Вакцины, антитела, антигены. Гид по иммунологии для чайников

Некоторые лекарства, например глюкокортикоиды и иммунодепрессанты, могут подавлять формирование вакцинного иммунитета. В таких случаях тактику вакцинации нужно обсудить с врачом.

Для вакцин от новой коронавирусной инфекции время действия вакцинного иммунитета остается одним из главных вопросов. Предсказать продолжительность защиты той или иной вакцины очень трудно. Обычно это выясняют на практике, регистрируя частоту инфекций у привитых во время массовой вакцинации людей спустя разное количество времени, а также измеряя титр защитных антител.

Титр? Какой еще титр?

Как мы уже выяснили, антитела — это белки, которые циркулируют в крови. Для того чтобы обеспечивать эффективную защиту, эти белки должны быть в крови в определенной концентрации — ее и называют титром. Выражают титр в виде чисел, разделенных двоеточием, например 1:50 или 1:100 (читается как «один к пятидесяти» или «один к ста»).

Так как антитела — это сложные белки, определять их химическими методами крайне трудно. Поэтому для определения антител используют иммунологические реакции. Конкретных методов очень много, но в самом общем виде суть этих реакций очень простая. Мы берем раствор нужного антигена (например, того самого шиповидного белка коронавируса) и смешиваем его с сывороткой, в которой ищем антитела. Если антитела в сыворотке есть, то они связываются с антигеном и их соединение выпадает в виде осадка или раствор мутнеет. На практике проведение такой реакции выглядит сложнее, часто используют специальные гелевые среды и разные способы детектирования, но суть от этого не меняется.

Проблема в том, что такой подход отвечает нам только на вопрос, есть антитела в сыворотке или их нет, но ничего не говорит о количестве самих антител. Как в таком случае сравнить между собой две разные сыворотки? По количеству выпавшего осадка — не вариант, слишком большая погрешность. Но есть другой способ — можно разводить исследуемую сыворотку до тех пор, пока реакция (осадок) все еще будет обнаруживаться. И вот последнее, самое сильное разведение, при котором мы еще можем наблюдать реакцию сыворотки с раствором антигена, и называют титром этой сыворотки. То есть титр 1:50 говорит нам о том, что эту сыворотку можно развести в 50 раз и она еще будет давать реакцию с антигеном. Соответственно, чем больше вторая цифра в обозначении титра, тем выше концентрация антител в сыворотке.

Недостаток титра в том, что он указывает на относительное содержание антител. Если у нас есть две сыворотки с титрами 1:50 и 1:100, мы можем с уверенностью сказать, что во второй сыворотке антител в 2 раза больше, чем в первой. Но какая именно концентрация антител в каждой из этих сывороток, мы не знаем. На практике это часто бывает и не нужно: нам достаточно знать, с каким титром антител человек еще защищен от инфекции, а с каким — уже нет. Это легко выяснить, измеряя титр антител у вакцинированных людей, которые все же заразились.

В результатах лабораторных анализов обычно указывают концентрацию антител в международных единицах (МЕ) или относительных единицах (ОЕ). Результаты, полученные в МЕ, можно сравнивать между собой — значение не будет зависеть от лаборатории, тест-системы и условий анализа (для коронавируса таких пока нет). Результаты, выраженные в ОЕ, можно сравнивать между собой только для тестов одной марки, при этом сама лаборатория и время анализа роли не играют, то есть можно отслеживать динамику изменения уровня антител у одного человека.

Загадки антител: когда даже высокий уровень не спасает от тяжелого ковида

Даже у бессимптомных носителей ковида действительно появляется клеточная составляющая иммунитета против коронавируса.

