Rolul imunității în patogenia infecției SARS-CoV-2 și în protecția generată de vaccinurile COVID-19 în diferite grupe de vârstă Partea 1

Abstract:

Acest studiu își propune să revizuiască datele disponibile privind rolul central al imunității în combaterea infecției cu SARS-CoV-2 și în generarea de protecție prin vaccinare împotriva COVID-19 la diferite grupe de vârstă. Fiziologic, răspunsul imun și componentele implicate în acesta sunt variabile, atât funcțional, cât și cantitativ, la nou-născuți, sugari, copii, adolescenți și adulți.

Aceste diferențe imunologice sunt reflectate în timpul infecției cu COVID-19 și în perioada post-vaccinare. Rezultatul infecției cu SARS-CoV-2 depinde în mare măsură de reacția orchestrată de sistemul imunitar. Acest lucru este evident în starea clinică a infecției cu COVID-19, care poate fi fără simptome, ușoară, moderată sau severă. Chiar și complicațiile bolii arată un model proporțional cu privire la răspunsul imun. Dimpotrivă, vaccinurile anti-COVID-19 utilizate în mod obișnuit generează imunitate umorală și celulară protectoare. Amploarea acestei imunități și componentele implicate în ea sunt discutate în detaliu. În plus, multe dintre efectele adverse ale acestor vaccinuri pot fi explicate pe baza reacțiilor imune împotriva diferitelor componente ale vaccinurilor. În ceea ce privește alegerea adecvată a vaccinului pentru diferite grupe de vârstă, trebuie luați în considerare mulți factori.

Imunitatea umorală de protecție este strâns legată de imunitate. Imunitatea umorală de protecție se referă la unii anticorpi și celule prezente în sânge, limfă și alte fluide din corpul uman, care pot distruge în mod direct agenții patogeni și pot oferi organismului principala funcție de apărare. Imunitatea se referă la rezistența sistemului imunitar uman la invazia biologică externă. Dacă imunitatea umană este scăzută, va afecta imunitatea umorală protectoare și va crește riscul de infecție. Corpul uman are un mecanism natural de rezistență la agenții patogeni infecțioși, cum ar fi bacteriile și virușii, adică imunitatea înnăscută, care include apărarea locală a pielii, mucoaselor, tractului respirator, ficatului, rinichilor și a altor organe și macrofage, neutrofile, naturale. celule ucigașe și alte răspunsuri imune celulare. Imunitatea celulară și imunitatea umorală sunt cei doi piloni ai sistemului imunitar dobândit al organismului, care apără împotriva invaziei agenților patogeni prin anticorpi și răspunsuri imune mediate de celule.

Prin urmare, cu cât imunitatea este mai puternică, cu atât este mai puternică capacitatea organismului de a rezista agenților patogeni și cu atât va fi mai eficientă imunitatea umorală protectoare. Dezvoltați obiceiuri bune de viață și de alimentație, mențineți un somn adecvat și exercițiul adecvat, creșteți imunitatea și ajutați la prevenirea bolilor infecțioase. Prin urmare, trebuie să ne îmbunătățim imunitatea. Cistanche poate îmbunătăți imunitatea. Cistanche conține o varietate de ingrediente biologic active, cum ar fi polizaharide, ciuperci, Huangli etc., aceste ingrediente pot stimula diferite celule ale sistemului imunitar și pot crește activitatea lor imunitară.

Faceți clic pe cistanche alimente integrale

Aceasta este o piatră de temelie, în special în următoarele grupe de vârstă: 1 zi până la 5 ani, 6 până la 11 ani și 12 până la 17 ani. Mulți factori sunt implicați în deciderea căii, dozelor și programului de vaccinare pentru copii. O altă problemă importantă în această dilemă este ezitarea familiilor în a decide dacă să-și vaccineze copiii. La aceste dificultăți se adaugă și alegerea autorităților sanitare și a guvernelor cu privire la obligativitatea vaccinării copiilor. În acest sens, deși rare și limitate, au fost depistate efecte adverse ale vaccinurilor la copii, dintre care unele, din păcate, au fost grave sau chiar fatale.

