Феномен аде что такое
Феномен ADE и массовая вакцинация: есть ли риски?
Этот феномен был открыт Hawkes R. в 1964 году. Позднее, в 70-х годах прошлого века роль феномена ADE была доказана при развитии тяжелых форм геморрагической лихорадки Денге, когда присутствие специфических противовирусных антител у больных, перенесших инфекцию в лёгкой форме приводило к развитию тяжелого течения заболевания при заражении другим серотипом вируса. Таким образом, феномен ADE развивается в ответ на вакцинацию и введение иммуноглобулинов извне [2,3].
Феномен ADE наблюдался при таких вирусных инфекциях, как СПИД, гепатит С, бешенство, а также «тяжелый острый респираторный синдром (SARS)» и «ближневосточный респираторный синдром (MERS)», вызываемые как известно коронавирусами, родственными новому коронавирусу SARS-CoV-2, вызывающему заболевание COVID-19. На сегодняшний день развитие данного феномена возможно у лиц, вакцинированных в отношении ортомиксовирусов, парамиксовирусов, ретровирусов, пикорнавирусов, рабдовирусов и коронавирусов [1,4].
Суть феномена ADE состоит в следующем: вырабатываемые при вакцинации антигенспецифические противовирусные антитела образуют нестойкий комплекс «вирус-антитело», при этом данный комплекс взаимодействует с Fc-рецептором и рецептором комплемента на поверхности фагоцитарных макрофагов. Вирус, непрочно связанный с антителом, проникает внутрь макрофага, реплицируется и размножается в нем. Макрофаг, призванный обеспечивать фагоцитарную защиту организма в системе Т-клеточного иммунитета погибает. Таким образом, происходит усиление инфекционного процесса, а противовирусные антитела, образующиеся после вакцинации, в определенной степени могут способствовать увеличению вирусной нагрузки [5].
Кроме того, S-белок вируса SARS-CoV-2 взаимодействует с лектинами С и L типов, которые экспрессируются на наружных мембранах широкого спектра клеток, участвующих в иммунном ответе. Связывание лектиновых рецепторов c S-белком коронавируса подавляет функцию макрофагов, вызывая высвобождение противовоспалительных цитокинов и апоптоз Т-лимфоцитов, что может приводить к неадекватному иммунному ответу в виде «цитокинового шторма» [6].
Острая вирусная инфекция характеризуется повышенным уровнем интерферона, более 70% клеток организма находится в статусе антивирусного режима, но при тяжелых формах вирусных заболеваний интерфероновая система организма испытывает функциональную депрессию и интерфероновый дефицит [9].
Более того, известно, что новый коронавирус SARS-CoV-2 обладает способностью ингибировать синтез эндогенного интерферона. Так, исследованиями установлено, что у коронавирусов имеется фермент эндорибонуклеаза, с помощью которого они подавляют раннюю активацию интерферона не только в эпителиальных клетках – основных мишенях вирусной агрессии, но и в макрофагах [10,11].
В работе Louise Dalskov et al.(2020) показано, что альвеолярные макрофаги легочной ткани не распознают SARS-CoV-2 и не дают интерферонового ответа, хотя именно эти макрофаги активно производят интерфероны при других видах легочных вирусных инфекций. Они также не вызывает экспрессии интерферон-стимулированных генов (ISG) [12].
Итак, учитывая изложенное, можем задать сакраментальный вопрос: возможно ли развитие ADE-феномена после вакцинации от коронавируса? Возможен ли риск возникновения тяжелых форм инфекции COVID-19 при повторном заражении вирусом SARS-CoV-2?
Теоретически это возможно, хотя по новейшим литературным источникам и информации из Минздрава РФ, Росздравнадзора и Роспотребнадзора, феномена ADE после вакцинации отечественными вакцинами ГамКовидВак (СпутникV) и «ЭпиВакКорона» до настоящего времени не наблюдалось.
Однако, есть ли реальные механизмы защиты от развития ADE синдрома? Безусловно. Таким защитным фактором могут служить препараты интерферона, назначаемые как в лечебных, так и в профилактических целях. По нашему мнению, на сегодняшний день это единственная возможность избежать развития ADE-феномена.
Выбор интерфероновых препаратов достаточно широк – от рекомбинантных белков-интерферонов до индукторов интерферона. В клинической практике хорошо зарекомендовал себя препарат рекомбинантного интерферона α-2b с антиоксидантами – токоферолом ацетатом и аскорбиновой кислотой, выпускаемый в трех лекарственных формах – гель, мазь и ректальные суппозитории под торговой маркой ВИФЕРОН®. Препарат применяется у детей с первых дней жизни, беременных, взрослых, хорошо переносится и практически не имеет побочных явлений.
Кроме того, согласно Временным методическим рекомендациям «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции COVID-19» (версия 10 от 08.02.2021) Минздрава России указано, что «…интерферон-альфа может снизить вирусную нагрузку на начальных стадиях болезни, облегчить симптомы и уменьшить длительность болезни… Поэтому обоснованно применение препаратов ИФН-α в свечах, особенно с антиоксидантами, которые обеспечивают системное действие препарата…» [13].