Фото: ИВАНОВА Диана

Уровни антител после болезни или вакцинации от коронавируса сегодня обсуждают едва ли не чаще, чем погоду. И даже те, у кого никогда не было положительного теста на ковид, периодически сдают анализы в надежде найти признаки, что организм защищен от инфекции. Большинство людей убеждены: чем выше титр (уровень) антител, тем надежнее защита. Однако данные исследований показывают, что все не так просто. А порой и вовсе обстоит совершенно иначе, чем представляется многим из нас. О парадоксах и загадках антител к коронавирусу и их реальной роли в противостоянии COVID-19 мы поговорили с иммунологом, кандидатом медицинских наук, гендиректором контрактно-исследовательской компании Николаем Крючковым.

Загадка 1: симптомов не было, антитела стремятся к нулю, а защита есть?

Научная команда из Сингапура при участии исследователей из Франции и Великобритании изучила образцы крови пациентов, бессимптомно перенесших ковид. Титры антител у них были намного ниже, чем у больных с симптомами, а то и вообще стремились к нулю. Однако оказалось, что у всех без исключения участников исследования после встречи с коронавирусом возник так называемый Т-клеточный иммунитет. Поэтому, скорее всего, даже бессимптомники не окажутся совсем уж беззащитными при новом столкновении с инфекцией, предполагают ученые.

— Специфический (то есть направленный против конкретного возбудителя болезни. — Ред.) клеточный иммунитет — важнейшее звено в защите от инфекций, — поясняет Николай Крючков. — Однако при разных инфекционных заболеваниях вклад клеточного и гуморального иммунитета (антител) в защиту нашего организма различается. При каких-то болезнях преимущественное значение имеет клеточная составляющая иммунной системы (Т-лимфоциты) — например, при заражениях внутриклеточными простейшими, туберкулезом, опоясывающим лишаем. В других случаях более весомую роль в борьбе с инфекцией играют антитела. Точно так же и вакцины различаются по особенностям вызываемого ими иммунитета. Как обстоит дело в случае с COVID-19, пока сказать сложно, нужны дополнительные исследования.

Иммунолог Николай Крючков

В то же время мы видим, что даже у бессимптомных носителей ковида действительно появляется клеточная составляющая иммунитета против коронавируса. Такой факт установлен, определенные виды иммунных Т-клеток есть. В какой степени и как долго они будут давать защиту от заболевания — пока опять же неизвестно.

В целом такие данные можно считать потенциально перспективными, считают эксперты. В том числе, исходя из этой гипотезы, можно предполагать, что и вакцинированные люди с минимумом антител или даже их отсутствием все же получают защиту от ковида. Такое возможно, если у них формируется Т-клеточный иммунитет. «Однако у какого процента людей одно лишь это звено иммунитета будет обладать протективными (защитными) свойствами — еще предстоит выяснить», — подчеркивает Николай Крючков.

ВОПРОС В ТЕМУ

Как проверить Т-клеточный иммунитет

В широкой клинической практике анализ на Т-клеточный иммунитет сейчас не применяется. Такие тесты проводят единичные исследовательские, лабораторные и медицинские центры по цене порядка 15-20 тысяч рублей. Однако эксперты поясняют, что особой ценности для отдельного человека полученные данные пока не имеют. Ведь еще неизвестно, какие показатели Т-клеточного иммунитета можно считать «хорошими», а какие — «плохими».

«Тем не менее, достаточное количество антиковидных Т-лимфоцитов киллеров и хелперов (разновидности клеток иммунной системы. — Ред.) наверняка важно в борьбе с новой коронавирусной инфекцией», — отмечает Николай Крючков.

Для определения такого количества нужно дождаться, пока будут завершены соответствующие исследования.

Тесты на т-клеточный иммунитет сегодня в России проводят единичные исследовательские, лабораторные и медицинские центры по цене порядка 15-20 тысяч рублей.

Фото: Светлана МАКОВЕЕВА

Загадка 2: когда антитела не помогают, а тормозят борьбу с инфекцией

Еще одна научная работа показала, что антитела к коронавирусу отнюдь не всегда играют роль ангелов-спасителей. В некоторых случаях эти «бойцы» иммунной системы могут ослаблять противовирусную защиту, что способствует более тяжелому протеканию болезни, предупреждают авторы статьи в авторитетном научном журнале Nature.

