پادتن‌هایی که می‌توانند شدت ویروس کرونا را پیش‌بینی کنند

به گزارش وب‌سایت رسمی دانشگاه استنفورد، پژوهش جدیدی نشان می‌دهد خونی که مدت کوتاهی پس از ابتلا به کووید-۱۹ از بیماران گرفته شده است، می‌تواند نشان دهد که کدام بیمار باید در بیمارستان بستری شود.

"تایا وانگ"(Taia Wang)، دانشیار حوزه بیماری‌های عفونی دانشگاه استنفورد و از پژوهشگران این پروژه گفت: ما نشانگر زیستی ابتدایی مبنی بر خطر پیشروی نشانه‌های شدید را شناسایی کردیم و دریافتیم که پادتن‌های استخراج‌شده توسط واکسن مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان که در این مورد واکسن فایزر است، با پادتن‌های موجود در بدن افراد مبتلا به "کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲" (SARS-CoV-2) متفاوت هستند.

نتیجه این پژوهش ممکن است در نهایت، ارائه آزمایشی باشد که بلافاصله پس از نتیجه مثبت ابتلا به کووید-۱۹ انجام می‌شود و به پزشکان کمک می‌کند تا توجه خود را روی افرادی متمرکز کنند که بیشتر به آن نیاز دارند.

وانگ ادامه داد: کووید-۱۹ شدید، یک بیماری التهابی است که به ویژه در ریه‌ها رخ می‌دهد. این پرسش برای ما مطرح شد که چرا این واکنش التهابی در تعداد کمی از مردم، بیش از اندازه است؛ در حالی که در بیشتر مردم چنین نیست.

وانگ و همکارانش برای پی بردن به این موضوع، نمونه خون ۱۷۸ بزرگسال مبتلا به کووید-۱۹ مثبت را که به بیمارستان یا مراکز مراقبت‌های بهداشتی مراجعه کرده بودند، جمع‌آوری کردند.

نشانه‌های این افراد در زمان آزمایش، به طور کلی خفیف بود. با گذشت زمان، نشانه‌های ۱۵ شرکت‌کننده آن قدر بد شد که آنها را به بخش اورژانس منتقل کردند.

تفاوت پادتن‌ها

پژوهشگران با تجزیه و تحلیل پادتن‌های موجود در نمونه‌های خون گرفته‌شده از شرکت‌کنندگان در روز آزمایش کرونا و ۲۸ روز بعد از آن، تفاوت‌های قابل‌توجهی را میان افراد مبتلا به نشانه‌های شدید و افراد بدون این نشانه‌ها کشف کردند.

پادتن‌ها، پروتئین‌هایی هستند که تقریبا به درختان دو شاخه شباهت دارند. آنها توسط سلول‌های ایمنی و در واکنش به عواملی مانند پاتوژن‌های میکروبی که بدن آنها را بیگانه می‌داند، تولید می‌شوند. یکی از ویژگی‌های شگفت‌انگیز پادتن‌ها این است که شاخه‌های آنها می‌توانند شکل‌های بسیاری را به خود بگیرند.

پادتن‌هایی که فقط در مکان‌های مناسب به پاتوژن‌ها متصل می‌شوند و از عفونت جلوگیری می‌کنند، پادتن‌های خنثی‌کننده نامیده می‌شوند.

چسبندگی حاصل‌شده، پدیده‌ای موسوم به "کمپلکس ایمنی"(immune complex) را به وجود می‌آورد که سلول‌های ایمنی را به محل مورد نظر جذب می‌کند.

پژوهشگران دریافتند بسیاری از شرکت‌کنندگانی که نشانه‌های آنها خفیف بود، از ابتدا دارای سطوح سالم پادتن‌های خنثی‌کننده کروناویروس بودند اما شرکت‌کنندگانی که در بیمارستان بستری شدند، در ابتدا سطوح پایین یا غیرقابل تشخیصی از پادتن‌های خنثی‌کننده داشتند.

یافته دوم مربوط به یک جنبه ساختاری پادتن‌ها است که اغلب نادیده گرفته می‌شود. پادتن‌ها با زنجیره‌ای از انواع گوناگون مولکول‌های قندی که به هم مرتبط هستند، مزین شده‌اند. ترکیب این زنجیره‌های قندی، بر میزان التهاب یک کمپلکس ایمنی تأثیر می‌گذارد.

