Классы антител против вирусов
Пока это препринт и статья ещё не прошла процедуру рецензирования. Авторский коллектив, включает учёных из США, Австрии, Австралии, Финляндии и Швейцарии. На мой взгляд, эта работа сделана великолепно. Я не ставлю целью дать исчерпывающее описание содержания этой статьи, а фокусирую внимание на моментах, имеющих общее значение для всех антительных тестов.
Полученные рекомбинантные белки были очищены практически до гомогенности (см рис. ниже). На нем Spike это тример полноразмерного gp-S, а RBD это рекомбинантный фрагмент RBD; i – insect; m – mammalian обозначают рекомбинантные белки из клеток насекомых и млекопитающих, соответственно.
2. Как работает ИФА тест на антитела.
3. Доказательства аналитической специфичности тест-системы.
Тест-система специфична, если она обнаруживает только те антитела, для определения которых она предназначена. Для тест-системы на антитела против SARS-CoV-2 для подтверждения её специфичности должны быть выполнены следующие условия а) образцы заведомо не содержащие антитела против SARS-CoV-2 должны быть четко отрицательны; б) образцы от больных COVID-19 (диагноз подтверждён) должны быть положительны;
в) при исследовании серийных образцов, взятых от инфицированных людей на начальных и поздних стадиях заболевания должен регистрироваться переход от антитело-отрицательности к антитело-положительности; это называется сероконверсия). Кстати, сероконверсия, если она убедительно продемонстрирована, является таким же надёжным диагностическим признаком SARS-CoV-2 инфекции, как и обнаружение вирусной РНК. Все эти условия были выполнены, что детально задокументировано в статье. На рисунке ниже представлены данные об ИФА реактивности заведомо отрицательных образцов (черные кружки) и положительных контролей (сыворотки больных после сероконверсии — красные прямоугольники). Отчетливо видно, что тест-система хорошо отличает положительные образцы от отрицательных. Особенно эффективен в этом отношении антиген mSpike (тример полноразмерного gp-S, полученного в клетках млекопитающих).
4. Корреляция титров ИФА и вирус-нейтрализующих антител.
Когда у больного берется кровь, она может быть взята в пробирку с антикоагулянтом или без него. В первом случае можно будет получить плазму крови, а во втором сыворотку. В антительных тестах традиционно используют сыворотку крови. Но чаще кровь из вены берут в пробирку с антикоагулянтом. В данной работа доказано, что в их тест-системе можно использовать и сыворотку и плазму крови, разницы нет. Это очень удобно в практике.
Кровь больных COVID-19 может быть заразной. В работе показано, что без всякого ущерба для характеристик теста, образцы сыворотки или плазмы могут быть прогреты до 56 градусов С в течение 1 часа. Эта обработка полностью инактивирует вирус. Нужно ли говорить насколько это повышает безопасность для сотрудников серологической лаборатории.
6. Авторы не коммерциализируют разработанные ими антигены!
Авторы работы уже передали разработанные ими антигены в более чем 200 лабораторий по всему миру и предлагают их всем, кто заинтересован. Полагаю, при условии, что они не будут использоваться в коммерческих целях.
Резюмирую, для того, чтобы оценить тест-систему для определения антител против SARS-CoV-2 необходимо, чтобы в научном публичном пространстве были доступны данные, аналогичные тем, что представлены в работе, о которой шла речь в этом посте.
(с) Проф_АФВ
Авторская декларация
1. Я частное лицо, выражаю только своё мнение.
2. Мое мнение это не истина в последней инстанции.
4. Я выражаю мнение только относительно медицинских аспектов эпидемии и только смыслов, а не конкретных лиц, высказывающихся на эту тему.
5. Мои прогнозы, это лишь моя оценка наиболее вероятного развития того или иного аспекта эпидемии, в тот момент, когда прогноз делается.
Заражение вирусом — обычное дело для большинства людей. С этими внеклеточными агентами мы сталкиваемся буквально ежедневно. Но что значит положительный анализ? И почему он может быть таким, когда никаких симптомов или ухудшения состояния не наблюдается? Разобраться в разных классах антител к вирусам поможет MedAboutMe.
Как определить заражение вирусом: симптомы и анализы
Инфекция начинается с острого периода: вирус активно размножается в клетках, а иммунная система вырабатывает защитные механизмы. В зависимости от вида микроорганизмов, после этого может наступить полное выздоровление, носительство или же болезнь перейдет в хроническую форму с последующими обострениями.
