Вроден и адаптивен имунитет по време на SARS-CoV-2 инфекция: биомолекулярни клетъчни маркери и механизми

Резюме

Пандемията от коронавирус 2019 (COVID-19) беше причинена от тежък остър респираторен синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2) с положителна едноверижна РНК (ssRNA). Съществуват обаче и други човешки коронавируси (hCoV). Историческите пандемии включват едра шарка и грип, с ефикасни терапевтични средства, използвани за намаляване на цялостното бреме на заболяването чрез ефективно насочване към компетентен отговор на имунната система на гостоприемника. Имунната система е съставена от първични/вторични лимфоидни структури с първоначално осем типа имунни клетъчни типове и много други подтипове, преминаващи през клетъчните мембрани, използвайки клетъчни сигнални каскади, които допринасят за изчистване на патогенни протеини. Други обсъждани протеини включват маркери на клъстер на диференциация (CD), основни комплекси на хистосъвместимост (MHC), плейотропни интерлевкини (IL) и хемокини (CXC). Историческите концепции за имунитета на гостоприемника са вродената и адаптивната имунна система. Адаптивната имунна система е представена от Т клетки, В клетки и антитела. Вродената имунна система е представена от макрофаги, неутрофили, дендритни клетки и система на комплемента. Други вируси могат да повлияят и регулират прогресията на клетъчния цикъл, например при ракови заболявания, които включват човешки папиломен вирус (HPV: цервикален карцином), вирус на Epstein-Barr (EBV: лимфом), хепатит B и C (HB/HC: хепатоцелуларен карцином) и човешки Т-клетъчен левкемичен вирус-1 (Т-клетъчна левкемия). Бактериалните инфекции също повишават риска от развитие на рак (напр. Helicobacter pylori). Вирусните и бактериалните фактори могат да причинят както заболеваемост, така и смъртност, заедно с предаването им в рамките на клинични и общностни условия, като повлияят на имунния отговор на гостоприемника. Следователно е подходящо да се контекстуализира напредъкът в едноклетъчното секвениране във връзка с други лабораторни техники, позволяващи вникване в характеристиката на имунните клетки. Тези разработки предлагат подобрена яснота и разбиране, които се припокриват с автоимунни състояния, които могат да бъдат повлияни от вродени В клетки (B1+ или клетки от маргинална зона) или адаптивни Т клетъчни отговори към SARS-CoV-2 инфекция и други патологии . По този начин този преглед започва с въведение в респираторната инфекция на гостоприемника, преди да изследва безценните клетъчни пратеници и след това индивидуалните имунни клетъчни маркери.

Ключови думи: COVID-19; В-клетки; неутрофили; дендритни клетки; Т-клетки; NK-клетки; моноцити; макрофаги; вродени; адаптивен; цитокини; хемокини; адхезионни молекули; антитяло; клъстер на диференциация; рецептори; протеини; SARS-CoV-2; серология

ползи от добавката Cistanche-увеличаване на имунитета

1. Въведение

1.1. Преглед

Причинният вирион SARS-CoV-2 на пандемията COVID-19 съдържа повече от четири имуногенни протеина, съставени от шип (S протеин), нуклеокапсид (N протеин), обвивка (E протеин) и мембрана (M протеин) и свързани субединици с допълнителни протеини [1,2]. Текущото терапевтично развитие се случи преди/след март 2020 г., когато Световната здравна организация (СЗО) обяви пандемия; Известно е, че SARS-CoV-2 се разпространява между животни и между поколения [3]. Смята се, че около 15% от смъртността от заболяването COVID-19 може да се дължи на пневмония или синдром на придобит респираторен дистрес (ARDS) [4]. Настоящите имуногени за ваксини са до голяма степен разработени като производни на S протеин преди сливане с по-нови кандидати, преминаващи през клинични изпитвания с цел да се намали тежестта на хроничното заболяване COVID-19 сред популациите, докато изследванията продължават. Геномът на SARS-CoV-2 е приблизително 30 килобази, кодиращи 9860 аминокиселини и се определя от отворени рамки за четене (ORF) и неструктурни протеини (NSP), необходими за размножаване на вируса във всички животински гостоприемници [5]. Геномът на SARS-CoV-2 съдържа 16 ORFs, които кодират 29 протеина, необходими за размножаването на вируса и инхибирането на имунния отговор на гостоприемника. Например, ORF1a и ORF1ab кодират полипептиди, разцепени на 16 NSP. Молекулярните методи за тестване (напр. PCR) са често използвани диагностични инструменти, които позволяват анализ и откриване на специфични РНК последователности в пробите. SARS-CoV-2 инфектира клетки чрез респираторни пътища и пневмоцити тип II (ATII), използвайки ангиотензин-конвертиращ ензим 2 (ACE-2) като преобладаващ рецептор за навлизане [6]. Разрушаването и инфекцията на ATII клетките, експресиращи АСЕ2, възникват през фосфолипидни мембрани. Други рецептори, експресирани върху всички левкоцити, тромбоцити и ендотелни клетки, включват различни клъстери от маркери за диференциация (CD), например CD3, CD4 и CD19, наред с други. Някои също понастоящем са замесени в първоначалното навлизане на SARS-CoV-2 в клетката, което включва трансмембранна протеаза тип II (TMPRSS2), азиалогликопротеинов рецептор-1 (ASGR1) и трансмембранен протеин 1, съдържащ крингъл (KREMEN1), дипептидил пептидаза 4 (DPP4), невропилин (NRP1), CD147 и виментин [7–12]. Следователно, поради клетъчна инфекция, имунните клетки се регулират и развиват в първичните лимфни органи (напр. костен мозък и тимус), но също и чрез мрежа от вторични лимфни органи (напр. сливици и други), използвайки лимфни възли (LN) и клетъчни мембрани които позволяват на клетъчната пропускливост и миграцията на лимфоцитите да обработват инфекциозни патогенни протеини при всички бариери през нервната, храносмилателната, ендокринната, дихателната, кръвоносната, мускулната и скелетната системи. Технологичният напредък от 2017 г. също позволи по-голям фенотипен анализ и следователно сега е по-ясно, че SARS-CoV-2 протеините имат различни роли на гостоприемник. Анализите потвърдиха, че М протеинът е жизненоважен за сглобяването, S протеинът е за навлизането на клетъчния рецептор, а N и E протеините изглеждат потенциални протеини, образуващи пори [13,14]. Едноклетъчно РНК секвениране (scRNA-Seq), спектрална поточна цитометрия (FACS) и масова цитометрия (CyTOF) могат да открият маркери, позволяващи фенотипен анализ на всички подгрупи на имунни клетки [15–18]. Трябва да се отбележи, че протеините на антитела, участващи в тестването за SARS-CoV-2 инфекции, имат променливи фактори и концентрации на човешки антитела. Те се измерват чрез преобладаваща диагностика на моноклонални антитела, за която съществуват много скали, които се подлагат на валидиране, независимо от производителя. Например, институциите измерват концентрациите в серума, като използват няколко анализа, които измерват свързващите антитела (BAU/mL), други измерват неутрализиращите антитела (nAb в IU/mL), а трети измерват концентрацията (ng/mL), тъй като стандартизацията се извършва, за да се гарантира последователност на глобален мащаб (допълнителни материали и данни S1–S5) [19,20]. Ето защо в тази статия ние правим преглед на настоящи съществуващи лабораторни и клинични проучвания, които са измерили и илюстрирали статистическа значимост, за да илюстрират променящата се среда на имунно клетъчно съзряване, за да предположим, че много от възпалителните ефекти, наблюдавани при инфекция със SARS-CoV-2, могат да бъдат нерегулирани адаптивни имунни отговори. Множество бактериални, вирусни и гъбични патологии имат както имунологични, така и генетични фактори на променливост, повлияни от регулацията на клетъчния цикъл и факторите за представяне на антиген. Те засягат множество патологии и следователно рискът се влияе от факторите на генетичната чувствителност. Това включва гени, които кодират протеини, експресирани върху имунни клетъчни мембрани, като човешки левкоцитни антигени (HLA), наричани основен хистосъвместим комплекс (MHC). Те представят къси протеинови (пептидни) фрагменти на клетките на имунната система и локализирани клетъчни маркери, засегнати от други медиаторни протеини, както обсъждаме по-долу. Имунните клетки, обсъдени в тази статия, предоставят цялостен контекст с по-нататъшно клетъчно характеризиране чрез взаимодействието на В клетки, Т клетки и всеки от останалите четири клетъчни подтипа, обсъдени по-долу, класифицирани конкретно от протеини на клъстер от диференциация (CD), експресирани върху клетъчни повърхности, зависими върху цитокини и хемокини, действащи като сигнали на имунни клетки, засегнати от външни патогени.

1.2. Текущи имуногенни отговори на ваксината SARS-CoV-2

Ползи от Cistanche tubulosa- укрепване на имунната система

Настоящите антигени на ваксина или вирусни антигени подтикват имунната система да разпознава патогенни протеини чрез епитопи, които могат да мутират, като по този начин засягат разпознаването на имунните клетки чрез В-клетъчни и Т-клетъчни рецептори (BCR/TCR). Предотвратяването на хронична болест на COVID-19 спрямо варианти преди Omicron беше оценено в тези съотношения в рамките на настоящите имуногенни ваксини, разработени от Pfizer/BioNTech, Astra Zeneca, Sinopharm и Novavax: BNT162b2: 95,3%, AZD1222: 70,4%, BBIBP -CorV: 79%. Развитието на имуногена показва NVX-CoV2373 при 72% при скрининг срещу Omicron BA.1 и BA4/BA5 [21]. Допълнителното намаляване на риска от заболяването COVID-19 се оценява на 86%. Проучванията на населението показват променливи отговори на SARS-CoV-2 протеинови антитела (76%:24% отговор/липса на отговор). Очакваното производство на функционални антитела срещу S протеинови имуногени в момента обхваща 6 месеца до 1,5 години. SARS-CoV-2 S протеинови мутации вече са добре документирани в други проучвания за установяване на потенциални епитопи, които влияят на имунния отговор [22]. Функционалните клетъчни Т-клетъчни отговори, хелперни (TH) или цитотоксични (TC), също предполагат поява на активност на CD4+: CD8+ в съотношение 96%:54% при COVID{{35} } заболяване [21]. В сравнение с други респираторни вируси, като например грип, SARS-CoV-2 S протеинът притежава по-високи нива на мутация в интерфейса шип/ACE2 и появата на варианти на Omicron подкрепя това, обозначено с BA1, BA2, BA2.75, BA4, BA5, BQ1 и XBB [23]. За щастие съществуват технологии и лабораторни техники, които улесняват точното клетъчно профилиране и позволяват сравнения на съответните имунни клетки. Следователно в тази статия ще обсъдим пътя на инфекцията, преобладаващите цитокинови и протеинови маркери и накрая индивидуалните клетъчни отговори на преобладаващите имунни клетъчни линии в реда на В клетки, неутрофили, моноцити/макрофаги/дендритни клетки (DC), естествен убиец (NK клетки) и подтипове Т клетки.