— Судя по всему, это врожденная особенность иммунной системы некоторых людей, — поясняет наш эксперт. — Определенные виды антител, вырабатывающихся в ответ на вторжение коронавируса, имеют такое строение, что тормозят работу интерферонов. Это белки иммунной системы, которые появляются на ранних этапах заражения и принимают активное участие в уничтожении инфекции. Если возникают преграды для их работы, вирус активнее размножается и повышается риск перехода болезни в тяжелую форму.

У кого из нас могут возникать «тормозящие» защиту антитела — пока загадка, непредсказуемое явление. Однако само по себе знание о таком факте открывает перспективы для дальнейшего изучения причин и разработки способов предотвратить тяжелое течение COVID-19.

Загадка 3: вакцины могут сохранять эффективность против новых вариантов коронавируса, даже если антитела после таких прививок слабее защищают от мутировавших штаммов

Такой новостью порадовали ученые Центра инфекционных заболеваний и исследований вакцин Института иммунологии Ла-Хойи (Калифорния, США). Специалисты протестировали плазму крови пациентов, привитых вакцинами американских компаний Pfizer и Moderna. Оказалось, что она вполне успешно нейтрализует новые, в том числе более заразные и агрессивные штаммы коронавируса — британский, южноафриканский и бразильский.

— В данном случае мы снова возвращаемся к Т-клеточному иммунитету, одному из звеньев защиты от коронавирусной инфекции наряду с гуморальным иммунитетом (антителами), — раскрывает секрет Николай Крючков. — Если пояснять упрощенно, в ряде случаев — в зависимости от видов вакцин — Т-клетки иммунной системы оказываются не чувствительны к тем мутациям коронавируса, из-за которых слабее работают антитела.

«Однако еще раз хочу подчеркнуть, что мы до сих пор не знаем, насколько эффективно защищает от болезни Т-клеточная составляющая иммунитета, — уточняет эксперт. — Лабораторные эксперименты с нейтрализацией коронавируса плазмой крови вакцинированных вовсе не равноценны встрече с инфекцией в реальной жизни. Поэтому заведомо утверждать о сохранении высокой эффективности вакцин при распространении новых вариантов коронавируса на основании подобных опытов мы все-таки не можем. Однако в любом случае, даже при некотором снижении эффективности, прививки, безусловно, остаются важнейшим инструментом борьбы с эпидемией».

Ученые до сих пор не знают, насколько эффективно защищает от болезни Т-клеточная составляющая иммунитета.

Фото: Владимир ВЕЛЕНГУРИН

КСТАТИ

Подобный эксперимент — с тестированием сыворотки крови вакцинированных против новых штаммов коронавируса — провели и российские ученые в новосибирском научном . Как рассказала «КП» замруководителя центра Татьяна Непомнящих, в лабораторных условиях вирус был нейтрализован и с помощью биоматериала привитых «Спутником V», и вакцинированных «ЭпиВакКороной». «Мы не можем сказать, что это на 100% гарантирует защиту от заражения людям в повседневной жизни, но вероятность хорошей защиты высока», — отметила Непомнящих.

Загадка 4: почему заболевают люди с высоким уровнем антител

Такие случаи уже зафиксированы. Увы, высокий уровень антител действительно не гарантия столь же мощной защиты от ковида, подтверждает иммунолог Николай Крючков.

— Во-первых, разговоры о «высоком» или «низком» уровне антител, как правило, вообще некорректны, — поясняет эксперт. — Тест-систем и их видов огромное количество, поэтому зачастую результаты из разных лабораторий несопоставимы. Но даже если мы возьмем несколько человек, сдавших аналогичный анализ в одном месте, то более высокий титр антител у кого-либо из них совершенно не обязательно будет означать лучшую защиту от COVID-19. Как минимум потому, что на самом деле протективный (защитный) эффект дает лишь небольшое количество антител определенных видов. Остальную же массу антител, по большому счету, с точки зрения защиты можно считать «мусорными».

