Когда в начале года выяснилось, что возбудителем загадочной болезни в Китае является новый коронавирус, тревога ученых по поводу разрастающейся в стране эпидемии чуть не сменилась отчаянием. Как правило, представители этого семейства не формируют у переболевших сильного иммунитета: уже спустя полгода-год после выздоровления ту же инфекцию легко можно подхватить повторно.
Однако чем больше мы узнаем о новом вирусе, тем больше убеждаемся в том, что Sars-Cov-2 сильно отличается от своих предшественников. А значит, есть надежда, что и иммунная защита у выздоровевших пациентов окажется значительно более долгосрочной - возможно, даже пожизненной.
Впрочем, пока это лишь предположение. Основные вопросы, от которых зависит стратегия борьбы с эпидемией, по-прежнему остаются без ответов.
Русская служба Би-би-си рассказывает, что ученые узнали об иммунитете к Covid-19 за полгода, прошедшие с начала пандемии, и почему большинство исследователей вируса и разработчиков вакцин к нему настроены довольно оптимистично.
Что такое вообще иммунитет?
Иммунитет - это способность организма сопротивляться инфекции, то есть защищать от той или иной болезни, обезвреживая ее возбудителя (вирус, бактерию или грибок).
Иммунитет делится на врожденный, то есть унаследованный от предков (он позволяет нам бороться с болезнями в целом), и приобретенный, то есть формирующийся уже после рождения - в результате встречи с конкретной инфекцией (и защищает только от нее).
Впервые встретившись с возбудителем какой-либо болезни, наш организм вырабатывает стратегию борьбы с ней - и при следующей встрече сразу оказывает эффективное сопротивление. Фактически это означает, что наше тело может запоминать и спустя какое-то время узнавать перенесенные болезни.
Нередко иммунная память - так называют этот феномен ученые - хранит воспоминания о событиях, которые давно стерлись из памяти обычной.
Скажем, сами вы вряд ли помните, как в раннем детстве болели ветрянкой или делали прививку БЦЖ, а вот ваш иммунитет об этом помнит - и не дает заболеть повторно, обезвреживая частицы вируса ветряной оспы (или палочки Коха), попавшие к вам в организм.
Сколько длится иммунитет?
Продолжительность иммунной памяти зависит от заболевания. Ветрянка, свинка или корь чаще всего оставляют после себя пожизненный иммунитет - но это скорее исключение, чем правило.
Прививки, защищающие от гепатита А или желтой лихорадки, рекомендуется повторять через каждые 10 лет.
Вопреки распространенному мнению, сезонный грипп тоже формирует у пациента стойкий иммунитет - правда, лишь к той самой разновидности (штамму) вируса, которым тот переболел.
Грипп быстро мутирует, так что уже через несколько месяцев человек может заразиться снова. Однако в таком случае болезнь часто протекает в легкой форме, поскольку частичную защиту пациенту обеспечивают антитела к предыдущей инфекции (подробнее об этом ниже).
Что такое антитела и как они работают?
Ключ к любой новой инфекции организм подбирает методом проб и ошибок.
Представьте, что каждая вирусная частица - это кинжал с лезвием причудливой формы, а ваше тело - завод по производству ножен. Каждый конвейер на этом заводе производит футляры одной и той же формы, но вместе они обеспечивают почти бесконечное разнообразие размеров и конфигураций.
Как только какой-то из футляров подошел кинжалу по форме и лезвие удалось спрятать, все свободные конвейеры завода тут же начинают в промышленных масштабах штамповать ножны такой же формы - и рано или поздно все кинжалы удается обезопасить.
В данном случае каждый конвейер - это специфическая клетка крови (так называемый В-лимфоцит), а ножны - производимые этой клеткой белковые молекулы (антитела). Когда одна из молекул подходит по форме к "лезвию" - шипу, выступающему на поверхности коронавируса, - она как бы насаживается на него сверху, изменяя форму шипа, и таким образом не дает вирусу проникнуть в клетку.
Но за пределами клетки вирус не может размножаться: чтобы штамповать собственные копии, ему нужны ее стройматериалы. Поэтому рост числа вирусных частиц замедляется.
В то же время организм получает сигнал, что какое-то из антител сумело обезвредить захватчика - и запускает молекулы аналогичной формы "в массовое производство". Когда шипы на всех вирусных частицах удается заблокировать, человек выздоравливает.
Так выглядит атака антител на вирус на микроскопическом уровне
У всех больных антитела будут одинаковыми?
Совсем не обязательно, ведь один и тот же кинжал можно вложить в разные ножны.
Скажем, футляр не может быть короче клинка или с более узким отверстием, чем ширина самого лезвия, но при этом ножны вполне могут быть чуть длиннее, а отверстие - чуть шире.
В крови больных Covid-19 ученые обнаружили в общей сложности более 250 видов антител, произведенных организмом пациентов в попытке остановить заражение. 28 из них боролись с болезнью (то есть обезвреживали вирус) наиболее эффективно.
Что происходит после выздоровления?
Невостребованные футляры "уходят на склад": антитела остаются в крови и продолжают патрулировать организм на случай повторного заражения. Именно поэтому их можно найти у выздоровевших пациентов через недели, месяцы и даже годы (см. выше).
Часть B-лимфоцитов превращается в так называемые клетки памяти. При повторной встрече с инфекцией они активизируются и вновь запускают отлаженный конвейер, обеспечивая быстрый иммунный ответ.
Однако это не значит, что такой человек защищен от повторного заражения. Сила иммунного ответа зависит как от тяжести перенесенной болезни, так и от времени, прошедшего после выздоровления.