1.3. Респираторна микросреда

Засегнатите органи на дихателните пътища са носът, гърлото, ларинксът, трахеята, бронхите и белите дробове, изложени на външни антигени, съставени от повърхностни епителни клетъчни слоеве. Белите дробове на възрастен човек съдържат приблизително 700 милиона алвеоли с повърхностна площ от 70 m2 и диаметър между 200 µm и 500 µm, покрити с капиляри. В рамките на този дефиниран алвеоларен слой има ресничести пневмоцитни клетки тип I (ATI), както и пневмоцитни клетки тип II (ATII) и алвеоларен Mφ (AMφ), които регулират дишането, секрецията на повърхностноактивно вещество и имунната клетъчна регулация, съответно, заедно с бокалните клетки, базални клетки и други видове клетки [24]. Ранни проучвания (n=7) при хронично заболяване, предизвикано от SARS-CoV-2-, показват директна инфекция на ATII клетки през гликокаликса и повърхностно активния слой, като по този начин компрометират хомеостатичните бариери и функциите на клапата чрез повишено налягане на вдишания или издишан O2 CO2 в наномехурчета през клетъчни мембрани, където CO2 се произвежда чрез цикъла на трикарбоксилната киселина (TCA) [25]. Известно е, че гликокаликсният слой съдържа изобилие от протеини, които влияят на съдовата функция (напр. синдекани), които могат да бъдат разградени и да засегнат васкулатурата, като матрични металопротеинази (ММР), хепараназа и хиалуронидаза, чрез действието на цитокини (IL{ {13}} и други) [26,27]. Този процес на дишане зависи от дебелината на мембраната и газовата разтворимост на O2, N2 и CO2 наномехурчета [28] (виж Фигура 1).

Фигура 1. Общ преглед на SARS-CoV-2 взаимодействията на имунните клетки.

1.4. Цитокини и серумни протеини по време на SARS-CoV-2 инфекция

Повишаването на серумния протеин, документирано като „цитокинова буря“, което е повишено или нефункционално при SARS-CoV-2-индуцирано хронично COVID-19 заболяване, се среща при много други патологии [32]. Цитокините са група от краткотрайни протеини, освободени от различни клетки, действащи като междуклетъчни пратеници. Синтезът на цитокини и секреторните механизми включват освобождаване от лизозомите, отделяне на везикули от плазмените мембрани и освобождаване от плазмените мембрани. Много проучвания ги документират, но те не са основната тема на този преглед. За сравнение, при инфекция с грип (род Influenza A/B/C/D), цитокините IL-1, IL-4, IL-5, IL-6, IL{ {9}}, IL-12, IL-13, TNF- и IFN- са от значение за взаимодействието на имунните клетки, както е показано по-долу на фигурите. По време на индуцираната от SARS-CoV-2 инфекция COVID-19 болест са взети под внимание други протеини, които включват трансформиращи и васкуларни ендотелни клетъчни растежни фактори (TGF- /VEGF) във връзка със специфични MMP (MMP2, MMP3 , MMP9) [33–36]. Те представляват тъканно ремоделиращи протеини със специфични хемотаксични фактори, необходими също за насочване на хемотаксиса на левкоцитите между лимфните системи на зародишния център (GC) и в цялото тяло [34–36]. Съответните хемокини, разгледани по-долу, включват CXCL10 (IP-10), CCL2 (MCP-1), CCL3 (MIP1-) и CCL11 [33–37]. Въпреки това, преди пандемията от 2020 г., в свързан коронавирус (MERS-CoV), причиняващ Близкоизточния респираторен синдром (MERS), цитокиновите протеини IL-1, IL-6 и IL-8 бяха подчертани като ключови за отговора на гостоприемника, докато при инфекция CXCL10 и други плейотропни хемокини са допълнително изследвани, които използват CXCR3, експресиран върху Mφ, Т клетки, DCs и двете NK/B клетки [38–40]. Следователно всички цитокини и хемокини по-горе са вродени/адаптивни регулатори, които допринасят за контрола и регулирането на инфекцията в кръвния серум. Проучванията показват, че свързаната с COVID-19-коагулопатия (CAC) е причинен фактор при хронично заболяване с комплекси, образувани между вродени имунни клетки, засягащи коагулацията и фибринолитичните процеси чрез неизвестни механизми. Следователно категоризирането на COVID-19 е настъпило при дисфункция на васкуларните ендотелни клетки, хипервъзпалителна реакция и хиперкоагулация, документирайки този аспект на индуцирана от SARS-CoV-2 патология с последващо серумно повишаване на плазмените нива на D -димер, С-реактивен протеин, Р-селектин и фибриноген [41]. Съвсем наскоро, в предварителен печат, който все още предстои да бъде прегледан, 7315 протеина бяха изследвани специално при хронична болест на COVID-19, свързани с протеина на комплемента като ключов в пътищата на коагулация; субединиците A, B и C на комплемента C1q (C1QA, C1QB и C1QC) са основно обогатени в белите дробове и LN [42]. Факторите на комплемента C3, C5, C7 и C9, за разлика от тях, обикновено се регулират нагоре в LN и аорта/съдови стени с понижен SP-C в ATII клетки [42]. Изследванията показват два други протеина, рецепторът за напреднали крайни продукти на гликиране (RAGE/AGER) и вътреклетъчен канал за хлорид (CLIC5), също свързани с ATI клетки, но че SP-C-свързан протеин е регулиран надолу, специфичен за ATII клетки, като по-горе [42]. Интересно е, че авторите отбелязват значително намаляване на производството на IL-12 в LN, което може да повлияе на узряването на DC, както е обсъдено по-долу. Бяха измерени много регулаторни протеини на клетъчния цикъл, като циклин-зависима киназа (CDK2), но също и комплекс за репликация на произход (ORC) и нуклеопорини (NUC), които се наблюдават като регулирани нагоре в LN. Освен това, много протеинови промени бяха отбелязани като съответстващи на тъканни клетъчни промени в гликокаликса. В подобно проучване случай-контрола, разглеждащо биомаркери при серопозитивни индивиди (n=400), значителни промени са настъпили и в Е-селектин (CD62) и катепсин В, а персистиращите симптоми могат да бъдат свързани с клъстер желязо-сяра шаперонов протеин (HSCB), протеин на топлинен шок HSP 90-бета (HSP90AB1), амилоид-бета прекурсорен протеин (APP), фосфолипаза D член на семейството 3 (PLD3), цистатин-C (CST3) и калпротектин (S{ {93}}A9) [43].

1.5. Пред-2022 контекст на лабораторни изследвания

От 2015 г. изследователски проучвания изясняват, че SP може да модулира имунните отговори на гостоприемника при възпаление на белите дробове и следователно може да бъде терапевтична цел по време на повишена дисрегулация, наблюдавана при хронична болест на COVID-19 [44]. Има несъответствие в литературата и това може да е било пренебрегнато по време на пандемията от грип 2009 H1N1 [44]. Както многобройни доклади (n=10) изясняват, при SARS-CoV-2 инфекция има обширно алвеоларно увреждане с ендотелно увреждане на клетъчните мембрани, съдова тромбоза, оклузия на алвеоларни капиляри, оток с ангиогенен съдов растеж, и миграция на лимфоцити [44]. Получените механизми, контролиращи регулирането на цитокините, възникват между всички левкоцити с произтичащи въпроси относно имунните клетки и съответните интерлевкини (IL), растежни фактори (GF), хемокини (CXC) и съответните рецептори или лиганди (напр. CXCR3 и/или CXCR4), които изискват допълнителни пояснения по-долу [45]. Патогенезата на SARS-CoV-2 започва с нарушена мембранна хомеостаза с последващо образуване на синцитий, клетъчно сливане и многоядрени клетки, придружени от дисрегулация на имунната система [46–48]. Това образуване на синцития може да бъде инициирано от трансмембранни протеини (напр. TMEM16), които регулират богати на фосфолипиди клетъчни мембрани, включително фосфатидилсерин (PS) [49–51]. Брага и др. използваха анализи за инхибиране на клетъчно сливане (CFIA) и in situ измерване на анализи на вирусна РНК (n=41) проучвания при засегнати индивиди, за да се изясни, че инфектираните с SARS-CoV-2 индивиди са имали доминантен слят клетъчен синцитиум, който съдържа салфетка, който обработва SP-B, общ за ATII клетки [50]. Те отбелязват, че чрез регулиране на йонен канал, зависим от калций и един ензим скрамблаза, който регулира PS, S протеинът очевидно активира трансмембранни протеини (TMEM) на повърхността на клетъчната мембрана или в мембраните на органелите [49]. Например, един от тези TMEM16 е част от семейство протеини, състоящо се от калциево-зависими йонни канали, отговорни за регулацията на PS в нормален богат на калций и аргинин слой [49]. Същевременно вече е известно, че SARS-CoV-2 ORF3a може да повлияе на калциево-регулиран йонен канал, TMEM16F, регулиран от PS, който може да увеличи прокоагулантната активност чрез теназни и протромбиназни комплекси, които са ключови регулатори на коагулационния път [50–52]. Следователно такива локализирани промени предполагат пътища на навлизане на SARS-CoV-2 в епителната микросреда. Наистина, богатият на въглехидрати слой гликокаликс, покриващ епителните клетки на лигавицата, също съдържа смес от гликопротеини муцин (MUC), гликозаминогликани и други гликопротеини, които се простират и обграждат ресничките и нормално функционират, за да изчистват по-големи бактерии. Обширни изследвания наскоро разкриха, че функцията на ресничките, микровилите и слузта остава ключова за адхезията на SARS-CoV-2 и медиираното от рецепторите навлизане в епителните клетки, които изглежда действат като адхезиви. MUC протеините са протеини с високо молекулно тегло, които образуват слузни клъстери. При заболяването COVID-19, първоначално (n=16) два типа муцини бяха обстойно изследвани, от които свързаният с мембраната MUC1 и гел-образуващият MUC5AC се появиха при значително повишени нива. Следователно, нормалният патогенен клирънс чрез муцинови протеини може да бъде нарушен, улеснявайки навлизането на SARS-CoV-2, за да позволи устойчивост на вируса [53–56]. Важно е, че други изследвания показват, че в допълнение към ORF3a, други SARS-CoV-2 протеини, включително E и ORF8, могат да действат за сглобяване и образуване на токсични йонни канали [57,58].

cistanche tubulosa - подобряват имунната система

Щракнете тук, за да видите продуктите Cistanche Enhance Imunity

【Попитайте за повече】 Имейл:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