بسیاری از انواع سلول‌های ایمنی، گیرنده‌هایی برای این ساختار پوشیده‌ شده با قند دارند. این گیرنده‌ها بین مولکول‌های قندی پادتن‌ها تمایز قائل می‌شوند و به تعیین میزان واکنش شدید سلول‌های ایمنی کمک می‌کنند. یکی از یافته‌های کلیدی پژوهش جدید این بود که در شرکت‌کنندگان مبتلا به کووید-۱۹ شدید، زنجیره‌های قندی روی پادتن‌های خاصی که کروناویروس را هدف قرار می‌دهند، در انواعی از قند موسوم به "فوکوز"(Fucose) کمبود داشتند.

علاوه بر این، سلول‌های ایمنی در این بیماران دارای سطوح بالایی از گیرنده‌های پادتن‌های فاقد فوکوز بودند. این گیرنده‌های موسوم به "CD16a"، به خاطر تقویت فعالیت التهابی سلول‌های ایمنی شناخته شده‌اند.

وانگ گفت: مقداری التهاب برای یک واکنش ایمنی موثر، کاملا ضروری است اما زیاده‌روی می‌تواند باعث دردسر شود. مانند التهاب قابل توجهی که در ریه‌ افرادی مشاهده می‌کنیم که سیستم ایمنی آنها نتوانسته است به‌ محض ابتلا، کروناویروس را متوقف کند.

واکنش واکسن

دانشمندان، پادتن‌های استخراج‌ شده را در ۲۹ بزرگسال پس از دریافت دوز اول و دوم واکسن فایزر مورد بررسی قرار دادند. آنها این پادتن‌ها را با پادتن‌هایی که حدود یک ماه پس از واکسینه‌شدن شخص بزرگسال یا آلوده شدن به بیماری شدید پیشروی نکرده بودند، مقایسه کردند و به مقایسه آنها با پادتن‌های افراد مبتلا به کووید-۱۹ بستری‌شده در بیمارستان پرداختند. دو دوز واکسن، به تولید سطح بالایی از پادتن خنثی‌کننده منجر شد. علاوه بر این، میزان فوکوز در گروه‌های واکسینه‌شده و دارای نشانه‌های خفیف، بالا اما در افراد بستری‌شده در بیمارستان پایین بود.

وانگ و همکارانش‌، یافته‌های خود را روی موش‌های مهندسی‌شده آزمایش کردند. آنها کمپلکس‌های ایمنی را که از بیمارانی با سطوح بالای کمبود فوکوز، بیمارانی با سطوح طبیعی کمبود فوکوز یا بزرگسالان واکسینه‌شده استخراج شده بودند، به نای موش‌ها منتقل کردند. پژوهشگران حدود چهار ساعت بعد مشاهده کردند که کمپلکس ایمنی دارای کمبود فوکوز، یک واکنش التهابی بزرگ را در ریه‌ موش‌ها ایجاد می‌کند.

هنگامی که این آزمایش در موش‌های مشابهی که برای کمبود CD16a مهندسی شده بودند، تکرار شد، چنین واکنش التهابی در ریه‌های آنها وجود نداشت.

وانگ گفت: عوامل ایمنی که ما شناسایی کرده‌ایم، هرکدام به تنهایی شدت کووید-۱۹ را پیش‌بینی می‌کنند اما در مجموع، آنها به ما امکان دادند تا سیر بیماری را با دقت حدود ۸۰ درصد حدس بزنیم.

وانگ حدس می‌زند که فراوانی CD16a در سلول‌های ایمنی و عدم وجود نسبی فوکوز در زنجیره‌های قندی پادتن‌ها ممکن است در برخی افراد، پدیده‌ای کاملا نامرتبط نباشد؛ اگرچه هیچکدام به تنهایی برای ایجاد نشانه‌های التهابی شدید ناشی از کروناویروس کافی نیست. عفونت ناشی از این ترکیب، به افزایش التهاب ویرانگر منجر می‌شود.

این پژوهش، در مجله "Science Translational Medicine" به چاپ رسید.