COVID-19

17.01.2024

COVID Impacts: Immune Dysfunction


Source: Memorial Sloan Kettering Cancer Center Library / LibGuides / COVID Impacts / Immune Dysfunction

Detailed information and resources on the long-term health consequences of COVID-19 infection and the broad social impacts of the COVID-19 pandemic.

One of the most concerning long-term effects of COVID-19 is the dysregulation and dysfunction of the immune system.

Kategoria: General
Napisał: admin
Memorial Sloan Kettering Library

COVID Impacts: Immune Dysfunction

Szczegółowe informacje i zasoby na temat długoterminowych konsekwencji zdrowotnych zakażenia COVID-19 oraz szerokich skutków społecznych pandemii COVID-19.

One of the most concerning long-term impacts of COVID-19 is immune dysregulation and dysfunction. Immune system impacts were heavily documented, even in the first waves of the pandemic, however there was a lack of understanding as to what exactly COVID-19 infections were doing to the immune system, and what that might mean both during acute infection and long-term.

 
Early Hypotheses

Early on in the pandemic, there were two main hypotheses for the pathophysiology of COVID-19 severe disease and death: hyperactive immune system and immune system failure.

 
Hyperactive Immune System

The first was due to an overactive immune system. Early on it was noted that many patients with severe COVID-19 ended up developing ARDS (acute respiratory distress syndrome). This was reminiscent of the cytokine release syndrome (CRS) - induced ARDS and secondary hemophagocytic lymphohistiocytosis (sHLH) that had been observed previously in patients with SARS-CoV and MERS-CoV (it also is a common adverse event in cancer patients treated with CAR-T cell therapies).

Therefore it lead researchers to believe that severe infections were the results of an overactive immune response caused by excessive inflammatory cytokines, which lead to inflammatory lung and vascular injuries, and that death was from subsequent respiratory failure or coagulopathy.

 
Immune System Failure

The second hypothesis took the exact opposite hypothesis, that COVID-19 caused immune collapse. In this hypothesis, COVID-19 causes the patient's protective immunity to collapse, causing uncontrolled viral replication and dissemination which lead to cytotoxicity and death. Support for this contrasting theory was based on the observed progressive and profound lymphopenia, often to levels seen in patients with AIDS.

More recent research has concluded that COVID-19 causes dysregulation to both the innate and the adaptive immune systems. Paradoxically, in COVID-19 pneumonia, the innate immune system fails to mount an effective antiviral response while also inducing potentially damaging inflammation.


COVID-19 Alters Both Innate and Adaptive Immunity

The immune system is made up of two parts: the innate, (general) immune system and the adaptive (specialized) immune system. These two systems work closely together and take on different tasks.

 
Innate Immunity

Responsible for the initial immune response and antiviral activity, the innate system functions as a single defense mechanism, crucial for host response and illness protection.

Severe COVID cases were found to have decreased production of early immune responses (INF) which in turn lead to the virus replicating and causing severe cellular lung damage. Not only is was the antiviral response of IFN delayed and reduced, but it was also accompanied an overexaggerated inflammatory response with excessive cytokines. This resulting hyperinflammation caused edema, fibrosis, and thromboses in the lungs that ultimately lead to hypoxia, acute respiratory distress syndrome (ARDS) and death.

 
Adaptive Immunity

The adaptive immune system is critical for the development of efficient host responses to invading pathogens as well as immunological memory for future infections of similar pathogens.

Although COVID-19 patients may exhibit elevated levels of inflammatory cytokines compared to non-critically-ill patients, a study comparing the immune profiles of COVID-19 and influenza noted that while a 3–4% subset of COVID-19 patients exhibited hyperinflammation characteristic of a cytokine storm, they more commonly demonstrated immunosuppression.

CD4+ helper T cells and CD8+ cytotoxic T cells have been identified as crucial in the immunologic response to SARS-CoV-2 infection. CD4+ T cells are responsive to the virus's spike protein, and the presence of CD8+ T cell expansion in bronchoalveolar lavage is correlated with illness moderation. However, one of the most remarkable characteristics of immune dysregulation in COVID-19 is an immense depletion of CD4+ and CD8+ T cells associated with disease severity.

While lymphopenia is observed in other respiratory viral illnesses such as influenza A H3N2 viral infection, COVID-19 induced lymphocytic depletion is distinctive for its magnitude and longevity. Additionally, CD8+ T cells, crucial for their cytotoxic activity against virally infected cells, may experience the more stark reduction.

The lack of intense lymphocytic infiltration found in the lungs of critical COVID-19 patients demonstrates that the peripherally observed lymphopenia may be occurring through a mechanism beyond simply recruitment to the infection site.

Zmienność wirusa SARS-CoV-2

Do tej pory zaobserwowano różne warianty wirusa wywołującego COVID-19. Pierwszym był wariant alfa.