Cu toate acestea, pentru a realiza un control complet asupra COVID-19 în comunități, atât copiii, cât și adulții trebuie să fie vaccinați, deoarece fostul grup reprezintă un rezervor pentru transmiterea virală. Înțelegerea diferitelor mecanisme imunologice implicate în infecția cu SARS-CoV-2 și pregătirea și aplicarea vaccinurilor sale a oferit științelor o mare oportunitate de a aprofunda și extinde în continuare cunoștințele imunologice. Sperăm că acest lucru se va reflecta pozitiv asupra altor boli prin obținerea unui fundal imunologic care poate ajuta la diagnostic și terapie. Omenirea este încă în conflict continuu cu infecția SARS-CoV-2 și va fi pentru o perioadă, dar se așteaptă ca viitorul să fie în favoarea prevenirii și controlului acestei boli.

Cuvinte cheie:

SARS-CoV-2; COVID-19; vaccinuri; răspunsul imun; vaccinarea copiilor; sindromul inflamator multisistem la copii (MIS-C).

1. Introducere

În SUA, precum și în întreaga lume, au fost raportate mai puține cazuri de COVID-19 la copii decât la adulți. Acestea reprezintă aproximativ 17-18% din toate cazurile de COVID-19 în rândul populației [1]. Procentul copiilor internați este între 1,7 la sută și 4,4 la sută din totalul internărilor [2]; cu toate acestea, până la 50% dintre copiii și adolescenții infectați au COVID-19 fără simptome [3]. Acest lucru poate pune în lumină competența sistemului imunitar în combaterea virusului SARS-CoV-2 la copii în comparație cu adulții. Din aceste motive, se ridică o întrebare: „De ce vaccinăm copiii?” Răspunsul la această întrebare este prevenirea bolilor severe și răspândirea infecției în familii și comunități. În plus, rar, nou-născuții pot prezenta un risc mai mare de a face COVID sever-19 decât copiii mai mari [3]. Acest lucru se datorează faptului că sistemul imunitar la sugari este încă imatur în comparație cu copiii mai mari [3].

Când se naște o persoană, atât imunitatea înnăscută, cât și cea pasivă sunt transferate nou-născutului de la mamă prin placentă și în timpul alăptării, ceea ce poate proteja copilul pentru o perioadă până când imunitatea adaptativă se maturizează [4]. Până la vârsta de patru ani, sistemul imunitar tinde să fie mai receptiv cu o bună generare de celule de memorie. Până la vârsta de 55 de ani, sistemul imunitar și-a pierdut o parte din puterea de răspuns și din memorie pentru a lupta împotriva infecțiilor. Dozele de rapel de vaccinuri pot ajuta la potențarea răspunsului imun [4].

SARS-CoV-2 poate infecta toate grupele de vârstă și există diferențe izbitoare în răspunsul imun și rezultatul infecției cu COVID-19 între aceste grupuri. Nou-născuții, sugarii, copiii și adolescenții contractează de obicei COVID asimptomatic sau ușor-19 [5–7]. La aceste grupe de vârstă, sistemul imunitar funcționează diferit decât la adulți. Răspunsul imun la nou-născuți este organizat pe baza toleranței imunologice, mai degrabă decât a rezistenței la microbi [8,9]. Răspunsul imun este reglat pentru a preveni deteriorarea excesivă a țesuturilor normale [10].

La nou-născuți/sugari, numărul de celule imunosupresoare este crescut pentru a reduce răspunsurile imune nedorite, iar rolul acestor celule poate determina modelul rezultatelor infecției cu COVID-19 la bebeluși [11]. În timpul infecției cu COVID-19, producția de citokine proinflamatorii (IL-1ß, IL{-6, IL{-8, IL{-17 și TNF- ) este, de asemenea, mai strâns reglementată la nou-născuți, sugari și copii în comparație cu adulții [12].