Чем тяжелее протекает заболевание, тем более сильной будет защита от повторной инфекции. Чем больше времени прошло с выздоровления, тем менее эффективным будет иммунный ответ.
Правда ли, что иммунитет к вирусу может быть и у людей, не болевших Covid-19?
В теории такое возможно. Как сказано выше, антитела к коронавирусу (как и к другим заболеваниям) могут быть разной формы. Некоторые из них могут оказаться эффективными в борьбе не с одной, а с несколькими инфекциями.
Скажем, в образцах крови, сданных здоровыми людьми задолго до начала эпидемии, были обнаружены антитела, способные эффективно нейтрализовать новый коронавирус Sars-Cov-2, хотя изначально они были выработаны в качестве защиты от какой-то другой болезни.
Само наличие таких антител не означает, что люди обладают эффективной иммунной защитой. Однако это повышает вероятность того, что заражение Covid-19 у таких людей будет протекать в более легкой форме.
Впрочем, возможно и обратное. Дело в том, что сам по себе новый вирус не слишком опасен для организма - основные проблемы для здоровья пациентов создает их собственная иммунная система.
Самые опасные симптомы у тяжело больных пациентов начинают проявляться именно после выработки антител к Covid-19. И не исключено что наличие в крови человека похожих антител к перенесенным ранее заболеваниям может лишь активизировать заражение, усилив агрессивную иммунную реакцию (так называемый цитокиновый шторм) и усложнив протекание болезни.
Иммунитет от коронавируса обеспечивают только антитела?
Простой ответ - нет. Помимо антител, в борьбе с инфекцией принимают участие и другие агенты, в том числе так называемые Т-клетки (или Т-лимфоциты), которые также участвуют в формировании иммунной памяти.
Более того, судя по последним данным, Т-клетки играют ничуть не меньшую, а может, и большую роль в иммунной защите от Covid-19, чем антитела к коронавирусу, поскольку срок жизни Т-лимфоцитов значительно дольше.
Как и в случае с антителами, которые могут обеспечивать частичную защиту от нового вируса, несмотря на то, что остались в организме после борьбы с другой инфекцией, Т-клетки могут проявлять аналогичные свойства и достаточно эффективно обезвреживать возбудителя Covid-19 даже у людей, не встречавшихся с ним.
Это может быть одним из объяснений того, почему некоторые пациенты переживают заболевание в столь тяжелой форме, в то время как у других Covid-19 может вообще не вызывать никаких симптомов: некоторые из нас могут быть частично защищены благодаря иммунитету, оставшемуся после перенесенных ранее заболеваний.
Дело в том, что обычную простуду вызывают четыре разных вируса, относящиеся к тому же "коронованному" семейству (coronaviridae). Так что, в организме многих людей, переболевших за последние пару лет простудой, с высокой вероятностью есть либо антитела к какому-то из этих коронавирусов, либо Т-клетки, помнящие о предыдущей инфекции.
Этот феномен называется перекрестным иммунитетом и, по некоторым данным, такие неспецифические Т-клетки есть почти у каждого третьего, а вместе с антителами частичную защиту от Covid-19 может иметь до половины населения планеты.
Помимо Т-лимфоцитов и антител, есть и еще один защитный механизм, о котором в последние годы все чаще говорят ученые - так называемый тренированный врожденный иммунитет.
Как упоминалось выше, наследственный иммунитет не является специфическим, то есть не направлен против какой-то конкретной инфекции. Однако все больше исследований указывает на то, что он тоже обладает способностью запоминать перенесенные болезни - пусть и не так надолго.
Макрофаги, моноциты и естественные киллеры более эффективно нейтрализуют вирусы и бактерии, с которыми они уже встречались раньше, и даже могут защищать от других, совершенно новых для организма патогенов.
Антитела (Y-образной формы) атакуют коронавирус (компьютерная модель)
Так можно ли заразиться Covid-19 повторно?
Пока что неизвестно ни об одном достоверном случае повторного заражения коронавирусом. Ученые не исключают, что это возможно, но в контексте всего вышесказанного вероятность такого заражения не очень высока.
Исследования показывают, что после выздоровления от Covid-19 в крови большинства пациентов обнаруживаются специфические антитела - даже у тех, кто переболел бессимптомно.
Как и в случае многих других вирусных заболеваний, их концентрация выше у тех, кто переболел вирусом в тяжелой форме, но она в любом случае начинает падать уже через три месяца, а иногда и через несколько недель.
Поскольку Sars-Cov-2 был впервые обнаружен лишь семь месяцев назад, ученые пока воздерживаются от предсказаний о том, как долго длится приобретенный иммунитет и возможно ли повторное заражение в принципе. Однако некоторые выводы можно сделать на основании его более изученных предшественников и близких родственников - вирусов SARS (атипичная пневмония) и MERS (ближневосточный респираторный синдром).
В крови пациентов, переболевших SARS в 2002-2003 годах, специфические антитела к вирусу сохранялись в среднем на протяжении двух лет (если быть совсем точным, то от года до трех). Хотя у людей, перенесших атипичную пневмонию в особо тяжелой форме, их обнаруживали даже 12 лет спустя.
Пациенты, переболевшие ближневосточным респираторным синдромом (от него умирал в среднем каждый третий зараженный), сохраняли специфические антитела к вирусу MERS по меньшей мере 34 месяца.
И пусть пока ученые не знают, как долго продлится иммунная защита от Covid-19 и насколько эффективной она окажется, сам этот факт внушает оптимизм. Чем дольше они не будут знать ответа на этот вопрос, тем более вероятно то, что повторное заражение невозможно.