Формирование коллективного иммунитета против новой коронавирусной инфекции COVID-19 у доноров крови

Введение

Новая коронавирусная инфекция COVID-19, впервые выявленная в конце 2019 г. в китайском городе Ухань, стремительно распространилась по всему миру. Уже 11 марта 2020 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила пандемию, охватившую 188 стран [1][2]. Число заболевших на момент объявления составило около 118 тысяч человек [3]. Этиологическим агентом COVID-19 является РНК-содержащий вирус SARS-CoV-2. Данный патоген относится к семейству Coronaviridae, подсемейству Orthocoronavirinae, роду Betacoronavirus. Изначально вирус являлся зоонозом, а преодоление межвидового барьера и циркуляция в человеческой популяции стали возможными благодаря многочисленным мутациям в гене S-белка, отвечающего за связывание вируса с клеточным рецептором ангиотензинпревращающего фермента II типа [4][5]. Проникая через верхние дыхательные пути, SARS-CoV-2 быстро распространяется по организму, последствием чего могут быть различные проявления и состояния: от бессимптомного носительства и легкой формы респираторной инфекции до тяжелого поражения дыхательной системы с развитием пневмонии, острого респираторного дистресс-синдрома, развития гиперкоагуляционного синдрома с тромбозами и тромбоэмболией, поражения других органов и систем (центральная нервная система, миокард, почки, печень, желудочно-кишечный тракт, эндокринная и иммунная система), сепсиса и септического шока [6].

Большое число бессимптомных носителей и заболевших, высокая смертность среди инфицированных с сопутствующими хроническими заболеваниями и высокая скорость распространения инфекции потребовали от системы здравоохранения принятия мер по разработке и налаживанию быстрой диагностики, профилактики и оказанию медицинской помощи больным с клиническими проявлениями инфекции. C момента объявления пандемии активно проводились мероприятия по разворачиванию госпиталей для приема больных COVID-19, перепрофилированию отделений стационаров, созданию на базе существующих лабораторий линий по диагностике этиологического агента. В рекордно короткие сроки производители лабораторных материалов перестроили свою работу и направили производственные мощности на разработку средств для диагностики новой коронавирусной инфекции. В короткие сроки с момента объявления пандемии появилось большое количество тест-систем для молекулярной и иммунологической диагностики SARS-CoV-2. Начались разработки средств иммунологической профилактики. Все вышеописанные события не могли не отразиться на службе крови [7]. В частности, в период пандемии прекращаются массовые выездные донорские мероприятия, регулярные доноры крови получают временные отводы в случае инфицирования возбудителем COVID-19 либо выполнения плановой вакцинации. Тем не менее в отделении переливания крови (ОПК) ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России удалось сохранить общее количество донаций практически на уровне 2019 г., что в условиях пандемии и временного запрета на плановые госпитализации и операции в 2020 г. даже привело к незначительному избытку заготовленных компонентов донорской крови. Актуальным представляется изучение скорости роста коллективного иммунитета у доноров крови и ее компонентов.

Цель настоящей работы — оценить формирование коллективного гуморального иммунного ответа на COVID-19 в группе безвозмездных доноров крови и компонентов.

Материалы и методы

С 29 апреля 2020 г. образцы крови всех доноров, осуществивших донацию в отделе переливания крови ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России, дополнительно тестировали на наличие антител класса G к новой коронавирусной инфекции COVID-19. В настоящее исследование включены результаты тестирования 12 314 образцов крови доноров и ее компонентов, прошедших донацию в период с 29.04.2020 по 08.04.2021. Минимальный допустимый период между донациями компонентов крови (концентрата тромбоцитов и плазмы) составлял 2 недели. Таким образом, регулярный активный донор мог сдавать компоненты крови не чаще 2 раз в месяц. Для оценки скорости изменения частоты детекции противовирусных антител у доноров проводили анализ результатов тестирования образцов донорской крови в двухнедельные периоды (с учетом выходных дней). Такой подход позволил избежать учета одного и того же донора дважды, а количество донаций совпадало с количеством обследованных лиц. Тестирование проводилось методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием набора реагентов для определения иммуноглобулинов класса G к рецептор-связывающему домену RBD гликопротеина S в сыворотке (плазме) крови «SARS-CoV-2-IgG-ИФА» производства ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России, ООО «ХЕМА» (Россия) [8].

Результаты

В период с 29.04.2020 по 08.04.2021 в ОПК осуществлено 12 314 донаций. Все доноры были дополнительно обследованы на антитела к SARS-CoV-2. В 3219 (26,14 %) из 12 314 исследуемых образцов выявлены антитела к SARS-CoV-2. На рисунке 1 отображена динамика увеличения частоты выявления антител к возбудителю новой коронавирусной инфекции у доноров крови в процентном соотношении от всех донаций.

