TWiV 1221: Распад, опосредованный бессмыслицей

В выпуске «На этой неделе в вирусологии» обсуждаются недавние сокращения бюджетов Национального научного фонда (NSF), затронувшие различные научные области. Ведущие также затрагивают споры вокруг грантов Национального института здоровья (NIH) и исследований иммунного ответа на коронавирусы и реакций на вакцины. Они изучают влияние эндемичных коронавирусных инфекций на антительный ответ к SARS-CoV-2, а также наследственные иммунодефициты, вызывающие побочные реакции на вакцины против кори и жёлтой лихорадки.

Сокращение финансирования Национального научного фонда (NSF) оказывает влияние на фундаментальные исследования в различных научных областях. По состоянию на 21 мая количество финансируемых грантов сократилось на 51%, что затронуло все области науки, включая образование, информатику, математику, физику, химию, биологию, социальные науки, науки о Земле, технологии и инженерию. Наибольшему сокращению подверглось STEM-образование (на $650 млн), что может серьёзно затруднить будущие научные достижения из-за нехватки квалифицированных специалистов.

Гарвардский университет также столкнулся с финансовыми трудностями: сокращено более тысячи грантов на сумму свыше $2,4 млрд, согласно статье в Nature. Эти сокращения могут значительно замедлить прогресс исследований в одном из ведущих мировых учреждений. Кроме того, администрация Трампа пыталась заблокировать зачисление иностранных студентов в Гарвард, как сообщает CNN, что ещё больше осложняет способность университета проводить исследования и поддерживать свой глобальный статус.

Сообщается, что Doge Илона Маска влияет на прекращение действия грантов NIH, основываясь на показаниях под присягой должностных лиц NIH, согласно статье в Nature. Конкретные гранты прекращаются по указанию представителей Doge, что вызывает опасения по поводу политического вмешательства в решения о научном финансировании. Это вмешательство подрывает установленный процесс экспертной оценки и угрожает объективности научных исследований.

Исследования коронавируса и иммунитета

Исследования показывают, что эндемичные коронавирусы человека, такие как 229E, HKU1, NL63 и OC43, могут обеспечивать перекрёстный иммунный ответ против других коронавирусов. У людей, инфицированных этими эндемичными коронавирусами, COVID-19 может протекать в менее тяжёлой форме, что говорит о потенциальной возможности широкой защиты от коронавирусов. Понимание этих перекрёстных ответов может помочь в разработке более эффективных вакцин и терапевтических стратегий.

Чтобы лучше понять это явление, в исследовании объединили ПЦР-документированные эндемичные коронавирусные инфекции с анализом антител к нуклеокапсиду эндемичного коронавируса для оценки недавних инфекций. Целью исследования было сопоставить задокументированные инфекции с уровнями иммунитета у пациентов. Такой подход позволил более точно оценить историю инфекций и иммунные ответы для понимания коррелятов иммунитета к устойчивости к коронавирусу и разработать более эффективные методы профилактики.

Учёные собирали образцы у людей с предыдущим воздействием SARS-CoV-2, предварительной вакцинацией против COVID без задокументированной инфекции или без истории антигена COVID-2. IgG плазмы измеряли против рецептор-связывающего домена SARS-CoV-2 и нуклеокапсида для выявления незадокументированных инфекций с помощью иммуноферментного анализа (ELISA). Этот строгий процесс отбора обеспечил точность результатов исследования и минимизировал искажающие факторы.

Были изучены 94 человека без предыдущей инфекции SARS-CoV-2 для изучения иммунного ответа против SARS-CoV-2 у людей с воздействием E-CoV и без него. Недавняя инфекция E-CoV была выявлена с использованием электронных медицинских карт Бостонского медицинского центра. Доступ к электронным медицинским картам важен для проведения подобных исследований.

Перекрёстный иммунитет оценивали, сравнивая ответы против SARS-CoV-2 среди лиц с инфекцией E-CoV и без неё. Уровни антител против RBD SARS-CoV-2 и S2 SARS-CoV-2 не различались между группами. Эти результаты показывают, что предшествующая инфекция E-CoV существенно не изменяет уровни этих антител.

Эксперименты по нейтрализации с использованием вируса везикулярного стоматита (VSV) с шипом SARS-CoV-2 не выявили различий в титрах нейтрализации между людьми с предполагаемой инфекцией E-CoV и без неё. Эти результаты противоречат некоторым исследованиям, предполагающим, что инфекция E-CoV приводит к появлению нейтрализующих антител к SARS-CoV-2. Это также подчёркивает сложность иммунных ответов и перекрёстной защиты.

Исследователи изучили, могут ли антитела у людей с инфекцией ECOV опосредовать FC-опосредованные активности, измеряя связывание антител, специфичных к SARS-CoV-2, с FC-гамма-R3A. У лиц с предшествующим воздействием шипа SARS-CoV-2, через инфекцию или вакцинацию, были более высокие уровни антител против RBD и S2 SARS-CoV-2. Это может свидетельствовать о том, что предшествующее воздействие SARS-CoV-2 может изменить динамику, и необходимы дальнейшие исследования.

