В апреле НМИЦ гематологии разработал один из первых отечественных тестов на антитела к SARS-CoV-2. В интервью Indicator.Ru руководитель проекта, заведующий лабораторией трансплантационной иммунологии Григорий Ефимов рассказал, на какие вопросы помогают ответить серологические тесты и что на данный момент известно о другом механизме иммунного ответа на вирус — клеточном иммунитете.

Григорий Ефимов принимает участие в IX Международном форуме инновационного развития «Открытые инновации», который проходит с 19 по 21 октября в формате онлайн. Дискуссия «Персонализированная медицина. Будущее генома человека» с участием Григория Ефимова начнется 21 октября в 14:00. Indicator.Ru выступает информационным партнером форума «Открытые инновации».

— Как пандемия изменила вашу работу? Есть ли возможность вести научные проекты по другим темам, или вы полностью переключились на COVID-19?

— Практически все, чем мы сейчас занимаемся, — это ковид. В какой-то момент он занимал 100% времени, сейчас, наверное, 75–80%. Ненадолго мы могли поставить проекты по другим темам на паузу, сейчас это время вышло, и приходится к ним возвращаться.

— Какие работы по коронавирусу уже выполнены в вашей лаборатории и чем вы заняты сейчас?

— Мы начали с самого простого и быстрого — теста на определение антител к вирусу. Вообще, мы занимаемся T-лимфоцитами и, конечно, изначально хотели работать в этом направлении. Но чтобы детектировать T-лимфоцит, нужен вирусный антиген, то есть та частица вируса, которая будет вызывать ответ Т-клетки. И как только мы получили этот вирусный белок, логично было сделать тест на антитела — для него, в общем-то, больше ничего и не нужно. Тест зарегистрировали для клинического использования в конце апреля, и он сейчас вполне успешно применяется.

Но основной наш интерес — это Т-лимфоциты. Чтобы исследовать их, мы уже в начале первой волны начали собирать переболевших. Тех, кто согласился сдать кровь, на данный момент у нас несколько десятков человек. Главное, что мы увидели в результате, — клеточный иммунитет к COVID-19 есть. Т-клеточный ответ есть даже у тех людей, у которых нет антител к вирусу. И это важно, потому что у части больных вообще не образуются антитела. Как правило, это те, кто болел очень легко или даже бессимптомно. В нашем исследовании их мало, потому что в первую волну диагноз ставился только тем, у кого проявились симптомы. Но по другим исследованиям мы видим, что переболевших без антител к вирусу довольно много. И примерно у трети тех, у кого антитела выявляются, они не блокируют вирус. Биологическая функция антитела — перехватить вирус на подходе, не дать ему заразить клетку. Но иммунная система делает антитела вслепую, и иногда они подходят не к тем белкам вируса, которые важны для перехвата, а к другим его фрагментам. Так что антитела есть, они соединяются с вирусными частицами, болтаются на них, но свою биологическую функцию не выполняют. И эти две группы переболевших — без антител к вирусу и с антителами, не блокирующими вирус, — доказывают, что не только антитела защищают нас от вируса. Люди выздоравливают благодаря своей иммунной системе, ведь лечить их практически нечем. Т-клетки мы видим почти у всех переболевших. У тех, у кого мы их не обнаружили, они тоже наверняка есть. Мы ведь не смотрим на весь вирус, а только на его структурные белки, ищем Т-лимфоциты, которые распознают вирус по ним. Возможно, Т-клеточный ответ у некоторых людей возникает на другие гены. Мы «смотрим под фонарем», и, если там ничего нужного не находим, это не значит, что этого нет совсем. Сейчас мы, кстати, пытаемся сделать по аналогии с тестом на антитела тест для определения ответа Т-лимфоцитов, который можно было бы выполнять в клинических лабораториях.

Второе наблюдение связано с людьми, которые находились в тесном контакте с больным (например, жили вместе с заболевшим родственником), но считают, что не болели. Вирус у них никогда не определялся, симптомов не было, антител тоже нет. Но у большой части из них есть Т-лимфоциты. Скорее всего, они все-таки переболели, но бессимптомно. Но самое интересное, что распознающие вирус Т-клетки есть и у тех, кто точно не болел. Например, в образцах крови, полученных еще до эпидемии, или у людей, которые точно не были в контакте с заболевшими. Причина в том, что Т-лимфоцит может распознать не только один-единственный антиген, а целую группу похожих антигенов. Это называется перекрестный иммунный ответ. Вероятно, эти люди болели в прошлом другими вирусными инфекциями, скорее всего, коронавирусами, которые вызывают сезонные ОРВИ. И сформировавшийся у них иммунный ответ распознает и новый вирус. Значит ли это, что они защищены? Мы пока не можем сказать. Надеемся, что да, что эти люди имеют меньше шансов заболеть или как минимум меньше шансов болеть тяжело. Но чтобы знать точно, нужно наблюдать за ними, и сейчас планируется провести подобное исследование силами большого научного консорциума.

— Тесты на антитела сейчас делают активнее, чем в начале пандемии. В решении каких задач отдельному человеку и системе здравоохранения в целом помогают такие тесты?

— Во-первых, они позволяют задним числом определить, кто переболел, а кто нет. ПЦР-тест мог быть по разным причинам отрицательным, или его не успели сделать, или вообще не заметили симптомов. По результатам тестов на антитела можно узнать, переболел ли человек. Если тест положительный, скорее всего, в ближайшее время он не заболеет снова. Сообщения о повторных заражениях есть, но их количество несопоставимо с тем, какое было бы, если бы все заболевали повторно. Пока непонятно, с чем связаны повторные заболевания, их слишком мало, чтобы делать обобщения. В целом мы можем считать, что в какой-то короткой перспективе переболевший не опасен и не в опасности.

