chuka_lis (chuka_lis) wrote,
chuka_lis
chuka_lis

Эволюция гуморального иммунитета и персистенция

Полезная для понимания происходящего после болезни статья из Nature.
Итак, исследователи проверили, как там обстоит дело с иммунитетом у переболевших ковидом, спустя время. Для оценки были собраны данные со 100 ковидных больных с подтвержденным ПЦР тестом, согласившихся принять участие.Симтоматичным у них острый ковид был в среднем 12 дней (от 0 до 44).
Первый забор крови был примерно через 41 день  после начала болезни.
Сразу отсеялось 13%, тк у них не выработался гуморальный иммунитет.
Следующий  анализ крови на антитела был через 191 день (в среднем). Так же, 14 человек согласились на биопсию из тонкого кишечника, в период с 2.7 до 5.7 мес. после начала болезни (и 10 образцов из "доковидного" контроля).
 В то же время, когда брали кровь итд, делали и мазки из носа на коронавиурс (и брали образцы слюны с той же целью тоже).
Положительных ПЦР из мазков не было.
Хотя, у 44% отмечались симптомы долгого ковида.
Через 1.3 мес после начала болезни, у всех 87 участников  был, преимущественно хороший гуморальный иммунитет, особенно выраженный к рецептор-связывающей части  (РСЧ) шипика, впрочем, к капсидному белку (КБ) тоже был. Так же измерили нейтрализующую активность антител, которая неплохо себя показала у большинства.
Через 6.2 месяца, количества антител снизились примерно в 5 раз, но были на детектируемом уровне. Способность IgM плазмы связывать РСЧ упала на 53%,  IgG на 32%, Ig Aна 15%. А вот ловить КБ IgG стали на 19% лучше.
Нейтрализующая активность плазмы коррелировала с количеством антител к РСЧ, и, как отмечают авторы, была "на детектируемом уровне спустя полгода".
У тех, у кого были постковидные симптомы, уровни антител были выше, чем  у тех, кто был без постковидных симптомов,  при замерах в обоих временных точках.
Авторы копнули глубже, и "разобрали на запчасти" отдельные антитела (у 6 переболевших), а так же ловили В лимфоциты, включая клетки памяти, у рандомных 41 человека из группы.

Оказалось, не смотря на снизившийся титр антител, количество циркулирующих В-лимфоцитов  у них не уменьшилось за 6 месяцев.
Но надо сказать, что относительное количество наивных В лимфоцитов, плазмобластов,  плазматических клеток и В-лимфоцитов памяти у переболевших ковидом было ниже, чем у контроля (доковидные образцы, 20), и через 1.3, и через 6. 2 месяца после болезни. У 21 человека, однако, произошло некоторое нарастание количества В-лимфоцитов памяти, производящих антитела к РСЧ, за период с 1.3 до 6.2 месяца.
Так же оказалось, что кроме некоторого количественного прироста, были изменения и внутренние- В-клетки переболевших больных совершенствовали свою продукцию (в них происходили и нарастали соматические гипермутации), что возможно, только если антиген присутствует в организме (либо  в иммунных комплексах, представляемых макрофагами, либо, на мембранах зараженных клеток, экспрессирующих вирусные белки). Любопытно, что со временем часть антител проявила более широкую специфичность, показав способность связываться с антигенными доменами разных "новых" штаммов,  выявленных с начала эпидемии.
Некоторые В-клеточные линии клонировались шире ожидаемого, некоторые исчезли, между 2мя временными точками  заборов крови, очевидно, отвечая духу времени и востребованности. У всех индивидуально. Любопытно, что при том, что количественно В-клетки определенных клонов выросли, похоже, что антител они продуцировали меньше. Но в целом, вроде бы  "рабочесть" производимых ими антител улучшилась со временем.
Из многообразия поликлональных антител к РСЧ, проанализированных на способность связываться с РСЧ, только некоторая часть из образцов 1.3 мес после болезни оказалась способна связываться с "мутантными" версиями антигена, встроенными в псевдовирус (новыми для них, отличными от "родительского" вируса), однако, если это были антитела через 6.2 месяца (от тех же людей, и тех же В-лимфоцитарных клонов, предположительно)-то они уже показали лучшую способность к связыванию.
Важно, что когда взяли на биопсию материал тонкого кишечника- у 50% из переболевших, обнаружились клетки эндотелия, имевшие в себе РНК или белки вируса. Это были отдельные участки эпителия, и они не были гистологически измененными (не  было воспалительных инфильтратов). Люди были асимптоматичны, их ПЦР тест из носа и слюны был отрицателен на ковид. Напомню, что эти клетки живут не долго  (3-4 дня) и  постоянно размножаются, так что вирус не мог в них храниться  до 5мес..
Но В-клетки и антитела этих добровольцев, так же потвердили, что в вирус персистировал- тк у них было было "совершенствование" гуморального иммунного ответа на коронавирус. В контрольных образцах ничего подобного обнаружено не было.
Авторы подозревают, что возможно часть образцов была "отрицательная" из-за особенностей  персистирования вируса (учатковый) и вариабельности эндоскопического забора образцов тканей.
С точки зрения авторов статьи, то, что  у большинства из переболеших спустя 6.2 месяца определяются антитела, хоть и сильно упавшие, но на детектируемом уровне- дает надежду, что они срабтают при последующем заражении. Так же, то, что есть наготове плазмациты и В-клетки памяти, к тому же совершенствующиеся, поможет быстро запустить выработку бОльшего количества антител при столкновении с антигеном, и защитить от вируса.

