13 потенциальных эпитопов S-белка, способных связываться с этим вариантом HLA. У значительного числа пациентов нашлись клетки, реагирующие с двумя определенными участками S-белка: с одним, обозначенным YLQ, — у 12 из 14.

Исследовали также Т-клеточные рецепторы (TCR) — белки, с помощью которых CD4+ и CD8+ Т-клетки распознают антигены, презентируемые HLA. Секвенирование выявило сотни специфических мотивов в TCR, причем некоторые — в том числе и те, которые связываются с YLQ — встречались у многих доноров. Эти наблюдения указывают на существование иммунодоминантных эпитопов в белках вируса — фрагментов, которые в первую очередь презентируются клеткам иммунной системы.

В целом, полученные результаты показывают, что Т-клетки наряду с антителами могут служить полезным биомаркером при изучении иммунного ответа SARS-CoV-2 и иммунитета.

На вопросы PCR.news отвечает заведующий лабораторией в Центре гематологии Григорий Ефимов, ведущий автор статьи.

Получается, Т-клеточный ответ может быть настолько мощным, что у инфицированного человека болезнь не развивается — нет симптомов, не вырабатываются антитела? Можем ли мы предположить, насколько часто это происходит, на примере других коронавирусных инфекций?

Это гипотеза, которую мы высказываем. Она, безусловно, нуждается в дополнительной проверке. Но у нас уже есть несколько таких доноров, которые находились в тесном контакте с больными, не заболели сами и при этом не имеют антител. Мы сейчас начинаем исследование, посвященное именно этому феномену. Пользуясь случаем, хочу предложить людям, которые жили вместе с больными, но не заболели принять в нем участие. Для этого нужно написать нам на адрес covid_donor@blood.ru. Насколько часто это происходит, пока сказать невозможно.

Как можно практически использовать наборы Т-клеточных рецепторов, распознающих SARS-CoV-2?

Знание о том, как устроены рецепторы, распознающие эпитопы SARS-CoV-2, дает нам дополнительный инструмент для выявления иммунного ответа на этот вирус. Например, можно будет оценивать, появляются ли такие клоны после применения тех или иных вакцин. Или отслеживать, что происходит с Т-клетками памяти во времени. Теоретически эти рецепторы могут быть использованы для создания клеточной терапии против этого вируса, хотя, конечно, такой подход очень дорогой и не пригоден для широкого применения.

Какие у вас дальнейшие планы? Есть ли возможность провести более широкое исследование?

Мы собираемся, во-первых, как я уже сказал, исследовать группу людей, которые оказались резистентными к этому вирусу. Если это действительно результат кросс-реактивного Т-клеточного ответа, то было бы очень интересно понять, какой возбудитель или возбудители обеспечивает эту кросс-реактивность. Во-вторых, мы продолжим поиск эпитопов SARS-CoV-2, которые презентируются HLA-A*02:01 и другими аллелями HLA. Это позволит оценивать эффективность появляющихся вакцин и стойкость клеточного иммунитета.