Нужно оговориться, что ни у каких тестов на антитела нет стопроцентной точности. Точность складывается из чувствительности и специфичности, и ни один тест не может быть в одинаково высокой степени чувствительным и специфичными. Так что разные тесты хороши для ответа на разные вопросы. Например, нужен срез по популяции — понять, сколько людей переболело, чтобы прогнозировать, как дальше будет развиваться ситуация. Используя тест со специфичностью 85% на популяции, которая с вирусом столкнулась впервые, мы получим 15% ложноположительных результатов — тех, кто как будто переболел. И наоборот, если конкретный человек хочет узнать, болел он или нет, ему нужен тест с максимальной чувствительностью. Но нужно помнить, что есть люди, у которых при болезни совсем не образуются антитела. Им даже 100% чувствительность не даст положительного теста. Еще одна задача для тестов на антитела — иммунитет у вакцинированных. Это хороший способ и проверить, как сработала вакцина, и дальше наблюдать за ними, смотреть, как будет убывать количество антител. Со временем оно, конечно, снижается, мы это уже видим. Это ожидаемо — невозможно поддерживать пиковый уровень антител ко всем вирусам, которыми вы заражались когда-либо. Но пока непонятно, будут ли они убывать у вакцинированных так же, как у переболевших.

— Насколько распространено для других инфекций явление перекрестного иммунитета, когда Т-клетки против одной инфекции защищают и от других?

— Защищают ли, никто никогда не видел — это гипотеза. Распространенность явления тоже оценить сложно, сложно поставить такой эксперимент. Как мы знаем по работе с раковыми антигенами, если Т-клетка распознает один из них, она будет распознавать и другие, в которых есть похожие последовательности. Так что механизм перекрестного иммунитета с молекулярной точки зрения понятен.

В чем биологическая функция этого явления, сказать сложнее. Предполагают, что это все-таки не случайность, что функция есть. С возрастом у людей разнообразие Т-клеток падает: те, что встретили «свой» вирус или бактерию, создают многочисленные клетки памяти, а число наивных Т-лимфоцитов сокращается. Есть мнение, что у людей постарше значительная часть иммунных ответов возникает за счет перекрестного иммунитета — клетки памяти распознают не те патогены, для ответа на которые они возникли, а что-то новое. Это возможно, потому что Т-лимфоциты распознают несколько похожих структур, да и вирусы не абсолютно уникальные, у них есть повторяющиеся мотивы. То есть механизм перекрестного иммунитета нужен, потому что с возрастом популяция наивных Т-клеток истощается, а от инфекций защищаться все так же нужно. Но подтвердить это предположение сложно.

— Были ли у вас в начале работы весной какие-то гипотезы об иммунитете к коронавирусу, которые в результате не подтвердились?

— Да, была одна идея, явных подтверждений которой мы пока не видим. Есть гены иммунной системы, которые очень сильно отличаются у людей, — гены главного комплекса гистосовместимости (HLA). Именно из-за их разнообразия так сложно подобрать донора костного мозга, а людям с пересаженными органами всю жизнь приходится принимать иммунодепрессанты. И именно от этих генов зависит, какие фрагменты вирусов наша иммунная система будет видеть. Наша гипотеза заключалась в том, что эти гены будут определять, произойдет заражение или нет, каким будет иммунный ответ на вирус, как пройдет болезнь. Считается, что огромное разнообразие — по десять тысяч вариантов каждого — этих генов возникло эволюционно, так как они отражают многомиллионную историю встреч представителей нашего вида и предшествующих видов с разными патогенами. Определенные варианты генов HLA позволяли своим носителям выживать при заражении определенными вирусами. Пройдя через много ступеней отбора, мы пришли к тому, что никакой новый вирус не может убить всех людей — всегда окажутся те, у кого работает супер-удачный вариант генов HLA именно для этого вируса, кто перенесет болезнь легко. И в следующем поколении потомки выживших захватят мир.

Мы думали, что увидим явные особенности в связи с этим. У людей с определенными вариантами этих генов мог быть особенно сильный иммунный ответ; какие-то варианты могли почти не наблюдаться у заболевших. Но явного эффекта мы не увидели. Он наверняка есть, но не такой заметный. Нужно изучить не десятки, как мы пока, а тысячи заболевших, чтобы понять, как Т-клеточный иммунный ответ связан с вариантами HLA-генов. Наверное, мы все же увидим эту зависимость. Но по опыту с другими вирусами можно сказать, что обычно разница больше.

— Что еще нужно узнать об иммунитете к коронавирусу как можно скорее?

— Главный вопрос — есть ли уровень Т-клеток, распознающих вирус, который защищает от повторного заражения. Как будут себя вести Т-клетки со временем, мы в целом знаем на примере SARS, который в 2003 году вызвал атипичную пневмонию в Азии. Известно, что у переболевших им Т-лимфоциты сохраняются, но неясно, защищают они или нет, потому что этот вирус не возвращался.

Второй вопрос — защищает ли перекрестный иммунный ответ. И третий, самый важный, — про вакцины. Мы пока не знаем, защищают ли они от заражения, они зарегистрированы на основании того, что под их действием возникает иммунный ответ, производятся антитела. Очень хочется верить, что защищают, но это только предстоит выяснить. И затем стоит задача сравнить два иммунных ответа: после болезни и после вакцины. С другими инфекциями бывает, что надежный иммунитет дают именно вакцины. Пока не похоже, что это так с COVID-19, но могло бы быть.