В этой связи, применение препаратов интерферонового ряда для профилактики развития ADE-синдрома, в частности рекомбинантного интерферона α-2b с антиоксидантами (ВИФЕРОН®) в форме ректальных суппозиториев, геля и/или мази, этио-патогенетически оправдано.
1. Миронов А.А., Супотницкий М.В., Лебединская Е. В. Феномен антитело-зависимого усиления инфекции у вакцинированных и переболевших // Биопрепараты. 2013. № 3. С. 12–25;
2.Halstead S.B., Mahalingam P.S., Marovich M.A. et al. Intrinsic antibody-dependent enhancement of microbial infection in macrophages: disease regulation by immune complexes // Lancet Infect. Dis. 2010. V. 10, № 10. P. 712–722.;
3. Halstead S.B., Chow J., Marchette N.J. Immunologic enhancement of Dengue virus replication // Nat. New Biol. 1973. V. 243. P. 24–26;
4. Yip Ming Shum, Leung Nancy Hiu Lan, Cheung Chung Yan, Li Ping Hung, Lee Horace Hok Yeung, Daëron Marc, Peiris Joseph Sriyal Malik, Bruzzone Roberto, and Jaume Martial. Antibody-dependent infection of human macrophages by severe acute respiratory syndrome coronavirus //Virol J.- 2014; P.11: 82.
6. Chiodo F. et al. // Novel ACE2-independent carbohydrate-binding of SARS-CoV-2 spike protein to host lectins and lung microbiota. // BioRxiv, May 14, 2020; DOI: 10.1101/2020.05.13.092478 )
7.Mordstein M., Neugebauer E., Ditt V. et al. Lambda interferon renders epithelial cells of the respiratory and gastro-intestinal tracts resistant to viral infections // J. Virol. 2010. Vol. 84. № 11. P. 5670–5677.
8. Тотолян А.А., Фрейдлин И.С. Клетки иммунной системы. СПб.: Наука, 2000.
9. Le Page C., Génin P., Baines M.G., Hiscott J. Interferon activation and innate immunity // Rev. Immunogenet. 2000. Vol. 2. № 3. P. 374–386.
11. Chen C., Zhou Y., Wang D.W. SARS-CoV-2: a potential noveletiology of fulminant myocarditis.// Herz. 2020;10.1007/s00059-020-04909-z. doi:10.1007/s00059-020-04909-z.
К вопросам вакцинации от COVID-19. ADE-феномен
В конце 2019 года в городе Ухань (Китайская Народная Республика) произошла вспышка новой коронавирусной инфекции. Международный комитет по таксономии вирусов 11 февраля 2020 года присвоил возбудителю инфекции официальное название — SARS-CoV-2.
SARS-CoV-2 — это бета-коронавирус, тесно связанный с SARS-CoV (с
80% идентичностью последовательностей), который вызвал вспышку SARS в 2002 году. Его ближайшим родственником по коронавирусу человека является коронавирус, связанный с ближневосточным респираторным синдромом (MERS-CoV;
54% идентичности последовательностей), что вызвало ближневосточный респираторный синдром в 2012 г. SARS-CoV-2 также генетически связан с другими эндемичными коронавирусами человека, которые вызывают более легкие инфекции: HCoV-HKU1 (
52% идентичности последовательностей), HCoV-OC43 (
Клеточное проникновение SARS-CoV-2 возможно благодаря связыванию вирусного белка spike (S) с его клеточным рецептором, ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2). Другими такими рецепторами являются нейропилин-1 и TMPRSS2, а также трансмембранная сериновая протеаза, участвующая в созревании S белков. Белок SARS-CoV-2 S состоит из субъединицы S1, которая содержит рецептор-связывающий домен (RBD), и субъединицы S2, которая обеспечивает слияние мембран для входа вируса.
Основная цель разработки вакцин и терапевтических средств состоит в создании антител, которые предотвращают проникновение SARS-CoV-2 в клетки путем блокирования либо взаимодействий связывания ACE2-RBD, либо S-опосредованного слияния мембран.
Одним из потенциальных препятствий для вакцин и терапевтических средств на основе антител является риск усугубления тяжести COVID-19 из-за антителозависимого усиления (ADE-феномен или антителозависимое усиление инфекции (АЗУИ)). Ведь важно оценивать не только эффективность вакцинации, но и ее безопасность в долгосрочной перспективе. В статье, опубликованной в журнале Nature microbiology авторами Lee, W.S., Wheatley, A.K., Kent, S.J. и др. подробно описывается ADE-феномен или антителозависимое усиление инфекции (АЗУИ).
Как уже известно, ADE-феномен усиливает тяжесть протекания вирусных инфекций, таких как респираторно-синцитиальный вирус (RSV) (PMID: 4305198, PMID: 27182820) и корь (PMID: 17515829). ADE-феномен, вызываемый усиленной репликацией вируса, описан при вирусе лихорадки Денге (PMID: 20448183, PMID: 29897841) PMID: 9492360) и вирусе инфекционного перитонита кошек (FIPV) (PMID: 9492360). Кроме того, как in vitro, так и in vivo были зарегистрированы ADE и ERD для SARS-CoV и MERS-CoV. Степень, в которой ADE- феномен способствует иммунопатологии COVID-19, активно исследуется.
