Биологическая активность интерферонов при новой коронавирусной инфекции COVID-19

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Иммунопатогенез новой коронавирусной инфекции COVID-19 принято связывать с развитием дисбаланса в иммунном ответе на её возбудитель – вирус SARS-CoV-2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus: Sarbecovirus). Это проявляется, в частности, дефицитом интерферонов (IFN) в начале заболевания с последующей гиперпродукцией провоспалительных цитокинов. Вирус вызывает снижение количества IFN I (α/β) и III типов (λ); менее изучены изменения, касающиеся IFN II типа (γ). В этой связи актуальным является определение функционального биологически активного IFN (интерферонового статуса) при COVID-19.

Цель исследования – оценка противовирусного потенциала организма посредством определения биологически активных IFN при новой коронавирусной инфекции.

Материал и методы. В работе использованы биологические образцы сыворотки крови пациентов с COVID-19, взятые в острую фазу (110 пациентов в 1–5 сутки болезни) и во время реабилитации (47 человек в период 1–3 мес. c момента начала заболевания). Оценка интерферонового статуса осуществлялась в соответствии с методикой, разработанной авторами и описанной ранее.

Результаты. В ходе эксперимента изучен IFN-статус пациентов с COVID-19 в остром периоде и в фазе постинфекционной реабилитации. Установлено, что SARS-CoV-2 вызывает выраженное угнетение биологической активности IFN I и II типов по сравнению с референтными значениями – более чем в 20 и 7 раз соответственно. На протяжении постковидного периода зарегистрировано неполное восстановление активности системы IFN, протекавшее весьма медленно. За время наблюдения не выявлено ни одного случая достижения физиологических показателей интерферонового статуса.

Заключение. Полученные данные по выявлению дефицита функционального биологически активного IFN подтверждают гипотезу о превалирующей роли нарушения процессов выработки IFN различных типов в иммунопатогенезе COVID-19.

Об авторах

Т. П. Оспельникова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»); ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: ospelnikovat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1580-6096

Оспельникова Татьяна Петровна – к.м.н., зав. лаб. интерферонов; старший научный сотрудник лаборатории цитокинов

Москва, Россия, 123098 ул. Гамалеи, д.18

Россия

Д. С. Левицкая

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»)

Email: dyna-s@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4316-1237

Левицкая Дина Сагитовна - к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории интерферонов 

105064 г. Москва, М. Казенный пер., д. 5а

Россия

Л. В. Колодяжная

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»); ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика
Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: 4583103@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6725-2219

Колодяжная Лариса Васильевна - лаборант-исследователь лаборатории интерферонов

105064 г. Москва, М. Казенный пер., д. 5а

Россия

А. Д. Шитова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»)

Email: countess.iris@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0787-6251

Шитова Анна Денисовна -  лаборант-исследователь лаборатории интерферонов 

105064 г. Москва, М. Казенный пер., д. 5а

Россия

В. Н. Осипцов

ФГКУЗ «Главный военный клинический госпиталь войск национальной гвардии Российской Федерации»

Email: valeraosiptsov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1027-7620

Осипцов Валерий Николаевич - Старший врач терапевт

г. Балашиха, мкр. Никольско-Архангельский, Вешняковское шоссе, владение 101, 143915

Россия

Л. Р. Арифуллина

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»)

Email: arifullinalidiya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4787-324X

Арифуллина Лидия Руфановна - лаборант-исследователь лаборатории молекулярной  иммунологии 

105064 г. Москва, М. Казенный пер., д. 5а

Россия

Н. О. Крюкова

ФГАОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова (РНИМУ) Минздрава России

Email: kryukovanadia@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8167-0959

Крюкова Надежда Олеговна – ассистент, аспирант кафедры госпитальной терапии педиатрического факультета

Россия

Д. В. Пахомов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»)

Email: dm_pachomov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4073-6085

Пахомов Дмитрий Владимирович  - к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории вакцинопрофилактики и иммунотерапии аллергических заболеваний

105064 г. Москва, М. Казенный пер., д. 5а, 

Россия

Е. А. Хромова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»)

Email: kate.khromova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4003-9976

Хромова Екатерина Александровна - к.м.н., научный сотрудник лаборатории вакцинопрофилактики и иммунотерапии аллергических заболеваний

105064 г. Москва, М. Казенный пер., д. 5а, 

Россия

И. А. Баранова

ФГАОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова (РНИМУ) Минздрава России

Email: iribaranova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2469-7346

Баранова Ирина Александровна - д.м.н., профессор кафедры госпитальной терапии педиатрического факультета Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования 

Россия

А. Г. Чучалин

ФГАОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова (РНИМУ) Минздрава России

Email: pulmomoskva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6808-5528

Чучалин Александр Григорьевич – академик РАН, д.м.н., профессор кафедры госпитальной терапии педиатрического факультета Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования 

Россия

М. П. Костинов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»)

