Četiri godine nakon što su se u Vuhanu u decembru 2019. pojavili prvi slučajevi neobične pneumonije, skoro 7 miliona ljudi je izgubilo živote od COVID-19, a još oko 65 miliona nastavlja da se bori sa mistifikujućim posledicama infekcije – slabo shvaćenim sindromom poznatim kao dugo COVID.
Ali usred razaranja pandemije, lekari-naučnici su stekli nove uvide o imunološkom sistemu koji preoblikuju neke dugotrajne predstave o ljudskom imunitetu.
Ovi uvidi su omogućeni ne samo zbog obima zaraze – stotine miliona zaraženih – već i zbog mogućnosti bez presedana da se ispita kako virus stupa u interakciju sa svojim ljudskim domaćinom koristeći napredne alate koji nisu bili dostupni ni pre nekih 20 godina. Ovo novo znanje, kažu naučnici, moglo bi da utiče na način na koji razmišljamo, dijagnostikujemo i lečimo druge zarazne i nezarazne bolesti, neke od njih možda još uvek nepoznate.
„Ovo bi moglo biti zlatno doba za ljudsku imunologiju, koja je bila relativno nedovoljno proučavana jer smo imali manje alata za to“, rekao je Shiv Pillai, profesor medicine na Harvardskoj medicinskoj školi i Opštoj bolnici u Masačusetsu i glavni istraživač na Institutu Ragon. . „To je bio ogroman napor širom sveta koji nam je dao nove načine da sagledamo bolest iz imunološke perspektive. Naravno, još uvek učimo.“
Neki od najintrigantnijih uvida uključuju nijansiranije razumevanje imunološkog pamćenja, dugovečnosti imuniteta i post-infektivnih posledica COVID-a.
Jedan od ključnih uvida koji proizilaze iz pandemije je shvatanje da postepeno slabljenje imunološkog odgovora izazvanog mRNA vakcinama možda nije jedinstveno za ove vakcine, rekao je Pilai, koji je vodeći istraživač u Konzorcijumu iz Masačusetsa na čelu sa HMS za spremnost na patogene. (MassCPR). To može biti tačno i za druge vakcine za koje se ranije smatralo da izazivaju doživotni imunitet.
mRNA vakcina je potpuno nov način imunizacije. Izaziva brz, snažan, ali prolazan odgovor na simptomatsku COVID bolest. Dok zaštita izazvana mRNA vakcinama od smrti i teških bolesti ostaje jaka tokom vremena, zaštita od simptomatske infekcije je manje trajna. To je uglavnom zato što virus nastavlja da mutira da bi izbegao odbranu imunog sistema – evolucionu trku između domaćina i patogena.
Međutim, dodaje Pilai, to je i zato što je ljudskom imunološkom sistemu potrebno više vremena da razvije dugoročnu imunološku memoriju protiv patogena. Ovo pamćenje jača svaki put kada se imuni sistem susretne sa virusom, bilo putem vakcine ili prirodnog izlaganja. Nešto slično se verovatno dešava sa varičelom i boginjama.
„Mislili smo, oh, dobijate boginje ili vodene boginje, ili se vakcinišete, i doživotno ste imuni. Ali postoje dokazi koji ukazuju na suprotno“, rekao je Pilai.
Jedna nedavna studija, na primer, otkrila je da je stopa šindre (herpes zoster) porasla u poslednjih 60 godina iz razloga koji su i dalje slabo shvaćeni. Patogen koji izaziva šindre, virus varičela zoster, takođe je krivac za infekciju varičelama u detinjstvu ili varičelama.
Jedno od mogućih objašnjenja moglo bi da bude relativno nizak nivo virusa koji cirkulišu poslednjih godina koji bi u prošlosti doveli do subkliničkih infekcija i tako prirodno „pojačali“ imuni sistem prethodno zaraženih ili vakcinisanih osoba.
„Razlog zbog kojeg smo mislili da je ovo bio je taj što ćemo se u prošlosti vakcinisati ili oporaviti od infekcije, ali infekcija bi i dalje bila endemska, i stoga smo se svi možda ponovo inficirali i pojačali više puta, često ne znajući“, Pilai je rekao. „Većina nas se verovatno više puta ponovo inficirala mnogim stvarima i razvila zaista dobar imunitet.