Было документально подтверждено, что ADE возникает через два различных механизма при вирусных инфекциях: за счет усиленного опосредованного антителами захвата вируса фагоцитарными клетками, экспрессирующими Fc гамма-рецептор IIa (FcγRIIa), что приводит к усилению вирусной инфекции и размножения вируса (репликации), или за счет чрезмерных опосредованных антителом эффекторных функций или образование иммунных комплексов, вызывающих усиление воспаления и иммунопатологию.
Два основных механизма ADE при вирусном заболевании:
a. Для макрофаготропных вирусов, таких как вирус Денге и FIPV, ненейтрализующие или субнейтрализующие антитела вызывают усиление вирусной инфекции моноцитов или макрофагов через FcγRIIa-опосредованный эндоцитоз, что приводит к более тяжелому заболеванию.
b. Для немакрофаготропных респираторных вирусов, таких как РС-вирус (RSV) и корь, ненейтрализующие антитела могут образовывать иммунные комплексы с вирусными антигенами внутри тканей дыхательных путей, что приводит к секреции провоспалительных цитокинов, привлечению иммунных клеток и активации каскада комплемента в тканях дыхательных путей, легочной ткани. Последующее воспаление может привести к обструкции дыхательных путей и в тяжелых случаях может вызвать острый респираторный дистресс-синдром. Иммунопатологические исследования COVID-19 все еще продолжаются, и последние доступные данные свидетельствуют о том, что инфицирование человеческих макрофагов SARS-CoV-2 непродуктивно. Существующие данные свидетельствуют о том, что образование иммунных комплексов, отложение комплемента и местная иммунная активация представляют собой наиболее вероятные механизмы ADE в иммунопатологии COVID-19.
Во втором описанном механизме ADE, который лучше всего иллюстрируется респираторными патогенами, эффекторные функции Fc-опосредованных антител могут усиливать респираторное заболевание, инициируя мощный иммунный каскад, который приводит к наблюдаемой патологии легких. Fc-опосредованная активация местных и циркулирующих клеток врожденного иммунитета, таких как моноциты, макрофаги, нейтрофилы, дендритные клетки и естественные клетки-киллеры, может привести к нарушению регуляции иммунной активации, несмотря на их потенциальную эффективность при очистке инфицированных вирусом клеток и мусора. Для немакрофагальных тропических респираторных вирусов, таких как РС-вирус (RSV) и корь, было показано, что ненейтрализующие антитела вызывают ADE путем образования иммунных комплексов, которые откладываются в тканях дыхательных путей и активируют пути цитокинов и комплемента, что приводит к воспалению, обструкции дыхательных путей и, тяжелые случаи, приводящие к острому респираторному дистресс-синдрому.
Таким образом, имеющиеся данные позволяют предположить, что наиболее вероятным механизмом ADE при COVID-19, является образование иммунных комплексов антитело-антиген, что приводит к чрезмерной активации иммунного каскада в ткани легких.
Определенной роли ADE в заболеваниях, вызванных коронавирусом человека, не установлено. Впервые возникли опасения по поводу ADE у пациентов с SARS, когда было обнаружено, что появление антител (сероконверсия) и ответы нейтрализующих антител коррелируют с клинической тяжестью и смертностью. Сообщалось об аналогичных результатах у пациентов с COVID-19, причем более высокие титры антител против SARS-CoV-2 были связаны с более тяжелым заболеванием.
Человечеству пока не удается при создании вакцин от большинства РНК-вирусов преодолеть ADE-феномен. Яркий пример — вакцина французского фармакологического гиганта Sanofi Pasteur от вируса лихорадки Денге. ADE-феномен или антителозависимое усиление инфекции (АЗУИ) — это явление, при котором связывание вируса с неполностью нейтрализующими антителами усиливает его проникновение в клетки инфицируемого организма. Этот эффект может проявляться после вакцинации в период до 5 лет и, возможно, больше. АЗУИ-эффект при вирусе лихорадки Денге заставил департамент Филиппин приостановить программу массовой вакцинации детей в конце 2017 года из-за большого количества госпитализаций и смертей. Другая история с вакциной Pandemrix в 2009 года году. Тогда человечество боролось с пандемией свиного гриппа. Были провакцинированы 60 миллионов человек, из которых примерно 4000 человек заболели нарколепсией и катаплексией. Причины стали ясны намного позже — это АЗУИ и генетические эффекты. Правительство Великобритании до сих пор выплачивает компенсации. И лишь в 2019 году исследователи обнаружили, что вакцина Pandemrix от пандемического гриппа 2009 года вызвала нарколепсию, воздействуя на некодирующий ген РНК, который регулирует выработку нейротрофического фактора, происходящего из глиальных клеток, белка, который играет важную роль в выживании нейронов. Спустя 10 лет стало ясно, что наспех сделанный Pandemrix оказывал повреждающее действие на гены человека. Спустя 10 лет.