Antibody levels decrease with time, but, to our knowledge, the nature and quality of the memory B cells that would be required to produce antibodies upon reinfection has not been examined. Here we report on the humoral memory response in a cohort of 87 individuals assessed at 1.3 and 6.2 months after infection with SARS-CoV-2. We find that titres of IgM and IgG antibodies against the receptor-binding domain (RBD) of the spike protein of SARS-CoV-2 decrease significantly over this time period, with IgA being less affected. Concurrently, neutralizing activity in plasma decreases by fivefold in pseudotype virus assays. By contrast, the number of RBD-specific memory B cells remains unchanged at 6.2 months after infection. Memory B cells display clonal turnover after 6.2 months, and the antibodies that they express have greater somatic hypermutation, resistance to RBD mutations and increased potency, indicative of continued evolution of the humoral response. Immunofluorescence and PCR analyses of intestinal biopsies obtained from asymptomatic individuals at 4 months after the onset of coronavirus disease 2019 (COVID-19) revealed the persistence of SARS-CoV-2 nucleic acids and immunoreactivity in the small bowel of 7 out of 14 individuals. We conclude that the memory B cell response to SARS-CoV-2 evolves between 1.3 and 6.2 months after infection in a manner that is consistent with antigen persistence.

 Notably, the decreased binding activity differed substantially by isotype and target. IgM showed the greatest decrease in anti-RBD reactivity (53%), followed by IgG (32%); anti-RBD IgA decreased by only 15% and anti-N IgG levels by 22% . By contrast, the Roche anti-N assay6 showed a small but significant increase (19%) in reactivity between the two time points . In all cases, the magnitude of the decrease was inversely proportional to and directly correlated with the initial antibody levels, such that individuals with higher initial levels showed greater relative changes . All measurements were strongly correlated between the two time points . Notably, individuals with persistent post-acute symptoms had significantly higher levels of anti-RBD IgG and anti-N total antibody at both study visits.
the geometric mean half-maximal neutralizing titre (NT50) in this group of 87 participants was 401 and 78 at 1.3 and 6.2 months, respectively—representing a fivefold decrease.
Neutralizing activity was directly correlated with the IgG anti-RBD ELISA measurements.  Moreover, the absolute magnitude of the decrease in neutralizing activity was inversely proportional to and directly correlated with the neutralizing activity at the earlier time point . We conclude that antibodies to RBD and plasma neutralizing activity decrease significantly, but remain detectable, 6 months after infection with SARS-CoV-2 in the majority of individuals.
The relative representation of clusters 2, 7, 8 and 10 (corresponding to naive, memory, plasmablast and plasma cells, respectively) was decreased at 1.3 months and remained so at the later time point. Metacluster 15—which corresponds to immature B cells that are recent immigrants from the bone marrow—was increased at the early time point but returned to control levels at the end of the observation period Notably, the percentage of RBD-binding memory B cells increased marginally between 1.3 and 6.2 months in 21 randomly selected individuals .
There was no significant difference in the representation of IGV genes at the two time points, including the over-representation of the IGHV3-30 and IGHV3-53 gene segments
..there was a small—but significant—overall increase in the percentage of IgG-expressing anti-RBD memory cells, from 49% to 58% Consistent with the fractional increase in IgG memory cells, the extent of somatic hypermutation for both IGH and IGL differed significantly in all six individuals between the two time points. Whereas the average number of nucleotide mutations in IGH and IGL was only 4.2 and 2.8, respectively, at the first time point, these values were increased to 11.7 and 6.5, respectively, at the second time point (P < 0.0001). By contrast, the overall average length and hydrophobicity of complementarity-determining region 3 (CDR3) of IGH and IGL were unchanged
Similar to the earlier time point, we found expanded clones of memory B cells at 6.2 months. However, expanded clones accounted for only 12.4% of all antibody sequences after 6.2 months, compared to 32% after 1.3 months. In addition, the overall clonal composition of the memory compartment differed at the two time points in all of the individuals we examined.
We conclude that, although the magnitude of the RBD-specific memory B cell compartment is conserved between 1.3 and 6.2 months after infection with SARS-CoV-2, there is extensive clonal turnover and antibody sequence evolution that is consistent with prolonged germinal centre reactions. Taking all antibodies together, the mean ELISA half-maximal effective concentration (EC50) was not significantly different at the two time points). However, comparison of the antibodies that were present at both time points revealed a significant improvement of the EC50 after 6.2 months. 