1.6. Роля на Toll-подобни рецептори (TLR) или индуцирана от TLR IFN дисрегулация

За да се създаде антивирусен отговор, обикновено се произвежда IFN тип I [59]. Настоящите изследвания противоречат на това, тъй като производството на IFN тип I се представя като полезно и вредно при болестта COVID-19; въпреки това, проучвания, изследващи респираторния синдром на Близкия изток (MERS) и респираторния синцитиален вирус (RSV), показват, че времето на производство на тип I IFN влияе върху клетъчния отговор [59,60]. Допълнителни съображения са повърхностни и цитозолни рецептори за разпознаване на образи (PRR), които инициират сигнални каскади надолу по веригата, използвайки NF-kB, тип I IFN и възпалителни пътища [43–46,61]. Те включват молекулни протеини, свързани с увреждане (DAMP), които обхващат безброй протеини, заобикалящи и в рамките на ядрени и извънклетъчни пространства, които включват десет запазени Toll-подобни рецептори (TLR), индуцируем от ретиноева киселина ген-I-(RIG-I)-подобен рецептори, Nod-подобни рецептори (NLRs), AIM2-подобни рецептори и вътреклетъчни ДНК и РНК сензори, които водят до производството на провъзпалителни или антивирусни цитокини, необходими за антиген-специфични адаптивни отговори [61,62 ]. Например, IL-1RA е DAMP рецептор, който, след като бъде освободен вътреклетъчно, се свързва и инициира освобождаването на IL-1, което се подкрепя от казуси (n=71), които показват това беше случаят при хронично заболяване COVID-19 едновременно с IL-10, който е до голяма степен имуносупресивен [63,64]. Известно е, че SARS-CoV-2 протеините се разпознават от клетъчните сензори и следователно ролите на TLR3/4/7 представляват интерес по отношение на това кои имунни клетки ги експресират. TLR3 е по-изобилен в NK клетките, докато TLR4 е по-често срещан в Mφ. Toll-подобни рецептори (TLR) трансдуцират сигнали чрез MyD88 и TRIF. Повечето TLR използват MyD88, за да предизвикат производство на възпалителни цитокини; TLR3 е изключение и сигнализира изключително чрез TRIF, докато TLR4 е уникален с това, че може да се свързва и сигнализира чрез MyD88 или TRIF към ядрени транскрипционни фактори. Предишни in vitro проучвания показват, че TLR3/7 може да бъде свързан с освобождаване на IL-1, IL-1, IL-4 и IL-6 [65]. Следователно други проучвания изследват естеството на TLR7 като рисков фактор при тежко заболяване на COVID-19 [66]. Ролята на TLR в сигнализирането на имунните клетки е до голяма степен неясна и несъмнено ще се нуждае от допълнителни изследвания, но е замесена в сигнализирането на Т-клетките [67]. TLR4 присъства в моноцити, Mφ и DCs и в някои неимунни клетки, като ендотелни клетки, и има роля както в LPS-индуцирания трафик на грам-отрицателни бактериални CD14 имунни клетки, и, което е интересно, може да регулира ROR t + регулаторни Т-клетъчни отговори при колит [68–70]. Продължават клинични изпитвания относно по-нови терапевтични средства, засягащи TLR (NCT05089110, NCT04526977 и NCT05293236) както при COVID, така и при ХИВ патологиите, които ще изяснят това допълнително (вижте Допълнителни материали). Ролята на SP-A, както беше обсъдено по-горе, е в процес на изследване и е правдоподобно експресията на TLR4 да има различни ефекти в рамките на избрани органни системи в зависимост от активирането, както се наблюдава при новородени, където е показано, че активирането на TLR2/4 стимулира извънклетъчния сигнал надолу по веригата регулирана киназа (ERK) и протеин киназа B (AKT) с IL-6 пътища непроменени между деца и възрастни [71]. Експресията както върху тромбоцитите, така и върху алвеоларния Mφ може да повлияе на тромботичните и имунните пътища едновременно с намалена експресия върху ATII клетки и потвърждение в проучвания върху животни, за които наскоро беше доказано, че свързват TLR4 с експресията на иРНК на чревни цитокини [72–74]. TLR4 очевидно има влияние върху тромбоцитите чрез агрегация и експресия на P-селектин и образуването на смесени агрегати между тромбоцити и неутрофили и при микроби с LPS задейства синтеза и/или секрецията на фактора на von Willebrand (vWF), тромбоцитен фактор 4 (CXCR4) ), и thromboxaneA2 (TXA2), заедно с NETosis с повишена регулация на CD11b и други адхезионни молекули (допълнителни данни S1) [75,76]. Първоначално идентифицирани през 1957 г. от Isaacs и Lindemann, IFNs бяха открити в секрети, за да инхибират вирусния и туморен растеж. Понастоящем те се класифицират в три групи и отделни подтипове: тип I, II и III. IFN от тип I се състоят от IFN- и IFN- (също IFN-δ, IFN-ε, IFN-κ, IFN-τ, IFN-ω и IFN-ζ), но също и в рамките на тип II е IFN-, докато IFN тип III включва IFN-λ [77]. По отношение на чувствителността на SARS-CoV-2 към IFN, ранните клинични проучвания показват чувствителност на SARS-CoV-2 към IFN- и IFN- in vitro, но по-скорошни тъканни изследвания показват, че IFN- и IFN - отговорът може парадоксално да улесни разпространението на вируса от респираторния епител към васкулатурата чрез директна инфекция на ендотелни клетки [78,79]. Наскоро IFN-λ от тип III е изследван и е в процес на клинично изследване след по-ранни проучвания (n=257), които документират намален IFN-λ2 по време на хронично заболяване на COVID-19 [80]. Клетъчният източник на индуцирано от SARS-CoV-2 производство на IFN в момента е до голяма степен неизвестен, тъй като IFN рецепторите се намират в В клетки, моноцити, Mφ, Т лимфоцити, глиални клетки, неврони и плазмоцитоидни дендритни клетки (pDCs) , между другото [60,61]. Интересно е, че in vitro проучвания на епителния отговор показват, че IFN- може да насърчи SARS-CoV-2 инфекция в клетъчна култура, за да подобри клетъчната диференциация в ентероцитите in vitro [81]. Установено е, че IFN-λ се активира от бактерии, включително Staphylococcus aureus [82]. Трябва да се отбележи, че IFN от тип II и IFN от тип III могат да се секретират от NK и Т клетки и малко проучвания документират дали IFN от тип III влияе върху класовете антитела. Следователно, като ключов медиатор на антивирусните отговори в респираторния тракт, сега се вижда, че генната експресия на IFNA2 и IFNG в респираторния тракт е придружена от повишаване на IFNB1, а също и с намален ранен IFNA2, но този IFN отговор изглежда се среща в серуми, а не в тъкани [83–85].

2. Вродена имунна система и изследване на SARS-CoV-2

2.1. Зависимост на развитието на В клетки от активиране на Т клетки

В-лимфоцитите представляват 10% от белите кръвни клетки (левкоцити). Централни за вродените имунни отговори като патогенни сензори, те се развиват в зародишните центрове (GC) и след това се разпространяват в мрежата на лимфната система чрез секреция на имуноглобулини (Ig), определящи откриването и неутрализирането на антигени чрез процеси на клетъчно развитие [86 ]. В-клетките отговарят на антигени, различни от гостоприемника, зависещи от рецептори, които включват антитела, отделени от клетъчната повърхност (напр. IgM, CD79a и CD79b) (вижте Фигура 2).

Фигура 2. Взаимодействия на В клетки и Т клетки

Развитието на В клетките от хемопоетични прекурсорни клетки (HPSC) протича на етапи от про-В клетки, пре-В клетки, незрели В клетки и нарастване в зрели В клетки в черния дроб на плода и след това в костния мозък. В-клетъчните отговори се определят от CD маркери, развиващи се в зрели В-клетъчни субпопулации, като B-1, B-2 и регулаторни В-клетки [87,88]. Изследвания на по-нови подтипове В клетки, дефинирани от други фенотипни CD маркери с едноклетъчно секвениране, се провеждат от 2017. Забележително е, че В-лимфоцитите синтезират до 1011 антитела, или В-клетъчни рецептори (BCR), в рамките на гостоприемник, който претърпява клонова селекция и соматична хипермутация (SHM), водещи до специфичността на разпознаването на антигенния епитопен протеин. BCR се състои от трансмембранна секция, простираща се през цитоплазмата с протеинови последователности, които зависят от ко-активиране или стимулиране от други протеини за активиране на В клетки. Други CD молекули определят развитието или произхода на В клетките (напр. CD19, CD21). Те са от значение за местата на пребиваване на клетките, етапите на развитие, съзряването и състоянията на активиране. Експресията на CD10 възниква в първи стадий на В клетъчна линия на клетки (напр. про-В, пре-В клетки и GC) и може да се промени по време на съзряването с други показани (виж Фигура 3) [89]. Освен това, CD27 се намира изключително в плазмените клетки на паметта B, докато CD5 характеризира B-1 клетките и DC (вижте Фигура 3). Комплексите на B клетъчния рецептор (BCR) с други Т клетъчни маркери (TCR), влияещи върху съзряването и представянето на антиген, водят до B клетки на паметта преди GC (pre-GC MBC) и краткотрайни плазмени клетки (SLPC), които произвеждат ранни антитела с нисък афинитет . Други В клетки достигат до GC, където афинитетът и селекцията на антитялото могат да възникнат чрез клонова селекция/SHM, модифициране на протеиновата структура чрез рекомбинация с превключване на класове (CSR), което води до дългоживеещи плазмени клетки (LLPC) и В клетки на паметта (MBC) с специфични изотипове на антитела, но също и плазмобласти (PB), които произвеждат Ig от петте основни изотипа, които се срещат като мултимерни протеини (IgM, IgG, IgA, IgE и IgD) при нормални специфични за гостоприемника имунни отговори. Те са посочени в рамките на тези диапазони в серума IgG: 80%, IgA:15%, IgM:5% и IgD:0,2%, със следи от IgE (вижте Таблица 1) [90].

Фигура 3. В клетъчни фенотипове по време на узряване.

Таблица 1. Концентрации на изотипове на антитела в серуми и способност за активиране на комплемента [83].

2.3. Роля на В клетъчните маркери в съвременните изследвания

CD19 отдавна се използва като В-клетъчен биомаркер [104]. През последните години това се разшири до характеризиране, както е показано по-долу, на В клетки чрез рецептори, експресирани на различни етапи на съзряване в различни В клетъчни линии, които включват наивни В клетки, В клетки с непревключена памет, В клетки с превключена памет и двойно отрицателни (DN ) В клетки, но също така, наред с това, хемокинови рецептори, отговорни за системната лимфна посока. Някои проучвания показват, че няма консенсус относно DN B клетките; обаче, тези наскоро характеризирани клетъчни маркери на DN B клетката са по-ясни (вижте Фигура 3 или Допълнителни данни S2). Допълнителен DN B клетъчен анализ на CD11c ги прецизира в подгрупи, експресиращи CXCR5, за които се предполага, че възникват от наивно активиране на В клетки извън GC [105]. Изследователите наскоро разшириха това до два други подтипа, DN3 и DN4 В клетки (вижте Фигура 3). Беше обсъдено, че обогатяването в определени подгрупи DN B клетки играе ключова роля при други сравнително добре характеризирани автоимунни заболявания (мултиплена склероза (MS), системен лупус еритематозус (SLE), миастения гравис (MG) и ревматоиден артрит (RA) [ 105–107]. Например се предполага, че CD27+ IgD+ има нарушено генно сигнализиране при RA през VH3-23D до VH1-8, което засяга производството или по-скоро намаленото BCR разнообразие по време на селекция [108]. Така, скорошни подтипове са изследвали DN CD11c B клетъчния фенотип (n=18), за да ги покажат при автоимунни патологии в сравнение със здрави контроли (SLE, синдром на Sjøgren). Освен това, B клетки (CD19) експресиране на CD11c+ заедно с повишени нива на CD69, Ki-67, CD45RO и CD45RA, като метаболитни маркери и фенотипни маркери на В-клетъчната памет, заедно с липсата на DN клетъчни маркери CD21, може да избягат от нормалната регулация на имунните клетки [109,110 Следователно, изчерпването на подгрупите от В клетки също е изследвано във възрастта, наричани свързани с възрастта В клетки (ABC), по отношение на повлияването на производството на автоантитела [111–118].