Последние 20 лет щедро финансировались попытки создания вакцины от коронавирусов. Но все попытки разбивались от парадоксального повышения иммунитета (АЗУИ). К сожалению, ADE-феномен присущ новому COVID-19. Это вызвано тем фактом, что коронавирусы продуцируют два разных типа антител — нейтрализующие антитела, которые борются с инфекцией, и связывающие антитела (также известные как ненейтрализующие антитела), которые не могут предотвратить вирусную инфекцию. Неспособные предотвратить вирусную инфекцию связывающие антитела могут вместо этого вызвать парадоксальное усиление иммунитета. Это означает, что все выглядит хорошо после вакцинации, пока вы не заболеете, а затем болезнь становится намного хуже, чем это было бы в противном случае, если бы она не была проведена.
Рекомбинантные вакцины с аденовирусным вектором не только обещают нам крайне низкую эффективность, но и угрожают еще парадоксальным усилением инфекции (АЗУИ) при последующем заражении.
Матричные РНК вакцины могут быть эффективными, но при этом имеют долгосрочные последствия на человеческий геном, а также высокий онкогенный потенциал.
Проблемы безопасности вакцин против SARS-CoV-2 изначально были вызваны исследованиями на мышах (которые показали усиление иммунопатологии) или у животных, вакцинированных SARS-CoV после вирусного заражения (PMID: 22536382,PMID: 17194199, PMID: 21937658, PMID: 18941225). Наблюдаемая иммунопатология ассоциирована с Th2-клетками и в значительной степени направлена против белка нуклеокапсида. Важно отметить, что иммунопатология не наблюдалась у зараженных мышей после пассивного переноса иммунной сыворотки. Подобные исследования с использованием инактивированных цельновирусных вакцин или вакцин на основе вирусных векторов для SARS-CoV или MERS-CoV привели к иммунопатологии после вирусного заражения (PMID: 27269431, PMID: 15507655, PMID: 15755610), которые были связаны с реакциями, обусловленными Th2-цитокинами или избыточным легочным эозинофильной инфильтрацией. Hashem et al. показали, что у мышей, вакцинированных вирусным вектором аденовируса 5, экспрессирующим MERS-CoV S1, наблюдалась легочная патология после вирусного заражения, несмотря на предоставление защиты.
Профили безопасности вакцин против COVID-19 должны тщательно контролироваться в режиме реального времени во время испытаний эффективности на людях, особенно вакцины, которые могут иметь более высокий теоретический потенциал для иммунопатологии (например, составы с инактивированным цельным вирусом или с вирусными векторами) (PMID: 32327600, PMID: 32227757)
ADE наблюдалась при SARS, MERS и других респираторных вирусных инфекциях человека, включая РС-вирус (RSV) и корь, что предполагает реальный риск ADE для вакцин против SARS-CoV-2 и вмешательств на основе антител. Однако клинические данные еще не полностью установили роль ADE в патологии COVID-19 у человека. Текущие клинические исследования на животных и людях дадут важную информацию о механизмах ADE при COVID-19. Такие доказательства крайне необходимы для обеспечения безопасности продукции при крупномасштабных медицинских вмешательствах, которые, вероятно, потребуются для снижения глобального бремени COVID-19.
Врач Кузнецова Татьяна Александровна и Команда White Product желают вам здоровья!
Что такое антитело-зависимое усиление инфекций
Колесниченко Ю.Ю., врач УЗД, www.uzgraph.ru
Основные моменты:
— На сегодняшний день известны пять механизмов антитело-зависимого усиления (АЗУ), причем наиболее частый эффект связан с FcγR;
— АЗУ было обнаружено как при коронавирусе тяжелого острого респираторного синдрома, так и при коронавирусе ближневосточного респираторного синдрома, но механизм не совсем ясен, разные исследования привели к разным мнениям;
— В самых последних исследованиях передачи инфекции в плазме крови выздоравливающих и применения инактивированной вакцины не сообщалось ни о каких случаях АЗУ.
Кратко
АЗУ существует у нескольких видов вирусов. Это отрицательно влияет на терапию антителами при вирусной инфекции. Этот эффект был впервые обнаружен у вируса денге и с тех пор описан также для коронавируса. На сегодняшний день быстрое распространение недавно возникшего коронавируса, тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2), вызывающего коронавирусное заболевание 2019 года (COVID-19), затронуло более 3,8 миллиона человек по всему миру. Новый коронавирус представляет собой серьезную проблему и вызвал волну паники. В этом обзоре суммированы АЗУ вируса денге и двух видов коронавируса. Сообщается о возможных решениях проблемы. Авторы публикации также предполагают, что АЗУ может существовать при SARS-CoV-2.
Вступление
Механизмы антитело-зависимого усиления
До сих пор исследования предполагали, что существует пять механизмов, лежащих в основе АЗУ, и что различные вирусы работают по разным механизмам и не обязательно поддерживаются одним механизмом.
