Тяжесть протекания COVID-19 связана с характером иммунного ответа в легких

Китайские ученые охарактеризовали иммунный ответ респираторной системы на инфекцию SARS-CoV-2 и его связь с тяжестью протекания COVID-19. Для этого они использовали образцы бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ).

С помощью РНК-секвенирования единичных клеток ученые проанализировали иммунные клетки из образцов БАЛ от трех пациентов с умеренной формой COVID-19, шести пациентов с тяжелой или критической формой инфекции и трех здоровых индивидов. В образцах присутствовали макрофаги, нейтрофилы, миелоидные и плазмоцитоидные дендритные клетки, естественные киллеры, Т- и B-лимфоциты, плазматические и эпителиальные клетки.

Ученые обнаружили, что у пациентов в тяжелом и критическом состоянии доля макрофагов и нейтрофилов повышена, а доля миелоидных и плазмоцитоидных дендритных клеток и T-лимфоцитов понижена по сравнению с пациентами с умеренной формой COVID-19. Основываясь на этих данных, они провели детальный анализ подтипов макрофагов и T-клеток.

У макрофагов из образцов пациентов с тяжелой и критической формой инфекции была повышена экспрессия факторов транскрипции, интерфероновых регуляторов и хемокинов CCL2, CCL3, CXCL10, что соответствует провоспалительному фенотипу. В образцах пациентов с умеренной формой COVID-19 была высока доля макрофагов, экспрессирующих гены липидного метаболизма и рецептор MARCO, усиливающий способность клеток к фагоцитозу.

Анализ разнообразия T-клеток показал, что образцы БАЛ пациентов с умеренной коронавирусной инфекцией обогащены CD8+ T-лимфоцитами, а при тяжелой и критической форме COVID-19 их доля снижена.

Затем ученые проверили уровни нескольких цитокинов и хемокинов в образцах БАЛ и обнаружили, что у пациентов с тяжелой и критической инфекцией концентрация провоспалительных цитокинов (IL-8, IL-6 т IL-1β) значительно выше, чем у пациентов с умеренной формой COVID-19. Данные РНК-секвенирования показали, что в легочных макрофагах от тяжелых больных интенсивно экспрессировались хемокины CCL2, CCL3, CCL4 и CCL7, а также IL-1B, IL-6 и TNF. В образцах от всех пациентов с COVID-19 была повышена экспрессия CXCL9, CXCL10 и CXCL11 по сравнению со здоровыми людьми, при этом при умеренной коронавирусной инфекции уровень CXCL16 был значительно выше, чем при тяжелом протекании.

Полученные данные позволяют предположить, какие механизмы лежат в основе патогенеза COVID-19. Так, легочные макрофаги пациентов в тяжелом состоянии могут способствовать локальному воспалению, рекрутируя моноциты и нейтрофилы через хемокиновые рецепторы CCR1 (связывается с CCL2, CCL3, CCL4 и CCL7) и CXCR2 (связывается с IL-8). При этом макрофаги пациентов с умеренной коронавирусной инфекцией продуцируют больше хемокинов, привлекающих T-клетки через рецепторы CXCR3 (связывается с CXCL9, CXCL10 и CXCL11) и CXCR6 (взаимодействует с CXCL16).