2.4. Отговори на В-клетъчни антитела по време на респираторни инфекции

IgG1 и IgG3 първоначално бяха свързани с тежко заболяване при по-възрастни хора с COVID-19 (n=123) заболяване и съпътстващи нередности в неутрализиращи антитела (nAbs), хемокини и Т-клетъчни отговори, което е аномалия като По-рано се смяташе, че IgG3 осигурява засилен патогенен отговор [91,119,120]. Наблюдавано е обаче, че дефицитът на IgG е свързан с повишен риск от смъртност при пациенти с хронична обструктивна белодробна болест (ХОББ) (n=489) ​​при следните съотношения: 56% IgG1: 27%: IgG2: 24% IgG3: 31% IgG4 [120]. Предишно проучване (n=105), сравняващо серологията на hCoV-229E, hCoV-OC43, hCoV-NL63 и hCoV-HKU1, изясни, че участниците показват в други hCoV антитела отговори по отношение на IgG, които са 99 %:100%:98%:91%, с IgA в проби от промивки от носа, открити в между 8% и 31% от участниците [121]. Нископатогенните hCoV представляват 15–30% от инфекциите на респираторния тракт при обикновена настинка при хора всяка година, също със серопозитивност, оценена на 90% при възрастни, което показва, че ролята на Т клетките изисква допълнително изясняване [122]. Следователно сравнение на некоронавирусен антиген би бил грипният вирус, който експресира протеини хемаглутинин (HA) и невраминидаза (NA), които се представят сезонно. В тези случаи изследванията показват повишения на серумните IgM-специфични HA антитела по време на пандемията H1N1 през 2009 г. в следните съотношения: IgM (86–94%), IgG (100%) и IgA (76 до 96%) [ 123,124].

2.5. B-клетки и отговори на антитела към SARS-CoV-2 инфекция

В края на 2020 г. Plume et al. проведоха уникално проучване (накратко, вижте Таблица 2), изследващо SARS-CoV-2 протеинови антигенни фрагменти, анализирайки ги спрямо изотипове на антитела срещу повечето вирусни антигени, и те посочиха, че сероконверсията на 20-ия ден може да причини проблеми, тъй като 97,3% реагират срещу избраните епитопи на SARS-CoV-2, но Е протеинът не е изследван в това проучване [125–127]. Посочена е общата честота на индивидуалните отговорили на антителата при индивидите (n=103) в това проучване, което е проведено между април 2020 г. и януари 2021 г. (вижте таблица 2). Диференциални реакции на поликлонални антитела обикновено се появяват, когато имунните клетки узряват срещу различни вирусни протеинови антигени. Поради това беше изследвана честотата на индивидите, произвеждащи поликлонални антитела срещу подтипове SARS-CoV-2 S протеин (S1, S2), M протеин и N протеинови антигени в проби преди януари 2021 г. Това варира с IgG доминиращ срещу RBD, S1 и M протеинови домейни в 100% от техните проби при умерено до тежко заболяване (вижте Допълнителни данни S3). Честотата на реагиращите IgA се разглежда като 24,7–35,6%, реагиращи срещу целия S протеинов домен, RBD, S1, S2, M и N протеинови домени, като последният не преобладава по тежест. Трябва да се отбележи, че това проучване признава ограниченията на чувствителността на IgE анализа в този момент и би било достойно за по-нататъшно изследване в сравними проучвания [126,127].

Таблица 2. Честота на индивидуален серологичен отговор по време на SARS-CoV-2 инфекция (%) [127]. Разрешението за авторско право се отнася до цитати и/или Допълнителни данни.

Измерена е паметта на В-клетките и производството на специфичен за S-протеин Ig и сега може да се види, че предполагаемата роля на неизвестни подтипове В-клетки, като DN2 В-клетки, регулиращи надолу CXCR5, или други рецептори, специфични за посоката, като CD62L ( L селектин), които обикновено се експресират, могат да повлияят на имунните отговори [125]. CD19+ CD24+ CD27+ CD38+ B клетки показват, че отговорите на антитялото към SARS-CoV-2 S протеин-специфични B клетки се увеличават, въпреки че допълнително подробности могат да се наблюдават по отношение на двете други съответни преходни В клетки (вижте допълнителни данни S2) [107,126]. За разлика от други проучвания, беше установено, че 32 аминокиселинен пептид (V551–L582) в текущо картографирания RBD домейн може да бъде имунодоминантен В клетъчен епитоп, което се равнява на 58,7% от изследваните IgG проби [127]. Въпреки това, анализи на Е протеин са извършени в едновременни проучвания, които не изглеждат, в историческия анализ, да имат подобни свойства на вирусна неутрализация преди 2020 г., което показва, че предишна експозиция може да не е настъпила, тъй като епитопите се различават във вирусните антигени. Първоначалните тестове за неутрализация на плака показват, че могат да възникнат достатъчни концентрации на nAbs в S1, RBD и потенциално в N протеинови SARS-CoV-2 домени с преобладаващ IgG отговор. Както по-горе, наивните В клетки, експресиращи IgD+CD19+CD27− (вижте Фигура 3, Таблица 3 и Допълнителни данни S2), могат да бъдат единствените предиктори на титруването на антителата в сравнение с контролните групи с висока значимост (p {{33} }.009) [128].

Таблица 3. В-клетъчни фенотипове (адаптирано от Li et al.) [107]. Разрешението за авторско право се отнася до цитати и/или допълнителни данни S2, вижте също фигура 3.

Въпреки това е показано, че пациентите с хронична COVID-19 болест, представящи DN (IgD− CD27−) B клетки, изпитват по-лоша тежест на заболяването и усложнения. Подгрупата DN1 е забележителна за задържане на потенциал за ранно активирани клетки на паметта, докато DN2 клетките обхващат клетки, секретиращи антитела PB–PB, които са били предварително инициирани; въпреки това, остава несигурно какво влияние има всеки DN B клетъчен подтип и механично свойство върху разрешаването на заболяването [129]. Интересното е, че по-рано в пандемията естеството на отговора на антитялото на SARS-CoV-2 домейн S2 беше показателно, че то беше сравнително имуногенно, стимулирайки както IgA, така и IgG. Статистически се наблюдава, че осемдесет и шест процента (86%) от индивидите имат антитела срещу този запазен S2 домейн, с повече концентрации на антитела, произведени срещу S2 домейна, отколкото RBD домейна [130]. SARS-CoV-2 може да се счита за нов, тъй като не предизвиква по-високо ниво на секреторен IgA, като грип и по-нископатогенни hCoV. Всъщност хроничната болест на COVID-19 наистина стимулира повишени нива на пет типа серумни антитела IgM, IgG1, IgA1, IgG2 и IgG3 [131–133]. Беше демонстрирано при хронично заболяване на COVID-19, че значително по-високи IgG1, IgG2 и IgG3 се наблюдават на ден 3 заедно с преходно повишаване на IgA1, изчезващо до ден 7; въздействието на това е неясно, както и клетъчните механизми, които влияят на това, но изследванията продължават. Едновременно проучване също потвърди, че IgM–IgA1, IgM–IgG1 и IgM–IgG2 са обогатени при остра SARS-CoV-2 инфекция, демонстрирайки първоначален силен имунен отговор [84]. Следователно, по тази линия, вариабилността на IgA беше изследвана в серуми, за да се определят клетъчните фенотипове, включително FACS анализ (n=135) на PB B клетки, за да се покаже при остра инфекция, че IgM и IgG се секретират между 10 и 15 дни след инфекцията , в тези съотношения: IgM: 10,5% (диапазон 4,2–54,1), IgG: 27,9% (диапазон 7,4–64,8). Следователно, В плазмените клетки (PBs), които произвеждат IgA, бяха допълнително количествено определени чрез експресия на пролиферационни маркери и В клетъчни маркери Ki67+CD19loCD27hiCD38hi за производство на IgA: 61,4% (диапазон 18,1–87,6), срещащи се в тези подтипове на антитела, IgA1: 66% (диапазон 26,8–88,5), в сравнение с IgA2: 31,6% (диапазон 3,7–70,8), които са в съответствие с горните общи мукозни имунни отговори [134]. Въпреки това се наблюдава, че индивиди с доминиращи IgA отговори имат свързан риск от смъртност при тежка болест на COVID-19, както е посочено по-долу, при които се наблюдават нерегулирани миелопоетични отговори. Високите титрувания на IgA до ниските IgG могат да причинят патологични последици в гостоприемника, включващи намалена патогенна фагоцитоза, повишена клетъчна апоптоза и повишена NETosis, както се съобщава при фатална COVID-19 болест в късен стадий. Индивидите, притежаващи високо съотношение IgG към IgA, изпитват повишено потискане на възпалението чрез имунен отговор, което води до по-добри прогнози и разрешаване на заболяването в ранен-късен стадий. Съществуват ограничени данни, които да разкрият защо SARS-CoV-2-индуцираната COVID-19 болест проявява такъв нов профил на антитела по отношение на IgG1/IgA1 отговорите. Счита се, че промените в структурата на Ig могат да доведат до усложнения, или увеличаване на инфекциите, или образуване на имунен комплекс, а при други патологични заболявания, като усилване, зависимо от антитела на денга (ADE), беше изследвана структурата на IgG антитела. Тези промени включват гликозилиране (гликан или въглехидрат, съседен на хидроксилни или други функционални групи) и фукозилиране (прехвърляне на захарна фукоза от GDP-фукоза към други протеини или гликани) и следователно това може да повлияе на левкоцитната екстравазация и селектин-медиираното свързване през клетъчните клетки мембрани, което е признато за потенциален фактор в терапията на рака [135,136]. Следователно проучвания по време на пандемията (n=33) изследват това при хронично заболяване на COVID-19, за да потвърдят, че IgG, срещу протеина SARS-CoV-2 RBD, може потенциално да повлияе на Mφ освобождаването на IL -1 , IL-6, IL-8 и TNF [137]. Въпреки това се предполага, че IgG3 и IgM са отговорни за 80% от неутрализирането на SARS-CoV-2, с предположения, че гликозилирането на IgG3 засяга специфичността на свързване на SARS-CoV-2 към S протеина [132,138]. Както бе споменато по-рано, гликозилирането може да се случи, когато се образува N–N-свързан гликан в рамките на IgG-Fc региона. В съответствие с изследването на подтиповете IgG, скорошно проучване от Бразилия изследва авидитета на IgG (n=47) към SARS-CoV-2 протеини, за да покаже повишаване на нивата на IgG1 и IgG3 на 8-ия ден, и Нивата на концентрация на IgG4 са по-малко откриваеми по време на периода на изследването. Смъртността на 8–21 дни показва по-високи нива на анти-RBD IgG4 в сравнение с възстановените, което противоречи на други проучвания и е сравнително неизвестно по отношение на патологичните изследвания на IgG4 [139]. Първоначалните скринингове на N/S/E SARS-CoV-2 протеини в по-малки кохорти (n=320) показват, че анти-N IgG и анти-N IgA са произведени в отговор на SARS-CoV{{121 }} и IgG антитела са били произведени към S1 и Е протеини, но също така, че предизвиканите анти-Е протеинови антитела не са били значително по-високи, което е показателно за настоящите имуногени в клиничните изпитвания и тези, използвани при тестване на латерален поток [140]. Понастоящем in vitro е установено, че специфични В клетки на паметта се произвеждат до 6 месеца, в сравнение с S протеин, с IgG, измерен при 66% и IgM при 100%, което би било в съответствие или с естествена инфекция, или с ваксинация [ 126].