Efectul virusului SARS-CoV-2 asupra expresiei și funcției enzimei de conversie a angiotensinei 2 (ACE2) la copii este diferit de cel al adulților și poate determina rezultatul infecției cu COVID{-19 [5] ,13,14]. Virusul SARS-CoV-2 intră în celulele corpului prin intermediul receptorului ACE2 și, de asemenea, virusul poate reduce expresia receptorilor ACE2 pe multe organe (celule alveolare, mucoasa nazală, tractul respirator superior, endoteliu, inimă, rinichi și celule intestinale) care în mod normal le prezintă [5,13,14]. Acest lucru poate duce la acumularea de ACE2 în tractul respirator, ducând la leziuni pulmonare [5]. Sugarii și copiii care prezintă niveluri ridicate de ACE2 plasmatic pot fi scutiți de acest efect, deoarece expresia lor tisulară ACE2 este diferită de cea a adulților [15]. Mai mult, expresia ACE2 este, de asemenea, direct legată de nivelurile de androgeni și estrogeni ale indivizilor, care scad odată cu vârsta [16].

La câteva săptămâni după apariția simptomelor COVID-19, copiii pot dezvolta o complicație gravă: sindrom inflamator multisistem (MIS; vezi mai jos, secțiunea 4.3.5). Copiii par să aibă un rol mai mic în răspândirea SARS-CoV-2 decât în ​​transmiterea altor microorganisme. Acest factor conex ar trebui să fie abordat atunci când se determină beneficiile imunizării copiilor împotriva COVID-19, deoarece mai puțin de 2% dintre cazurile diagnosticate includ tineri [17–19]. Copiii cu vârsta sub cinci ani sunt mult mai puțin vulnerabili la coronavirus decât adulții, dar nici nu sunt invulnerabili la consecințele grave. Prin urmare, dacă infecția cu COVID-19 trebuie prevenită, vaccinarea copiilor este o abordare pragmatică în acest scop [20].

Obiectivele principale ale acestei revizuiri au fost, în primul rând, să arate diferențele în răspunsul imun împotriva SARS-CoV-2 la diferite grupe de vârstă, de la copilărie până la adolescență, în comparație cu adulții; în al doilea rând, am analizat rezultatele și complicațiile COVID-19 în rândul acestor diferite grupuri de vârstă cu privire la starea imunologică. În aceste scopuri, această revizuire este organizată în patru categorii majore (Secțiunile 2–5), care sunt discutate mai jos.

2. Revizuirea literaturii și discuții

2.1. Dezvoltarea și maturizarea sistemului imunitar normal

Sistemul imunitar (IMS) evoluează de la o stare de imaturitate la naștere la o stare de maturitate la vârsta adultă și apoi scade în timpul bătrâneții (imunosenescență). Acest proces de maturare trece în diferite faze care pot fi clasificate în trei etape legate de vârstă, care stau la baza înțelegerii răspunsului imun în timpul infecției cu COVID-19 și după vaccinare.

2.1.1. Prima etapă în timpul copilăriei imunitate înnăscută

Funcțiile diferitelor componente ale imunității înnăscute sunt slabe în timpul copilăriei în comparație cu grupele de vârstă mai târziu. Sugarii au o funcție slabă a neutrofilelor, făcându-i susceptibili atât la infecții virale, cât și bacteriene, ceea ce poate reflecta capacitatea scăzută a funcțiilor adezive ale neutrofilelor și endoteliului (Tabelul 1) [21-23].

Seria monocite-macrofage prezintă, de asemenea, funcții reduse și secreție slabă de molecule bioactive la naștere. Deși numărul de macrofage pulmonare este redus, acest lucru este corectat în câteva zile. În plus, sângele din cordonul ombilical conține mai puține celule dendritice mieloide (mDC) decât sângele periferic al copiilor și adulților. Aceste celule exprimă mai puține molecule costimulatoare (HLA-II, CD80 și CD86) decât mDC-urile unui adult [29]. Din nou, aceste celule produc mai puțin IL-12, care leagă imunitatea înnăscută cu imunitatea adaptivă. Prin urmare, amorsarea celulelor Th1 și CD8 este afectată [31]. Între timp, aceste celule răspund la stimularea receptorului Toll-like 4 (TLR4) și, astfel, promovează funcția celulelor Th17 prin secreția de citokine proinflamatorii (Tabelul 1).