Stoga, ideja da jedan susret sa patogenom dovodi do doživotnog imuniteta možda treba da se preispita. Isto može važiti i za vakcine – zaštita koju izazivaju neke vakcine i izloženost virusu će vremenom nestati.
Pilai je naglasio da vakcine, mRNA i druge, spasavaju život. Međutim, možda ćemo morati da se odreknemo ideje da oni pružaju jednokratnu zaštitu. Vakcine, rekao je Pilai, ostaju najvažnije — i najsigurnije — sredstvo za izgradnju naše imunološke odbrane. Ali oni nisu savršeni.
„COVID nas je naučio da jednostavno ne razumemo u potpunosti trajnost ljudskog imunološkog pamćenja i da će možda trebati preispitati uobičajena gledišta o trajnosti imuniteta“, rekao je Pilai. „Da li je imunitet posledica same vakcine ili zbog vakcine plus prirodnog pojačavanja izloženosti? Možemo li ikada dobiti potpuni imunitet protiv vrlo lako prenosivog patogena nakon što mutira? To se verovatno nikada neće dogoditi. Ali možemo sprečiti značajnu bolest vakcinacijom.“
Vakcina COVID mRNA deluje tako što podstiče telo da proizvodi sopstvenu bezbednu verziju šiljastog proteina SARS-CoV-2 i obučava imuni sistem da ga prepozna i onesposobi, a zatim uradi isto kada naiđe na stvarni virus.
Ovaj pristup — koji se po prvi put uspešno koristi protiv SARS-CoV-2 — postao je plan za iskorištavanje imunoloških odgovora tela da proizvede sopstvenu „terapiju“ protiv različitih zaraznih bolesti, kao i više vrsta karcinoma, nekoliko oblika srčanih oboljenja. , retke bolesti kao što je cistična fibroza i određena autoimuna stanja .
Posledice infekcije SARS-CoV-2 mogu da izazovu niz simptoma nakon infekcije – neki su ograničeni u trajanju, a neki produženi – koji imaju upadljivo slične karakteristike kao što su sindromi kao što su Kavasakijeva bolest, fibromialgija i sindrom lajmske bolesti posle lečenja.
Da li simptomi koji se preklapaju mogu značiti da ova stanja dele zajednički biološki mehanizam koji se otključava načinom na koji virus interaguje sa različitim organima i sistemima organa? Ovo je upravo pitanje koje istraživači MassCPR-a istražuju u potrazi za razumevanjem mehanizama koji podstiču dugi COVID, stanje koje može biti, u stvari, višestruko stanje izazvano virusnom infekcijom.
Pandemija je donela nijansiranije razumevanje imunološkog otiska, centralne karakteristike imuniteta.
Kada se naša tela prvi put susreću sa virusom, formiraju dugoročnu memoriju na njega. Ovaj originalni susret oblikuje naknadne odgovore ne samo na isti virus već i na patogene koji mogu izgledati slično. Ovaj oblik imunološkog utiskivanja je klasično opisan kao „izvorni antigenski greh“, referenca na prvi susret sa specifičnim antigenom koji naknadno pristrasuje imuni sistem prema tom patogenu.
Kada imuni sistem naiđe na novi virus, umesto da brzo proizvodi visoko specifična antitela protiv ovog novog virusa, on se podrazumevano vraća na svoje prvo sećanje na originalnog izgleda – slično osobi sa slabim vidom koja vidi nejasno poznata lica u daljini i pozdravlja kao prijatelji kada su stranci koji samo liče na poznanike.
Imunološki otisak može stvoriti zaštitni imuni odgovor na viruse koji liče na originalni antigen jer će delovi ovih novih virusa izgledati kao originalni antigen koji je stvorio memoriju. Međutim, imunološki otisak takođe može ometati formiranje brzog imunološkog odgovora na nove viruse ili na mutirane delove prethodno viđenog virusa. To donekle otupljuje tačnost početne odbrane.
Istraživač MassCPR-a Duane Vesemann, vanredni profesor medicine na HMS-u i imunolog u Brigamu i ženskoj bolnici, smatra da je takav pogled možda previše pojednostavljen.