Ползи от добавката Cistanche - как да подсилим имунната система

2.6. Роля на В-клетъчните маркери по време на SARS-CoV-2 инфекция и други състояния

Отговори на антитела към SARS-CoV-2 имуногени могат да бъдат постигнати при индивиди на анти-CD20 терапия чрез началото на репопулация на В клетки [150]. В отсъствието на В-клетки въпреки това се генерира силен Т-клетъчен отговор, който може да помогне за предпазване от хронична SARS-CoV-2-индуцирана COVID-19 болест при тази високорискова популация [150]. Следователно е важно да се разбере естеството на този отговор. Изследователи през 2020 г. установиха по-рано в пандемията, че в рамките на хроничната болест на COVID-19 (n=52) общото количество В клетки на засегнатите индивиди не се променя значително. Въпреки това, в сравнение със здрави индивиди, DN1 B клетките значително намаляват с тежестта, като се наблюдава увеличение на DN2 B клетките между умерено до хронично заболяване, но се отбелязва значително увеличение при пациенти по време на тежестта на заболяването на DN3 клетки, но без съпътстващи промени в DN4 В клетки. Поради това бяха изследвани други подгрупи от В клетки, за да се открие нова подгрупа от В клетки, наречена „преходни В клетки или TR“, която може да корелира с клиничния резултат, измерен чрез В клетки, експресиращи повече CD24, отколкото CD21 [129]. Това беше интересно откритие, тъй като е известно, че експресията на CD24 влияе на клетъчната миграция, инвазия и пролиферация, докато експресията или липсата на CD21 е свързана с превключване на В клетки и памет с комплементни протеини. CD21 също се експресира върху фоликуларни дендритни клетки и е известно, че се свързва като комплекс с комплементни протеини (C3dg, C3d и неактивен C3b) на повърхността на антигена, заедно с CD19/CD81 [115,129,151]. Интересното е, че увеличените TR клетки корелират с откритите рутинно използвани маркери на кръвни протеини от болестта COVID-19, включително съотношение неутрофили/лимфоцити, протеини в остра фаза, нива на феритин, D-димер и други. Точната природа на DN B клетките изисква допълнително изясняване, тъй като подгрупите са свързани със SLE [152]. Както и преди, намаляването на DN1 на В клетките/увеличаването на DN2 при хроничен COVID-19 беше придружено от високи нива на CD69 и CD89 в DN2 клетките, заедно с това, което изглежда като DN2 селекция на IgG, но също така предполага, че DN3 клетките могат да произвеждат VH4-34 IgG автореактивни антитела, някои от които могат да бъдат защитни [118]. Имаше първоначални индикации, че променливата тежка верига на Ig от зародишната линия VH4-34 показва понижени честоти на SHM, което би повлияло съзряването на Ig на B клетките чрез процеса на SHM [153]. Непревключените В-клетки на паметта (CD27+ IgD+), исторически, са част от нормалните и патологични имунни отговори с намалени общи IgM-секретиращи В-клетки. Например, при RA се смята, че непревключените В клетки се появяват поради генна рекомбинация, допринасяйки за селекцията на антитела от VH3-23D към VH1-8 [108]. Интересното е, че BCR репертоарът на тези клетки е променен при RA, показвайки някои от същите маркери като DN2 клетките, като CD11c, FcRL5 и транскрипционен фактор (T-bet) [154,155]. Въпреки че антителата, генерирани от В-клетки, са исторически добре характеризирани, не е ясно защо SARS-CoV-2 генерира висок отговор на антитела при хронична тежест, а не при остра инфекция. Времето на отговор на антитялото е важно при терапията, базирана на антитела, тъй като приложението на лекарството влияе върху резултатите на пациентите [156,157]. Наивните В клетки се активират с помощта на фоликуларни Т (TFH) клетки [158]. Следователно, тази нова експресия на антитела, причинена от SARS-CoV-2-индуцирана от инфекция хронична COVID-19 болест, беше установено, че е от три класа антитела и изотипа, включително IgM, IgG1, IgA1, IgG2 и IgG3, които изискват допълнителен анализ. Скорошен анализ на SARS-CoV-2 S протеинови имуногени показва, че експресията на Ig от шипове-специфични В клетки на шест месеца е произведена в тези диапазони: IgG: 61,33–77,46%, със съпътстващи IgA: 3,04–7,37% и IgM : 12,30–24,97%, за да се отбележи значително намаляване на IgG/IgA със значително увеличение на В-клетъчно-специфичния IgM на шест месеца [159,160]. Както беше обсъдено по-рано, В клетките се развиват в GCs и чрез малко кохортно изследване (n=15), ролята на циркулиращите TFH клетки беше изяснена, за да се покаже, че S-протеин-специфичните В клетки се развиват чрез SHM. На пет месеца 66% от тази кохорта са имали В клетки на паметта за ваксиниране на имуногени и това изследване предполага, че има леко увеличение на nAb [160–163]. Едновременно с други проучвания, не е изненадващо, че са представени незначителни разлики в клетките с превключване на паметта като основна популация (медиана: 59,92%) [163]. Техният анализ изследва специфични за SARS-CoV-2 В-клетъчни маркери, CD27 и CD38, които са придружени от значително увеличение на CD27hiCD38hi PBs. Това се наблюдава при възстановени индивиди в сравнение с неинфектирани индивиди на шест месеца, с IgD+CD27+ и IgD− CD27+ B клетки, които са значително намалени при хронична SARS-CoV-2 инфекция [161,163 ]. Допълнителният фоликуларен отговор остава в процес на изследване и Woodruff et al., в кохортно проучване, предполагат, че съотношението DN2/DN1 В клетки може да е в основата на някои от серологичните аномалии при тежко заболяване на COVID-19 с CXCR5 регулиране надолу и CXCR3 регулиране нагоре. CXCR5 е хемокин, конститутивно експресиран върху специфични В клетки и TFH клетки, отговорни за насочването на В клетки към GCs, докато CXCR3 има множество лиганди, включително CXCL8/9/10, но се експресира преференциално върху TH1 клетки и по-голямата част от Т клетъчната популация, DC и B клетки на паметта. Появяват се доказателства, че регулирането нагоре или промените в тези и други хемокини (CXCR3, CXCR5, CCR7) при остра инфекция и регулирането надолу в тежестта биха били допълнителен индикатор, важен за съзряването на DC [162,163]. Статистическата значимост е очевидна между експанзията на антитяло-секретиращи клетки (ASC) с високи нива на CD21-B клетки, независимо от продължителността на инфекцията [164,165]. В-клетките контролират секрецията на антитела и докладите показват, че IL-10 и IL-21 са отговорни за превключването на клас В клетки към IgG1, превключването на IFN-клас към IgG2 и TGF-превключването от IgA1 към IgA2 отговори [133]. Изследванията показват, че IgG1 и IgG3 (n=123) корелират при хроничната тежест на SARS-CoV-2 с цитокинов IL-1 отговор [119]. Смята се, че IgG2 е по-подходящ за бактериалните отговори към капсулни полизахаридни антигени. Едновременни in vitro проучвания също показват, че SARS-CoV-2 IgA1 и IgG3 могат да имат защитен неутрализиращ ефект при SARS-CoV-2 инфекция [164,165]. Ще бъдат необходими допълнителни изследвания, за да се изясни това твърдение. Други проучвания (n=82) потвърждават, че при хронична SARS-CoV-2 инфекция в рамките на седем дни отговорът на серумните антитела е 60% IgA, 53,3% IgM и 46,7% IgG, като IgG достига 100 % до ден 2 [166,167]. Следователно, едноклетъчен транскриптомичен анализ на изследване на тежка болест на COVID-19 в детайли подчертава, че DN1 клетките експресират IgA2 гени и следователно могат потенциално да секретират IgA2, докато DN3 В клетките са наблюдавани да експресират IgM гени, липсващи в DN2 клетки, с DN4 клетки, притежаващи IgE гени и съответните Fc рецепторни гени (виж Фигура 3) [118]. Интересното е, че това повдига възможността да има различни Т-клетъчно независими и Т-клетъчно зависими пътища в В-клетките по време на заболяването COVID-19, което сега се предполага в други съпътстващи проучвания. Следователно IgE може да се произвежда от DN4 B клетки, но серологията от пациенти с COVID-19 не се счита за статистически значима за тази клетъчна подгрупа [118,129,168,169]. Известно е, че IgE причинява дегранулация на мастоцитите чрез FcεRI рецептор с по-висок афинитет и чувствителността на анализа изисква валидиране и разработване за това антитяло, което обикновено се наблюдава при алергични реакции с преобладаващ IgG отговор по време на инфекция. Трябва да се отбележи, че H2 рецепторът, присъстващ в стомашната лигавица, мозъка и мастните клетки, е бил насочен с помощта на антагонист фамотидин в проучвания и е установено, че има някои ефекти при модулиране на симптомите, причинени от SARS-CoV-2-инфекция с синергизъм с цитокини ТН2 на макрофагите [170–172].