Celulele ucigașe naturale (NK), care sunt o componentă a sistemului imunitar înnăscut, sunt mai puțin susceptibile la activarea citokinelor de către IL-12 și IL{-15 și eliberează mai puțin interferon gamma, ceea ce duce la un răspuns antiviral scăzut. 32]. În plus, în brațul înnăscut al nou-născuților, celulele NK au deficite funcționale, inclusiv scăderea aderenței celulare datorită scăderii selectinelor, scăderii producției de TNF și creșterii receptorilor inhibitori. Numărul de PDC neonatale și cantitatea de IFN de tip I generate de aceste celule sunt reduse [60]. Principalele diferențe dintre celulele NK și mDC se bazează pe conceptul că primele celule sunt implicate cu celule autologe infecțioase sau defecte într-un model non-HLA restrictionat, în timp ce ultimele celule sunt implicate cu celule ale diferitelor organisme, cum ar fi agenții patogeni virali. 29,45].

În sfârșit, calea alternativă a complementului și componentele căii de activare a legăturii lectinei, care sunt, de asemenea, elemente ale imunității înnăscute, sunt prezente în mod semnificativ în concentrații mai mici decât nivelul unui adult, ceea ce duce la scăderi ale activităților complementului, cum ar fi opsonizarea, liza celulelor țintă, și medierea proceselor inflamatorii împotriva moleculelor microbiene [33]. Prin urmare, imunitatea înnăscută pentru activitățile de protecție este grav compromisă după naștere.

Imunitate adaptiva

Imunitatea adaptativă este, de asemenea, diferită în timpul copilăriei în comparație cu vârsta adultă. Aceste diferențe implică atât celulele T, cât și celulele B. După naștere, celulele Treg periferice (pozitive Fox 3-) persistă o perioadă îndelungată [36], la o concentrație care reprezintă aproximativ 3% din populația totală de celule CD4 plus T [35], pentru a media antiinflamatorii. răspuns [37]. Acest lucru poate duce la o recunoaștere redusă a aloantigenelor, un răspuns slab la antigenele străine și un răspuns distorsionat al celulelor T față de imunitatea Th2. Cu toate acestea, pentru a compensa imaturitatea funcțiilor celulelor Th1, celulele T cu receptori de celule T gamma-delta (δ-TCR) pot produce cantități semnificative de interferon gamma după stimularea policlonală scurtă în timpul infecțiilor neonatale [39,40].

Dimpotrivă, ca răspuns umoral al imunității, celulele B sunt de două tipuri. În primul rând, există celule B2, care secretă IgM cu afinitate scăzută împotriva antigenelor limitate, inclusiv polizaharidele bacteriene, și produc IL-10 și factorul de creștere transformator (TGF). Ultimii doi factori pot promova răspunsul Th2 [42]. Celulele B1 (celule convenționale) au un repertoriu larg de răspunsuri la imunoglobuline în organele limfoide secundare și în măduva osoasă și cuprind aproximativ 40% din celulele B din sângele periferic de la naștere până la câteva luni după aceea [61].

În plus, răspunsurile imunității adaptive la antigenele dependente de celulele T la nou-născuți sunt semnificativ afectate în comparație cu cele ale copiilor mai mari și adulților [43]. Aceste informații sunt relevante pentru programele de vaccinare care implică nou-născuți și sugari. Prin urmare, din cauza imunității înnăscute afectate și a răspunsurilor Th1 și anticorpilor slabe la nou-născuți, rata mortalității în rândul nou-născuților prin expunerea la alți microbi decât SARS-CoV-2 este ridicată [49].

În cele din urmă, răspunsurile imune adaptative puternice depind de potențialul DC de a suferi maturizare alături de activarea robustă, diferențierea și supraviețuirea celulelor T și B. DC nou-născuți au o capacitate redusă de a răspunde la modelele moleculare asociate modelelor (PAMP) prin intermediul receptorilor Toll-like (TLR) și al receptorilor gene-I inductibili de acid retinoic (RIGI), rezultând în exprimarea afectată a moleculelor costimulatoare (CD40). , CD și CD86) și scăderea producției de IL-12p70, care este esențială pentru diferențierea celulelor CD4 Th1 și a celulelor CD8 plus T. DC nou-născuți prezintă, de asemenea, o producție îmbunătățită de IL-4. Diferențierea celulelor CD4 plus T este înclinată spre producția de celule Th2 datorită concentrației scăzute de IL-12p70 și producției crescute de IL-4. Concentrația redusă de IL-12p70 afectează dezvoltarea celulelor CD8 plus T, rezultând o producție mai scăzută de IFN (Figura 1). Nou-născuții și sugarii prezintă, de asemenea, răspunsuri Treg îmbunătățite. Există, de asemenea, anomalii funcționale în celulele T folicular helper (Tfh) nou-născuți, inclusiv creșterea limitată, care are ca rezultat răspunsuri inadecvate ale centrului germinativ și scăderea generării de anticorpi cu afinitate ridicată și cu schimbarea izotipului [60].

2.1.2. A doua etapă: de la copilărie la adolescență – maturitate

La copii, atât imunitatea înnăscută, cât și cea adaptivă începe să se maturizeze în comparație cu nivelul lor la sugari, dar aceștia suferă în continuare de infecții microbiene semnificative. În plus, concentrația de imunoglobuline materne transmise prin placentă și prin alăptare începe să scadă până la vârsta de șase luni [50,51].

În timpul copilăriei, numărul de celule Treg scade, în timp ce numărul de celule Th1, Th2 și Th17 cu memorie amorsată crește pentru a fi proporțional cu cel al celulelor T naive CD45R pozitive [48]. Această maturizare fiziologică a populației de celule imuno-competente poate oferi organismului diferite armuri pentru a combate infecțiile prin reacții încrucișate între epitopii microbilor și repertoriul organismului de celule T de memorie, chiar și cele la care organismul nu a fost expus anterior. 53,56,57].

Celulele B prezintă modele similare de reactivitate încrucișată și producție de anticorpi împotriva antigenelor microbiene, cum ar fi stimularea hemaglutininei naturale (anti-ABO) din clasa IgM de către flora intestinală [62].

Infecțiile clinice/simptomatice și subclinice/asimptomatice pot provoca formarea de anticorpi și amorsarea celulelor T [44,63]. Infecțiile virale și infecțiile bacteriene intracelulare pot provoca răspunsuri puternice ale celulelor T CD4 și CD8 [64]. Uneori, superantigenele microbiene pot provoca stimularea excesivă a acestor celule, ducând la ștergerea anumitor clone [44,63,64].

Celulele B intră în hipermutație somatică, în special în punctele fierbinți ale regiunilor variabile ale imunoglobulinei [49,65,66]. Acest mecanism nu este necesar pentru celulele T, deoarece nu este nevoie de receptori de celule T cu afinitate mare, deoarece activarea celulelor T cu afinitate scăzută este îmbunătățită de acțiunile coreceptorilor costimulatori [66]. În plus, polimorfismul genetic HLA [67] și genele care controlează imunitatea înnăscută pot face lumină asupra complexității răspunsului imun adult [44,63].

În timpul unui răspuns imun, celulele plasmatice care produc anticorpi călătoresc către măduva osoasă, unde locuiesc pentru diferite perioade de timp. În plus, poate exista o regenerare constantă a celulelor B de memorie în prezența antigenului persistent și a celulelor T helper. Antigenele de particule sunt reținute de celulele dendritice foliculare ani de zile în ganglionii limfatici [44]. Persistența antigenului și antigenele reactive încrucișate contribuie probabil la supraviețuirea acestor celule B, care se divid și secretă anticorpi [44,61–63].

In concluzie, sistemul imunitar face fata schimbarilor de la viata fetala la cea infantila. Apoi, se maturizează și se extinde la vârsta adultă și mai târziu scade în timpul imunosenescenței. Celulele de memorie se extind în organism pe parcursul vieții. Sistemul imunitar al indivizilor senesceți este proporțional cu cel al unui nou-născut cu activitate antimicrobiană diminuată de neutrofile și macrofage, prezentare scăzută a antigenului de către celulele prezentatoare de antigen, în special celulele dendritice, reducerea uciderii NK și un răspuns imun celular adaptativ destul de compromis. Cu alte cuvinte, imunitatea înnăscută și activitățile celulelor B, Th1, Th2 și Treg sunt toate afectate, într-o măsură variabilă, de-a lungul vieții. Prin urmare, sistemele imunitare tinere și bătrâne nu sunt foarte eficiente în a face față infecțiilor (de exemplu, virale) în comparație cu cele ale adulților tineri.

For more information:1950477648nn@gmail.com