У кого и какая доля антител после вакцинации будет протективной, предсказать нельзя, говорит специалист. И анализов таких в обычных медицинских лабораториях не делают (только в редких научно-исследовательских центрах). Но с учетом того, что в клинических испытаниях зарегистрированных вакцин подтверждена их высокая эффективность, можно сделать вывод, что в среднем у большинства привитых возникает необходимое количество защитных компонентов. Независимо от общего уровня антител.

Что касается причин заболевания при относительно высоком общем титре антител, то эксперты называют, в частности, такие:

— если организм в целом ослаблен — из-за тяжелых хронических заболеваний, в силу преклонного возраста и т. п., то может возникать «брешь» в защите, несмотря на наличие антител;

— в группе повышенного риска заболевания или повторного заражения даже при наличии антител находятся люди, чья иммунная система угнетена постоянным приемом определенных препаратов (иммуносупрессоры после трансплантации органов, химиотерапия у онкобольных);

— низкое количество протективных (защитных) антител при их общем высоком уровне.

Не все антитела одинаково полезны

Для характеристики антител важно понимать их класс, тип и с каким антигеном они связываются.

Антитела бывают разных классов (A, M, G, E и др.). Основной класс защитных антител — G, в лабораторных исследованиях и тестах их обычно обозначают IgG. Наличие этих антител в крови говорит о наличие иммунитета после вакцинации или перенесенного заболевания. IgM — тоже защитные антитела, которые начинают вырабатываться первыми, раньше, чем IgG. Обычно IgM менее эффективны, чем IgG, и почти полностью исчезают к концу заболевания. Наличие этих антител обычно указывает на еще протекающее, или совсем недавно перенесенное заболевание, или на хроническую инфекцию. То есть, если нас интересует устойчивый иммунитет, в тестах ищем IgG.

Если антитело связывается с каким-то белком на поверхности вируса или бактерии, это далеко не всегда означает, что бактерия и вирус становятся после этого полностью безвредными. Например, вирус может использовать другой участок поверхностного белка для проникновения в клетку, не тот, с которым связалось антитело. Антитела, которые связываются с патогенами, но не подавляют их опасность, называют связывающими. Если же связывание антитела полностью «обезвреживает» микроб, «нейтрализует» его опасное влияние, такое антитело называют нейтрализующим. Связывающие антитела нельзя назвать полностью бесполезными — прикрепляясь к вирусу или бактерии, такие антитела делают их более заметными для клеток иммунной системы и ускоряют реакцию иммунитета. Но именно нейтрализующие антитела, которые могут самостоятельно обезвреживать опасные микробы, обеспечивают основную защиту, и именно их уровень важен при оценке вакцинного или естественного иммунитета. То есть в анализах нам нужно искать нейтрализующие IgG.

И, наконец, антиген. Как мы разбирали выше, антитела обладают очень высокой специфичностью и связываются только с определенными белками. Когда иммунная система, столкнувшись с инфекцией, подбирает нужное антитело, она чаще всего начинает синтезировать сразу несколько разных видов, нацеленных на разные белки возбудителя. Ведь клетки, синтезирующие антитела, получают для анализа разные кусочки полупереваренного микроба — и поверхностные, и внутренние белки — и для каждого из них ищут антитело. Для эффективной защиты важны именно те антитела, которые связываются с белками на поверхности вируса или бактерии. Ведь антитела — это крупные молекулы, которые не могут поникать внутрь вирусных частиц или бактерий, для них доступны только поверхностные белки. Именно поэтому защитный иммунитет в первую очередь обеспечивают антитела к поверхностным антигенам. Например, в случае коронавирусной инфекции вырабатывается как минимум 2 вида антител — к S-белку (который на поверхности вирусной частицы) и к N-белку (он же нуклеокапсидный белок, который находится внутри вирусной частицы). Так как до N-белка антитела добраться не могут, защиту будут обеспечивать именно антитела к S-белку. То есть, если вы все же хотите определить уровень защитных антител после прививки от ковида, нужно искать тест на нейтрализующие IgG к S-белку.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: