Высокая трансмиссивность штамма «Омикрон» коронавируса SARS-CoV-2 и роль иммунопрофилактики
О высокой контагиозности нового штамма говорит такой факт. Так, в работе ученых из университета Гонконга сообщается об обнаружении «омикронного» варианта коронавируса SARS-CoV-2 у бессимптомного, полностью вакцинированного путешественника, проживавшего в карантинном отеле, при этом такой же штамм был выявлен у другого полностью вакцинированного туриста, проживавшего в комнате через коридор от первого пациента, но который с ним никогда не контактировал [6].
Основные мутации вируса отмечены в спайковом S-белке и RBD-домене (рецептор-связывающем домене) и заключаются в замене одних аминокислот на другие. В частности, высокая доля гидрофобных аминокислот, таких как фенилаланин и лейцин наблюдается именно в указанных белковых структурах — S-белке и RBD-домене. Изменение электрического заряда на белковой поверхности может приводить к снижению аффинности антител (т.е. способности антигена и антитела образовывать единый комплекс), в результате чего вируснейтрализующие антитела не могут блокировать S-белок коронавируса. Также известно, что штамм «омикрон» обладает более высоким сродством к рецептору ангиотензин-превращающего фермента-2 (АПФ-2 или АСЕ2), расположенного на мембране эпителиальной клетки, к которому прикрепляется S-белок, являющийся основной мишенью для коронавируса [7-9].
В литературе последнего времени дискутируется тема применения в клинической практике при лечении COVID-19 препаратов — ингибиторов АПФ, поскольку имеются данные о том, что тяжелые формы инфекции связаны с повышенной экспрессией генов, кодирующих белки рецептора АПФ, а ингибиторы АПФ, такие, как каптоприл, эналаприл, лизиноприл и др. способствуют повышению уровня АСЕ2. Ученые не рекомендуют отменять данные лекарственные средства у больных, страдающих сердечно-сосудистой патологией и инфекцией COVID-19. Более того, китайские исследователи доказали, что тяжелая пневмония у лиц, принимавших ингибиторы АПФ при COVID-19 развилась лишь у 6,3% больных, а у лиц не получавших данную терапию, пневмония была диагностирована в 37,7% случаев [10-12].
Штамм «омикрон» научился противостоять вакцинам: нейтрализующая активность антител у привитых и переболевших снижена. Однако, Т-клеточный иммунитет при вакцинации работает хорошо, поскольку 80% эпитопов в S-белке штамма «омикрон», которые распознаются CD8+ клетками из Т-клеточного пула — мутациям не подвержены. Поэтому вакцинация вызывает стойкий иммунный ответ со стороны цитотоксических лимфоцитов [13].
В одной из научных работ описывается случай Т-клеточного иммунитета, когда люди, проживавшие в квартире с больным COVID-19, не только не заболели, но при исследовании у них отсутствовали антитела, а результаты ПЦР-тестов были отрицательные. Авторы сделали вывод, что у контактировавших с ковид-пациентом выработался мощный Т-клеточный иммунный ответ, вирус был элиминирован NK-клетками, макрофагами настолько быстро, что антительный ответ даже не потребовался [14].
По имеющимся данным, бустерная вакцина «Спутник Лайт» существенно увеличивает вирус-нейтрализирующую активность сыворотки крови, а эффективность последовательного цикла вакцинации с применением 2-х компонентов вакцины «Спутник V» и бустера «Спутник Лайт» прогнозируется в пределах от 80% и выше [15].
Следует отметить, что против предыдущего штамма «дельта» бустерная однокомпонентная вакцина «Спутник-Лайт» демонстрирует даже большую эффективность, чем некоторые двух-дозовые вакцины [16].
Таким образом, согласно литературных данных, вакцинная иммунопрофилактика, стимулирующая как стандартный антительный В-клеточный иммунный ответ, так и более мощную Т-клеточную иммунную реакцию, является надежным средством активной профилактики инфекции COVID-19, вызываемого различными штаммами одного и того же коронавируса SARS-CoV-2.