Email: monolit.96@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1382-9403

Костинов Михаил Петрович – д.м.н., профессор, зав. лабораторией вакцинопрофилактики и иммунотерапии аллергических заболеваний 

119991, г. Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2, 

 

Россия

О. А. Свитич

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова» («НИИВС»)

Email: svitichoa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1757-8389

Свитич Оксана Анатольевна - Член-корр. РАН, д.м.н., профессор, Директор; Зав. Отдела иммунологии и аллергологии

105064 г. Москва, М. Казенный пер., д. 5а

 

Россия

Список литературы

  1. Постановление Правительства РФ № 66 «О внесении изменения в перечень заболеваний, представляющих опасность для окружающих». М.; 2020.
  2. Park A., Iwasaki A. Type I and type III interferons – induction, signaling, evasion, and application to combat COVID-19. Cell Host Microbe. 2020; 27(6): 870–8. https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.05.008
  3. COVID-19 Data Repository by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University. Availible at: https://github.com/CSSEGISandData/COVID-19 (accessed 2 April 2022)
  4. Coronavirus (COVID-19) confirmed cases, new cases, recoveries, and deaths in Russia as of March 23, 2022, by federal subject. Availible at: https://www.statista.com/statistics/1102935/coronavirus-casesby-region-in-russia/ (accessed 2 April 2022).
  5. Lei X., Dong X., Ma R., Wang W., Xiao X., Tian Z., et al. Activation and evasion of type I interferon responses by SARS-CoV-2. Nat. Commun. 2020; 11(1): 3810. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17665-9
  6. Galani I.E., Rovina N., Lampropoulou V., Triantafyllia V., Manioudaki M., Pavlos E., et al. Untuned antiviral immunity in COVID-19 revealed by temporal type I/III interferon patterns and flu comparison. Nat. Immunol. 2021; 22(1): 32–40. https://doi.org/10.1038/s41590-020-00840-x
  7. Felgenhauer U., Schoen A., Gad H.H., Hartmann R., Schaubmar A.R., Failing K., et al. Inhibition of SARS-CoV-2 by type I and type III interferons. J. Biol. Chem. 2020; 295(41): 13958–64. https://doi.org/10.1074/jbc.AC120.013788
  8. Busnadiego I., Fernbach S., Pohl M.O., Karakus U., Huber M., Trkola A., et al. Antiviral activity of type I, II, and III interferons counterbalances ACE2 inducibility and restricts SARS-CoV-2. mBio. 2020; 11(5): e01928-20. https://doi.org/10.1128/mBio.01928-20
  9. Wei L., Ming S., Zou B., Wu Y., Hong Z., Li Z., et al. Viral Invasion and Type I Interferon Response Characterize the Immunophenotypes During Covid-19 Infection. SSRN Journal. 2020. https://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3564998 Available at: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3564998 (accessed December 16, 2021).
  10. Мясников А.Л., Бернс С.А., Талызин П.А., Ершов Ф.И. Интерферон гамма в терапии пациентов с COVID-19 среднетяжелого течения. Вопросы вирусологии. 2021; 66(1) 47–54. https://doi.org/10.36233/0507-4088-24
  11. Ершов Ф.И., Оспельникова Т.П., Наровлянский А.Н. Интерфероновый статус как метод определения неспецифических биомаркеров иммунопатологии человека. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; (3): 91–9. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-3-91-99
  12. Оспельникова Т.П., Морозова О.В., Андреева С.А., Исаева Е.И., Koлoдяжная Л.В., Колобухина Л.В., и др. Отличия спектров РНК интерферонов и интерферон-индуцируемого гена MX1 при гриппозной и аденовирусной инфекциях. Иммунология. 2018; 39(5-6): 290–3. http://dx.doi.org/10.18821/0206-4952-2018-39-5-6-290-293
  13. Оспельникова Т.П., Колодяжная Л.В., Табаков В.Ю., Ершов Ф.И. Способ определения продукции интерферонов как параметров врожденного иммунитета. Патент РФ №2657808; 2018. https://i.moscow/patents/RU2657808C1_20180615 (accessed December 16, 2021).
  14. Cai Y., Zhang J., Xiao T., Peng H., Sterling S.M., Walsh R.M. Jr., et al. Distinct conformational states of SARS-CoV-2 spike protein. Science. 2020; 369(6511): 1586–92. https://doi.org/10.1126/science.abd4251
  15. Thoms M., Buschauer R., Ameismeier M., Koepke L., Denk T., Hirschenberger M., et al. Structural basis for translational shutdown and immune evasion by the Nsp1 protein of SARS-CoV-2. Science. 2020; 369(6508): 1249–55. https://doi.org/10.1126/science.abc8665
  16. Ou X., Liu Y., Lei X., Li P., Mi D., Ren L., et al. Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV. Nat. Commun. 2020; 11(1): 1620. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15562-9
