In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Naturimmunologieversuchte ein Team von Wissenschaftlern, die Ätiologie der Long-Coronavirus-Krankheit (Long-COVID) zu verstehen, indem es Blutproben von Patienten mit und ohne klaren Long-COVID-Klinikverlauf verwendete und die Immunität gegen das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) untersuchte „Omics“-Ansätze und serologische Tests.
Brief: Langes COVID äußert sich in einer T-Zell-Dysregulation, Entzündung und einer unkoordinierten adaptiven Immunantwort auf SARS-CoV-2. Bildnachweis: p.ill.i / Shutterstock
Hintergrund
Die Ausbreitung und Schwere der Pandemie der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) wurden durch konzertierte weltweite Bemühungen zur Entwicklung von Impfstoffen gegen SARS-CoV-2 und zur Impfung großer Teile der Weltbevölkerung unter Kontrolle gebracht. Bei neu auftretenden Varianten scheinen die Morbiditäts- und Mortalitätsraten nicht mit denen der ersten COVID-19-Welle vergleichbar zu sein. Long-COVID oder postakute Folgen von COVID-19 (PASC) stellen jedoch weiterhin ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar, mit anhaltenden Symptomen wie Müdigkeit, Myalgie, Atemnot und langfristigen Auswirkungen auf die kardiovaskuläre, neurologische und muskuläre Gesundheit .
Aktuelle Studien zu Long-COVID deuten darauf hin, dass durch die SARS-CoV-2-Infektion verursachte Immunstörungen für die Langzeiterkrankungen verantwortlich sein könnten. Obwohl 10 % oder mehr SARS-CoV-2-Infektionen zu einer langen COVID-Erkrankung führen, bleiben die Ätiologie und Pathophysiologie weiterhin unklar. Darüber hinaus ist zwar die Rolle von T-Zellen bei der Pathogenese und Immunität gegen SARS-CoV-2 bekannt, die Beteiligung von T-Zellen an der Entwicklung von Long-COVID muss jedoch noch vollständig verstanden werden.
Über die Studie
In der vorliegenden Studie verwendeten die Forscher serologische Tests und einen „Omics“-Ansatz, um die globale Immunität und die spezifische Immunität gegen SARS-CoV-2 anhand von Blutproben von Patienten mit und ohne klinische Manifestationen von Long-COVID zu verstehen und zu charakterisieren. Ihr Ziel war es, die Immunmerkmale zu erkennen und zu charakterisieren, die speziell mit langem COVID verbunden sind, um die pathologischen Mechanismen der Krankheit zu verstehen.
Die Studie nutzte einen serologischen Zytometrie-Time-of-Flight-Assay (CyTOF), Plasmaproteomik, Ribonukleinsäuresequenzierung (RNA) und Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNAseq), um den Phänotyp von T-Zellen in passenden Kohorten von COVID-19-Patienten mit langer Krankheit zu charakterisieren COVID und vollständig genesene Patienten. Acht Monate nach der SARS-CoV-2-Infektion, aber vor einer erneuten Infektion oder COVID-19-Impfung wurden Blutproben von einer Kohorte gut charakterisierter COVID-19-Patienten entnommen.
Kryokonservierte Blutproben wurden einmal zu Studienbeginn und nach der Stimulierung mit SARS-CoV-2-Spike-Proteinen analysiert, um Anti-SARS-CoV-2-T-Zellen mittels Zytokinfärbung zu identifizieren. Für diese T-Zellen wurde die Expression einer Vielzahl von Effektorzellen untersucht, darunter Interferon-γ, zahlreiche Interleukine, Tumornekrosefaktor (TNF) und zytolytische Marker wie Perforin und Granzym B. Manuelles Gating wurde verwendet, um bestimmte Arten von T-Zellen zu identifizieren, wie z. B. naive, zentrale Gedächtnis-, translatorische Gedächtnis-, Effektorgedächtnis- und Stammzellgedächtnis-T-Zellen.
