Dynamics of immune system parameters in development of SARS-CoV-2-specific immunity in a patient with common variable immune deficiency

Full Text

Введение

Пациенты с первичными иммунодефицитами (ПИД) с момента развития пандемии SARS- CoV- 2 инфекции относились к группе высокого риска и особого внимания специалистов. По мере накопления данных в прогрессии эпидемического процесса стало ясно, что летальность среди пациентов с ПИД не отличалась от таковой в общей популяции, а к факторам риска тяжелого течения COVID-19 в первую очередь относятся врожденные дефекты, связанные с дисрегуляцией иммунного ответа [3]. Так, среди ПИД с нарушением продукции антител наиболее уязвимы для тяжелого течения COVID-19 пациенты с общей вариабельной иммунной недостаточностью (ОВИН) [5, 9]. Выявление предикторов развития выраженной воспалительной реакции при инфицировании коронавирусом у этой категории больных представляет интерес.

Цель исследования – продемонстрировать динамику изменений параметров иммунной системы у пациента с ОВИН, перенесшего COVID-19.

Материалы и методы

Пациент К., 49 лет. В 31 год диагностирована бронхоэктатическая болезнь, в 35 лет установлена гипогаммаглобулинемия (IgA – 0,01 г/л; IgM – 1,1 г/л; IG – 1,9, г/л), количество CD19⁺ лимфоцитов – 6%, специфические поствакцинальные антитела не выявлены, поставлен диагноз ОВИН, начата заместительная терапия ВВИГ IgG. Перенес COVID-19 в тяжелой форме: поражение легких соответствовало КТ-4, сатурация 90% с необходимостью кислородной поддержки, температура 38,5-39 °С в течение 5 дней, при лечении COVID-19 получал антицитокиновую терапию и ВВИГ. Выписан в удовлетворительном состоянии через три недели стационарного лечения. Пациент состоит в регистре ПИД Минздрава РО, находится под регулярным наблюдением НИИ и кафедры клинической иммунологии и аллергологии РостГМУ, им подписано информированное согласие на участие в научных исследованиях в соответствии с протоколом, одобренным локальным независимым этическим комитетом ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России (протокол № 17/16 от 20.10.2016). Представлены данные иммунологического обследования до болезни и через три месяца после перенесенного COVID-19.

Методом проточной цитофлуориметрии (Cytomiсs FC 500, США) с использованием моноклональных антител с различным набором цветных меток (Beсkman Coulter, США) оценивали общее число Т-лимфоцитов (CD3⁺CD19^-), долю Т-клеток памяти (CD3⁺CD45R0⁺), наивных Т-лимфоцитов (CD3⁺CD45RA⁺, Т-клеток, экспрессирующих активационные маркеры (CD3⁺HLA-DR⁺), общее число CD4⁺Т-лимфоцитов (CD3⁺CD4⁺), экспрессию на них рецепторов костимулирующего взаимодействия (CD4⁺CD154⁺; CD4⁺CD28⁺), количество циркулирующих Treg (CD4⁺CD25⁺FoxP3⁺); общее число CD8⁺Т-лимфоцитов (CD3⁺CD8⁺), их цитолитический потенциал (CD8⁺GrB⁺), общее число В-лимфоцитов (CD3^-CD19⁺), плазмобластов (CD19⁺ CD27⁺CD38⁺), наивных В-клеток (СD19⁺CD27^-), В-клеток памяти с переключенным (CD19⁺CD27⁺IgD-) и непереключенным (CD19⁺CD27⁺IgD⁺) фенотипом, Breg (CD19⁺ CD24⁺CD38⁺), экспрессию костимулирующих рецепторов Т-/В-клеточного взаимодействия (CD19⁺CD40⁺ и CD19⁺CD86⁺). Уровень сывороточных иммуноглобулинов оценивали методом радиальной иммунодиффузии в геле (применяли наборы производства ФГУП НПО «Микроген»). Для определения референс-значений исследуемых параметров обследовано 20 практически здоровых доноров. Содержание в сыворотке крови специфических IgM к SARS-CoV-2 оценивали полуколичественно с определением коэффициенте позитивности (КП, тест-система SARS-CoV-2-IgМ-ИФА-БЕСТ). Концентрацию иммуноглобулинов класса G к Spike-белку SARS- CoV-2 оценивали с помощью тест-системы SARS-CoV- 2-IgG количественный-ИФА-БЕСТ с определением Binding antibody units – BAU/мл.

