Профессор микробиологии, иммунологии и патологии Бали Пулендран вместе с коллегами из Стэнфордского медицинского университета и ряда других учреждений обнаружили существенные различия между течением коронавируса у младенцев и взрослых.

Исследователи пишут, что дело не в том, что дети не заражаются. Более 90% детей в возрасте четырех лет и младше в США имели положительный результат теста на предыдущую или текущую форму SARS-CoV-2. Тем не менее, хотя дети до пяти лет составляют около 6% населения США, на их долю приходится менее 0,1% смертей от COVID-19 в этой стране. Ученые намерены выяснить, почему это происходит.

"Почти для каждого инфекционного заболевания наиболее уязвимыми являются группы населения крайнего возраста — очень молодые и очень пожилые", — говорит профессор Бали Пулендран. — Но младенцев коронавирус почему-то щадит, а пожилых людей — нет. Это было загадкой".

Существует множество возможных объяснений поразительной устойчивости маленьких детей к коронавирусу. Похоже, на поверхности их клеток имеется меньше рецепторов для SARS-CoV-2. Кроме того дети могут чаще сталкиваться с "хорошими" вариантами корнонавируса, поскольку много контактируют с другими детьми и, например, склонны тянуть в рот игрушки или чихать друг другу в лицо, что укрепляет иммунитет. Есть доказательства этой и других гипотез, но большая часть разгадки может таиться в носах маленьких детей.

Интуиция и системная иммунология

В 2019 году Национальные институты здравоохранения предоставили грант Медицинскому центру детской больницы Цинциннати, возглавляемому профессором педиатрии Мэри Аллен Стаат, на исследование иммунного ответа на самый первый контакт младенцев с гриппом. Идея заключалась в том, чтобы часто брать мазки из носа и кровь у младенцев и отслеживать состояние их иммунного ответа до, во время и после заражения. Для проведения исследования больница Цинциннати объединились с Пулендраном из Стэнфордского медицинского университета, а потом пришла пандемия и карантин. В условиях такой изоляции число случаев гриппа резко упало, а заболеваемость COVID-19 начала расти.

Ученые приступили к изучению COVID-19 у детей. Флориан Виммерс, в то время постдок в лаборатории Пулендрана, и его коллеги получили образцы из носа и анализы крови, взятые у 54 младенцев, которые заразились SARS-CoV-2 до достижения двухлетнего возраста, и у 27 детей, тесты которых были отрицательными на протяжении всего периода наблюдения. Для сравнения исследователи получили аналогичные образцы от нескольких десятков взрослых.

У всех инфицированных детей, участвовавших в исследовании, в большинстве случаев наблюдались легкие симптомы. "Мы отчаянно пытались найти детей с тяжелым течением, — сказал Пулендран. — Мы попросили коллег из больницы Цинциннати прислать нам образцы, собранные у детей с тяжелым заболеванием. Однако  среди всех полученных за четыре года проб таких образцов найти не удалось".

Воспаление в носу, а не в крови

Результаты исследования показали, что в крови взрослых, инфицированных SARS-CoV-2, уровни SARS-специфичных антител быстро вырастали до устойчивого пика, а затем резко падали. Передаваемые через кровь антитела к SARS-CoV-2 у младенцев повышались немного медленнее в ответ на инфекцию. И, в отличие от взрослых, за весь 300-дневный период наблюдения, уровень антител у них не падал — они либо оставались на высоком уровне, либо продолжали расти.

"Ни в одном случае мы не увидели спада, — говорит Пулендран. — И это было совершенно неожиданно".

Он отметил, что детские антитела, как правило, имеют узкий спектр: они очень эффективны против исходного вторгшегося варианта, но в будущем обеспечивают меньшую защиту от других вариантов SARS-CoV-2.

Еще одно отличие: в крови взрослых даже с легкими случаями COVID-19 наблюдалось значительное повышение уровня ряда сигнальных белков, способствующих воспалению, которые, как ранее было показано, связаны с более тяжелыми симптомами. В крови инфицированных детей такого увеличения не наблюдалось.

Однако в детских носах дело обстояло иначе.

"В слизистых оболочках полости носа мы увидели множество этих самых способствующих воспалению белков", — говорит Пулендран. Среди них был альфа-интерферон, который обладает способностью останавливать репликацию вируса в инфицированных клетках.

Также в слизистых оболочках носа детей, но не в крови, обнаружилась иммунная молекула, которая ответственна за привлечение в инфицированную область иммунных клеток, известных как нейтрофилы.

Различия между тем, что происходит в крови инфицированных младенцев и в их носу, указали Пулендрану на то, что "вирус может быть подавлен в зародыше в носовых путях", которые имеют быстрый и удивительно эффективный иммунный ответ на SARS-CoV-2 и лишают вирус стартовой площадки для распространения в легкие.

Теперь Пулендран сотрудничает с группой Детской больницы Цинциннати по гриппу и другим вирусам, чтобы выяснить, работает ли тот же механизм в случае с другими вирусными инфекциями. Впрочем, ученый подозревает, что его выводы могут касаться только COVID-19, поскольку дети болеют тяжелыми случаями респираторно-синцитиального вируса (РСВ) и гриппа. "Каждый патоген имеет свои особенности", — говорит ученый, добавляя: "Если мы действительно определили источник устойчивости младенцев к COVID-19, мы должны его использовать".

По мнению Пулендрана, эффективным мог бы быть назальный спрей, который можно каждые пару месяцев впрыскивать взрослым, чтобы стимулировать в верхних дыхательных путях те же возможности иммунного ответа, которые есть у младенцев, и предотвращать распространение вируса.

"Можем ли мы разработать вакцину против COVID-19 или добавку к существующим вакцинам, которая будет вызывать повышение иммунитета слизистой оболочки носа взрослого человека, как это естественным образом происходит у младенцев? Мы не знаем", — говорит он. — Мы находимся в самом начале этого исследования".

Результаты были опубликованы в журнале Cell.