Багато вірусів можуть інфікувати людей, при цьому, хворі часто навіть не відчувають симптомів хвороби – це одна з найбільших таємниць пандемії COVID-19 і фундаментальне питання щодо вірусів в цілому. Як той же вірус, який вбиває стільки людей, може проходити абсолютно непоміченим для інших? Питання стосується не тільки COVID-19. SARS, MERS, грип, Ебола, денге, жовтої лихоманки, японського енцефаліту, вірусу Епштейна-Барра, поліомієліту і багато інших вірусів – все це може бути смертельним для однієї людини, але безсимптомним для іншої, пише The Atlantic.
Протягом тривалого часу люди навіть не знали, що віруси можуть інфікувати безсимптомно. Але інструменти сучасної науки повільно роблять невидиме видимим: пошук антитіл, які виявляють інфікування, тести, які виявляють вірусну ДНК або РНК навіть у безсимптомних випадках, і математичні моделі. Все це показує, що віруси діють набагато ширше, а не просто змушують людей хворіти. Зараз вчені вважають, що для вірусів широкий спектр тяжкості захворювань є нормою, а не винятком.
Зрештою, вірус не обов’язково «бажає», щоб його господар тяжко хворів, адже мертвий організм господаря – це тупик. Віруси часто просто інфікують людей, але не викликають серйозного перебігу хвороби.
Цитомегаловірус людини – яскравий приклад, вірус настільки нешкідливий, що більшість населення світу навіть не підозрює, що інфіковані. Зараження цитомегаловірусом майже завжди проходять безсимптомно, оскільки вірус «розробив» безліч хитрощів, щоб обійти дію імунної системи людини, яка, проте, намагається полювати на вірус. Протягом життя майже четверта частина Т-клітин-вбивць в організмі людини виконують роль боротьби з цитомегаловірусом. Збудники хвороб і імунна система знаходяться в постійному бою. У рідкісних випадках у пацієнтів з ослабленим імунітетом цитомегаловірус може перетворюватися в смертельний результат, але тільки тому, що рівноваги в боротьбі вірусу й імунітету не було дотримано.
Коронавірус, який викликає COVID-19, новий, тому інформації про нього не так багато. Цілком виправдано, що важкі випадки коронавірусу привернули найбільшу увагу під час пандемії. За короткий проміжок часу вчені досягли значних успіхів у розумінні цього вірусу і способах його лікування. Але щоб розгадати, чому деякі люди безсимптомно хворіють COVID-19, необхідно оцінити протистояння між патогеном і імунною системою, яка починається кожен раз, коли вірус знаходить нового господаря.
Варто почати з того моменту, коли COVID-19 зустрічається з клітинами. Початкова інфекційна доза – кількість частинок вірусу, що потрапляють в організм – може впливати на перебіг хвороби. Чим більше частинок потрапляє в ніс, тим ближче вірус до перенасичення імунної системи, що в деяких випадках призводить до важкого перебігу захворювання.
Протягом декількох годин після інфікування перші заражені клітини починають виділяти інтерферони – групу молекул, яка діє як “система пожежної сигналізації”, говорить вірусолог Анджела Расмуссен. «Пожежна сигналізація» попереджає дві основні гілки імунної системи людини: швидку, але «розсіяну» вроджену імунну систему, яка викликає запалення і лихоманку, і адаптивну імунну систему, яка протягом ряду днів збирає антитіла і Т-клітини, які безпосередньо націлюються на конкретний вірус.
Інтерферони ведуть боротьбу з вірусом різними способами, наприклад, руйнують вірусні гени, не дозволяючи клітинам вбирати вірусні частинки, стримують вироблення вірусних білків і змушують інфіковані клітини самознищується. Сповільнюючи реплікацію вірусу, інтерферони дають час для підготовки інших частин імунної системи.
Це те, що відбувається, коли «все йде правильно». Але кожен вірус повинен розробити способи обійти захисні сили організму хазяїна, і коронавірус, який викликає COVID-19, вміло виконує це завдання. Деякі з його генів кодують білки, що можуть блокувати інтерферони. Відключивши пожежну сигналізацію організму та обеззброївши імунну систему, коронавірус може легко проникати в клітини. У змаганні з вірусом імунна система часто програє. Вірус розмножується.
Зрештою, після того, як велика кількість вірусних частинок інфікує клітини, імунна система починає розуміти, що щось йде не так. Вона починає готуватися, але занадто пізно. Без своєчасних цілеспрямованих ударів антитіл і Т-клітин адаптивної імунної системи боротьба з вірусом часто неефективна. Така невдала і пізня реакція вродженої імунної системи наростає і знищує здорові клітини організму. Це одне з можливих пояснень надмірної реакції імунної системи, що спостерігається у важких і летальних випадках COVID-19.
Така затримка реакції від інтерферонів, за словами Расмуссен, нагадує їй Ебола, яку вона вивчала на початку пандемії. Ебола – це зовсім інший вірус з набагато вищим рівнем летальності, але смертельні випадки Ебола також характеризуються неконтрольованим запаленням в організмі після затримки реакції інтерферонів. До того ж Ебола також буває безсимптомною у деяких людей, за оцінками, хвороба проходить безсимптомно у чверті всіх інфікованих. Опитування в районах спалаху хвороби виявили, що багато людей мають антитіла проти Ебола, але вони навіть не знали, що були інфіковані.