3. Възпалителни клетки и фагоцити

3.1. Въведение в неутрофилите

Полиморфонуклеарните неутрофили (PMN) са гранулирани и трилопастни, като са най-честите циркулиращи левкоцити, представляващи между 40% и 80% от левкоцитите при нормални възрастни. Неутрофилната инфилтрация в респираторните тъкани е характерна за много възпалителни заболявания [173]. Неутрофилите са гранулирани, действат срещу антигени чрез диспергиране на азурофилни цитоплазмени гранули, използвайки действията на протеолитични ензими (напр. миелопероксидаза, еластази и протеиназа-3), но също и лактотрансферин, лизозим или реактивни кислородни видове (ROS), които също са антимикробни , за изчистване на патогени [174,175]. Патогенните стимули задействат клетъчно освобождаване на калций чрез ендоплазмен ретикулум (ER), което води до активиране на протеин киназа С (PKC) и сглобяване на NADPH оксидазния комплекс, генериращ ROS. Неутрофилите образуват хемопоетични стволови клетки (HPSCs) в костния мозък и са краткотрайни, между 1 и 7 дни, и преминават през клетъчните мембрани чрез селектин-зависимо улавяне и интегрин-медиирана адхезия (вижте допълнителни данни S1), след което мигрират към тъканите и те оцеляват в продължение на 1-2 дни, докато циркулират и се изчистват чрез фагоцитиране на Mφ. Развитието на неутрофили се случва в костния мозък от прогениторни неутрофили и може да се класифицира общо според CD маркерите като CD81+CD43+CD15+CD63+CD66b+, които се диференцират в незрели неутрофили, експресиращи CD11b+CD66b+CD101+/−CD10−CD16+/− преди да узреят в костния мозък, за да експресират CD11b+CD66b+CD101+CD10+CD16 [ 176]. CD16 се коекспресира върху други клетки, включително NK клетки, моноцити, Mφ и някои Т клетки [176]. CD16 (Fc RIII) има подтипове, включително CD16a и CD16b (Fc RIIIa/Fc RIIIb), докато CD11 и по-специално CD11b се класифицират като по-подходящи за миграцията и белодробното възпаление [177–179]. Трябва да се отбележи, че CXCR2 и CXCR4 изглеждат ключови регулатори в тази клетъчна подгрупа, замесена в белодробна фиброза, но те също така модулират клетъчната митохондриална активност, миграцията на неутрофилите и насочването на неутрофилите, използвайки адхезионни рецептори, които включват CD62L [180–184]. Въпреки това, напоследък се смята, че CD11b и CD18, които се експресират повсеместно, сега изискват CD47 при епителна трансмиграция [185,186]. Интересното е, че Alberca et al. изследва нов клетъчен подтип, дефиниран като миелоидни супресорни (MDSC) клетки, в рамките на лабораторни казуси: CD33+CD11b+HLA–DR−CD14−CD66b+ и CD33+CD11b+HLA– DR− CD14+CD66b-клетки. В периферните кръвни маркери на хронично заболяване на COVID-19 се наблюдава корелация на възможни M–MDSC и полиморфонуклеарни P–MDSC, които са свързани с хронично възпаление [186]. Тези MDSC-дефинирани клетки са описани първоначално при рак, HCV и ХИВ, за да повлияят на Т клетъчната пролиферация. Скорошно изясняване на предполагаемите фенотипове, възникващи като M–MDSC (CD11bloD14+CD15−HLA–DR−) и P–MDSC като CD11bloCD14−CD15+ HLA–DR−, се предполага, че засягат TREGS, както е показано по-долу чрез TGF– засяга цялостния баланс както на TREGS, така и на самотолерантните DC [187].

Ползи от добавката Cistanche - как да подсилим имунната система

3.2. Неутрофилни клетъчни маркери след инфекция на гостоприемника SARS-CoV-2 по време на заболяването COVID-19

По време на хронично заболяване от COVID-19 се смята, че неутрофилите образуват неутрофилни извънклетъчни капани (NETs), както обсъдихме по-горе, където клетъчното сигнализиране вътре е нарушено, причинявайки активна дегранулация или „NETosis/неутрофилна апоптоза“ [188]. Точните механизми на приноса на NETosis остават неизвестни [189]. Следователно, скорошни казуси (n=64) се фокусираха върху по-нататъшното идентифициране на клетъчните маркери на неутрофилите. По време на заболяването COVID-19 някои изглежда потискат стимулирането на производството на IFN с неизвестни подгрупи клетки, които стимулират пролиферацията на Т клетки, но не успяват да активират Т клетките [190]. Няколко автори предполагат, че имунният отговор, управляван от гостоприемника, е причина за липсата на производство на интерферони тип I и III във връзка с повишени хемокини, а IL-6 е причинен фактор при коронавирусната патология [191,192]. Въпреки че IL-6 може да бъде преобладаващият цитокинов регулатор на NETosis, други протеинови маркери са по-ясни, тези са извънклетъчна ДНК (cDNA), активност на неутрофилна еластаза (NE) или миелопероксидаза-ДНК (MPO-ДНК) и те корелират с тежест на заболяването, измерена в неутрофили чрез маркери CD33loCD16+CD11b+ [193]. Изследователите наскоро откриха (n=155), че NE, хистонова ДНК, MPO-ДНК и свободна двойноверижна ДНК (dsDNA) са повишени при съпътстваща редукция на ДНКазата и обостряне на неутрофилната стимулация, възникваща чрез IL-8 , CXCR2 и DAMPs с нарушено разграждане на NETs чрез DNase 1 и DNase 11L3, за които се предполага, че действат като регулатори на метаболизма на неутрофилната ДНК [194]. Последните резюмета също предполагат корелация между тях и свързан с мембраната или разтворим CD13 [195]. Изчерпателен анализ на неутрофилите (n=384), използващ анализ на една клетка, класифицира шест клетъчни състояния, определени от възпалителна генна сигнатура (IGS), за да покаже, че съгласуваните съотношения IgA1:IgG1 са повишени при смъртност от коронавирусна болест, като IgG показва зависимост от антитела неутрофилна фагоцитоза и IgA2 индуцираща апоптоза [133]. Интересно е, че неутрофилите експресират значително повишени нива по време на узряването на CD32 (Fc RII), CD16b (Fc RIIIb) и CD89 (Fc R), основните Ig рецептори, които имат съответните лиганди върху В клетките, по-горе. Понастоящем не съществуват известни проучвания, свързващи тип III IFN с това превключване на изотипа. Подобно изследване на IgA2 (n=97) потвърди, че анти-SARS-CoV-2 IgA2 при тежко заболяване на COVID-19 корелира с кДНК [131]. Образуването на синцитий и NETosis е вероятно при образуването на имунни комплекси като дисбаланс, дължащ се или причинен от коагулопатия и имунотромбоза [131,193]. Ендотелните клетки при проучвания както при животни, така и при хора показват, че ендотелните клетки могат да бъдат директно инфектирани; въпреки това, проучванията показват колокализация с CD31 в разрушен възпален ендотелен слой, както ясно се вижда от регулирането на много адхезионни молекули (напр. P-селектин) и освобождаване на хемотактичен фактор на CXCL10 заедно с IL-6 (вижте Допълнителни данни S4) [ 196,197]. Допълнителни фактори, участващи в коагулацията на тромбоцитите, са vWF, с повишена регулация на P-селектин и E-селектин, наблюдавани при пациенти с хронична болест на COVID-19, които всички са свързани с ендотелна дисфункция [76,198]. Проучвайки това допълнително, Kuchroo et al. извърши едноклетъчно проучване за анализ (n=168) на пациенти със заразени SARS-CoV-2, което диференцира популациите на неутрофили и моноцити с моноцитни маркери (CD16hiCD66b/CD14−CD16hiHLA–DRlo), за да открие Т хелпер 17 (TH17) клетъчен отговор генерира IFN- и гранзим В [199]. В това ключово откритие CD14-CD16hi моноцитите са обогатени при тежка инфекция и беше потвърдено, че регулирането на HLA-DR корелира с тежестта. През 2020 г. беше показано при пациенти с хронично заболяване COVID-19, че IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF- и IFN - с С-реактивен протеин (CRP), корелиран с IL-10 [34]. IL-1 е ключов цитокин, участващ в активирането на неутрофилите, който споделя хомоложност и подобни функции с гореспоменатите семейства TLR [64,200]. IL-1 и IL-1 са замесени в заболяването COVID-19 в други проучвания. Следователно, точните механизми на регулаторния ензим гликозилтрансфераза, -1,6-фукозилтрансфераза (FUT8) бяха изследвани, само за да се намери малка корелация с прогнозата на заболяването, но беше установено, че рецепторната експресия е регулирана нагоре в други миелоидни моноцитни отделения, които експресират CD16a (Fc RIIIa), включително класически (CD14hi/+, CD16−−) и междинни (CD14hi/+, CD16lo/+) и некласически (CD14−−/lo, CD{{108} } ) маркери, които също включват CD11c DC, които също са HLA-DR+ миелоидни клетки [146,201–204]. Продължават клиничните изпитвания за допълнително изясняване на цитокините IL-1, IL-6, IL-8, TNF-, TGF-, IFN-, IL-17, IL{{122} }, IL-22, IL-23 и IL-10 и производството на ROS при COVID пневмония, с очакващи се резултати (допълнителни данни) (NCT04930757, NCT04434157 и NCT05520918). Както по-горе, неутрофилните протеини, разрушени по време на NETosis, естествено ще засегнат извънклетъчните йони и по-специално калциевата хомеостаза, изисквана от други цитоскелетни протеини с вътреклетъчни ензими, не непременно разградени, които включват MPO, хистони и други протеази в рамките на този цитокин и имунна клетъчна среда [205] ].

3.3. Моноцитно клетъчно развитие

След появата на FACS и откриването на моноцитите от Ehrlich и Metchnikoff, понастоящем идентифицираните моноцитни подгрупи са широко определени от класически (CD14hi/+, CD16−), междинни (CD14hi/+, CD16lo/+) и некласически (CD14 −/lo, CD16+ ) маркери [203,206,207]. Моноцитите представляват около 10% от популацията на левкоцитите и те са краткотрайни (1-2 дни), докато циркулират в кръвта, костния мозък и далака (вижте Фигура 4).

Фигура 4. Роли на антиген-представящи клетки при SARS-CoV-2 инфекция

3.4. Моноцитни клетъчни маркери по време на инфекция на гостоприемника SARS-CoV-2