Результаты и обсуждение

При проведении планового иммунологического мониторинга, выполненного до контакта с больным COVID-19, в период стойкой клинической ремиссии ОВИН у пациента эффект проводимой заместительной терапии ВВИГ подтвержден претрансфузионным уровенем IgG (10,32 г/л), соответствующим требованиям клинических рекомендаций [1]. Сопоставление результатов иммунофенотипирования клеток иммунной системы с контрольными значениями группы практически здоровых документировало снижение в периферическом кровотоке доли наивных В-клеток и, в особенности, переключенных В-клеток памяти, уменьшение количества плазмобластов и В-клеток, экспрессирующих CD40 при увеличении числа В-клеток, несущих рецептор CD86 и регуляторных В-лимфоцитов (Вreg). В клеточном звене адаптивного иммунитета определяются сопоставимые с контролем показатели общего количества Т-лимфоцитов, наивных Т-клеток и Т-клеток памяти, однако субпопуляции перераспределены в сторону снижения CD4⁺ и увеличения CD8⁺Т-клеток. В хелперной субпопуляции отмечено уменьшение доли Treg и готовых к пролиферации CD28⁺Т-клеток, тогда как среди CD8⁺ субпопуляции увеличено число цитолитически активной формы GrВ⁺Т-лимфоцитов (табл. 1).

Через 3 месяца после выписка из стационара пациент не предъявлял жалоб, клинически находился в удовлетворительном состоянии. Серологический анализ сыворотки крови детектировал специфические антитела к антигенам SARS-CoV-2 IgМ: КП 3,55 и IgG: 487BAU. Сопоставительная характеристика результатов иммунофенотипирования клеток иммунной системы с исходными и нормативными показателями не показала существенной динамики параметров В-лимфоцитов. Не претерпели динамики параметры Вreg (оставаясь выше контрольных значений), плазмобластов (ниже нормы), CD19⁺CD40⁺В-лимфоцитов (ниже нормативных параметров). При этом значимо возросло содержание в периферическом кровотоке В-клеток, экспрессирующих корецептор антигенной презентации: количество CD19⁺CD86⁺ клеток в еще большей степени, нежели до болезни, превышает контрольные цифры. Следует отметить существенную динамику В-клеток памяти. Отмечается рост относительного содержания непереключенных В-клеток памяти, доля этого фенотипа В-клеток превысила контрольные значения. Количество переключенных В-клеток памяти выросло до нижней границы нормативных показателей (табл. 1). В Т-клеточном звене, в сравнении с параметрами до болезни, нет динамики количества Т-лимфоцитов, субпопуляционного перераспределения, экспрессии поздних активационных маркеров, наивных Т-клеток и цитолитически активной формы Т-эффекторов. Однако регистрируется увеличение Т-клеток памяти с превышением верхней границы контрольных цифр, увеличение числа готовых к пролиферативному ответу CD4⁺CD28⁺Т-клеток, относительное количество которых, тем не менее, остается ниже контроля, рост до нормативных показателей количества циркулирующих Treg (табл. 1).

 

ТАБЛИЦА 1. ДИНАМИКА ПАРАМЕТРОВ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ПАЦИЕНТА С ОВИН ДО ИНФИЦИРОВАНИЯ И ПОСЛЕ ПЕРЕНЕСЕННОГО COVID-19

TABLE 1. DYNAMICS OF PARAMETERS OF THE IMMUNE SYSTEM OF A PATIENT WITH CVID BEFORE INFECTION AND AFTER UNDERGOING COVID-19

Показатель Indicator	До болезни Before disease	После болезни After disease	Нормальные значения Normal values
Лейкоциты, 109/л Leukocytes, 109/л	4,8	4,7	5,6 (4-8)
Лимфоциты, % Lymphocytes, %	21,0	22,0	28 (20-36)
CD19+, %	5,0	6,0	8,0 (5,0-10,0)
СD19+CD27-, %	3,6	3,0	5,7 (5,1-6,1)
CD19+CD27+IgD+, %	1,2	2,3	1,1 (1,0-1,3)
CD19+CD27+IgD-, %	0,2	0,8	1,1 (0,9-1,3)
CD19+CD38+CD24+, %	1,2	1,2	0,8 (0,6-1,0)
CD19+CD38+CD27+, %	0,6	0,6	1,1 (0,9-1,3)
CD19+CD40+, %	4,8	4,9	7,0 (6,6-7,5)
CD19+CD86+, %	0,2	1,0	0,13 (0,11-0,15)
CD3+, %	75,0	76,0	75 (72-77)
CD3+CD45RA+, %	26,0	25,0	25 (19-32)
CD3+CD45R0+, %	19,0	25,0	17 (13-21)
CD3+HLA-DR+, %	5,0	5,0	1,3 (0,9-1,8)
CD4+, %	24,0	25,0	45 (38-47)
CD4+CD25+FoxP3+, %	0,5	1,6	1,8 (1,3-2,5)
CD4+CD28+, %	10,0	18,0	28 (21-30)
CD4+CD154+, %	0,5	0,6	0,5 (0,3-0,9)
CD8+, %	49,0	51,0	24 (20-28)
CD8+Gr+, %	30,0	31,0	14 (11-15)

