У больных COVID-19 найдены антитела к сотням участков белков коронавируса

VirScan — серологический метод, созданный исследователями из Гарвардской медицинской школы и больницы Бригам-энд-Уимен. Технология позволяет обнаружить тысячи патоген-специфических антител в крови пациента и не только определить, какой вирус заразил человека сейчас, но и узнать историю предшествующих инфекций. (Подробнее об изучении иммунитета детей, переболевших корью, с помощью VirScan — на PCR.news.) Теперь VirScan также выявляет антитела к коронавирусам, включая SARS-CoV-2. Библиотека пептидов коронавирусов человека, как и предыдущие библиотеки, была создана методом фагового дисплея.

«Это, возможно, самый глубокий серологический анализ любого вируса с точки зрения разрешения, — говорит ведущий автор Стивен Элледж. — Теперь мы знаем гораздо больше об антителах, вырабатываемых против SARS-CoV-2, и о том, как часто они вырабатываются. Следующий вопрос: что делают эти антитела? Нам нужно определить, какие антитела обладают ингибирующей способностью, а какие, если таковые имеются, может способствовать распространению вируса и фактически помогать ему проникнуть в иммунные клетки».

Элледж и его соавторы проанализировали с помощью VirScan образцы крови 232 пациентов с COVID-19 и 190 контрольных групп до COVID-19. Команда определила 800 эпитопов вируса (участков белков, которые может распознать иммунная система).

Некоторые эпитопы распознаются нейтрализующими антителами, способными вызвать ответ, устраняющий инфекцию. Однако антитела против других эпитопов могут запустить менее эффективный ответ. В редких случаях вирус может даже использовать антитело, которое связалось с ним неоптимальным образом, для проникновения в клетки; при этом происходит так называемое антителозависимое усиление инфекции (АЗУИ).

Оказалось, что антитела к многим эпитопам нового коронавируса встречаются у значительного числа пациентов. Например, один такой «массовый» эпитоп распознавали 79% пациентов с COVID-19. Другие эпитопы — «редкие», антитела к ним найдены лишь у нескольких человек или даже у одного. Десять эпитопов перекрываются с участками белка, важными для проникновения вируса, и антитела к ним, вероятно, являются нейтрализующими.

Результаты исследования эпитопов важны для разработчиков вакцин. Если реакция иммунной системы на эпитопы, «общие» для большинства больных, не является защитной (или даже дает вирусу преимущество), то вакцины следует нацеливать на другие эпитопы.

Кроме того, команда обнаружила, что существует несколько эпитопов, общих для SARS-CoV-2 и сезонных коронавирусов. Присутствие в крови человека антител к этим эпитопам, возникших во время «простуды», вызванной неопасным коронавирусом, теоретически может быть причиной ложноположительных результатов тестов на антитела. Антитела в образцах, собранные до пандемии, преимущественно распознавали репликазу ORF1 SARS-CoV-2, в то время как антитела пациентов с COVID-19 — помимо ORF1, S- и N-белки, которые чаще используются для выявления антител. Тем не менее было отмечено и перекрестное распознавание эпитопов S-белка.

Команда использовала наиболее характерные эпитопы SARS-CoV-2 для разработки диагностического экспресс-теста. Программа, обученная на данных VirScan, определяла, был ли человек инфицирован SARS-CoV-2, с чувствительностью 99,1% и специфичностью 98,4%.

У пациентов с тяжелой формой COVID-19 с большей вероятностью наблюдался более сильный и широкий ответ против SARS-CoV-2. Мужчины вырабатывали больше антител, чем женщины.

Исследователи также сравнили вирусные истории госпитализированных и не госпитализированных пациентов с COVID-19 и обнаружили, что у госпитализированных пациентов с гораздо большей вероятностью обнаруживались цитомегаловирус и герпесвирус-1. Однако делать выводы о причинно-следственной связи преждевременно: группа болевших без госпитализации пациентов была моложе и включала больше людей европейского происхождения и женщин, а для тех и других характерны более низкие показатели цитомегаловирусной инфекции.

В дальнейшем авторы планируют идентифицировать антитела к «популярным» эпитопам, чтобы определить, являются ли они нейтрализующими или способными вызвать АЗУИ. Это поможет улучшить как тест-системы для выявления SARS-CoV-2, так и вакцины, отмечает Стивен Элледж.