При болестта COVID-19 се предполага, че класическите CD14++CD16−− моноцити са източник на повишен хемокин CCR2, заедно с неутрофилен хемоатрактант IL-8 (CXCL8) и TNF- с повишена генна експресия и синтез на IL-1 и IL-18 с по-малко потвърдени CD14+CD16++ моноцити. Нещо повече, наблюдава се, че понижаването на HLA-DR при тежки пациенти (n=12) засяга цялостното представяне на вирусен антиген [201,211,212]. Тези клетъчни популации се характеризират допълнително с CD195 (CCR5), както и с TNF-рецептори CD120a/CD120b (TNFR1/2). И двата рецептора са открити в кръвния серум и са регулирани нагоре заедно с ADAM17, за който е известно, че влияе върху отделянето на L-селектин (CD62), с ADAM17, TNF-конвертаза, също регулиран нагоре при възпалително заболяване на червата (IBD) [213,214]. Други разтворими маркери за отделяне на имунни клетки бяха измерени в серуми (sCD14 и sCD163) и, макар и несвързани с тежестта на заболяването, те корелираха със стандартните кръвни серуми протеини (остра фаза протеин, феритин, LDH, CRP и прокалцитонин) [215]. В допълнение, проучвания за инхибиране на CCR5 по време на продължителна SARS-CoV-2 инфекция и заболяване показаха, че настъпват промени в CD14/CD16 подгрупите, засягащи провъзпалителните цитокини заедно с CD4+/CD8+ Намаляване на Т клетките. Тези изследователи показват, че IL-2, IL-4, CCL3, IL-6, IL-10, IFN- и VEGF са повишени и освен това, TREG клетките намаляват при едновременно Намаляване на GM-CSF, засягащо развитието на моноцитите [216]. FACS анализът беше използван за анализ на NK клетки и за диференциране на CD14hi/+, CD16−−моноцити чрез CD16 маркер, за да се установи появата чрез инфламазомно активиране (NLRP3), доказано от активността на каспаза-1 при тежко заболяване на COVID-19. Това съвпада с дисрегулацията на митохондриалния супероксид и маркерите за липидна пероксидация на оксидативния стрес. Тези открития по-късно бяха потвърдени по време на проучвания за разцепване на gasdermin D [217]. Gasdermin D (GSDMD) е известен като порообразуващ протеин, за който е установено, че значително се активира от SARS-CoV-2 инфекция на неутрофили, измерено чрез активиране на каспаза 1/3 като потенциален стимулатор на NETosis и пироптоза [218,219]. Освен това е установено, че 6% от инфектираните със SARS-CoV-2 моноцити имат други пироптотични маркери при измерване на GSDMD, IL-1, IL-1RA, IL-18 и LDH, както и три ключови хемокина: CCL7, CXCL9 и CXCL10 (виж Фигура 5) [220]. Проучвания in vitro показват, че това може да е причина за секрецията на IL-1 от моноцити, изложени на SARS-CoV-2- [221]. По-конкретно, броят на циркулиращите класически моноцити (CD14hi/+, CD16−) беше обогатен с понижена регулация на CCR2 и HLA-DR, но броят на междинните (CD14hi/+, CD16lo/+) и некласическите (CD14−/lo , CD16+ ) моноцити са увеличени [222]. Алтернативен транскриптомичен анализ потвърди, че междинният CD14hi/+CD16lo/+ притежава темпорален интерферон-стимулиран генен подпис (ISG) при остра SARS-CoV-2 инфекция (IRF7, IFI44L, IFIT1 и IFIT3). Анализът също, забележително, илюстрира, че IL-8 (CXCL8) и IL-1 заедно с CCL3 са значително повишени без индуциране на провъзпалителни цитокинови гени като TNF, IL-6, IL -1, CCL3, CCL4 или CXCL2 в клетките, които притежават намалена HLA-DR експресия и намалена способност за представяне на антиген [223]. От друга страна, съвсем наскоро, в SARS-CoV-2 проучване случай-контрола (n=37), беше изяснено, че е имало първоначално увеличение на класическите моноцити (CD14hi/+, CD16 −−) с намаляване на междинните (CD14hi/+, CD16lo/+) и постепенно нормализиране на некласическите моноцити (CD14−/lo, CD16+ ) 6–7 месеца след проследяването, с промени към други клетъчни подтипове по-долу [203,204,207,224].

3.5. Метаболизъм и функция на макрофагите

През 1950–1970 г. метаболитните цикли на макрофагите (Mφ) бяха внимателно изследвани в това, което тогава беше известно като ефект на Варбург, където се наблюдаваше, че Mφ в туморите променя метаболитните профили. Наистина, последните изследвания показват, че активирането на Mφ или DCs с набор от стимули (LPS, TLR3 лиганд поли (I: C), тип I IFN) предизвиква метаболитен превключвател. По този начин метаболитните профили се променят от окислително фосфорилиране (OXPHOS) към гликолиза с последващо намаляване на цикъла на ТСА, докато производството на лактат задвижва Mφ метаболизма и се движи нагоре през пентозофосфатния път [225]. Mφ е най-разпространеният тип имунни клетки в белия дроб, класифициран като алвеоларен φ (AMφ) или интерстициален (iMφ). Макрофагите (Mφ) произхождат от кръвни моноцити, които мигрират между съдови тъкани с морфология, разпознаваща TLRs, патоген-асоциирани молекулярни модели (PAMP) и патогенни антигени. Трудно е да се направят заключения по отношение на Mφ взаимодействията с B/T клетки, както е обяснено по-долу (вижте Фигура 6).

Фигура 5. Фенотипове на моноцитни клетки.

3.6. Класификация на макрофагите

По-малко данни са дефинирали интерстициалните макрофаги (iMφ), в сравнение с алвеоларните макрофаги (AMφ), които са добре дефинирани като регулатори на белодробните белодробни имунни отговори. AMφ и iMφ са фагоцитни клетки, живеещи в тъканите, които също включват мозъчна микроглия, чернодробни Купферови клетки и други. Следователно AMφ се отличават със способността си да индуцират и инхибират възпалителни реакции при излагане на патогени и да променят маркерите на клетъчната повърхност, използвайки рецептори за опсонизация на комплемента и други молекули за разпознаване на образи, както по-горе, които улесняват фагоцитозата на клетъчни остатъци или патогени [226]. Характеристиката на Mφ впоследствие слабо разграничава различните възпалителни фенотипове, обикновено наричани M0 (неактивирани), M1 (провъзпалителни) и M2 (противовъзпалителни) чрез поляризация и секретиран цитокин, но понастоящем не са дефинирани по CD номенклатура [227,228]. Тъй като M-CSF и GM-CSF индуцират диференциация, се предполага, че Mφ се подразделят на M1φ, секретиращи цитокини IL1-, IL-6, IL-12 и TNF-, с M{ {18}}като секретиране на TGF-, IL-10, IL-4 и IL-13 (вижте Фигура 7) [229].

Фигура 6. Макрофагов процес и роля в инфекцията.

Фигура 7. Фенотипове на макрофаги по време на поляризация.

3.7. Роля на метаболизма на макрофагите по време на поляризация и SARS-CoV-2 инфекция

Поляризацията на макрофагите е процесът, при който Mφ се развива чрез съзряване и приема различни функционални и секреторни програми в отговор на сигнали от микросредата, в която се намират в даден момент от време. Този двоен вроден и адаптивен капацитет е свързан с множество роли във всички организми, тъй като ефекторните клетки са включени в центъра на повечето биологични процеси. По-конкретно, те участват в елиминирането на клетъчни остатъци, патогени, ембрионално развитие и възстановяване на тъкани, използвайки набор от клетки на имунната система, които включват В лимфоцити, DC, TH1, TH2, NK клетки и други по-долу (вижте Фигури 1 –12) [232]. Трябва да се отбележи, че се смята, че IFN- поляризира M1φ, причинявайки повишена регулация на възпалителни цитокини при вирусна инфекция, като същевременно инхибира растежа и засилва апоптозата на белодробните клетки in vitro [233]. Следователно дисрегулацията на AMφ полярността трябва да се разглежда в контекста на други in vitro или in vivo респираторни изследвания, при които може да се появи както фиброза, така и възпаление (напр. силикоза) [234]. M1φ и M2φ, заедно с генните протеинови маркери в бронхоалвеоларната промивна течност (BALF), са един от начините за установяване на промени в състоянието на полярността, свързани с болестта. Алтернативно могат да се използват методи за клетъчно оцветяване като хематоксилин/еозин и трихромно оцветяване върху белодробна тъкан. Фенотипите M1φ/M2φ изглежда претърпяват диференциални фенотипни промени, засягащи Т-клетките и произтичащото от това превключване на Ig клас, както и диференциално представяне на антиген заедно с освобождаването на хемокини и цитокини както в дихателните, така и в лигавичните отделения, които се влияят от факторите по-долу. M1φ може да произведе синтаза на азотен оксид (iNOS), която използва L-аргинин за производството на азотен оксид (NO), докато M2φ използва аргиназа 1 (ARG1), която хидролизира L-аргинин до L-орнитин за синтез на колаген. Следователно, по време на инфекция и/или фагоцитоза на Mφ, могат да настъпят промени в извънклетъчните метаболити, засягащи поляризацията и променяйки баланса на окислителното фосфорилиране в зависимост от консумацията на аминокиселини. Освен това е възможно M1φ, метаболизиращ извънклетъчния аргинин в NO и L-цитрулин с повишена гликолиза, синтез на мастни киселини и метаболизъм на АТФ, да промени нивата на метаболитите. За сравнение, M2φ показва подобрен метаболизъм на OXPHOS и глутамин, следователно представлява метаболитна клетъчна промяна, която може да се случи по подобен начин [235–237]. Изследванията са сравнително неясни дали активирането на M2φ зависи от гликолизата. Следователно, метаболизмът при засегнатите от COVID-19-индивиди е по същество релевантен за функцията на имунните клетки, където се наблюдава намален триптофан при пациентите с повишаване на L-кинуренин, което обикновено се увеличава с възрастта [238]. Триптофанът е основна аминокиселина, регулирана от ензимите индоламин 2, 3-диоксигеназа-1 (IDO-1) или индоламин 2,3-диоксигеназа-2 (IDO-2), евентуално което води до производство на кинуренин. Изследователите изясниха IDO-2 в кохортно проучване случай-контрола (n=21) с подобна патология, за да потвърдят, че както IDO-1, така и IDO-2 се срещат в изобилие във и извън AT1, AT2 клетки, интерстициални и ендотелни клетки, като IDO-2 е до голяма степен локализиран в белите дробове, а не в тъканите. Избрани имунни клетки (Mφ, DCs и неутрофили) мигрират в респираторния компартмент при SARS-CoV-2-индуцирана от инфекция COVID-19 болест [238,239]. Следователно, това очевидно потвърждение, че IDO се експресира в болестта, заедно с ограничената наличност на други изследвания, предполага, че известните избрани M2φ маркери IL-10/CXCR4 може да се увеличат, докато рецепторите за насочване на Т клетките CCR7 и IL{{56 }}A (IL-12p35) е известно, че намалява при други фиброзни състояния [240]. Фенотиповете M1φ и M2φ са по-ясни при излагане на други in vivo бактериални и вирусни агенти [241,242]. Фиброзата възниква около съдовите компартменти и в рамките на ендотелните слоеве и е разбираемо свързана с болестта на COVID-19 и дългосрочните последствия, при които тъканта се втвърдява, с едновременно намалена оксигенация и белодробна дисфункция. Например галектин-3, като въглехидрат-свързващ протеин, се произвежда в белите дробове от AMφ и епителни клетки. Следователно M2φ секрецията на TGF- или IL-10 може или да стимулира секрецията на тъканно-моделиращи протеини, или да регулира TREG клетките при остро белодробно увреждане. Счита се, че TGF- действа синергично с -AMφ при секрецията на ретинална дехидрогеназа (RALDH), ензим, който катализира превръщането на ретината в ретиноева киселина в клетката, което е от решаващо значение за свързания с транскрипционния фактор ретинолова киселина орфан рецептор гама t ( ROR t) [235,243,244]. Последната литература предполага, че M2φ зависи от по-високо производство на енергия [235,236,244]. Следователно, както е посочено по-горе, единствените други релевантни клетки на имунната система, мастоцитите, базофилите и еозинофилите, се обсъждат другаде, но са изследвани през 2021 г.