 

Иммунологическая характеристика пациента с ОВИН до инфицирования документировала отличия от контрольных значений, в том числе те изменения В-лимфоцитов, которые соответствуют критериям ESID [7]: снижение количества переключенных В-клеток памяти до 40% от общего числа В-клеток, двукратное уменьшение в периферическом кровотоке числа плазмабластов. Помимо этого, нами выявлены и другие отличительные от нормальных значений параметры В-клеточного звена: усиление готовности к презентации антигена посредством повышения экспрессии CD86 при снижении доли супрессорных В reg.

Опыт нашего наблюдения за пациентами с ОВИН, другие литературные данные подтверждают факт существования дисфункции Т-клеток при этом варианте ПИД [2, 4]. Более того, сопоставление особенностей клинического течения COVID-19 у пациентов с Х-АГГ и ОВИН позволило авторам высказать предположение, что более тяжелое заболевание у некоторых пациентов с ОВИН может быть связано с дисфункцией Т-клеток [8]. В представленном клиническом наблюдении до инфицирования SARS-CoV-2 у пациента с ОВИН отмечено изменение дифференцировки субпопуляционного состава в сторону CD8⁺Т-эффекторов с усилением их литического потенциала и ослаблением Тreg супрессии. Эти изменения, вероятно, объяснимы реализацией компенсаторных возможностей иммунной системы, приведшей у пациента с ослаблением гуморальной составляющей к активации цитолитических эффектов клеточного звена адаптивного ответа. С другой стороны, вероятно, что исходный провоспалительный настрой Т-клеточного звена внес свой вклад в клиническое течение COVID-19 в данном клиническом случае.

Через 4 месяца от начала заболевания у пациента зарегистрирован факт формирования специфического гуморального ответа к вирусу SARS-CoV-2 как класса М, так и класса G. Полученные результаты не противоречат публикациям, показавшим возможность развития специфического ответа у большинства пациентов с ОВИН в ответ на инфицирование SARS-CoV-2 [6]. Формирование гуморального ответа с участием непереключенных и переключенных В-клеток памяти в нашем случае подтверждается результатами иммунофенотипирования после болезни. При этом основную часть составляют непереключенные В-клетки памяти, превышая контрольные значения вдвое. Следует отметить, что данный факт соответствует диагностическим критериям ОВИН и согласуется с выявленным в нашем случае высоким значением специфических IgM-антител к антигенам SARS-CoV-2. В то же время и число переключенных В-клеток памяти через 4 месяца от манифестации инфекционного процесса у нашего пациента выше, нежели до инфицирования, находясь в пределах нормы. Высокие значения BAU подтверждают эффективность механизмов антителопродукции в данном случае.

После перенесенного COVID-19 у пациента на уровне до болезни параметры большинства исследованных показателей Т-клеточного звена, демонстрируя перераспределение субпопуляций в пользу CD8⁺Т-лимфоцитов с высоким эффекторным потенциалом. В то же время относительное количество Тreg, увеличившись в ходе инфекции, достигло значений нормы, тогда как доля Т-клеток памяти стала выше, нежели в исходе и группе сравнения. Эти результаты подтверждают не только вовлеченность Т-клеточного звена иммунного ответа в формирование постинфекционного иммунитета, но и стабилизацию на фоне болезни и иммунотропной терапии регуляторного потенциала Т-клеток.

Заключение

Исходный провоспалительный настрой Т-звена иммунной системы пациента с ОВИН имеет значение в клинической манифестации COVID-19 в данном клиническом случае. Формирование специфического гуморального ответа к SARS-CoV-2 у пациента с ОВИН после перенесенной инфекции COVID-19 сопровождается увеличением доли В-клеток памяти, согласованной динамикой параметров Т- и В-клеточной супрессии и активации.

About the authors

L. P. Sizyakina

Rostov State Medical University

Email: iai3012@rambler.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Clinical Immunology and Allergology

Russian Federation, Rostov-on-Don

I. I. Andreeva

Rostov State Medical University

Author for correspondence.
Email: iai3012@rambler.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Clinical Immunology and Allergology

Russian Federation, Rostov-on-Don

M. V. Kharitonova

Rostov State Medical University

Email: iai3012@rambler.ru

PhD (Medicine), Head, Laboratory of Clinical Immunology and Allergology

Russian Federation, Rostov-on-Don

References

Supplementary files