Недавнее исследование, проведенное учеными из Медицинского центра Ирвинга Колумбийского университета в Нью-Йорке, продемонстрировало явные различия между реакциями антител у детей и взрослых с COVID-19. В частности, различия наблюдались в типе, количестве и нейтрализующей активности антител.

COVID-19 по-разному поражает детей и взрослых. Большинство детских симптомов схожи с симптомами взрослых, но в целом у детей тяжесть заболевания мягче.

Большинство детей с инфекцией SARS-CoV-2 протекает бессимптомно или проявляет легкие симптомы. Чаще всего это кашель, жар или желудочно-кишечные симптомы.

Младенцы в возрасте до 1 года и дети с определенными сопутствующими заболеваниями подвержены большему риску развития тяжелой формы COVID-19.

В некоторых редких случаях у детей, у которых развивается COVID-19, наблюдается заболевание, называемое мультисистемным воспалительным синдромом у детей ( MIS-C ). Это состояние вызывает воспаление глаз, кожи, головного мозга, почек, легких, сердца или желудочно-кишечного тракта, иногда через несколько недель после заражения SARS-CoV-2.

Взрослые чаще, чем дети, страдают тяжелым или критическим заболеванием от COVID-19, особенно пожилые люди или люди с определенными сопутствующими заболеваниями , такими как ожирение, диабет 2 типа, хроническое заболевание почек и рак.

Тяжелое заболевание часто требует госпитализации и может включать лечение таких осложнений, как острый респираторный дистресс-синдром ( ОРДС ), пневмония, тромбы, острое повреждение почек, сепсис или кардиомиопатия.

Различные клинические проявления

Ученые пока не понимают, почему дети и взрослые по-разному реагируют на инфекцию SARS-CoV-2.

Недавнее исследование было направлено на изучение различий в иммунных ответах на SARS-CoV-2 у взрослых и детей. Ученые исследовали ряд иммунных компонентов.

Люди с инфекцией SARS-CoV-2 и люди, выздоровевшие от легкой формы заболевания, демонстрируют антитела, специфичные к белкам нового коронавируса: белкам шипа (S) и белкам нуклеокапсида (N). Белок S вируса связывается с рецептором клетки, обеспечивая проникновение вируса. Белок N необходим для репликации SARS-CoV-2.

Антитела Anti-S могут эффективно нейтрализовать вирусную активность. В настоящее время проводятся исследования по их использованию в вакцинах и для лечения тяжелой болезни COVID-19.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Immunology , исследователи изучали тип и нейтрализующую активность реакции антител у 32 взрослых и 47 детей с COVID-19, наблюдаемых в больнице Ирвинского медицинского центра Нью-Йоркского пресвитерианского / Колумбийского университета и детской больницы Моргана Стэнли в Нью-Йорке с марта по июнь 2020 года.

В исследовании приняли участие две группы взрослых и две группы детей. Одна группа взрослых состояла из 19 выздоравливающих доноров плазмы (CPD), которые вылечились от легкого респираторного заболевания COVID-19, не требуя госпитализации. Во вторую группу взрослых вошли 13 человек, госпитализированных с тяжелым ОРДС COVID-19 (COVID-ARDS).

Возраст детей от 3 до 18 лет. В первую группу вошли 16 человек, госпитализированных с MIS-C; вторую группу составили 31 ребенок с COVID-19, у которых не развился MIS-C (non-MIS-C).

В педиатрической группе без MIS-C 48% не имели симптомов.

В группах COVID-ARDS и MIS-C у участников был высокий уровень воспалительных маркеров, называемых интерлейкином 6 и С-реактивным белком. В группе COVID-ARDS уровень ферритина и лактатдегидрогеназы также значительно повысился, чем в группе MIS-C.

Только у двух детей развился ОРДС: один в группе без MIS-C и один в группе MIS-C. По мнению авторов исследования, это иллюстрирует разницу в воспалительных реакциях и клинических симптомах у взрослых и детей в ответ на COVID-19.