Kolejnym wariant delta koronawirusa SARS CoV-2 wywołuje więcej zakażeń i rozprzestrzenia się szybciej i szerzej niż wcześniejsze formy wirusów, które wywołują COVID-19. U osób niezaszczepionych wariant delta może powodować cięższy przebieg choroby niż wcześniejsze formy wirusa. Obecnie około 90 % wszystkich zakażeń COVID-19 wywołuje właśnie wariant delta.

Omikron to kolejny nowy wariant wirusa wywołującego COVID-19

Do tej pory mieliśmy do czynienia głównie z wariantami alfa i delta wirusa:

  • Wariant alfa, który wystąpił najwcześniej i na który opracowano w ubiegłym roku obecnie stosowane szczepionki i szczepienie chroni w ponad 90 % przypadków przed zakażeniem tym wariantem wirusa.
  • Wariant delta, ten który wystąpił późną wiosną i w połowie tego roku i szczepienie chroni w ok. 70 % przypadków przed zakażeniem tym wariantem wirusa.
  • Wariant omikron, który się pojawił właśnie teraz późną jesienią i który stanowi jeszcze wielką niewiadomą. Naukowcy uważają jednak, że raczej nie będzie on bardziej groźny niż dotychczasowe warianty.

Warto podkreślić, że:

  • Szczepienie wciąż jest najlepszym sposobem na zmniejszenie ryzyka zakażenia wirusem, włączając wariant delta i wariant omikron wirusa, powodującego COVID-19.
  • Szczepienia są wysoce skuteczne w zapobieganiu ciężkim zachorowaniom, takim które wymagałyby leczenia szpitalnego i zagrażały życiu. Dotyczy to również nowych wariantów wirusa.
  • Osoby w pełni zaszczepione, u których jednak doszło do zakażenia nowymi wariantami wirusa, chorują krócej.
  • Zaszczepienie i noszenie maseczki w zamkniętych miejscach publicznych, zmniejsza rozprzestrzenianie się nowych wariantów wirusa.

Aby szczepienie było optymalnie skuteczne niezbędny jest sprawny układ odporności. Dlatego warto sięgnąć po Immulinę. W tej chwili są dostępne w naszych aptekach syropy dla dzieci Immulina Plus i Immulina +D3 oraz kapsułki dla dorosłych i młodzieży  Immulina Plus forte i Immulina +D3.

Odporność poszczepienna

Global News rozmawiało ze specjalistą od chorób zakaźnych i mikrobiologiem – dr Donaldem Vinhem z McGill University Health Center. Ekspert twierdzi, że ochrona uzyskana w wyniku przyjęcia szczepionki Pfizera może trwać około dwóch miesięcy, a zyskuje się ją już po 12 dniach od przyjęcia pierwszej dawki. Dla uzyskania pełnej odporności po szczepieniu wymagana jest druga dawka szczepionki. Wtedy jej skuteczność wynosi 95%.

Z kolei w ciągu dwóch tygodni od otrzymania pierwszej dawki Moderny zyskuje się ochronę na okres trzech miesięcy. Tutaj także dla pełnej odporności wymagana jest druga dawka szczepienia, wówczas skuteczność szczepionki to 94%. Niestety nie jest jeszcze jasne, czy szczepionki na COVID-19 Pfizera lub Moderny zapobiegają transmisji wirusa na innych.

Trzeba podkreślić, że wszystkie szczepionki były opracowywane na jeden z pierwszych wariantów – wariant alfa wirusa SARS-CoV-2. Opracowano dwa główne rodzaje szczepionek: szczepionki wektorowe (np. szczepionka Astra Zeneca) oraz szczepionki oparte o kwas rybonukleinowy mRNA (np. szczepionki Pfizera i Moderny).

Szczepionki wektorowe wykorzystują część wirusa, który został zmodyfikowany, tak aby pozbawić go zjadliwości i żeby nie stanowił zagrożenia dla zdrowia i nie był zakaźny. Do komórek organizmu wprowadzany jest materiał genetyczny, który instruuje organizm, jak wytworzyć białko COVID-19. Gdy komórki w ciele człowieka już wytworzą białko SARS-CoV-2, uruchamia się odpowiedź immunologiczna, która je zwalcza. Kod zawarty w szczepionce zawiera wyłącznie informacje potrzebne do wytworzenia pojedynczego białka COVID-19, jednak nie powoduje choroby.

Szczepionka mRNA wykorzystuje kod białka kolca wirusa, który trafiając do komórek organizmu, zaczyna produkować właściwe białko. Dzięki temu układ odpornościowy uaktywnia ochronną odpowiedź immunologiczną bez wywołania choroby. Białko kolca jest strukturą złożoną i warunkuje m.in. zjadliwość wirusa. Obecne warianty omikron wirusa zmutowały właśnie w zakresie białka kolca, co z jednej strony czyni je mniej zjadliwymi, a z drugiej strony zmniejsza skuteczność szczepionek mRNA.