Die Expressionsniveaus von CyTOF-Markern wie menschlichem Leukozytenantigen-DR-Isotyp (HLA-DR), Differenzierungscluster (CD) 13, CD29, CD38 und CXC-Chemokinrezeptor Typ 4 (CXCR-4) wurden ebenfalls bewertet. Die Überexpression spezifischer Gene, die am Kohlendioxidtransport und der Hämsynthese beteiligt sind, wurde ebenfalls mithilfe von RNA-Sequenzierungs- und scRNAseq-Methoden analysiert. Darüber hinaus wurden Plasma-Proteomanalysen durchgeführt, um festzustellen, ob die Immunregulation und entzündungsassoziierte Proteine in den Plasmaproben von Patienten mit Long-COVID im Vergleich zu Patienten ohne Long-COVID erhöht waren.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich zu vollständig genesenen COVID-19-Patienten bei Langzeit-COVID-Patienten Anzeichen einer Immunschwäche und einer systemischen Entzündung auftraten, wobei die Verteilung der T-Zellen globale Unterschiede aufwies, die auf anhaltende Immunantworten hinweisen. Die zytolytischen Untergruppen zeigten auch geschlechtsspezifische Signale.
Personen mit langem COVID hatten eine deutlich geringere Häufigkeit von Anti-SARS-CoV-2-CD8+ oder zytotoxische T-Zellen, fehlkoordinierte B- und T-Zell-Reaktionen gegen SARS-CoV-2, erhöhte Antikörper gegen SARS-CoV-2 und eine höhere Häufigkeit von CD4+ oder Helfer-T-Zellen, die bereit sind, in Richtung entzündetes Gewebe zu wandern.
Geschlechtsspezifische Unterschiede wurden auch dort beobachtet, wo weibliche Patienten mit Long-COVID eine geringere Häufigkeit naiver Helfer- und zytotoxischer T-Zellen und höhere Mengen terminal differenzierter Effektor-Gedächtnis-Helferzellen und zytotoxischer T-Zellen aufwiesen, die zytolytische Marker und Homing-Rezeptoren für entzündliches Gewebe exprimierten.
Der in der Studie verwendete „Omics“-Ansatz zeigte kumulativ, dass Personen mit Long-COVID signifikante Veränderungen der Genexpression nicht nur im CD4 zeigten+ und CD8+ T-Zellen, aber auch in B-Zellen und Monozyten, mit phänotypischen Störungen bei den Helfer- und zytotoxischen T-Zellen insgesamt und bei denen speziell gegen SARS-CoV-2.
Schlussfolgerungen
Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass Patienten mit Long-COVID signifikante immunassoziierte Veränderungen und phänotypische Veränderungen in T-Zellen und anderen Immunzellen aufweisen, die die mechanistische Grundlage für die anhaltenden und weitreichenden Symptome im Zusammenhang mit Long-COVID sein könnten. Eine Fehlkommunikation oder ein Fehler im Crosstalk zwischen humoraler und zellulärer adaptiver Immunität, an der B- und T-Zellen beteiligt sind, könnte zu Entzündungen, Immundysregulation und den für langes COVID charakteristischen klinischen Symptomen beitragen.
Zeitschriftenreferenz:
- Yin, K., Peluso, MJ, Luo, X., Thomas, R., Shin, M., Neidleman, J., Andrew, A., Young, KC, Ma, T., Hoh, R., Anglin, K., Huang, B., Argueta, U., Lopez, M., Valdivieso, D., Asare, K., Deveau, T., Munter, SE, Ibrahim, R. & Ständker, L. (2024) . Langes COVID äußert sich in einer T-Zell-Dysregulation, Entzündung und einer unkoordinierten adaptiven Immunantwort auf SARSCoV2. Naturimmunologie. https://doi.org/10.1038/s41590023017246, https://www.nature.com/articles/s41590-023-01724-6