Первый механизм АЗУ зависит от FcR. FcR в основном распределяются на иммунных клетках и представляют собой рецепторы, нацеленные на участки Fc на антителах (Dustin, 2016). В этом FcR-опосредованном АЗУ вирусный поверхностный белок объединяется с антителом с образованием комплекса вирус-антитело. Комплекс усиливает вирусную адгезию за счет взаимодействия части Fc на антителе и его рецептора на поверхности определенных клеток. Этот механизм был обнаружен у вируса Западного Нила, вируса денге и вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Среди них денге является заболеванием, на которое чаще всего влияет АЗУ (de Alwis et al., 2020). Это одно из заболеваний, у которых наблюдаются самые ранние АЗУ (Dustin, 2016), а также самая быстрорастущая глобальная эпидемия.
Денге, как правило, является самоизлечивающимся заболеванием; однако повторная инфекция вирусом денге может протекать как более тяжелое заболевание. Существует четыре серотипа вируса денге: DENV1, DENV2, DENV3 и DENV4. Между четырьмя серотипами отсутствует перекрестная иммунная защита, что означает, что антитела, индуцированные одним серотипом, не действуют на другие. Когда дело доходит до повторной инфекции, если человек инфицирован вирусом того же серотипа, полученные ранее антитела могут быстро нейтрализовать вирус. Однако, если человек инфицирован вирусом другого серотипа, эти антитела не только не смогут нейтрализовать вирус, но даже могут способствовать проникновению вируса через участки Fc антитела и увеличивать виремию in vivo. Это было подтверждено исследованиями с использованием DENV-4 и DENV-2 для последовательного заражения Macaca mulatta (макак-резус). При АЗУ вируса денге после присоединения поверхностных белков вируса к антителам участки Fc на антителах связываются с клетками, несущими FcγR. Затем комплексы вирус-антитело собираются на поверхности клетки с помощью FcγRIIA, тем самым способствуя проникновению вируса и повышая инфекционность. Во время этого процесса также происходит подавление антивирусных генов. Взаимодействие между клеткой-хозяином и вирусом во время репликации вируса помогает вирусу избежать противовирусного и иммунного ответа хозяина (Morrone and Lok, 2019). Моноциты и Т-лимфоциты чрезмерно активированы и секретируют больше цитокинов, что приводит к увеличению проницаемости сосудов и запускает геморрагическую лихорадку денге и синдром шока денге. Тем не менее, не все вторичные инфекции, вызванные вирусом денге, подвержены риску АЗУ (Wilder-Smith et al., 2019); соотношение антител к вирусу определяет, происходит ли это.
Только при титре, при котором ингибируется опосредованное FcγR проникновение вируса, изогенный серотип вируса денге может быть нейтрализован антителами. Кроме того, модификация связывающей области FcγR на участке Fc антитела устраняет его способность связываться с FcγR на клетках без изменения периода его полужизни, и это может эффективно снизить вирусную нагрузку и улучшить выживаемость. Также было показано, что перекрестное связывание FcγRIIB ингибирует АЗУ при инфицировании вирусом денге (Chan et al., 2011).
Второй механизм АЗУ зависит от C3. Комплемент C3 активируется классическим путем посредством связывания антитела с вирусным поверхностным белком, после чего взаимодействие между комплементом C3 и соответствующим рецептором усиливает вирусную адгезию в форме комплекса вирус-антитело-комплемент. Рецептор комплемента имеет более широкое распространение, чем FcR, включая иммунные клетки, фолликулярные дендритные клетки и гладкомышечные клетки (Dustin, 2016). В этом типе АЗУ молекулы C1q как часть комплемента C1 работают вместе с проферментом сериновой протеазы, C1r и C1s. Это зависит от ионов кальция. Затем, когда C1q связывается с антителом или комплексом антител, C1r и C1s отходят от C1q в результате индукции ингибитора C1 в плазме крови. Затем C1s расщепляет комплемент C2 и C4, позволяя C1q активировать комбинацию между удаленным эффекторным комплементом C3 и его рецепторами на клетках. Таким образом вирусы связываются с рецепторами комплемента. Этот механизм лежит в основе АЗУ как у вируса Западного Нила, так и у ВИЧ.
Третий механизм АЗУ зависит от C1q. Комплексы вирус-антитело объединяются с помощью C1q, способствуя слиянию между вирусной капсулой и клеточной мембраной посредством отложения комбинации C1q и его рецептора (von Kietzell et al., 2014). Тесное связывание двух или более мономерных антител IgG и специфических эпитопов позволяет C1q связываться с участками Fc антитела, что вызывает образование комплекса вирус-антитело-C1q. Комплекс связывается с рецептором C1q на клетках, инициирует внутриклеточный сигнальный путь, а затем способствует связыванию вируса и его специфического рецептора, а также эндоцитозу клеток-мишеней. В некоторых случаях C1q напрямую связывается с gp41, одним из гликопротеинов на внешней мембране вируса во время ВИЧ-инфекции. Рецепторы C1q обнаружены не только на воспалительных моноцитах / макрофагах, но также распределены на многих различных типах клеток, включая нейтрофилы, В-клетки, фибробласты, гладкомышечные клетки и эндотелиальные клетки. Следовательно, этот опосредованный C1q АЗУ объясняет, почему противовирусная сыворотка на ранних стадиях может усиливать инфекцию в немоноцитах. Этот механизм также используется вирусом Эбола.