Однако, существуют ли другие иммунопрофилактические подходы, обеспечивающие надежную противовирусную защиту? Японские авторы выявили не только высокий уровень интерферонового ответа в верхних дыхательных путях детей раннего возраста, но и большее количество наивных лимфоцитов, что способствует, по их мнению, существенному ограничению репликации вируса в эпителиальных клетках носовой полости. Изучая механизмы местной и системной иммунной реакции у различных возрастных категорий больных COVID-19, на основе РНК-секвенирования единичных клеток (CITE-seq), авторы установили, что у детей в верхних дыхательных путях имеется клетки, уже активированные интерфероном, но после заражения коронавирусом SARS-CoV-2 эта активация значительно усиливалась. Именно этим обстоятельством обусловлено более легкое течение заболевания у детей, чем у взрослых [17].
Повторяя тезис японских ученых, в международном журнале CELL другая группа исследователей опубликовала статью, в которой отмечается, что коронавирусная инфекция, которая задерживается в верхних дыхательных путях, с очень высокой долей вероятности не вызовет клинических симптомов или они разовьются в легкой форме. Если же инфекция проникнет вглубь и достигнет легочной ткани — риск развития тяжелой формы инфекции COVID-19, вплоть до критической, значительно возрастает [18].
Данному процессу также способствуют определенные вещества, препятствующие проникновению вируса в клетку — это так назвываемые интерферон-индуцируемые трансмембранные белки (IFITM), проявляющие антивирусную активность широкого спектра по отношению ко всем РНК содержащим вирусам, включая все семейство коронавирусов: SARS-CoV, MERS-CoV, HCoV-229E, HCoV-NL63, SARS-CoV-2. Белки семейства IFITM предотвращают слияние мембраны нуклеокапсида вируса с мембраной эпителиальной клетки и препятствует высвобождению вирусной РНК в цитоплазму. Известно, что такой механизм проникновения в клетку «практикует» вирус SARS-CoV-2, тогда как все другие РНК-вирусы проникают в клетку путем эндоцитоза с образованием эндоцитозной вакуоли, которую «раздевают» в цитоплазме ферменты клеточных лизосом [19-23].
Исследованиями американских авторов, среди которых есть и наша соотечественница (Людмила Прокунина-Олссон из Национального института рака США) установлено, что противовирусные белки-интерфероны, стимулируют в различных человеческих клетках экспрессию укороченной формы рецептора ангиотензин-превращающего фермента (АПФ2 или ACE2), «deltaACE2» (dACE2). И этот «инвалидный» рецептор АСЕ2, расположенный на мембране эпителиальной клетки и являющийся основной мишенью коронавируса, физически не может связаться с коронавирусным S-белком, поскольку такой АСЕ2-рецептор слишком мал для спайкового белка, вирус проходит мимо такой клетки. [24].
Все вышеприведенные факты свидетельствуют в пользу использования для рациональной иммунопрофилактики ОРВИ и инфекции COVID-19 препаратов рекомбинантного интерферона α2b, о профилактической эффективности которого в условиях пандемии сообщили отечественные авторы [25].
Современный фармацевтический рынок изобилует интерфероновыми препаратами, в различных лекарственных формах, каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. В контексте заданной темы остановимся на лекарственной форме «гель», которая является одним из самых надежных средств доставки действующего вещества препарата к гидрофобным клеткам реснитчатого эпителия носовой полости, покрытого, как известно, муцинозной слизью.
В свое время отечественные авторы доказали, что гелевая форма, обладая гидрофильными свойствами, легко преодолевает эпителиальные барьеры слизистых оболочек. Более того, гель способен выделять действующее вещество из своей композиции равномерно, в течение 5 часов [26].
Основываясь на научных данных, применение гелевых форм рекомбинантных интерферонов для обработки носовой полости детей и взрослых в качестве активной иммунопрофилактики, представляется целесообразным. Подтверждение можно найти в работах отечественных исследователей [27, 28].
Таким образом, активная вакцинная и интерфероновая иммунопрофилактика являются необходимым условием для планомерной борьбы с пандемией COVID-19 и распространением мутационных штаммов коронавируса SARS-CoV-2. Многочисленные научные работы, как в нашей стране, так и за рубежом, национальные руководства и медицинские рекомендации по диагностике, лечению и профилактике коронавирусной инфекции из разных стран, отдают этим методам ведущую роль, наряду с социальным дистанцированием и ношением масок.
