Новое исследование ученых из Чикагского университета предполагает, что антительный ответ человека на вирусы гриппа в значительной степени определяется его ранее существовавшим иммунитетом, и что качество этого ответа различается у людей, которые вакцинированы или инфицированы естественным путем. Их результаты подчеркивают важность ежегодной вакцинации против гриппа для индукции наиболее защитного иммунного ответа.
Исследователи обнаружили, что большая часть первоначальных антител, стимулированных как после инфекций гриппа, так и после вакцинации против гриппа, происходила из старых В-клеток – типа белых кровяных клеток, которые секретируют антитела, – что указывает на то, что память иммунной системы играет важную роль в том, как организм на раннем этапе реагирует на вирусная инфекция. Эти антитела проявляли более высокую реактивность в отношении штаммов гриппа, которые циркулировали в детстве человека, по сравнению с более новыми штаммами.
Исследование, опубликованное 10 декабря 2020 года в журнале Science Translational Medicine, дает тем, кто работает над универсальной вакциной против гриппа, дальнейшее понимание того, как ранее существовавший иммунитет влияет на развитие и эффективность нейтрализующих и ненейтрализующих антител после заражения и вакцинации. Любая эффективная универсальная вакцина против гриппа будет зависеть от ученых, определяющих «консервативные» части вируса гриппа, которые не мутируют с течением времени, и что антитела могут быть нацелены на предотвращение инфекции.
"Что наиболее интересно, мы обнаружили, что у людей, которые активно болели гриппом, были старые антитела, которые преимущественно нацелены на части вируса, которые не изменяются, но эти антитела специально нацелены на ненейтрализующие участки," сказал Хейли Дуган, соавтор исследования и доктор.D. кандидат иммунологии. "Когда мы протестировали эти же антитела на мышах, они не смогли защитить их от заражения гриппом."
Напротив, исследователи обнаружили, что вакцинация против гриппа усиливает антитела, которые, как правило, нацелены на консервативные, но нейтрализующие области вируса, что предполагает, что вакцинация может опираться на уже существующий иммунитет, чтобы вызвать более защитные реакции. Вакцинированные люди также генерировали множество антител, нацеленных на новые и мутировавшие области вируса, что позволяет предположить, что эти индуцированные вакциной антитела более адаптируемы.
Память иммунной системы обеспечивает быструю и специфическую реакцию на ранее встречавшиеся патогены. Вакцинация работает, подвергая иммунную систему воздействию небольшого количества вируса, что заставляет В-клетки развивать биологическую память на вирус. Если позже организм встречает тот же вирус, иммунная система предупреждается о нападении и уничтожении вируса.
Но для защиты вирусные белки инфекционного штамма обычно должны соответствовать белкам штамма, используемого в вакцине. В-клетки памяти похожи на ключи, которые подходят к замкам и связываются с ними – вирусными белками. Эти В-клетки памяти могут выживать десятилетиями, обеспечивая длительную защиту от будущих инфекций. Но если вирус мутирует и значительно отличается, В-клетки памяти больше не могут распознавать вирусные белки, что потенциально может привести к инфекции.
По этой причине человеческое тело вовлечено в эволюционную гонку вооружений с гриппом. Поскольку вирусы гриппа быстро эволюционируют и видоизменяются каждый сезон, наша иммунная система испытывает трудности с распознаванием поверхностных белков вирусов в новых штаммах гриппа. В результате наш организм часто полагается на старые антитела для борьбы с новыми штаммами гриппа; это возможно, потому что некоторые части вируса гриппа, которые имеют решающее значение для его структуры или функции, не изменяются, оставаясь знакомыми нашей иммунной системе.
Теперь исследователи понимают, что определенные структурные и функциональные части вируса гриппа, которые не изменяются, лучше нацелены на антитела, чем на другие. Антитела, которые связываются с одним из этих нейтрализующих сайтов, способны предотвратить инфекцию, в то время как антитела, которые нацелены на ненейтрализующие сайты, часто не могут. Ученые считают, что возраст человека, история контакта с вирусом гриппа и тип контакта – через инфекцию или вакцинацию – все это определяет, нацелены ли антитела их иммунной системы на нейтрализующие или ненейтрализующие участки вируса.
В исследовании, проведенном в Калифорнийском университете в Чикаго, ученые стремились восполнить серьезный пробел в знаниях: какие консервативные вирусные сайты являются предпочтительными мишенями после естественной инфекции, а не вакцинации у людей, и как ранее существовавший иммунитет играет роль в формировании ландшафта нейтрализующих и ненейтрализующих антител?
"У людей, которые заразились гриппом, их ранее существовавший иммунитет может сделать их восприимчивыми к инфекции или усилить симптомы гриппа, если их антитела нацелены на «плохие» или не нейтрализующие вирусные сайты," сказала соавтор и постдокторант иммунологии Дженна Гатмиллер, доктор философии.D.
Напротив, вакцинация в значительной степени индуцирует нейтрализующие и защитные антитела, старые и новые, что подчеркивает важность вакцинации против сезонного гриппа.
"Это исследование обеспечивает важную основу для понимания того, как ранее существовавший иммунитет формирует защитные реакции антител на грипп у людей," сказал Патрик Уилсон, доктор философии.D., профессор иммунологии и ведущий автор исследования. "Нам нужны дополнительные исследования, чтобы определить, влияет ли нацеливание на конкретные нейтрализующие и не нейтрализующие вирусные сайты напрямую на вероятность заболевания человека."
В настоящее время исследователи изучают, как раннее воздействие вируса гриппа у детей формирует их иммунный ответ в более позднем возрасте, в качестве продолжения этой работы.