АЗУ при коронавирусе
АЗУ и его механизмы при коронавирусной инфекции
Согласно предыдущим исследованиям человеческих коронавирусов SARS-CoV и MERS-CoV, механизмы АЗУ отличаются от таковых у вируса денге, который более тесно связан с существованием различных подтипов штамма вируса. Оба вида коронавируса человека проникают в клетки с помощью FcR. SARS-CoV вызывает усиленное повреждение легких, вызывая гипериммунитет за счет взаимодействия антител и FcR, что изменяет функции макрофагов (Liu et al., 2019). Что касается MERS-CoV, это способствует проникновению вируса за счет индукции связывания между антителами и FcR, что аналогично традиционному пути проникновения вируса (Wan et al., 2020). В противном случае эти процессы в двух коронавирусах связаны с титрами и составом антител.
АЗУ при тяжелом остром респираторном синдроме
SARS-CoV проникает в клетки-хозяева, узнавая и связываясь со своим вирусным рецептором ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2) классическим путем, в то время как антитела нейтрализуют вирусы, блокируя взаимодействие вирусных шиповых белков и АПФ2. Этот блок был подтвержден в типе человеческих антител, извлеченных из библиотеки антител неиммунных людей в начале 2004 г. (Sui et al., 2004). Затем в 2007 году Yiu Wing Kam et al. исследовали, могут ли антитела против вирусного спайкового белка SARS-CoV индуцировать проникновение вируса в FcR-несущие клетки и вызывать АЗУ (Kam et al., 2007). Результаты показали, что эти антитела увеличивают аффинность SARS-CoV к клеткам, несущим FcγRII. Это увеличение опосредуется Fc-частью антитела против спайков и FcγRII на клетках, в то время как АПФ2 не требуется в этом процессе. Более позднее исследование Jaume et al. в 2014 году показало, что антитело против вирусного шипового белка SARS-CoV усиливает инфекцию в отношении моноцитов и лимфоцитов, оба из которых не экспрессируют вирусные рецепторы (Yip et al., 2014). Это соответствовало результатам команды Yiu Wing Kam. В том же году исследования, проведенные командой Chen and Huang, показали, что АЗУ в основном вызывается разбавленными антителами против белков-шипов, а не нуклеокапсидных белков (Wang et al., 2014). Эти исследования также продемонстрировали, что антитела против спайков вызывают АЗУ во время инфекции SARS-CoV, и этот эффект в основном работает в иммунных клетках. В 2018 году макака-резус использовалась в качестве модели на животных для изучения взаимосвязи между АЗУ и титром антител, индуцированным вакциной. Результаты показали, что вакцины, которые вызывают низкие титры антител, могут не вызывать АЗУ после заражения SARS-CoV (Luo et al., 2018), тогда как сильно разбавленная сыворотка может, в свою очередь, способствовать инфекционности вируса.
Вплоть до 2019 года механизм АЗУ при SARS-CoV оставался неясным. Затем Chen et al. подробно изучили механизм действия, вызванного вирусным спайком SARS-CoV, используя китайскую обезьяну-резус в качестве модели на животных. Эта команда разработала первую вакцину против SARS в 2005 году, которая кодирует полный вирусный спайк SARS-CoV в модифицированном аттенуированном векторе поксвируса. В 2019 году было проведено исследование для изучения вакцины. Было обнаружено, что он индуцирует выработку большого количества нейтрализующих антител (S-IgG) вскоре после инъекции. Хотя эти антитела могут эффективно снижать вирусную нагрузку в верхних дыхательных путях, они также усиливают повреждение легких. Обнаружена положительная корреляция между количеством нейтрализующих антител в сыворотке и степенью патологического повреждения легких. Дальнейшие исследования показали, что вирус проникает в макрофаги с помощью FcR во время АЗУ (Liu et al., 2019).
Применение блокатора FcR эффективно подавляет секрецию провоспалительных факторов. Сравнение патологического повреждения и концентрации нейтрализующих антител в сыворотке между умершими и выздоровевшими пациентами привело к выводам, согласующимся с выводами, полученными на животных моделях (Liu et al., 2019). Однако результаты Jaume et al. в 2016 году отличаются; они предположили, что воспалительный ответ в макрофагах слегка изменяется во время АЗУ SARS-CoV (Yip et al., 2016). Эти исследования подтвердили наличие эффекта у вируса и предоставили идеи для устранения негативных последствий АЗУ во время лечения вирусной инфекции.