Различные ответы антител

Обе группы взрослых вырабатывали антитела против S: иммуноглобулин G (IgG), иммуноглобулин M (IgM) и антитела иммуноглобулина A (IgA). В группе COVID-ARDS концентрации этих антител были значительно выше.

Напротив, в двух группах детей и взрослых с CPD наблюдалась аналогичная картина анти-S-антител: преобладание IgG и низкие уровни анти-S IgM .

Уровень антител Anti-N IgG был значительно ниже в двух группах детей, чем в обеих группах взрослых. Эти результаты предполагают, что концентрации анти-N антител зависят от возраста, а не от симптомов.

Результаты показали значительно более низкую нейтрализующую активность в двух педиатрических группах по сравнению с двумя взрослыми группами. Не было различий в нейтрализующей активности между двумя педиатрическими группами, но группа взрослых с COVID-ARDS продемонстрировала самую высокую нейтрализующую активность во всех четырех группах.

Причина различий

Эти результаты демонстрируют резкие различия в количестве и специфических антителах, вырабатываемых в ответ на разную степень тяжести инфекции SARS-CoV-2 между взрослыми и детьми.

Ответ антител COVID-19 у детей был преимущественно анти-S IgG-антителами и обладал наименьшей нейтрализующей активностью.

Педиатрические пациенты, пораженные COVID-19 разной степени тяжести, демонстрировали схожие паттерны антител, нейтрализующую активность и концентрации. Во взрослых группах пациенты с наиболее тяжелым заболеванием (ОРДС) имели наибольшую концентрацию и разнообразие антител против SARS-CoV-2 с наибольшей нейтрализующей активностью .

«Это новая инфекция для всех, но дети уникальным образом приспособлены к тому, чтобы впервые видеть патогены. Для этого предназначена их иммунная система. У детей много наивных Т-клеток, которые способны распознавать всевозможные новые патогены, тогда как люди старшего возраста больше зависят от нашей иммунологической памяти. Мы не так способны реагировать на новый патоген, как дети », - объясняет со-руководитель исследования Донна Фарбер, доктор философии.

Поскольку иммунная система детей успешно очищает вирус, это может привести к снижению функционального ответа антител по сравнению со взрослыми. Различия в клиренсе вирусов также могут объяснить, почему у детей обычно менее тяжелое заболевание от COVID-19.

Более легкое течение заболевания у детей также согласуется с более низкими концентрациями анти-N-антител. Это связано с тем, что N-белки высвобождаются только после разрушения клеток, инфицированных SARS-CoV-2.

По словам Фарбера, «существует связь между величиной вашего иммунного ответа и величиной инфекции: чем тяжелее инфекция, тем устойчивее иммунный ответ, потому что вам нужно иметь больше иммунных клеток и иммунных реакций, чтобы избавиться от инфекции».

У детей также может быть более интенсивный врожденный иммунный ответ на SARS-CoV-2, чем у взрослых. Врожденный иммунный ответ вызывает высвобождение интерферона, который препятствует репликации вирусов, и макрофагов, которые поглощают и переваривают вирусы.

Фарбер добавляет: «Если врожденная реакция действительно сильна, это может снизить вирусную нагрузку в легких, а антителам и Т-клеткам адаптивного ответа придется меньше убирать».

Кроме того, у детей может быть меньше рецепторов ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) в клетках, выстилающих их дыхательные пути, чем у взрослых. ACE2 - это белок на поверхности клеток человека, через который SARS-CoV-2 проникает в клетки.

«Есть еще все эти проблемы, о которых у нас очень мало информации», - говорит со-ведущий автор Маттео Поротто, доктор философии. Взаимодействие между вирусом и хозяином является причиной того, почему мы видим такое разнообразие в ответах на этот вирус, но мы еще недостаточно разбираемся в этом вирусе, чтобы точно определить, что приводит к тяжелому заболеванию, а что - к легкому.

Необходимы дополнительные исследования для выявления различий в иммунных ответах взрослых и детей на COVID-19, чтобы понять, как болезнь или защита возникает в ответ на воздействие SARS-CoV-2. Эти результаты могут существенно повлиять на развитие возрастного тестирования и защиты для контроля над этой неумолимой пандемией.