Деякі відмінності між реакціями інтерферонів у пацієнтів можуть бути генетичними. Коли голландські лікарі досліджували важкі випадки COVID-19 у двох пар братів, вони виявили, що у всіх чотирьох була генетична мутація, яка погіршувала вироблення інтерферону. Брати з двох різних сімей були здоровими й молодими, від 21 до 32 років. Один з них помер від COVID-19. Всі вони були госпіталізовані. Але така специфічна генетична мутація не є загальнопоширеним явищем, і генетика навряд чи може повністю пояснити варіацію випадків COVID-19. Вчені лише підкреслюють, що про COVID-19 відомо дуже мало.
“Було б перебільшенням з упевненістю стверджувати те, що ми не до кінця розуміємо”, – сказав імунолог Алессандро Сетте.
«Безсимптомний кінець» спектра важкості перебігу COVID-19 є найважчим для вивчення. Першим викликом є пошук випадків: люди, які хворіють безсимптомно не приходять в лікарню і часто навіть не роблять тест на коронавірус. Якщо вони проходять тестування, їх рання імунна реакція, як правило, вже виконає свою роль і досліджувати цей процес буде неможливо. Пошук безсимптомних пацієнтів вимагає тривалого спостереження за великою групою здорових людей, чекаючи, поки деякі з них підхоплять вірус.
Влітку 2020 року вірусолог з Сінгапуру Антоніо Бертолетті отримав рідкісну можливість вивчати безсимптомних пацієнтів з COVID-19. Хоча Сінгапур досить успішно контролював поширення COVID-19, серед трудових мігрантів з Індії та Бангладеш було багато випадків хвороби. Щоб стримати спалах, уряд заплатив робітникам, наказавши їм відбути період самоізоляції будинку і відстежувати симптоми. За період ізоляції Бертолетті і його колеги «співпрацювали» з 478 робітниками, відстежуючи їх імунну відповідь з допомогою періодичного аналізу зразків крові. Протягом шести тижнів серед майже третини учасників дослідження було виявлено COVID-19. У переважній більшості хвороба проходила безсимптомно, а інші випадки були легкими.
Бертолетті і його колег цікавили вірусоспецифічні Т-клітини, які мають важливе значення для адаптивно-імунної відповіді. Коли вони виділили ці клітини зі зразків крові, вчені виявили, що у безсимптомних пацієнтів були більш специфічні й скоординовані відповіді Т-клітин з високим рівнем противірусної молекули, яка регулює Т-клітини. Їх адаптивний імунітет виглядав більш «ефективним», сказав Бертолетті. Клітини хворих пацієнтів виділяли великий спектр специфічних молекул, тому їх імунна відповідь була розширенням.
На початку пандемії найбільшу увагу лікарі зосередили на антитіла до COVID-19, але саме Т-клітини зараз стають ключовими для боротьби з вірусом. Пацієнти можуть вилікуватися від COVID-19 взагалі без антитіл – якщо у них є Т-клітини. Такі клітини можуть грати додаткову роль при легших випадках хвороби: приблизно від 28 до 50 відсотків людей мають Т-клітини, які з’явилися у них ще до пандемії, але проте вони вдало реагують на новий вірус. Ці Т-клітини можуть бути залишками інфекцій, пов’язаних з іншими коронавірусами – теорія, підтверджена дослідженням, яке показало, що люди, які недавно були інфіковані іншими коронавірусами, як правило, мають більш легкі форми COVID-19.
У Сінгапурі 93 відсотки випадків, виявлених Бертолетті, були безсимптомними – результат, який він пояснює відносною молодістю робочих-мігрантів і потенційною наявністю реактивних Т-клітин, які, схоже, можуть бути більш поширеними в деяких частинах світу.
Для подальшого розуміння ролі перехресно реактивних Т-клітин вчені намагаються з’ясувати, чи мають пацієнти з такими клітками сильну імунну відповідь після отримання вакцини проти COVID-19. Реакції Т-клітин також слабшають з віком, що може допомогти пояснити, чому COVID-19 більш небезпечний для людей похилого віку.
Люди мають велике розмаїття Т-клітин, деякі з них активуються щоразу, коли організм стикається з патогеном. Але з віком запас неактивованих Т-клітин зменшується. На поступове ослаблення імунної системи з часом впливають як вік, так і попередня боротьба з різними хворобами. Здається, людський цитомегаловірус, який інфікує значну частину населення світу – відіграє особливу роль в ослабленні імунної системи. Настільки багато Т-клітин займаються придушенням цього вірусу, що люди можуть стати більш уразливими до нових патогенів.
На відміну від людського цитомегаловірусу, коронавірус, здається, не може ховатися усередині організму протягом десятиліть. Як тільки він підкрадається, його мета – скопіювати якомога швидше, щоб знайти інший організм, перш ніж він уб’є свого попереднього господаря, або господар ліквідує вірус.
Тепер, коли COVID-19 знайшов людей, у нього буде шанс удосконалити свою стратегію, проаналізувавши нові слабкі місця в імунній системі людини. Це не обов’язково означає, що COVID-19 стане більш смертоносним; чотири коронавіруси, які вже циркулюють серед людей, викликають лише простудні захворювання, і вірус, що викликає COVID-19 також може очікувати подібна доля. Однак, варіанти COVID-19 вже демонструють мутації, які роблять їх більш трансмісивними і здатними уникати наявних антитіл. Оскільки вірус буде в подальшому інфікувати людей протягом найближчих років, десятиліть і, можливо, навіть тисячоліть, він буде мутувати. Тим часом людська імунна система буде продовжувати вивчати нові способи боротьби з вірусами, резюмує видання.