Чаще всего острая стадия характеризуется наличием симптомов. Например, грипп и другие острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) проявляются высокой температурой, кашлем, общим ухудшением состояния. Ветряная оспа отличается выраженной сыпью, а паротит — воспалением заушных лимфоузлов. Однако в некоторых случаях, даже на начальном этапе, вирус в организме не дает о себе знать — болезнь протекает бессимптомно.
Диагностику осложняет и то, что схожие признаки могут быть у разных вирусов. Например, папилломавирусы могут вызывать образование бородавок и кондилом, но при этом быть разными по типу, а значит, и по опасности. Некоторые виды могут проходить без лечения, другие требуют контроля, поскольку являются онкогенными.
Именно поэтому окончательный диагноз можно поставить только после анализа на антитела к вирусу — иммуноферментного исследования. Диагностика крови выявит конкретный тип, а также поможет определить стадию болезни, интенсивность поражения вирусом и даже заразность человека. В некоторых случаях используется анализ ПЦР (полимеразная цепная реакция), который помогает выявить даже минимальное количество вируса в пробе.
Виды антител к вирусам
После заражения вирусом активизируется иммунная система: к каждому конкретному чужеродному объекту (антигену) вырабатываются иммуноглобулины (антитела), которые способны нейтрализовать его. Всего у человека выделяют пять классов таких антител — IgG, IgA, IgM, IgD, IgE. В иммунитете каждый из них играет свою роль. При анализе на вирусную инфекцию наиболее важными являются два показателя — IgG, IgM. Именно по ним определяется стадия и степень болезни, отслеживается процесс выздоровления.
IgM — первые антитела, которые вырабатываются организмом при заражении вирусом. Появляются они во время острой стадии болезни, а также в период обострений хронического заболевания. Для разных вирусов период обнаружения IgM в крови разнится: например, при ОРВИ их количество достигнет пика уже на первой неделе, а при вирусе иммунодефицита человека (ВИЧ) или вирусном гепатите — лишь спустя 4-5 недель после предполагаемого заражения.
IgG — антитела, которые присутствуют в крови на стадии длительной болезни, выздоровления или хронического течения в период ремиссии. И если IgM живут несколько месяцев, то IgG к некоторым вирусам способны оставаться на всю жизнь. Даже тогда, когда сама инфекция давно побеждена.
Именно соотношение показателей IgG и IgM дает возможность врачу оценить состояние человека. В частности, предположить, как долго инфекция находится в организме. Возможные комбинации говорят о следующем:
- Нет IgM и IgG. Организм не встречался с вирусом, нет иммунитета. Такая картина — не всегда повод успокоиться. Негативный анализ на некоторые виды вирусов ставит человека в группу риска по первичному заражению. Например, это актуально для тех женщин, которые планируют ребенка. В случае получения таких результатов на краснуху, паротит, ветрянку и прочие вирусы рекомендуется отложить беременность и пройти вакцинацию.
- Есть IgM, нет IgG. Первичное заражение, острая стадия заболевания.
- Нет IgM, есть IgG. Перенесенное заболевание, реже хроническая форма в стадии ремиссии. Приобретенный иммунитет.
- Есть IgM и IgG. Хроническое заболевание в период обострения или окончание болезни.
Что такое приобретенный иммунитет
Человеческий иммунитет делится на врожденный и приобретенный. Системы первого способны атаковать любой чужеродный микроорганизм, токсин и прочее. При этом эффективность такой защиты далеко не всегда высока. Приобретенный иммунитет, напротив, рассчитан на конкретные антигены — он способен противостоять лишь тем вирусам в организме, которые уже заражали человека.
За приобретенный иммунитет, в частности, отвечают и иммуноглобулины. В первую очередь, класса IgG, которые способны оставаться в крови человека на протяжении всей жизни. При первичном заражении иммунная система лишь производит эти антитела к вирусу. При следующих случаях заражения они быстро атакуют и нейтрализуют антиген, и заболевание просто не развивается.
Именно приобретенным иммунитетом объясняется понятие детских инфекционных болезней. Поскольку вирусы достаточно распространены, человек сталкивается с ними еще в первые годы жизни, переносит острую форму, и в дальнейшем получает надежную защиту в виде антител IgG.
И хотя большинство подобных заболеваний (краснуха, паротит, ветрянка) переносится легко, они все же могут давать осложнения на здоровье человека. Другие (полиомиелит) грозят опасными последствиями. Поэтому ко многим из них разумнее проводить вакцинацию. С помощью прививки запускается процесс производства антител к вирусу класса IgG, но при этом человек не переносит болезнь.