Однако, вакцинация и интерфероновая иммунопрофилактика не гарантируют 100% защиту от заражения, но если оно произойдет, данные профилактические методы позволят избежать тяжелых форм заболевания и критических исходов, при этом инфекция может пройти бессимптомно или в легкой форме.
Список литературы
1. https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-12-09/omicron-four-times-more-transmissible-than-delta-in-japan-study;
2. Dejnirattisai W., et al. // Omicron-B.1.1.529 leads to widespread escape from neutralizing antibody responses. biorXiv, 2021, doi: 10.1101/2021.12.03.471045;
3. Chen J., Rui Wang R et al. Omicron (B.1.1.529): Infectivity, vaccine breakthrough, and antibody resistance // ArXiv 2021 Dec 1;arXiv:2112.01318v1. PMID: 34873578,PMCID: PMC8647651;
4. Ai J., Zhang H., , Zhang Yi., Lin Ke et al. Omicron variant showed lower neutralizing sensitivity than other SARS-CoV-2 variants to immune sera elicited by vaccines after boost // Emerg Microbes Infect 2021 Dec 22;1-24. PMID: 34935594 doi: 10.1080/22221751.2021.2022440;
5. Wilhelm A. et al. Reduced Neutralization of SARS-CoV-2 Omicron Variant by Vaccine Sera and monoclonal antibodies // medRxiv, 2021, doi: 10.1101/2021.12.07.21267432v1;
6. Gu H., Krishnan P., Ng D., Chang L., Liu G., Cheng S. et al. Probable Transmission of SARS-CoV-2 Omicron Variant in Quarantine Hotel, Hong Kong, China, November 2021. // Emerg Infect Dis. 2022;28(2):460-462. https://doi.org/10.3201/eid2802.212422;
7. Peacock T. B.1.1 decendant associated with Southern Africa with high number of Spike mutations // github.com/cov-lineages/pango-designation/issues/343; https://github.com/cov-lineages/pango-designation/issues/343;
8. Ford C.T., Machado D.J., Janies D.A. Predictions of the SARS-CoV-2 Omicron Variant (B.1.1.529) Spike Protein Receptor-Binding Domain Structure and Neutralizing Antibody Interactions // bioRxiv (2021), published December 06, 2021, doi: 10.1038/s41586-021-04248-x;
9. Kumar S., Thambiraja T.S., Karuppanan K., Subramaniam G. Omicron and Delta Variant of SARS-CoV-2: A Comparative Computational Study of Spike Protein // J Med Virol2021 Dec 15. PMID: 34914115 doi: 10.1002/jmv.27526;
10. Diaz J.H. Hypothesis: angiotensin-converting enzyme inhibitors and angiotensin receptor blockers may increase the risk of severe COVID-19 // Journal of Travel Medicine, Volume 27, Issue 3, April 2020, taaa041, https://doi.org/10.1093/jtm/taaa041;
11. Sama I.E., Ravera A., Bernadet T., Santema B.T. et al. Circulating plasma concentrations of angiotensin-converting enzyme 2 in men and women with heart failure and effects of renin-angiotensin-aldosterone inhibitors // European Heart Journal, Volume 41, Issue 19, 14 May 2020, Pages 1810-1817, https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa373;
12. Feng Zh., Li J., Yao Sh. et al. The Use of Adjuvant Therapy in Preventing Progression to Severe Pneumonia in Patients with Coronavirus Disease 2019: A Multicenter Data Analysis // medRxiv , 2020. doi: https://doi.org/10.1101/2020.04.08.20057539;
13. Wilhelm A. et al. Reduced Neutralization of SARS-CoV-2 Omicron Variant by Vaccine Sera and monoclonal antibodies // medRxiv, 2021, doi: 10.1101/2021.12.07.21267432v1;
14. Gallais F.,et al. // Intrafamilial Exposure to SARS-CoV-2 Induces Cellular Immune Response without Seroconversion // medRxiv, 2020, doi: 10.1101/2020.06.21.20132449;