„Približavamo se nijansiranijem razumevanju imunološkog utiskivanja, što mislim da je lepa lekcija iz pandemije COVID-19“, rekao je Veseman. „Naravno, pandemija je strašna, ali ostaviti to po strani i pogledati kako naš imuni sistem obrađuje informacije i videti biologiju na delu je zaista uzbudljivo.
Istina je da će pamćenje na prvi susret biti jače i može dovesti do doživotne pristrasnosti prema izvornom soju virusa, rekao je Veseman. Zaista, čak i kada naknadno izlaganje proširuje imuni odgovor da obuhvati novije sojeve, reaktivnost prema originalnom virusu ostaje veća. To bi moglo značiti da pojedinac postaje podložniji infekciji kada virus sa kojim se ranije susreo mutira dovoljno da postane neprepoznatljiv za imune ćelije koje proizvode antitela.
Ali, primećuje Veseman, izlaganje virusu u ranom životu takođe ima tendenciju da pruži dugotrajnu zaštitu od ozbiljnih bolesti izazvanih sličnim sojevima virusa, čak i ako taj odgovor u kasnijem životu možda nije dovoljno jak da spreči simptomatsku infekciju. Stoga, rekao je on, označavanje takvog imunološkog utiskivanja kao dobrog ili lošeg ne uspeva da uhvati nijansu i složenost fenomena koji je sve samo ne binarni.
Dokazi pokazuju da kada su pojedinci koji su bili zaraženi ili vakcinisani protiv originalnog Vuhan soja virusa SARS-CoV-2 naišli na kasniju varijantu, proizveli su veći nivo antitela na originalni soj i manje antitela na novi soj u poređenju sa pojedincima. koji nisu bili zaraženi bilo kojim oblikom virusa.
Međutim, istraživanja pokazuju da je svako prethodno izlaganje SARS-CoV-2 infekcijom i/ili vakcinacijom smanjilo ozbiljnost bolesti narednih infekcija.
Štaviše, istraživanja sugerišu da prethodna vakcinacija ne isključuje formiranje novih odgovora na mutirane delove virusa. Granice imunološkog utiskivanja mogu se prevazići posedovanjem veće doze antigena u vakcini, polivalentnim vakcinama koje stvaraju odgovor na više od jedne varijante, ili povećanjem vakcina sa adjuvansima — supstancama koje pojačavaju imuni odgovor.
Iznad svega, dodao je Veseman, proizvodnja antitela zasnovana na imunološkom opozivu od prošlih izloženosti je brz, ekonomičan način da se stvori brza zaštita u kontekstu neizvesnosti kada je brz odgovor važniji od veoma preciznog.
Postoji evoluciona prednost u tome što imuni sistem održava širok repertoar i dugo pamćenje prošlih izloženosti; to je način da se zaštiti od svojih uloga za buduće susrete sa patogenima. Imuni sistem bi mogao da oslobodi memoriju i izbriše ćelije koje nose memoriju prethodnih virusnih susreta, objasnio je Veseman, ali to ne čini.
Čuvanje ovih starih „fajlova“ povećava verovatnoću da će bar neke od ovih dugovečnih ćelija koje proizvode antitela prepoznati neke delove nikada ranije viđenog virusa. Pravljenje novih antitela koja su veoma prilagođena novom virusu zahteva vreme i energiju – dragocene resurse u situaciji visokog uloga u kojoj je brzina odgovora kritična.
Dakle, imuni sistem primenjuje dve linije odgovora – brzu, ali nepreciznu koja se oslanja na već postojeću odbranu i sporiju, precizniju koja postepeno usavršava svoj arsenal za napad na novi virus.
„Imuni sistem je dovoljno pametan da zna da mu treba i brzina i preciznost“, rekao je Veseman. „Ali da bi se uradilo oboje, u početku malo odustaje od preciznosti u korist brzine.
Posmatrano na taj način, rekao je Veseman, prvobitni antigeni greh može biti, u stvari, vrlina – evolutivno rafinirani optimum brzine, preciznosti i prilagodljivosti u suočavanju sa neizvesnošću.