In addition, we also tested the V367F, A475V, S477N and V483A mutants of the RBD, which represent circulating variants that confer complete or partial resistance to class-1 and -2 antibodies. Out of 52 antibody clonal pairs that appeared at both time points, 43 (83%) showed overall increased binding to mutant RBDs at the 6.2-month time point .
Next, we tested all 122 antibodies from the 6.2-month time point for activity in a pseudotyped SARS-CoV-2 neutralization assaу. Consistent with RBD-binding assays, the mean neutralization half-maximal inhibitory concentrations (IC50) values were not significantly different at the two time points when all antibodies were compared. However, comparison of the antibodies that were present at both time points revealed a significant  improvement of the IC50 values at 6.2 months.
We conclude that memory B cells that evolved during the observation period express antibodies with increased neutralizing potency and breadth.Antibody evolution occurs by somatic mutation and selection in germinal centres in which antigen can be retained in the form of immune complexes on the surface of follicular dendritic cells for prolonged periods of time. Residual protein in tissues represents another potential source of antigen. SARS-CoV-2 replicates in ACE2-expressing cells in the lungs, nasopharynx and small intestine, and viral RNA has been detected in stool samples even after the virus is cleared from the nasopharynx. To determine whether there might be antigen persistence in   the intestine after resolution of clinical illness, we obtained biopsies from the upper and lower gastrointestinal tract of 14 individuals at an average of 4 months (range of 2.8 to 5.7 months) after initial COVID-19 diagnosis. Immunostaining was performed to determine whether viral protein was also detectable in upper and lower gastrointestinal tract, with de-identified biopsies from individuals pre-dating the pandemic (n = 10) serving as controls. ACE2 and  SARS-CoV-2 N protein was detected in intestinal enterocytes in 5 of 14 individuals  but not in control samples. When detected, immunostaining was sporadic, patchy, exclusive to the intestinal epithelium and not associated with inflammatory infiltrates. Clinically approved nasopharyngeal-swab PCR assays were negative in all 14 individuals at the time of biopsy. However, biopsy samples from 3 of the 14 participants produced PCR amplicons that were sequence-verified as SARS-CoV-2 . In addition, viral RNA was detected by in situ hybridization in biopsy samples from the two participants who were tested but not in control samples. Sampling variability during the endoscopic procedure probably contributed to incomplete concordance between detection of viral RNA and protein assays.Neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 develop in most individuals after infection but decay with time. 
Our data indicate that the anti-SARS-CoV-2 memory B cell response evolves during the first six months after infection, with accumulation of immunoglobulin somatic mutations, and production of antibodies with increased neutralizing breadth and potency. Persistent antibody evolution occurs in germinal centres and requires that B cells are exposed to antigen trapped in the form of immune complexes on follicular dendritic cells. This form of antigen can be long-lived, because follicular dendritic cells do not internalize immune complexes. In addition, even small amounts of persistent viral antigen could fuel antibody evolution. The observation that SARS-CoV-2 mRNA and protein remains detectable in the small intestinal epithelium in some individuals at months after infection is consistent with the relative persistence of anti-RBD IgA antibodies and continued antibody evolution.Memory responses are responsible for protection from reinfection and are essential for effective vaccination.
The observation that memory B cell responses do not decay after 6.2 months, but instead continue to evolve, is strongly suggestive that individuals who are infected with SARS-CoV-2 could mount a rapid and effective response to the virus upon re-exposurе.
Tags: иммунитет, коронавирус, статьи
Subscribe

  • Вакцины и тромбы

    Астра Зенека уже подозревается в том, что могла стать причиной редких тромбов в мозгу, приведших к смерти сравнительно молодых привившихся, спустя…

  • Wow!

    Аплодисментами встречали выписывающуюся из колумбийской больницы (San Rafael de Tunja University Hospital in Tunja) Кармен Ернандез. Ей 104 года.…

  • Динамика вакцинации в США

    С цифрами и картами. По штатам.

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 18 comments

  • Вакцины и тромбы

    Астра Зенека уже подозревается в том, что могла стать причиной редких тромбов в мозгу, приведших к смерти сравнительно молодых привившихся, спустя…

  • Wow!

    Аплодисментами встречали выписывающуюся из колумбийской больницы (San Rafael de Tunja University Hospital in Tunja) Кармен Ернандез. Ей 104 года.…

  • Динамика вакцинации в США

    С цифрами и картами. По штатам.