Защо ваксините срещу COVID-19 осигуряват по-силен имунитет от естественото излагане на вируса

Година и половина след първите официално съобщени случаи на SARS-CoV-2 учените започват да разследват въпроси, на които беше невъзможно да се отговори в началото на пандемията. Какъв вид имунитет се генерира от прекарана инфекция, за какъв период от време сме защитени от повторно заразяване и индуцират ли ваксините по-силен имунитет от естественото излагане на вируса? Това са само част от въпросите, които си задават както хората, така и учените по цял свят.

Скорошно проучване, ръководено от учени от Оксфордския университет, предлага най-задълбочения анализ на имунния отговор на пациенти, преболедували COVID-19. За целите на изследване близо 80 здравни работници са проследени в продължение на шест месеца след излагане на вируса. За да анализират имунологичните биомаркери, изследователите използват нов подход за машинно обучение.

„Установихме, че участниците показват много различни имунни реакции след COVID-19*. Някои доброволци както от симптоматичната, така и от асимптоматичната група не показват данни за имунна памет шест месеца след инфекцията или дори по-рано.“, обяснява авторът на изследването Кристина Долд.

Като цяло изследването разкрива връзка между тежестта на заболяването и трайния имунен отговор. Над 90% от асимптоматичните случаи не показват измерим имунен отговор шест месеца по-късно. Също така при една четвърт от симптоматичните случаи липсва траен имунитет половин година след инфекцията.

Малко по-тревожно е обаче откритието, че при много малко серумни проби от заразени хора се наблюдава имунен отговор срещу по-новите варианти на коронавируса. Според Долд това предполага, че заразените с първоначалния щам на SARS-CoV-2 през 2020 г. вероятно имат по-слаба защита срещу вариантите, които циркулират в момента.

„Тези хора могат да бъдат изложени на риск от повторно заразяване, особено с новите варианти.“, казва Долд. „Това означава, че е много важно всички да получим ваксина срещу COVID-19.”

Но защо имунитетът, генериран от ваксина, е по-различен от естественото излагане на вируса?

„Ако трябва да бъдем честни, не знаем.“, коментира Сабра Клайн, експерт по имунология в Училището за обществено здраве „Johns Hopkins Bloomberg“. „Имунната система на хората, които са били изложени на инфекцията, вече е обучена да се справя с различните части на вируса, наречени антигени. Бихте си помислили, че това ще осигури силен имунитет, но не го прави.“

Естественият имунитет е непредсказуем

Един от най-големите проблеми с естествения имунитет, генериран от SARS-CoV-2, е колко променлив и непредсказуем може да бъде той. Проучване, публикувано по-рано тази година, установява широк спектър от естествени имунни отговори при пациенти, преболедували COVID-19*. Макар и утешително, проучването разкрива имунитет с продължителност най-малко осем месеца, но също така показва, че при някои хора нивата на антитела са 100 пъти по-високи в сравнение с останалите.

Неотдавнашно проучване, което предстои да бъде рецензирано и публикувано, сравнява дългосрочните отговори на антитела на хора, заразили се с вирусната инфекция, и такива, които са имунизирани с иРНК ваксина. Установено е, че след две дози ваксина нивата на антитела са до 10 пъти по-високи от тези, генерирани след естествена инфекция.

Ролята на рецепторния свързващ домен

Уликата за това защо индуцираният от ваксината имунитет може да бъде по-силен от този след естествена инфекция е открита в ново проучване, публикувано в списанието „Science Translational Medicine“. Изследването, ръководено от учени от Центъра за изследване на рака „Fred Hutchinson“, се фокусира върху специфичната част от вируса SARS-CoV-2, наречена рецепторен свързващ домен (RBD)*.

Вероятно всички са чували за спайк протеина на коронавируса. Именно той позволява на вируса да заразява хората, като се свързва с рецептор, наречен АСЕ2, присъстващ в някои наши клетки.