Доля доноров, в крови которых выявлены антитела к рецептор-связывающему домену S-белка SARS-CoV-2, выросла с момента введения тестирования с 8,52 до 58,09 % к моменту окончания наблюдения. Однако эти данные показывают лишь общую тенденцию нарастания специфического иммунного ответа среди доноров. В первые две недели исследования (29.04.20—15.05.20) все случаи наличия антител считали впервые выявленными в связи с отсутствием анамнестических данных о перенесенном заболевании, вызванном SARS-CoV-2. Начиная со второго периода наблюдения (18.05.20—29.05.20), все случаи выявления антител проверяли с помощью лабораторной информационной системы, после чего доноров относили либо к категории лиц с впервые выявленными антителами, либо к позитивным ранее. Это было сделано с целью оценки истинной скорости нарастания специфического иммунитета среди доноров. На рисунке 2 представлено сравнение этих двух категорий.

За период исследования доля лиц с впервые выявленными антителами (не считая первые две недели наблюдения, когда все доноры считались «первичными») сильно колебалась. Максимальное соотношение лиц с впервые выявленными антителамик донорам, у которых антитела выявлялись ранее, получено во второй период наблюдения (56 «первичных» к 13 «повторным»). Минимальное значение этого соотношения наблюдалось во второй половине августа 2020 г. и составило 16 к 56 соответственно.

Обсуждение

COVID-19 является респираторным инфекционным заболеванием, соответственно, парентеральный путь передачи не характерен для ее возбудителя. Таким образом, данный патоген не должен представлять серьезной опасности для реципиентов донорской крови и ее компонентов [9]. Тем не менее диагностика маркеров SARS-CoV-2 у доноров является актуальной задачей. Это необходимо для создания банка антиковидной плазмы или сбора сырья для приготовления специфических иммуноглобулинов и других препаратов. Полученные в ходе исследования данные демонстрируют тенденцию поступательного нарастания коллективного иммунитета среди доноров крови и ее компонентов. Об этом свидетельствует увеличение частоты выявления антител к возбудителю новой коронавирусной инфекции среди доноров с 8,52 до 58,09 % за наблюдаемый период. При этом график динамического наблюдения за состоянием коллективного иммунитета у доноров визуально может быть разделен на два периода: один — от начала наблюдения 29 апреля до ноября 2020 г., когда общая частота выявления антител не имела статистически достоверных колебаний, и второй — с ноября 2020 г. до начала апреля 2021 г., когда частота выявления антител к SARS-CoV-2 у доноров увеличивалась. С 29 апреля по ноябрь 2020 г. общая частота выявления антител к SARS-CoV-2 у доноров практически не изменялась (колебалась в пределах 13–16 %). Аналогичная тенденция наблюдалась и в других странах, например в Нидерландах, где в начале пандемии частота выявления антител у доноров составляла от 2,7 до 9,5 % в зависимости от региона [10]. Однако, начиная со второй половины ноября 2020 г., отмечен устойчивый рост частоты выявления антител к SARS-CoV-2 среди доноров. Данный феномен может быть связан с началом второй волны распространения новой коронавирусной инфекции в РФ (рис. 3).

Данный тезис подтверждается результатами, представленными на рисунке 2, согласно которому рост частоты первичного выявления антител к возбудителю COVID-19 наблюдается в начале ноября 2020 г. Другой фактор, который мог повлиять на изучаемую динамику, — разработка первых средств вакцинопрофилактики и начало кампании по вакцинации против новой коронавирусной инфекции, стартовавшей в декабре 2020 г., и массовой вакцинации, начавшейся в феврале 2021 г. Вэтот период наблюдалось максимальное число доноров крови с впервые выявленными антителами к SARS-CoV-2. Однако оценить влияние начала массовой вакцинации в рамках данного наблюдения затруднительно, т. к. к окончанию наблюдения формирование иммунной прослойки было обусловлено в том числе приобретением естественного иммунитета после инфицирования. На 29.04.2020 в России было зарегистрировано 93 558 случаев заболевания коронавирусной инфекцией, а к08.04.2021 таких случаев уже было зарегистрировано 4 614 834 [3]. Тем не менее специфическая иммунизация не могла не повлиять на формирование иммунной прослойки. В России к 08.04.2021 уже насчитывалось 5 189 085 человек (или 3,55 % населения), которые были полностью вакцинированы от коронавируса первым и вторым компонентами вакцины [3]. Вышеописанное подтверждается анализом соотношения частоты первично положительных доноров по антителам к новому возбудителю. На рисунке 2, отображающем динамику соотношения первичноположительных доноров к уже ранее выявленным, виден пик роста частоты детекции вновь инфицированных доноров в период начала второй волны инфекции (с начала ноября 2020 г. по начало февраля 2021 г.).

Таким образом, полученные данные показывают сильную корреляцию между эпидемиологической обстановкой в России и Москве и ростом частоты выявления позитивных по антителам к возбудителю новой коронавирусной инфекции доноров, сдавших кровь и ее компоненты в ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России, который принимал доноров из всех регионов. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости мониторинга наличия антител к SARS-CoV-2 среди доноров.