Фигура 8. Функционално разнообразие на дендритни клетки в узряване

Фигура 9. Фенотипове на дендритни клетки

Фигура 10. Разнообразие и съзряване на фенотипа на естествените клетки убийци

 Фигура 11. Т-клетъчно фенотипно разнообразие и клетъчни маркери за развитие

Фигура 12. Т-клетъчно фенотипно разнообразие и клетъчни маркери за развитие

3.8. Фенотипове на макрофаги, цитокини и хемокини по време на SARS-CoV-2 инфекция

Инфектираните със SARS-CoV-2- Mφ in vitro се наблюдават да се локализират в мембраните на ендотелните клетки, експресирайки CD31 (PECAM-1) заедно с ендозомите на ендотелните клетки и също показвайки маркери за активиране на екзозоми, експресиращи иРНК за IL{{4} }, каспаза 1 и NLRP3 от заразени индивиди [249]. Трябва да се отбележи, че рецепторите за опсонизация на комплемента включват CR1/CR2, но също и екзозоми CR3 и CR4 (2 интегрин), както и CD11b/CD18 (М 2), експресирани върху неутрофили, които могат да свързват iC3b като ефективен фагоцитен рецептор, въпреки че много интегринови субединици също са регулирани нагоре (вижте допълнителни данни S1). Следователно беше установено, че HLA-DR (кодиран на хромозома 6p21.31) представя S протеинови антигени и комбинирани пептидни единици на S1/S2/RBD, така че това представлява ключово откритие, че се наблюдава представяне на антиген [233]. Интересното е, че както Mφ, така и MDSC експресират CD68 и CD163, които бяха изследвани през 2018 г. в контекста на тромбоцитопения (ITP), за да се опитаме да изясним допълнително фенотипите на MDSC. Първоначалните индикации, че хемокиновите рецептори и лигандите насочват миграцията на левкоцитите, са очевидни с CCL2/CCL3 и еотаксин. Също така беше посочено, че IL-1 може да разшири и двата типа клетки при пациенти с ИТП преди [250]. Освен това, едноклетъчно секвениране на SARS-CoV-2 в рамките на други възпалителни заболявания (RA/CD/UC) изясни, че в пробите от BALF по време на заболяване на COVID-19 се наблюдава преференциална експресия на CXCL10, CXCL9, CCL2 , CCL3 и IL-1 (също GBP1, STAT1 генни протеини). Те също са индуцирани от IFN- и TNF-, като по този начин се изяснява, че M1φ са провъзпалителни при болестта COVID-19. Въпреки това, Mφ субпопулациите се характеризират допълнително с експресия на HLA-DR, CD195 (CCR5) и TNFR1/TNFR2, която също е по-висока при междинните моноцити, последвани от класически и след това некласически моноцити, както и Mφ [251]. Скорошен препринт предполага, че в рамките на остра SARS-CoV-2 инфекция, моноцитите променят IGS от вродените имунни функции, тъй като CD14+ моноцитите се развиват в протромботични, показвайки диференциално повишаване на регулацията на MHC II заедно с понижаване на MHC I ( HLA-DR/HLA-ABC), със съпътстващи генни сигнатури, регулирани надолу, което би повлияло производството на IFN (напр. IFNA1, IFNA2), но също и TLR7 и AIM2, засягащи повишената експресия на пътища, включени в хемостазата и имунотромбоза [207]. Обратно, TNFR2 се експресира на високи нива в некласическите моноцити, последван от междинен, а след това най-ниската експресия е в класическите моноцити [252]. Уголемените моноцити с M2φ характеристики също секретират IL-6, IL-10 и TNF- и експресират повърхностни рецептори CD11b+, CD14+, CD16+, CD{{77} } , CD80+ , CD163+ и CD206+/CD14hi/+ . Наблюдавано е, че CD14hiCD16− Mφ показва активиране на инфламазома, както се вижда от образуването на каспаза-1/ASC-петна при тежко заболяване на COVID-19 в сравнение с леки или здрави контроли [221]. Установено е, че M2φ са подобни на TH2- и могат да произвеждат алергични цитокини, които са свързани с тъканно ремоделиране и патология, която включва IL-4/IL-13. Въпреки това, хистамин H1 Mφ рецепторът и еозинофилът H4 също споделят тази роля [171,253]. CD68 и CD163 се увеличават по тежест заедно с CD163 и TREGS. Възможно е M2φ, заедно с супресора TREGS, да насърчава тази имуносупресивна среда. Въпреки това трябва да се отбележи, че други проучвания установяват, че и двата фенотипа M1φ/M2φ могат значително да повишат регулацията на CD38+ CD23+ при заболяване, което може да задейства DCs и наивни Т клетки [254]. Освен това беше изяснено чрез анализ на генен протеин, че диференциалната M1φ или M2φ поляризация може да бъде индуцирана in vitro с M1φ, експресиращ IL-6, TLR4, CXCL9, CXCL10 и CXCL11, докато M2φ експресира CD206, CCL17 и CCL22 (с генни маркери STAT6, IRF4) [233,255]. Това беше интересно откритие, тъй като TLR4 исторически се активира от бактериални антигени, докато CCL17 и CCL22 изглеждат подходящи като DC и Mφ хемокини. Следователно, върху Mφ изглежда, че освен M1φ, секретиращ IL-1, IL-8 и IL-18, се експресират допълнителни хемокини, като CXCL16 заедно с CCL2, докато противовъзпалителни M2φ експресира трансглутаминаза 2 (TGM2), аполипопротеин Е (APOE), 2-макроглобулин (A2M), CCL13 и CCL26. Интересно е, че ролята на задействащ рецептор, експресиран върху протеин на миелоидни клетки 2 (TREM2) в потенциалната токсичност на M1φ клетки, които притежават афинитет към CXCR3 рецептора, изглежда по-ясна от преди. Доказано е, че TREM2 се експресира върху новодиференциран Mφ, действайки като сензор и активатор на Т-клетъчните отговори при SARS-CoV-2 инфекция. Последните забележителни препринтове потвърждават ролята на TREM2 и iMφ в организирането на респираторно възпаление [256–258].

4. Дендритни клетки

4.1. Преглед на дендритните клетки

Дендритните клетки са официално идентифицирани през 1873 г. (клетки на Лангерханс) и от Steinman и Cohn през 1973 г. in vivo в далака, въз основа на уникална морфология, с ограничен живот от дни, което ги отличава от Mφ, и те се допълват чрез хематопоеза от прекурсор HPSC [265]. Първоначално установено, че са мощни стимулатори на реакцията на смесените лимфоцити, това изяснява тяхната роля като централна за представянето на антиген чрез експресия на високи нива на МНС клас II молекули и интегрин CD11c [202]. Следователно, в комбинация със способността за миграция между не-лимфоидни и лимфоидни органи, те притежават ключ с превъзходен капацитет да повлияват развитието и функцията на Т клетките. DCs могат да бъдат определени чрез миграция към вторични лимфоидни тъкани и първични TN (наивни) клетки в комбинация с Mφ в първични лимфоидни органи. През 1994 г. настъпи ключово развитие в изследването, описващо in vitro методи за клетъчна култура за развитие на DC-подобни клетки от моноцити с помощта на GM-CSF и IL-4 [266,267]. В сравнение с други APC, като Mφ и B клетки, те се считат за най-ефективните APC, подготвящи Т клетки чрез МНС клас I/II молекули и доставящи антигени до CD4+ и CD8+ Т клетки. DC се развиват от наивни до зрели от комбиниран моноцитен/DC пул, за който се смята, че е CD103+ DC, които могат да обработват грипния вирус в LN мрежи чрез кръстосано представяне и са мощни стимулатори на CD8+ Т клетки [268]. DC се формират от хетерогенна популация от клетки, произведени от костен мозък, класифицирани като плазмоцитоидни DC (pDCs), тип 1 конвенционални DCs (cDC1), тип 2 (cDC2), миелоидни DCs (mDCs) и Лангерхансови клетки, но също и моноцитни DCs (MoDC) с подтипове CD14 по-горе, които се развиват от хематопоетични стволови прогениторни клетки (HPSC) (вижте таблица 4).

5. Дискусия

SARS-CoV-2 и други вируси са еволюирали като зоонозни инфекции, които могат да преминат през животински бариери. Необходимо е да се има предвид, че независимо от произхода на SARS-CoV-2, е налице генетична хомология от 96,5% с Homophilus affinis и събитията на клетъчна рекомбинация са необходими както за имунен отговор, така и за продължаващо разпространение на вируса в животното домакини. Понастоящем данните за наблюдение на варианти на варианти на SARS-CoV-2 при други животни включват наблюдение в различни животински популации като норки (1320) и прилепи (8), със сравнително по-малко наблюдение при домашни любимци и животни в зоопарковете (вижте Допълнителни данни) . Записите предполагат, че само два патогена са до голяма степен унищожени при хора и животни, които са съответно едра шарка (Orthopoxviridae variola) и чума по говедата (Paramyxoviridae morbillivirus) [421]. Поради това се налага по-нататъшно разглеждане на текущото наблюдение в рамките на и между животинските популации, за да се наблюдават други потенциални патогенни коронавируси (напр. инфекциозен бронхит при птици, свински делта коронавирус и котешки коронавирус), за да се предотврати повторна поява на такива зоонозни инфекции в бъдеще. Експериментални изследвания между 16-ти и 18-ти век по целия свят, започнати от Едуард Дженър в края на 1700 г. върху кравешка шарка, в крайна сметка доведоха до съвременното тълкуване и използване на думата „ваксина“, отнасяща се до веществото, получено от ваксиния (кравешка шарка). ). Пандемията от едра шарка, причинена от вируса на вариола, в крайна сметка беше обявена за ликвидирана през 1980 г. от Световната здравна организация чрез научноизследователска дейност, използваща това, което някои биха сметнали за пионерските имуногени на ваксината, по които се измерват стандартите. Сега съществуват много други имуногени за ваксини, като тук са обобщени подобренията в развитието на изследванията, които илюстрират целите и изследванията на хиляди хора по света. Оценките на общия имунитет срещу едра шарка са около 50 години, до голяма степен благодарение на пионерите в тази област, които също включват Ehrlich, Medawar и Edelman и много други, чиито изследвания върху сифилиса, активно придобитата толерантност и структурата на молекулите на антителата поставиха основите на Kohler и откритието на Милщайн как да произвежда моноклонални антитела.

cistanche tubulosa - подобряват имунната система

6. Изводи

След задълбочени изследвания ние определихме количествено и очертахме естеството на настоящите специфични рецептори и протеини, които са от значение за клиничните лаборатории и медицинските изследвания, като документирахме както вродени, така и адаптивни клетки на имунната система в рамките на настоящите имунологични данни за коронавирус и други патологии до момента. В-клетъчното генериране на антитела, последвано от неутрофили в патофизиологията, освобождава първоначални цитокини и корелати, които са зависими от антиген-представящи клетки от моноцитни, макрофагални и дендритни клетъчни линии. Въпреки това, всяко от тях се отнася до определени Т клетъчни линии. Има доказателствени увеличения не само на S протеиновите имуногенни отговори, но и на N и M протеините. В тази статия разгледахме клетъчни маркери според текущата имунологична литература и диктовки от експерти в областта. Много старши учени между април и септември 2020 г. написаха писма в това отношение (вижте Допълнителни материали), които демонстрираха обща позитивност на инфекциозни антитела от 23% (Ню Йорк), 18% (Лондон) и 11% (Мадрид) зависи от останалите 10 или повече Т клетъчни подтипове, изпълняващи всички регулаторни функции на имунната система, които са вероятно по-важни при всички патологии [427–445].