Odporność po przechorowaniu

Odporność na koronawirusa można uzyskać po przechorowaniu COVID-19. Organizm ma wówczas kontakt z całą cząsteczką wirusa i dochodzi do stymulacji odpowiedzi odpornościowej. Jest to tzw. odporność ozdrowieńców. Taki sposób nabycia odporności wiąże się jednak z ryzykiem. U każdego człowieka infekcja może przebiegać inaczej. U większości osób daje jedynie niewielkie objawy. Jednak u części zagraża zdrowiu i życiu.

Badanie przeprowadzone przez naukowców z Washington University, które zostało opublikowane w czasopiśmie Nature, wskazuje, że komórki, zachowujące pamięć o przebytym wirusie, przez cały czas pozostają w szpiku kostnym, aby móc w każdej chwili produkować przeciwciała. Z kolei drugie badanie sugeruje, że komórki B – odpowiedzialne za pamięć immunologiczną, rok po infekcji cały czas są na etapie dojrzewania i wzmacniania.

Pamiętajmy, że przechorowanie COVID-19 nie chroni w 100% przed ponownym zakażeniem, chociaż jak pokazują liczne badania, może to na pewien czas ograniczać jego ryzyko. Aby uchronić się przed reinfekcją wirusa, należy dbać o odporność. Zachęca się także do przyjęcia szczepionki przeciwko COVID-19. Nie zabezpiecza ona całkowicie przed zakażeniem, ale łagodzi przebieg kliniczny choroby i znacznie zmniejsza ryzyko śmierci, przyczyniając się tym samym do poprawy sytuacji zdrowotnej na świecie. Zwlekanie z decyzją o zaszczepieniu to dawanie szansy wirusowi, by w sposób niekontrolowany rozprzestrzeniał się i zmutował.

Odporność populacyjna (zbiorowa)

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) podaje, że odporność zbiorowa na koronawirusa występuje, gdy większość populacji jest odporna na zakażenie chorobą. W jaki sposób rozwija się taka „ochrona” całej populacji? Dzieje się to na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest przebycie choroby i wytworzenie naturalnej odporności, a drugim - zaszczepienie i wykształcenie odporności poszczepiennej u większości społeczeństwa.

By zahamować lub spowolnić rozprzestrzenianie się wirusa, potrzebna jest odporność na COVID-19 u 70 – 90% populacji. Taki poziom odporności na koronawirusa pomógłby chronić osoby narażone na ciężki przebieg choroby, czyli między innymi starszych ludzi, niemowlęta, osoby z osłabionym układem odpornościowym. Główny naukowiec WHO - Soumya Swaminathan - twierdzi , że odporność stadna na koronawirusa najpewniej nie została osiągnięta w 2021 ani 2022 roku. Ze względu na ograniczony dostęp do szczepionek w niektórych krajach i sceptycyzm części społeczeństwa, proces szczepień może potrwać dłużej, nawet do jesieni 2023 roku.

Do czasu wykształcenia się zbiorowej odporności na koronawirusa, warto nadal zachowywać środki bezpieczeństwa. Noszenie maseczek, utrzymywanie dystansu fizycznego i dezynfekcja rąk z pewnością pozwolą ochronić wielu ludzi, nawet jeśli część z nas otrzyma już szczepionkę.

Budowa układu odporności

Jak działa odporność?

Niedobory odporności

Jak dbać o odporność?

Aktualności

Europejska Agencja Leków (EMA) dopuściła do stosowania terapię genową w leczeniu ciężkiego złożonego niedoboru odporności w wyniku niedoboru deaminazy adezynowej (ADA-SCID), będącego skutkiem mutacji genetycznej - informuje New Scientist. O terapii genowej, czym jest i o jej perspektywach, można przeczytać na portalu laboratoria.net

17.01.2024

Source: Memorial Sloan Kettering Cancer Center Library / LibGuides / COVID Impacts / Immune Dysfunction

Detailed information and resources on the long-term health consequences of COVID-19 infection and the broad social impacts of the COVID-19 pandemic.

One of the most concerning long-term effects of COVID-19 is the dysregulation and dysfunction of the immune system.

08.08.2023

Source: Nutrients Authors: van Steenwijk H, Bast, A and de Boer A.

Beta-glucans derived from mushrooms are bioactive long-chain polysaccharide compounds, insoluble in water and with immunomodulatory properties. Knowledge of the action and functions of beta-glucans, which have been used in traditional medicine for centuries, is developing thanks to modern immunological and biotechnological methods.

04.08.2023

Source: Oncology Reports; Authors: Hiromi Okuyama Akira Tominaga, z Laboratory of Immunology, Faculty of Pharmacy, Osaka Ohtani University, Tondabayashi, Osaka 584-8540, Japan

Spirulina lipopolysaccharides inhibit tumor growth in a Toll-like receptor 4-dependent manner by altering the cytokine milieu from interleukin-17/interleukin-23 to interferon-γ