Дети и взрослые вырабатывают разные типы и количества антител в ответ на заражение новым коронавирусом SARS-CoV-2, как показало новое исследование, проведенное учеными из Колледжа врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета.
Различия в антителах позволяют предположить, что течение инфекции и иммунный ответ у детей различаются, и большинство детей легко выводят вирус из своего организма.
"В нашем исследовании проводится углубленное изучение антител к SARS-CoV-2 у детей, которое резко контрастирует со взрослыми," говорит иммунолог Колумбийского университета Донна Фарбер, доктор философии.D., Джордж H. Хамфрис II, профессор хирургических наук отделения хирургии, который руководил исследованием с Маттео Поротто, Ph.D., доцент кафедры вирусного молекулярного патогенеза педиатрического отделения Колумбийского университета. Первые авторы, Стюарт Вайсберг, MD, Ph.D., доцент кафедры патологии & клеточная биология, и Томас Коннорс, доктор медицины, доцент педиатрии, включили пациентов в исследование и провели анализ данных.
"У детей инфекционное течение намного короче и, вероятно, не так распространено, как у взрослых," Поротто добавляет. "Дети могут избавиться от этого вируса более эффективно, чем взрослые, и им может не потребоваться сильный иммунный ответ антител, чтобы избавиться от него."
Дети менее подвержены SARS-CoV-2
Одним из ярких проявлений пандемии COVID-19 является то, что большинство детей хорошо справляются с вирусом, в то время как пожилые люди борются.
"Это новая инфекция для всех," Фарбер говорит, "но дети уникально приспособлены к тому, чтобы впервые увидеть болезнетворные микроорганизмы. Вот для чего предназначена их иммунная система. У детей много наивных Т-клеток, которые способны распознавать всевозможные новые патогены, тогда как люди старшего возраста больше зависят от нашей иммунологической памяти. Мы не так способны реагировать на новый патоген, как дети."
У детей вырабатывается меньше нейтрализующих антител против SARS-CoV-2
Среди 47 детей, участвовавших в исследовании, 16 лечились в Медицинском центре Ирвинга Колумбийского университета для MIS-C, а 31 ребенок того же возраста дал положительный результат на вирус после посещения медицинского центра для лечения других заболеваний. У половины детей без MIS-C не было симптомов COVID-19. 32 взрослых в исследовании варьировались от пациентов с тяжелыми заболеваниями, поступивших в больницу, до пациентов с более легкими формами заболевания, которые выздоравливали дома.
Исследование показало, что обе группы детей продуцировали одинаковый профиль антител, который отличался от такового у взрослых.
По сравнению со взрослыми, у детей вырабатывается меньше антител против шипового белка вируса, который вирус использует для заражения клеток человека. Детские антитела обладали наименьшей нейтрализующей активностью, в то время как все взрослые, включая молодых людей в возрасте от 20 лет, вырабатывали нейтрализующие антитела. Самые больные взрослые имели наибольшую нейтрализующую активность.
Хотя может показаться нелогичным, что самые больные пациенты вырабатывают антитела с наибольшей нейтрализующей активностью, Фарбер говорит, что это, вероятно, отражает количество времени, в течение которого вирус присутствует у самых больных.
"Существует связь между величиной вашего иммунного ответа и величиной инфекции: чем тяжелее инфекция, тем устойчивее иммунный ответ, потому что вам нужно иметь больше иммунных клеток и иммунных реакций, чтобы избавиться от более высокой дозы патогена."
Другие различия в антителах до детских инфекций ограничены
В отличие от взрослых, у детей также вырабатывается очень мало антител против вирусного белка, который становится видимым для иммунной системы только после того, как вирус заражает клетки человека.
"Это говорит о том, что у детей инфекция на самом деле не распространяется и не убивает много их клеток," Фарбер говорит.
"Поскольку дети быстро избавляются от естественного вируса, у них нет широко распространенной инфекции, и им не нужен сильный ответ антител," Поротто говорит.
Уменьшение течения инфекции у детей может означать, что они заразны в течение более короткого периода времени по сравнению со взрослыми и, следовательно, с меньшей вероятностью распространят вирус, хотя исследователи не измеряли вирусную нагрузку у детей.
"Текущие исследования в других странах показывают, что дети младшего школьного возраста не являются переносчиками нового коронавируса, поэтому наши данные согласуются с этими выводами," Фарбер говорит.
Дети должны хорошо реагировать на вакцину
Исследователи говорят, что ответы антител, обнаруженные у детей, не предполагают, что у детей будет более слабый ответ на вакцину.
Вакцины, разрабатываемые против SARS-CoV-2, содержат части вируса и не имитируют нормальный путь заражения.
"Несмотря на то, что дети не вырабатывают нейтрализующие антитела в ответ на естественную инфекцию SARS-CoV-2, вакцины предназначены для создания защитного иммунного ответа в отсутствие инфекции," Фарбер говорит. "Дети очень хорошо реагируют на вакцины, и я думаю, что у них разовьется хорошая реакция нейтрализующих антител на вакцину SARS-CoV-2, и они, вероятно, будут лучше защищены, чем взрослые.
"Тем не менее, в настоящее время очень мало исследований вакцины проводится с участием детей, и нам понадобятся эти данные, чтобы действительно понять, насколько хорошо вакцины действуют у детей."
Чего не хватает иммунной системе взрослого человека?
Хотя результаты показывают, что течение инфекции у детей и взрослых отличается, до сих пор неизвестно, как детям легче избавиться от вируса и чего не хватает иммунной системе взрослых.
Фарбер, Поротто и их коллеги из Колумбийского университета сейчас ищут различия в ответе Т-клеток (антитела вырабатываются В-клетками иммунной системы), особенно Т-лимфоцитами, которые находятся в легких. [Предыдущее исследование лаборатории Фарбера показало, что "оставайся дома" Т-клетки более важны в борьбе с легочными инфекциями, чем Т-клетки, которые проходят через тело через кровоток].
Дети, инфицированные SARS-CoV-2, также могут вызывать более сильный ответ со стороны врожденной иммунной системы, которая использует интерферон и клетки, называемые макрофагами, для беспорядочной атаки на клетки, инфицированные патогенами. Более ранние исследования показывают, что врожденный иммунный ответ может задерживаться у взрослых, инфицированных SARS-CoV-2.
"Если врожденный ответ действительно сильный, это может снизить вирусную нагрузку в легких, а антителам и Т-клеткам адаптивного ответа придется меньше убираться," Фарбер говорит.
Также возможно, что вирус менее способен инфицировать детские клетки, возможно потому, что детские клетки экспрессируют меньше белков, необходимых вирусу для заражения человеческих клеток.
Исследователи из Колумбии сейчас проверяют эти возможности на клетках детей и взрослых.
"Есть еще все эти проблемы, о которых у нас очень мало информации," Поротто говорит. "Взаимодействие между вирусом и хозяином является причиной того, что мы видим такое большое разнообразие в ответах на этот вирус, но мы еще недостаточно понимаем об этом вирусе, чтобы действительно определить, что приводит к тяжелому заболеванию, а что – к легкому."