При свързването с човешкия АСЕ2 рецептор голяма роля изиграва RBD. Той е като котва, която помага на вируса да се слее с АСЕ2 рецептора и в крайна сметка да зарази човешките клетки.

Новото изследване анализира хиляди възможни варианти на RBD. Целта е да се определи кои антитела – индуцираните от ваксината или тези, генерирани от естествена инфекция – се насочват по-добре към рецепторния свързващ домен.

„Изследвайки внимателно резултатите, учените откриват важни разлики между имунитета при ваксинираните хора и неваксинираните, които са преболедували COVID-19.”, пише Франсис Колинс, директор на Националните институти по здравеопазване на САЩ, в изявление за важността на ваксинацията сред преболедувалите COVID-19. „По-конкретно, антителата, получени от иРНК ваксината, са фокусирани върху RBD в сравнение с тези, предизвикани от естествена инфекция, които са насочени по-често към други части на спайк протеина.“

Това ново откритие предлага отговор на въпроса защо ваксинацията осигурява по-силен имунитет срещу новите варианти на SARS-CoV-2. Все още обаче не е ясно защо ваксините действат толкова специфично върху RBD.

Клайн предполага, че причината за силния имунитет може да се крие във факта, че ваксините осигуряват на имунната система единствено голям обем спайк протеини. Това фокусиране върху една част от вируса може да засили способността за производство на ефективни антитела.

Друга хипотеза, повдигната от изследователския екип зад новото проучване, е, че ваксините, особено тези на базата на иРНК, представят антигени на имунната система по начин, който е много различен от естествената инфекция. Това включва факта, че ваксините излагат различни части на тялото на антигени, което не се случва при досег с вируса по естествен път.

„Естествената инфекция излага единствено дихателните пътища на вируса, освен ако заболяването не протича тежко, докато ваксините се доставят до мускулите, където имунната система има възможност да реагира мощно.“, обяснява Колинс.

Хибриден имунитет

Все по-голям брой изследвания откриват, че една доза ваксина при преболедували може да доведе до по-силен имунен отговор в сравнение с две дози, предоставени на хора, които не са имали досег с вируса. Съвсем наскоро проучване, ръководено от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, потвърди, че инфектираните по-рано с коронавирус изискват само една доза иРНК ваксина, за да получат силен отговор на антитела*.

„Нашите данни показват, че хората, които са преболедували COVID-19, показват мощен отговор след първата доза иРНК ваксина и малка или никаква полза от втората.“, казва Ото Янг, старши автор на изследването. „Струва си да се помисли за промяна на политиката в областта на общественото здраве, за да се използват ваксините максимално добре и да се избегнат ненужните странични ефекти.“

С бързото разпространение на варианта „Делта“, който изглежда ще се превърне в преобладаващ, новите открития служат като напомняне за важността на ваксинацията.

Установено е, че всички одобрени ваксини предлагат добра защита срещу новите варианти на SARS-CoV-2. И както подчертава Франсис Колинс, имунитетът, генериран от ваксините, дава надежда, че пандемията ще бъде овладяна в най-скоро време.

„Най-добрият начин да спечелим борбата с вируса ваксинацията да обхване възможно най-много хора.“, пише Колинс. „Това ще спаси много човешки животи и ще намали вероятността от появата на нови варианти, способни да избегнат защитата от настоящите ваксини.“

*Dold Christina et al. Divergent trajectories of antiviral memory after SARS-Cov-2 infekction. Research Square. 2021.
*Dan, M. Jennifer et al. Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection. Science. 2021.
*Greaney, J. Allison et al. Antibodies elicited by mRNA-1273 vaccination bind more broadly to the receptor binding domain than do those from SARS-CoV-2 infection. Science Translational Medicine. 2021.
*Yang, O. Otto et al. Primary, Recall, and Decay Kinetics of SARS-CoV-2 Vaccine Antibody Responses. ACS Publication. 2021.