АЗУ при ближневосточном респираторном синдроме
Белок-шип, закрепленный на цитомембране, вызывает проникновение коронавируса в клетки-хозяева. Эктообласть спайкового белка состоит из рецепторсвязывающей субъединицы S1, места расщепления S1 / S2 и слитой с мембраной субъединицы S2. Рецептор-связывающие области на каждой субъединице S1 индуцируют распознавание рецептора, в то время как субъединица S2 обладает местом расщепления S2′, который позволяет ее гидрофобной аминокислоте вставляться в клетки и опосредует слияние вирусной оболочки и клеточной мембраны. Вирусным рецептором MERS-CoV на клетках является дипептидилпептидаза 4 (DPP4). Во время упаковки вируса MERS-CoV спайковый белок расщепляется. Субъединица S1 в белке-шипе связывается с DPP4 и стабилизирует место связывания рецептора, что способствует конформационному изменению белка-шипа. Последовательное расщепление мест ферментативного расщепления S1 / S2 и S2′ протеазой хозяина приведет к удалению субъединицы S1 и изменению конформации субъединицы S2, что постепенно вызывает слияние мембран вируса и клеток-хозяев. Нейтрализующее моноклональное антитело, которое специфически действует против места связывания рецептора на белке вирусного шипа MERS-CoV (Mersmab1), может блокировать классическую вирусную инвазию, оспаривая место связывания вирусного шипа против DPP4 (Du et al., 2014).
MERS-CoV был впервые обнаружен в 2012 году, поэтому до сих пор не проводилось много исследований АЗУ MERS-CoV. Макака-резус была первой животной моделью, принятой для разработки вакцины MERS-CoV. Исследования Tseng et al. в 2016 году впервые сообщили, что инактивированная вакцина MERS может привести к гиперчувствительной патологии легких, аналогичной таковой при SARS. Хотя вакцина вызвала выработку нейтрализующих антител, а также уменьшила количество вирусов в легких, она вызвала усиление мононуклеарной инфильтрации. Увеличение количества эозинофильных гранулоцитов способствует секреции интерлейкинов IL-5 и IL-13. Это произошло только при посредничестве инактивированной вакцины. Таким образом, причиной АЗУ во время лечения вакциной могут быть вирусные компоненты или контаминанты. Еще одним важным подтверждением АЗУ при MERS-CoV является обнаружение того, что воспалительная реакция, вызванная вирусом, усугубляет симптомы (Prescott et al., 2018). Только в 2020 году исследователи впервые всесторонне раскрыли механизм АЗУ MERS-CoV in vitro. Только Mersmab1 с полной структурой может индуцировать непрямое взаимодействие между вирусным спайковым белком и FcR на клетках. Это помогает вирусу проникать в клетки, несущие FcR, в то же время ингибируя его проникновение в клетки, экспрессирующие DPP4, тогда как остаточная часть Fc антитела индуцирует проникновение вируса в клетки, экспрессирующие DPP4. Поступление вируса при АЗУ, аналогичное таковому при классическом пути, также было продемонстрировано в MERS-CoV. Оба пути проникновения вируса индуцируются посредством воздействия на сайт S2′ после конформационного изменения вирусного шипового белка (Wan et al., 2020).
Более того, доза антитела по-разному влияет на два типа проникновения вируса MERS-CoV, упомянутые выше. С увеличением дозы Mersmab1 меньшее количество вирусных частиц проникает в клетки, экспрессирующие DPP4, в то время как количество вируса, проникающего в клетки, несущие FcR, сначала увеличивается, а затем уменьшается. Исследователи дали разумное объяснение этому результату. Хотя антитело индуцирует непрямое взаимодействие между вирусным спайковым белком и FcR в низкой дозе, после достижения определенной концентрации оно блокирует FcR перед связыванием с вирусными спайковыми белками, тем самым блокируя непрямое взаимодействие (Wan et al., 2020). Следовательно, высокие дозы антител могут помочь снизить риск, связанный с АЗУ во время использования антител. Другие факторы, определяющие используемую дозу антитела, включают уровень экспрессии DPP4 и FcR в конкретных тканях. Также важно сродство между антителами и FcR.
Слияние мембран во время вторжения коронавируса требует активации протеазы хозяина, особенно лизосомальных протеаз. Было обнаружено, что несколько типов ингибиторов протеазы влияют на проникновение как DPP4, так и Mersmab1-зависимого вируса MERS в ходе исследования влияния ингибиторов пропротеинвертазы. Эти ингибиторы способствуют проникновению вируса в клетки, несущие DPP4, в отсутствие Mersmab1, тогда как они способствуют проникновению вируса в клетки, несущие FcR (Wan et al., 2020). Все эти исследования дали хорошие рекомендации по предотвращению АЗУ во время лечения инфекции MERS-CoV.
АЗУ может существовать в SARS-CoV-2
В этом году появился новый коронавирус SARS-CoV-2 2019 года, который стал причиной большого числа смертей. Самые последние результаты секвенирования показали, что SARS-CoV-2 имеет сходную последовательность генома на 79,5% с SARS-CoV, и вирусным рецептором для обоих является АПФ2. Команда из Техасского университета обнаружила, что SARS-CoV-2 имеет сродство к рецептору АПФ2 в 10–20 раз больше, чем SARS-CoV (Wrapp et al., 2020), что объясняет, почему у него более высокое базовое репродуктивное число. Эти результаты также указывают на патогенное сходство между двумя вирусами.