  17. Bullerdiek J. COVID-19 challenging cell biology. Protoplasma. 2020; 257(3): 619–20. https://doi.org/10.1007/s00709-020-01506-z
  18. Thevarajan I., Nguyen T.H.O., Koutsakos M., Druce J., Caly L., van de Sandt C.E., et al. Breadth of concomitant immune responses prior to patient recovery: a case report of non-severe COVID-19. Nat. Med. 2020; 26(4): 453–5. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0819-2
  19. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Временные методические рекомендации «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19)». Версия 11 (07.05.2021). Available at: https://minzdrav.gov.ru/ministry/med_covid19
  20. Lapić I., Rogić D., Plebani M. Erythrocyte sedimentation rate is associated with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19): a pooled analysis. Clin. Chem. Lab. Med. 2020; 58(7): 1146–8. https://doi.org/10.1515/cclm-2020-0620
  21. Vabret N., Britton G.J., Gruber C., Hegde S., Kim J., Kuksin M., et al. Immunology of COVID-19: current state of the science. Immunity. 2020; 52(6): 910–41. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.05.002
  22. Симбирцев А.С. Иммунопатогенез и перспективы иммунотерапии коронавирусной инфекции. ВИЧ-инфекция и иммуносупрессия. 2020; 12(4): 7–22. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2020-12-4-7-22
  23. Ершов Ф.И. Хронология пандемии COVID-19. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2021.
  24. Adamczyk B., Morawiec N., Arendarczyk M., Baran M., Wierzbicki K., Sowa P., et al. Multiple sclerosis immunomodulatory therapies tested for effectiveness in COVID-19. Neurol. Neurochir. Pol. 2021; 55(4): 357–68. https://doi.org/10.5603/PJNNS.a2021.0051
  25. Ivashkiv L., Donlin L. Regulation of type I interferon responses. Nat. Rev. Immunol. 2014; 14(1): 36–49. https://doi.org/10.1038/nri3581
  26. Ye L., Schnepf D., Staeheli P. Interferon-λ orchestrates innate and adaptive mucosal immune responses. Nat. Rev. Immunol. 2019; 19(10): 614–25. https://doi.org/10.1038/s41577-019-0182-z
  27. Оспельникова Т.П., Исаева Е.И., Колодяжная Л.В., Козулина И.С., Андреева С.А., Полосков В.В., и др. Противовирусная активность препаратов интерферона бета-1а. Вопросы вирусологии. 2015; 60(6): 24–8.
  28. Zhou Q., Chen V., Shannon C.P., Wei X.S., Xiang X., Wang X., et al. Interferon-α2b Treatment for COVID-19. Front. Immunol. 2020; 11: 1061. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.01061
  29. Pinto D., Park Y.J., Beltramello M., Walls A.C., Tortorici M.A., Bianchi S., et al. Cross-neutralization of SARS-CoV-2 by a human monoclonal SARS-CoV antibody. Nature. 2020; 583(7815): 290–5. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2349-y
  30. Neufeldt C.J., Cerikan B., Cortese M., Frankish J., Lee J.Y., Plociennikowska A., et al. SARS-CoV-2 infection induces a pro-inflammatory cytokine response through cGAS-STING and NF-κB. Commun. Biol. 2022; 5(1): 45. https://doi.org/10.1038/s42003-021-02983-5
  31. Lee J.S., Park S., Jeong H.W., Ahn J.Y., Choi S.J., Lee H., et al. Immunophenotyping of COVID-19 and influenza highlights the role of type I interferons in development of severe COVID-19. Sci. Immunol. 2020; 5(49): eabd1554. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abd1554
  32. Stertz S., Reichelt M., Spiegel M., Kuri T., Martínez-Sobrido L., García-Sastre A., et al. The intracellular sites of early replication and budding of SARS-coronavirus. Virology. 2007; 361(2): 304–15. https://doi.org/10.1016/j.virol.2006.11.027
  33. Chen Y., Cai H., Pan J., Xiang N., Tien P., Ahola T., et al. Functional screen reveals SARS coronavirus nonstructural protein nsp14 as a novel cap N7 methyltransferase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009; 106: 3484–9. https://doi.org/10.1073/pnas.0808790106
  34. Menachery V.D., Yount B.L. Jr., Josset L., Gralinski L.E., Scobey T., Agnihothram S., et al. Attenuation and restoration of severe acute respiratory syndrome coronavirus mutant lacking 20-o-methyltransferase activity. J. Virol. 2014; 88(8): 4251–64. https://doi.org/10.1128/JVI.03571-13
  35. Lokugamage K.G., Hage A., Schindewolf C., Rajsbaum R., Menachery V.D. SARS-CoV-2 is sensitive to type I interferon pretreatment. bioRxiv. 2020. Preprint. https://doi.org/10.1101/2020.03.07.982264

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Оспельникова Т.П., Левицкая Д.С., Колодяжная Л.В., Шитова А.Д., Осипцов В.Н., Арифуллина Л.Р., Крюкова Н.О., Пахомов Д.В., Хромова Е.А., Баранова И.А., Чучалин А.Г., Костинов М.П., Свитич О.А., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-77676 от 29.01.2020.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах