Актуальность исследования. Пандемия новой короновирусной инфекции и распространение заболевания COVID-, на территории  более чем 200 стран земного шара повлияло на все человечество и привела к ощутимым  последствиям во всех сферах  жизнедеятельности человеческого сообщества. Ученые всего мира изучают особенности заболевания, разрабатываются методы лечения и изучаются средства профилактики COVID-19. Среди мер противодействия пандемии ведущее место, на сегодняшний день,  занимает специфическая профилактика – вакцинация. Поэтому,  особую актуальность приобретает исследование иммунного ответа организма после перенесенного заболевания и после вакцинации. Сравнительный анализ силы и продолжительности иммунного ответа на вакцинацию – в сравнении с иммунным ответом на инфекцию, является, пожалуй, наиболее  важным исследованием в оценке  вакцинопрофилактики.

Цель работы — проанализировать сроки формирования и уровень специфических антител, продолжительность их сохранения — после перенесенной инфекции и после вакцинации.

Коронавирусная инфекция COVID-19 – острое респираторное заболевание, вызываемое новым коронавирусом, впервые выявленным  в декабре 2019 года в городе Ухани центрального Китая.

Для диагностики COVID-19 используются различные виды тестов:  молекулярно-генетические и серологические. Молекулярно-генетическое тестирование (ПЦР-тест) основано на методах молекулярной биологии и является наиболее чувствительным методом, на сегодняшний день, позволяющим обнаружить сам вирус. Исходя из этого, COVID-положительные результаты, выявленные ПЦР-тестом считаются  наиболее истинными (достоверными). Анализы на антитела (ИФА и другие) обнаруживают COVID-специфические антитела IgG и антитела IgM. Это могут быть качественные тесты, т.е. оценка наличия данных антител к вирусу COVID-19 в исследуемом биологическом материале и количественные. Антитела делятся на несколько классов: IgА, IgG, IgM.

Иммуноглобулины типа А участвуют в первичном поверхностном контакте с микробами, в частности, препятствуют проникновению микробов в организм. Именно этот иммуноглобулин препятствует прикреплению чужеродного агента к клеткам пограничных тканей (слизистых оболочек).

Благодаря иммуноглобулинам типа G и M осуществляется защита организма от уже проникших внутрь инфекционных агентов. Ранними защитными белками являются иммуноглобулины М, а иммуноглобулины класса G являясь основным фактором гуморального звена иммунитета человека, отвечают за выздоровление организма в целом. Они могут на протяжении долгого времени защищать от повторного внедрения различных микроорганизмов.

Коэффициент позитивности — это единица измерения, указывающая уровень антител, выработанных иммунной системой против COVID-19. Считается, что если у человека коэффициент позитивности от 10, то он имеет достаточный иммунитет к коронавирусу. Уровень антител к COVID определяется коэффициентом позитивности (КП)

Как принято оценивать результаты  исследования:

Если коэффициент позитивности менее 0,9 — результат считают отрицательным, больше или равен 1,1 — положительным, 0,9-1,1- относят к «серой зоне». Если IgG обнаруживаются, но, при этом,  антитела IgM отсутствуют, то это означает, что иммунитет после относительно давно перенесённой инфекции уже сформирован. Если иммуноглобулин М обнаруживают, то пациент, или перенёс инфекцию совсем недавно, или же —  находится в стадии выздоровления.

Если IgG в крови не обнаруживаются, то это означает, что человек ещё не встречался с коронавирусом, либо у него сейчас период острой инфекции. Во втором случае при наличии проявлений болезни следует проверить кровь на иммуноглобулин M, а также сдать мазок на ПЦР.

Чтобы определить уровень антител после заболевания коронавирусной инфекцией мы использовали таблицу из работы Алены Герасимовой «Уровни антител после ковид-19» [4].

Таблица 1

Результаты тестов на антитела у переболевших:

Также в работе использована таблица исследователей «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБФ России «Соответствие величин коэффициента позитивности» (КП) образца уровню IgG антител» [2].

Таблица 2

«Соответствие величин коэффициента позитивности» (КП)

Пандемия поставила под сомнение многие признанные ранее догмы вирусологии и инфекционных болезней. После пандемии COVID-19 среди учёных и медиков возникли споры,  появились достаточно противоречивые мнения о постинфекционном и поствакцинальном иммунитете с привлечением соответствующих теорий.

По данным различных авторов, на активность и уровень антител в крови переболевших и вакцинированных могут влиять различные факторы, такие как: возраст, пол, сопутствующие заболевания, тяжесть протекания инфекций, особенности иммунной системы и т.д. У пожилых людей сила и продолжительность иммунитета могут быть снижены. Хронические заболевания, как правило, ухудшают течение заболевания и способность организма продуцировать антитела [3,4]. Многие ученые и врачи начали приходить  к выводу, что естественный иммунитет обеспечивает более длительную и надежную защиту от инфицирования — по сравнению с поствакцинальным иммунитетом [6].

По данным израильских ученых (август 2021 года) раннее переболевшие COVID-19 люди в 3 раза реже заражались Дельта-вариантом, чем вакцинированные. Они объясняют это тем, что когда организм сталкивается с нативным живым вирусом, он учится вырабатывать антитела ко всем его белкам, а не только к S-белку, который презентуют вакцины. Поэтому переболевшие сохраняют более высокий уровень антител [6].

В настоящее время нет окончательного общепризнанного мнения, насколько силен и как долго сохраняется иммунитет после перенесенной инфекции COVID-19. Ряд ученных считают, что гуморальный иммунитет на COVID-19 вносит основной вклад в защиту от инфекции и выздоровление пациента. Поэтому активно изучается динамика появления и исчезновения иммуноглобулинов, а также их вклад в нейтрализацию вируса [3].

Авторы данной работы, используя собственные наблюдения,  решили проанализировать уровень и сроки формирования специфических антител и продолжительность их сохранения после перенесенной инфекции и после вакцинации переболевших пациентов.

Для сравнения постинфекционного и поствакцинального иммунитетов проведён анализ результатов ИФА на наличие АТ к COVID-19  у супружеской пары, которые  переболели  и получали вакцины от COVID-19. Мужчина 64 лет работал в сфере образования, женщина 58 лет — сфере здравоохранения. По роду своей деятельности они имели контакт с большим количеством учащихся и пациентов. Оба переболели Ковид-19 в сентябре 2020 года. Супруги относятся к группе высокого риска, как по роду профессиональной деятельности, так и по сопутствующим заболеваниям. Мужчина страдает ИБС, со стенокардией напряжения,  ГБ 3 степени, АГ 3,  риск 4, ХСН 2А. У женщины – ревматизм, приобретенный порок сердца,  протезирование митрального клапана. Кроме того: ИБС. ГБ 2 степени. Мужчине в сентябре 2020 г. был поставлен диагноз: коронавирусная инфекция тяжелой степени, осложненная внебольничной двусторонней полисегментарнной пневмонией с поражением легких более 50 % с обеих сторон. ТЭЛА в субсегментарных и мелких ветвях с обеих сторон двусторонний малый гидроторакс. ДН 2-3 степени.  Находился в реанимации 5 суток. Женщина перенесла заболевание в тяжелой степени, осложненной внебольничной двусторонней полисегментарнной пневмонией с поражением легких более 25% с обеих сторон.

Проведено наблюдение по результатам анализов ИФА. Периодичность тестирования составила 30 дней в течение года, в течение остального времени – 90 дней.  Составлены диаграммы изменений уровней антител IgG и IgM (КП) — после перенесенной инфекции и после вакцинации.

Постинфекционный иммунитет исследуемых.

По диаграмме 1 видно, что, непосредственно, после заболевания COVID-19 уровень IgG был резко повышен с сохранением высоких значений в течение года,  с некоторым волнообразным характером значений. Самые максимальные значения — 20,5 и 20 КП были на 2 и 7 месяцы исследования, затем наблюдалось снижение КП – с  самым минимальным уровнем (12,6) — через год. Уровень IgM после болезни имел высокие значения -13,7 и постепенно снижался до 0,02 в течение 9 месяцев.

Диаграмма 1

По диаграмме 2 видно, что после заболевания  COVID-19 уровень антител был высок, но в декабре снизился до 9 КП. В июне наблюдался максимальный уровень IgG -19,6 КП, с подъемом IgM до 5,4 КП. С июля 2021 года уровень IgG постепенно стал снижаться до 11,4 КП — в сентябре. Таким образом, высокий, довольно напряженный иммунитет сохранялся в течение года. Уровни IgG и IgM,  как и при  первом наблюдении, имели волнообразный характер. В этой диаграмме отмечается повышение IgG и IgM в июне 2021 года через 7 месяцев после болезни, что может говорить о бессимптомном течении инфекции. Возможно, исследуемая получила малые дозы вируса, что приводило к стимуляции иммунных клеток, с последующей выработкой новых антител. Можно также допустить, встречающиеся нередко ошибки, связанные с проведением самих тестов (человеческий и технический факторы).

Диаграмма 2

Для сравнительного анализа данных по постинфекционному иммунитету были использованы данные исследователей Клиники высоких медицинских технологий имени Н.И. Пирогова Санкт-Петербургского государственного университета. Исследованы 20 человек возрасте 25-47 лет после легко и средней тяжести перенесенной инфекции COVID-19. Первая группа 14 человек, вторая группа 6 человек.

Диаграмма 3

Из данной диаграммы – в сравнении с ранее представленными диаграммами,  видно, что у наших исследуемой пары довольно высокий уровень иммуноглобулина G сохранялся в течении года, по сравнению с исследуемыми пациентами клиники высоких медицинских технологий имени Н.И Пирогова Санкт-Петербургского государственного университета, где у 70 % идет повышение уровня иммуноглобулина G первые 2 месяца до 3-4 КП, а затем постепенное снижение до 1,8 КП  к 9 месяцу у 1 группы исследуемых. У наших же исследуемых было отмечено 2 пика повышения IG до 19,6 и 20,5 КП на 2 и 7 месяц после заболевания, и только у 30 % исследуемых Санкт-Петербурга, так же, наблюдалось  2 пика повышения на 3 и 7 месяц после заболевания. Но отмечается существенная разница в уровне антител: у исследуемых Санкт-Петербурга повышение IG было только  до 5 КП. Точно, такие же два пика повышения уровня антител отмечали ученые Высшей медицинской школы Вашингтонского университета. Они пришли к выводу, что через 3-4 месяца у некоторых переболевших СOVID-19 уровень антител упал, но потом вдруг стало расти [7]. Разницу в максимальных значениях IgG, возможно,  можно объяснить, в нашем случае, известным «золотым правилом» иммунологии: переболел сильно и тяжело – выработался сильный иммунитет, переболел легко – слабый иммунитет.

Согласно рекомендациям ВОЗ вакцинация проводится вне зависимости от наличия и количества антител, но не ранее 6 месяцев после официально зарегистрированной перенесенной инфекции. Ревакцинация проводится через 6 месяцев после первичной вакцинации вне зависимости от уровня антител.

В нашей стране в настоящий момент используются исключительно отечественные препараты.

Они разделяются на несколько групп:

1. 1. Векторные. Эти вакцины являются генно-инженерными. Они созданы с использованием гена одного из белков вируса. К векторным препаратам относятся «Спутник V» и «Спутник Лайт». Они обеспечивают эффективную выработку антител и клеточного иммунитета.
2. Пептидные. Эти вакцины созданы на основе готовых очищенных белков вируса. Пептидным препаратом является «ЭпиВакКорона».
3. Цельновирионные (цельновирусные). Эти вакцины созданы на базе инактивированных (убитых) или ослабленных частиц вируса. Цельновирионным препаратом является «КовиВак».

Рассмотрим все вакцины от коронавируса более внимательно, определим их виды и отличия.

1. «Спутник V» (от Исследовательского центра имени Н. Ф. Гамалеи)

Препарат создан на основе аденовируса (вируса, вызывающего ОРВИ) человека. Для разработки вакцины вирус лишили гена размножения. Благодаря этому он стал так называемым вектором (транспортным средством для доставки груза в клетки организма). В качестве груза в данном конкретном случае выступает генетический материал заболевания, против которого и работает препарат. Поступая в клетку, груз стимулирует выработку антител.

Важно! После введения первой дозы препарата организм человека от заражения еще не защищен. Это обусловлено тем, что антитела вырабатываются постепенно. Максимальный их уровень обеспечивается примерно через 2–3 недели после постановки второй прививки. Общая эффективность вакцины «Спутник V» составляет 91,6 %  -Защита от тяжелого течения заболевания – 100 %.

Иммунитет после вакцинации сохраняется примерно 2 года. При этом важно понимать, что антитела в крови присутствуют, определенное количество времени, которое во многом зависит от индивидуальных особенностей пациента. В настоящий момент говорят о том, что хватает их примерно на год. При этом клеточный иммунитет сохраняется. Он защищает организм и после исчезновения антител.

2.«Спутник Лайт» (однокомпонентный вариант вакцины «Спутник V»)

Этот препарат отличается от исходного тем, что достаточно введения одной его дозы.

3.«ЭпиВакКорона» (от Центра «Вектор»)

Данная вакцина разработана на основе искусственно созданных фрагментов белков вируса. Благодаря этому она дает минимальное количество побочных эффектов. К основным относят возможную болезненность в месте инъекции и незначительное повышение температуры тела на короткое время. При этом и эффективность препарата является более низкой, чем у вакцины «Спутник V». Для повышения данного показателя проводится двукратная вакцинация с интервалом в 2–3 недели. На формирование иммунитета уходит около 30 дней. Ревакцинация по предварительным оценкам требуется примерно через 6–9 месяцев. Разработчики уверяют, что препарат может обеспечить защиту организма от различных штаммов коронавируса. Но существует и другое мнение. Некоторые специалисты утверждают, что вакцина уязвима при мутациях вируса.

-Общая эффективность «ЭпиВакКороны» в настоящий момент не определена

-Защита от тяжелого течения заболевания – 100%

4.«КовиВак» (от Центра М. П. Чумакова)

Для производства вакцины использован вирус COVID-19. Он выращивается специально, а затем убивается химическим путем. Недостатком препарата является то, что он не может проникать в клетки и формировать там клеточный иммунитет. Поэтому на страже здоровья человека, привитого вакциной «КовиВак», стоят только антитела. При этом препарат демонстрирует эффективность не только в отношении исходного вируса, но и его штаммов. Вводится вакцина двукратно, с интервалом в 2 недели. Иммунитет формируется на 28 день. Общая эффективность вакцины «КовиВак» составляет 90% (по предварительным данным, результатов клинических испытаний еще нет)

Защита от тяжелого течения заболевания – 100%

5. Интраназальная вакцина «Гам-Ковид-Вак» аналогична инвазивному и уже привычному «Спутнику V». Ее также произвел НИЦЭМ им. Н. Ф. Гамалеи в апреле 2022 года.

Вакцины с интраназальным способом введения (если по-простому, те, что впрыскивают в носовую полость) используются и при гриппе — т.е. для ученых и врачей это не новая практика. Положительный момент — введение вакцины интраназально создает иммунитет во входных воротах и запускает факторы местного иммунитета, то есть блокирует вирус на путях проникновения в организм. В то же время обеспечивается и гуморальный (количество антител) иммунитет, вырабатываются антитела.

При интраназальном введении вакцины формирование защиты идет в два этапа: формирование местного (иммунитет слизистых оболочек организма, образует местную защиту от бактерий) и гуморального иммунитета. Поэтому местный запускает факторы, которые блокируют проникновение вируса, а уже гуморальный обеспечивает продолжительность защиты. Полную защиту интраназальная вакцина обеспечивает не сразу, как и при инвазивном применении. Сроки одни и те же — через 21 день человек становится защищенным. Если он заболевает в течение этих трех недель, то расценивать его как заболевшего привитого мы не можем: за это время организм не успевает выработать иммунитет.

Наши исследуемые начали вакцинацию против COVID-19 с 12 месяца после заболевания, так как к 7 месяцу у них было максимально высокое значение IgG – 19,6 и 20,5 КП. К сентябрю 2021 года уровень IgG снизился до 12,6 и 11,4 КП.

Диаграмма 4

13 сентября сделана первая инъекция Спутник V, уровень lgG увеличился на 0,9КП. 4 октября поставлен второй компонент Спутник V и через 2 месяца содержание lgG увеличилось на 3,2КП.

По диаграмме 2 мы видим, что после вакцинации первым компонентом Спутником V антитела повысились до 13,5КП, а после второго — наивысший показатель IgG 15,8КП через 2,5 месяца. Таким образом, после вакцинации спутником V уровень антител IgG через 3,5 месяца повысился на 3,2 КП, что говорит о достаточной эффективности вакцины. Через 3 месяца показатель IgG снизился на 2 единицы и составил 13,8 КП, что показывает довольно высокий уровень антител после вакцинации Спутником V.

Из данной диаграммы 6 видно, что после вакцинации Спутником Лайт уровень lgG у исследуемой увеличился на 2,4 КП, что показывает высокий уровень поствакцинального иммунитета. После вакцинации в сентябре Спутником Лайт в  январе 2022г исследуемая переболела «Омикрон» штаммом в легкой форме, без повышения температуры и симптомов интоксикации. Через 2 месяца, в марте 2022 года иммуноглобулин G повысился до 15,5 КП, а IgM до 0,6. А через год в январе 2023 года исследуемая вновь переболела COVID-19. Снова в легкой форме. Данные этой диаграммы говорят об эффективности вакцинации Спутником Лайт и высоком напряженном постинфекционном иммунитете.

Диаграмма 6

Для сравнения поствакцинального иммунитета использованы данные исследователей «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБФ России города Москва  (Диаграмма 7)

Диаграмма 7

По данным «ГНЦ Института иммунологии» ФМБА России средний показатель lgG у переболевших, а через 6 месяцев вакцинированных Спутником V после первого компонента увеличился в 2 раза на 100%. (с 6,5 КП до 12), через 2 месяца после 2 компонента у всех наблюдался высокий уровень lgG (13,2 КП), который сохранялся более 6 месяцев. Все это свидетельствует о выраженности вторичного иммунного ответа у исследуемых (26 человек, переболевших в легкой и средне-тяжелой форме, от 27 до 65 лет)

Из данных диаграмм видно, что через год после перенесенной инфекции у наших исследуемых IgG более высок – 12,6 и 11,4 КП, чем средний показатель у исследуемых города Москвы – 6,5 КП через 6 месяцев. На этом фоне после вакцинации 1 компонентом Спутника V иммуноглобулин G повысился на 1 КП, а через 2 месяца после 2 компонента повысился на 3,2 ЕД. И составил 15,8 КП. У женщины после вакцинации Спутник Лайт через 1,5 месяца IgG увеличился на 2,4 ЕД и составил 13,8 КП. У наших исследуемых максимальное значение IgG выше, чем средний показатель у исследуемых города Москва. Все это показывает об эффективности вакцин Спутник V и Спутник Лайт после заболевания COVID-19. У исследуемых города Москвы после вакцинации первым компонентом Спутником V IgG повысился почти на 100% (6,5-12 КП), а после второго компонента IgG оставался на высоком уровне – 13,2 КП через 2 месяца, что показывает о развитии высокого поствакцинального иммунитета.

Поствакцинальный иммунитет у ревакцинированного Спутником Лайт и назальной вакциной исследуемого. После вакцинации Спутником V исследуемый по рекомендации ВОЗ ревакцинировался Спутником Лайт и назальной вакциной через 6 месяцев.

15 апреля 22 года поставлена вакцина Спутник Лайт, 9 ноября 22 года через 6 месяцев ввели назальную вакцину.

Из диаграммы 8 видно, что после ревакцинации Спутник Лайт КП увеличился на 0,6 через 3-4 месяца и держался в течение полугода не снижаясь, образуя своего рода плато. А после ревакцинации назальной вакциной через месяц КП увеличился сразу на 3 единицы (13,9 -16,9), что показывает очень высокий уровень IgG.

Диаграмма 8

Выводы:

1. Сила и продолжительность постинфекционного иммунитета зависит от тяжести перенесенного заболевания
2. Возраст, пол, сопутствующие заболевания не оказывают значительного влияния на выработку защитных антител.
3. Вакцинация и ревакцинация переболевших COVID-19 сохраняют высокий уровень антител на длительное время
4. Перенесенная инфекция и вакцинация после неё не предотвращают развития повторного заболевания, но предотвращают тяжелое течение заболевания.
5. Данная работа может подтвердить целесообразность вакцинирования после перенесенного заболевания COVID-19 и эффективность отечественных вакцин.