Исследования SARS-CoV подчеркнули сложность роли антител в патогенезе высокопатогенных коронавирусов (Fleming and Raabe, 2020). Вскоре после объявления вспышки COVID-19 была отмечена неоднородность тяжелых случаев в провинции Хубэй, Китай и в других регионах, и это было связано с АЗУ. Прежде чем вакцина или специфическая терапия станут доступны, плазмотерапия выздоравливающих считается полезным инструментом для исследований. Золотые сирийские хомяки считаются хорошей моделью для изучения SARS-CoV-2, поскольку они могут постоянно заражаться этим вирусом (Chan et al., 2020). Zhiwei Chen et al. использовали эту модель для исследований, и в недавнем интервью они сообщили, что в своем последнем исследовании плазмы выздоравливающих и передачи SARS-CoV-2 антитела не играли роли в патологическом повреждении легких (Li, 2020). Однако хомяки и люди в конце концов принадлежат к разным видам, поэтому результаты могут сильно отличаться между ними.
Последняя публикация о передаче крови через выздоравливающий организм человека показала удовлетворительные результаты без какого-либо ухудшения симптомов; однако были вовлечены только 10 взрослых с тяжелым заболеванием (Duan et al., 2020). В последнем исследовании, опубликованном 6 мая 2020 года, была протестирована очищенная инактивированная вакцина от вируса SARS-CoV-2. Хотя считается, что вакцины с инактивированным вирусом имеют АЗУ, результаты этого новейшего исследования, проведенного на мышах, крысах и нечеловеческих приматах, показали хорошую нейтрализацию 10 репрезентативных штаммов без АЗУ (Gao et al., 2020). Тем не менее, об использовании вакцины у людей еще не сообщалось в исследовательской работе, поэтому вопрос о том, будет ли SARS-CoV-2 вызывать АЗУ у пациентов, все еще требует дополнительной проверки. Как заявил Jiang (который внес свой вклад в вакцины и лечение коронавирусов), тестирование безопасности имеет наибольшее значение во время контратаки против нового коронавируса (Jiang, 2020).
Чтобы лучше выявить механизм SARS-CoV-2 и предоставить новые диагностические инструменты, следует рассмотреть подход «Единое здоровье» (Tilocca et al., 2020a). Мы должны работать на местном, региональном, национальном и глобальном уровнях с целью достижения оптимальных результатов в отношении здоровья, признавая при этом взаимосвязь между людьми, животными, растениями и их общей окружающей средой. Иммуноинформатический подход будет играть большую роль. Сравнивая последовательность белка шипа или белка оболочки, двух белков с высокой иммуногенностью и многофункциональными свойствами, на уровне эпитопа среди различных коронавирусов с тропизмом к разным видам, можно открыть новые пути к биологическому механизму вирусной инфекции. В исследованиях Tilocca et al., Высокое сходство спайкового белка между SARS-CoV-2 и бычьим коронавирусом / собачьим вирусом частично подтвердило возможность возникновения АЗУ во время этого эпидемического события, что может объяснить разнообразие клинических случаев внутри и за пределами Ухани. Провинция (Tilocca et al., 2020a, Tilocca et al., 2020b).
Решения для АЗУ при коронавирусе
Выводы и перспективы на будущее
До сих пор наше понимание АЗУ было относительно полным. Однако подробный механизм АЗУ и способы решения этой проблемы при коронавирусных инфекциях еще не полностью ясны. Из предыдущих исследований АЗУ у других коронавирусов, в частности SARS-CoV и MERS-CoV, кажется, что наличие АЗУ вызовет более серьезные телесные повреждения, в то же время фактически снизив вирусную нагрузку. Это может повлиять на результаты вакцинации. Присутствие этого феномена у этих двух коронавирусов указывает на потенциальный риск вакцинационной терапии нового коронавируса SARS-CoV-2, поскольку он имеет тот же вирусный рецептор и аналогичную последовательность генома с SARS-CoV. SARS-CoV-2 может иметь аналогичный механизм проникновения вируса и, следовательно, может иметь аналогичные механизмы АЗУ. Об этом новом коронавирусе известно не так давно, поэтому исследования в этой области еще не привели к каким-либо выводам.
Предыдущие исследования показали, что разные команды иногда по-разному объясняли АЗУ в одном и том же вирусе. Возможным важным фактором может быть позднее появление коронавирусов человека, вызывающих тяжелые симптомы. Понимание АЗУ при инфекциях SARS-CoV и MERS-CoV заняло несколько лет и до этих двух лет было относительно ясным. Исходя из этого, авторы публикации предполагают, что исследования АЗУ при этом недавно появившемся коронавирусе займут некоторое время, но выяснение этого эффекта имеет большое значение.