15. https://sputnikvaccine.com/newsroom/pressreleases/sputnik-v-induces-robust-neutralizing-antibody-response-to-omicron-variant-which-is-further-strength;
16. Dolzhikova I. et al. One-shot immunization with Sputnik Light (the first component of Sputnik V vaccine) is effective against SARS-CoV-2 Delta variant: efficacy data on the use of the vaccine in civil circulation in Moscow // medRxiv, 2021, doi: 10.1101/2021.10.08.21264715;
17. Yoshida M. et al. Local and systemic responses to SARS-CoV-2 infection in children and adults // Nature, 2021 doi: 10.1038/s41586-021- 04345-x;
18. Ziegler C.G.K., Miao V.N., Owings A.H. et al. Impaired local intrinsic immunity to SARS-CoV-2 infection in severe COVID-19 // Cell -2021, V.184, p.4713-4733, doi.org/10.1016/j.cell.2021.07.023;
19. Bailey C. C., Zhong G., Huang I-C., Farzan M. IFITM-family proteins: the cell’s first line of antiviral defense. // Annu. Rev. Virol. 2014;1:261-283. doi: 10.1146/annurevvirology-031413-085537;
20. Huang I-C., Bailey C. C., Weyer J. L. et. al. Distinct patterns of IFITM-mediated restriction of filoviruses, SARS coronavirus, and influenza A virus. //PLOS Pathog. 2011;7(1): e1001258. doi: 10.1371/journal.ppat.1001258;
21. Zhao X., Guo F. et al. Interferon induction of IFITM proteins promotes infection by human coronavirus OC43. Proc Natl Acad Sci U S A (PNAS). 2014;111(18):6756-6761. doi: 10.1073/ pnas.1320856111. 52;
22. Zhao X., Sehgal M. et al. Identification of residues controlling restriction versus enhancing activities of IFITM proteins on entry of human coronaviruses. //J. Virol. 2018;92(6):1-17 e01535-17. doi: 10.1128/ JVI.01535-17;
23. Хайтович А. Б. Коронавирусы (структура генома, репликация) // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины, 2020, т.10, №4, С.78-95 doi: 10.37279/2224-6444-2020-10-4-78-95;
24. Olusegun O. Onabajo A. Prokunina-Olsson L. et al. Interferons and viruses induce a novel primate-specific isoform dACE2 and not the SARS-CoV-2 receptor ACE2 // bioRxiv, 2020, doi.org/10.1101/2020.07.19.210955 Now published in Nature Genetics, doi:10.1038/s41588-020-00731-9;
25. Понежева Ж. Б., Гришаева А. А., Маннанова И. В., Купченко А. Н., Яцышина С. Б., Краснова С. В., Малиновская В. В., Акимкин В. Г. Профилактическая эффективность рекомбинантного интерферона α-2b в условиях пандемии COVID-19 // Лечащий Врач. 2020; 12 (23): 56-60. doi: 10.26295/OS.2020.29.66.011;
26. Гладкая Ю.В., , Лосенкова С.О. Биофармацевтическое исследование степени высвобождения 2этил-6 метил-3гидроксипиридина сукцината из интраназального геля методом диализа //Вестник Смоленской медицинской академии, 2018, Т.14, №4, С.165-170;
27. Шамшева О.В., Новосад Е.В., Полеско И.В., Малиновская В.В с соавт. Наружные формы рекомбинантного интерферона альфа-2b — мазь и гель в комплексной терапии ОРВИ и гриппа у детей. // Детские инфекции. 2020; 19(2):42-46. doi.org/10.22627/2072-8107-2020-19-2-42-46;
28. Бочарова И.И., Зароченцева Н.В., Аксёнов А.Н., Малиновская В.В., Выжлова Е.Н., Семененко Т.А., Суворов А.Ю. Профилактика ОРВИ у новорожденных детей и их матерей в условиях пандемии новой коронавирусной инфекции. // Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2021; 20(2): 66-74. doi: 10.20953/1726-1678-2021-2-66-74.
Автор не выражает собственного мнения по заявленной в статье проблеме, он лишь транслирует в свободном изложении сведения из научных, иных публикаций и электронных изданий, находящихся в открытом доступе. Автор декларирует об отсутствии конфликта интересов.
Материал партнера: «Ферон»