Вирус в организме: носительство инфекции и болезни
Некоторые вирусы в организме остаются пожизненно. Связано это с их возможностями защиты — одни проникают в нервную систему и там перестают быть доступными для иммунных клеток, а ВИЧ, например, атакует сами лимфоциты.
При этом наличие вируса не всегда говорит о самом заболевании. Иногда человек остается просто его носителем и на протяжении всей жизни не ощущает последствий вирусной инфекции. Примером таких антигенов могут быть герпесвирусы — простой герпес 1 и 2 типов, цитомегаловирус, вирус Эпштейна-Барр. Большинство населения планеты инфицировано этими внеклеточными агентами, однако болезни, связанные с ними, встречаются нечасто.
Существуют вирусы, живущие в организме человека на протяжении всей жизни, но при этом вызывающие достаточно серьезные заболевания. Классическим примером является ВИЧ, который без должной антиретровирусной терапии вызывает СПИД — смертельный синдром приобретенного иммунодефицита. Вирус гепатита В у взрослых людей редко переходит в хроническую стадию (всего в 5-10% случаев), однако при таком исходе также не поддается лечению. Гепатит В может вызывать рак печени и цирроз. А вирусы папилломы человека (ВПЧ) 16 и 18 типов способны провоцировать рак шейки матки. При этом сегодня от гепатита В и ВПЧ указанных типов существуют эффективные вакцины, которые помогают избежать заражения вирусом.
Строение иммуноглобулинов
Антитела разных классов имеют общие черты строения (рис. 17. 18, 19).
Синтез антител
IgM и IgG синтезируются преимущественно в селезенке и регионарных лимфоузлах внутренних органов, IgA в диффузных скоплениях лимфоидной ткани и солитарных фолликулах слизистых оболочек, a IgE — преимущественно в регионарных лимфоузлах, слизистых оболочках и коже.
Активация В-клеток происходит после взаимодействия их рецепторов антигенного распознавания со специфическим антигеном, поступившим в организм. Дело в том, что рецепторы антигенного распознавания этих клеток — не что иное, как те же антигенспецифические антитела, которые способен синтезировать данный В-лимфоцит. Такие антитела не секретируются клетками в тканевую жидкость, а остаются фиксированными на внешней поверхности мембраны В лимфоцита и при связывании специфического антигена активируют В-клетку. Но этого стимула недостаточно для полноценной активации, поскольку формируется слабый по силе стимуляционный сигнал.
Необходимо дополнительное взаимодействие с активированным антигенспецифическим Т-лимфоцитом, именуемым хелпером, которое состоит в непосредственном контакте с Т-лимфоцитом и во влиянии синтезированных им иммунных медиаторов — цитокинов. Суть непосредственного контакта между двумя лимфоцитами состоит во взаимодействии комплекса иммуногенный пептид — молекула HLA II В-лимфоцита с антигенраспознающим рецептором Т-хелпера (т.е. в осуществлении антигенной презентации). Это ведущий механизм отбора наиболее специфических к антигену В-клеток. Также при контакте лимфоцитов происходит взаимодействие молекулы CD40, которая активно экспрессируется на поверхности В-клетки после связывания специфического антигена, и CD40-лиганда (CD40L), появляющимся на мембране активированного Т-хелпера. Подобное взаимодействие создает костимулирующий сигнал, необходимый для полноценной активации иммунокомпетентных клеток. Важно отметить, что комплексирование CD40-CD40L также необходимо для переключения плазматических клеток на синтез иммуноглобулинов другого класса.
В отдельных случаях, когда в организм поступает патоген, являющийся полимером и состоящий из многократно повторяющихся мономеров с антигенными свойствами, возможна активация В-лимфоцита при непосредственном взаимодействии с антигенами без участия Т-клеток (Т-независимый синтез антител). В подобном случае взаимодействие многочисленных антигенов-мономеров патогена с иммуноглобулиновыми рецепторами В-лимфоцита на ограниченном мембранном участке создает достаточно сильный локальный стимуляционный сигнал для активации лимфоцита. Так как активационный сигнал достаточно сильный, необходимость в дополнительном взаимодействии с Т-хелпером отпадает. Следует отметить, что отсутствие Т-хелперной поддержки накладывает существенный отпечаток на качество иммунного ответа. Так, при Т-независимых иммунных реакциях синтезируются лишь иммуноглобулины класса М и не формируется иммунная память.
Функции антител
Уровень иммуноглобулинов в плазме крови характеризует функциональное состояние В-звена иммунитета (табл. 3).