FC-рецептор-связывающие антитела и T-клетки

Антитела против S2 SARS-CoV-2, связывающиеся с FC-гамма-R3, были в восемь раз выше у людей с E-CoV. Отношение антител к IgG было в 85 раз выше у лиц с E-CoV по сравнению с лицами без него. Эти результаты показывают, что инфекция E-CoV может индуцировать другой тип антительного ответа, который может опосредовать клеточные механизмы вирусного клиренса.

Уровни IgG были выше против шипа 229E и шипа OC43 у лиц с предполагаемой недавней инфекцией E-CoV. Это подчеркивает, что антитела к E-CoV могут реагировать с различными регионами, что предполагает более широкий механизм. Антитела у лиц с предполагаемой недавней инфекцией E-CoV действительно реактивны.

Эксперименты по истощению подтвердили, что S2-связывающие антитела являются ключевыми. Истощение с помощью S2 SARS-CoV-2, но не S1, значительно снизило связывание шипов 2290 и OC43 с FC. Эти результаты укрепляют связь, показывая важность S2-связывающих антител в перекрёстной реактивности.

Также были исследованы ответы T-клеток, чтобы оценить, может ли E-CoV индуцировать T-клетки, реагирующие с эпитопами T-клеток SARS-CoV-2. Предшествующее воздействие SARS-CoV-2 привело к более высоким ответам CD4 и CD8 на шип SARS-CoV-2 в нуклеокапсиде. Однако не было обнаружено различий с предполагаемой инфекцией E-CoV, что позволяет предположить, что перекрёстная реактивность T-клеток может не усиливаться недавними инфекциями E-CoV.

Генетические дефициты и реакции на вакцины

В мире используется 11 аттенуированных вирусных вакцин, включая ОПВ, КПК и жёлтую лихорадку. Хотя они, как правило, безопасны и эффективны, у некоторых людей возникают редкие, серьёзные осложнения от этих живых аттенуированных вакцин, такие как диссеминированные инфекции. Исследования сосредоточены на понимании причин и способов предотвращения этих случаев.

Чтобы это выяснить, в исследовании рассмотрели пациентов с тяжёлым заболеванием, вызванным вакцинами против кори, паротита и краснухи (КПК) и жёлтой лихорадки, чтобы выявить генетические предрасположенности. У первого пациента, рождённого от кровнородственных родителей, после вакцинации КПК развилась диссеминированная коревая инфекция вакцинного штамма. У пациента наблюдались генерализованная экзантема, лихорадка и неврологические симптомы.

У второй пациентки, бразильской девочки, через неделю после вакцинации против жёлтой лихорадки появились лихорадка, гипотония, рвота и летаргия. Секвенирование показало, что это был вакцинный штамм, что привело к дальнейшему исследованию её генетического фона. Оба случая вызвали подробные генетические анализы для выявления основных причин.

Генетическое секвенирование клеток пациентов выявило гомозиготную мутацию в гене IFNAR1 у первого пациента. У второго пациента было 11 вариантов в шести генах, включая два варианта в IFNAR1. Эти мутации нарушают основные сайты сплайсинга или создают преждевременные стоп-кодоны, влияющие на экспрессию белка.

Гены IFNAR1 и IFNAR2 производят белки, которые служат рецептором для интерферонов 1 типа, и мутации в IFNAR1 являются вредными. Эксперименты подтвердили дефектный сплайсинг и снижение уровней мРНК в клетках пациентов. Кроме того, исследователи наблюдали нулевой уровень белка IFNAR1, что подтверждает его отсутствие.

Сигнализация интерферона была нарушена в клетках пациентов. STAT1 и STAT2 не фосфорилировались, и не было экспрессии ISG после добавления интерферона. Однако сигнализация интерферона гамма оставалась неповреждённой, что подчёркивает специфичность дефекта.

Клетки пациентов не могли контролировать вирус везикулярного стоматита (VSV) или инфекции вакцинным штаммом жёлтой лихорадки. Возврат гена IFNAR1 исправил дефект. Восстановление экспрессии IFNAR1 позволило клеткам восстановить способность контролировать вирусные инфекции.

Исследование показало, что дефектный IFNAR1 вызвал широкий дефект врождённого иммунитета, отменяя клеточный собственный иммунитет к интерферону 1 типа. Существуют гипотезы, объясняющие противовирусную защиту у этих пациентов, включая утечку аллеля сплайсинга или избыточность IFNAR. Эта избыточность означает, что другие механизмы могут компенсировать дефицит при определённых условиях.

Хотя генетические предрасположенности, вызывающие побочные реакции на вакцины, редки, выявление этих предрасположенностей может помочь в решении проблемы нерешительности в отношении вакцин и улучшить протоколы безопасности вакцин для уязвимых лиц. Признание этих факторов может позволить разработать более персонализированные стратегии вакцинации в будущем.