Immunitetens roll i patogenesen av SARS-CoV-2-infektion och i skyddet som genereras av covid-19-vacciner i olika åldersgrupper Del 1

Abstrakt:

Denna studie syftar till att granska tillgängliga data om immunitetens centrala roll i bekämpningen av SARS-CoV-2-infektion och för att skapa skydd genom vaccination mot covid-19 i olika åldersgrupper. Fysiologiskt är immunsvaret och komponenterna som är involverade i det varierande, både funktionellt och kvantitativt, hos nyfödda, spädbarn, barn, ungdomar och vuxna.

Dessa immunologiska skillnader återspeglas under covid-19-infektion och under perioden efter vaccination. Resultatet av SARS-CoV-2-infektion är mycket beroende av reaktionen som orkestreras av immunsystemet. Detta är uppenbart i det kliniska tillståndet för covid-19-infektion, som kan vara symptomfri, mild, måttlig eller svår. Även komplikationerna av sjukdomen visar ett proportionellt mönster om immunsvaret. Tvärtom genererar de vanligt använda anti-COVID-19-vaccinerna skyddande humoral och cellulär immunitet. Storleken på denna immunitet och komponenterna som är involverade i den diskuteras i detalj. Dessutom kan många av de negativa effekterna av dessa vacciner förklaras utifrån immunreaktioner mot de olika komponenterna i vaccinerna. När det gäller lämpligt val av vaccin för olika åldersgrupper måste många faktorer beaktas.

Humoral skyddande immunitet är nära relaterad till immunitet. Skyddande humoral immunitet hänvisar till vissa antikroppar och celler som finns i blodet, lymfan och andra vätskor i människokroppen, som direkt kan förstöra patogener och förse kroppen med den huvudsakliga försvarsfunktionen. Immunitet hänvisar till det mänskliga immunsystemets motståndskraft mot extern biologisk invasion. Om mänsklig immunitet är låg kommer det att påverka den skyddande humorala immuniteten och öka risken för infektion. Människokroppen har en naturlig resistensmekanism mot infektiösa patogener som bakterier och virus, det vill säga medfödd immunitet, som inkluderar lokala försvar av huden, slemhinnor, andningsvägar, lever, njurar och andra organ och makrofager, neutrofiler, naturliga mördarceller och andra cellulära immunsvar. Cellulär immunitet och humoral immunitet är de två pelarna i kroppens förvärvade immunsystem, som försvarar sig mot invasion av patogener genom antikroppar och cellmedierade immunsvar.

Därför, ju starkare immunitet, desto starkare är kroppens förmåga att motstå patogener, och desto effektivare blir den skyddande humorala immuniteten. Utveckla goda levnadsvanor och matvanor, bibehålla tillräcklig sömn och rätt motion, förbättra immuniteten och hjälpa till att förebygga infektionssjukdomar. Därför måste vi förbättra vår immunitet. Cistanche kan förbättra immuniteten. Cistanche innehåller En mängd olika biologiskt aktiva ingredienser, såsom polysackarider, svamp, Huangli, etc., dessa ingredienser kan stimulera olika celler i immunsystemet och öka deras immunaktivitet.

Klicka cistanche hela livsmedel

Detta är en hörnsten, särskilt i följande åldersgrupper: 1 dag till 5 år, 6 till 11 år och 12 till 17 år. Många faktorer är inblandade i att bestämma väg, doser och schema för vaccination för barn. En annan viktig fråga i detta dilemma är familjernas tveksamhet när det gäller att besluta om de ska vaccinera sina barn. Till dessa svårigheter kommer hälsomyndigheternas och regeringarnas val att göra barnvaccination obligatorisk. I detta avseende har, även om de är sällsynta och begränsade, biverkningar av vacciner på barn upptäckts, av vilka några tyvärr har varit allvarliga eller till och med dödliga.

Men för att uppnå omfattande kontroll över covid-19 i samhällen måste både barn och vuxna vaccineras, eftersom den förstnämnda gruppen representerar en reservoar för virusöverföring. Förståelsen för de olika immunologiska mekanismerna som är involverade i SARS-CoV-2-infektion och beredningen och appliceringen av dess vacciner har gett vetenskaperna en stor möjlighet att ytterligare fördjupa och utöka den immunologiska kunskapen. Detta kommer förhoppningsvis att återspeglas positivt på andra sjukdomar genom att få en immunologisk bakgrund som kan hjälpa till vid diagnos och terapi. Mänskligheten är fortfarande i kontinuerlig konflikt med SARS-CoV-2-infektion och kommer att vara det ett tag, men framtiden förväntas vara till förmån för förebyggande och kontroll av denna sjukdom.

Nyckelord:

SARS-CoV-2; COVID-19; vacciner; immunsvar; barnvaccination; multisystem inflammatoriskt syndrom hos barn (MIS-C).

1. Introduktion

I USA, såväl som i hela världen, har färre fall av covid-19 rapporterats hos barn än hos vuxna. De representerar cirka 17–18 procent av alla covid-19-fall i befolkningen [1]. Andelen inlagda barn är mellan 1,7 procent och 4,4 procent av de totala sjukhusvistelserna [2]; dock har upp till 50 procent av smittade barn och ungdomar covid{11}} utan symtom [3]. Detta kan belysa immunsystemets förmåga att bekämpa SARS-CoV-2-viruset hos barn i jämförelse med vuxna. Av dessa skäl ställs en fråga: "Varför vaccinerar vi barn?" Svaret på denna fråga är att förhindra allvarlig sjukdom och spridning av infektioner till familjer och samhällen. Dessutom kan nyfödda i sällsynta fall löpa en högre risk att få allvarlig covid-19 än äldre barn [3]. Detta beror på att immunsystemet hos spädbarn fortfarande är omoget i jämförelse med äldre barn [3].

När en person föds överförs både medfödd och passiv immunitet till det nyfödda barnet från mamman via moderkakan och under amning, vilket kan skydda barnet ett tag tills dess adaptiva immunitet mognar [4]. Vid fyra års ålder tenderar immunsystemet att vara mer lyhört med god minnescellgenerering. Vid 55 års ålder har immunförsvaret förlorat en del av sin reaktionsförmåga och minne för att bekämpa infektioner. Boosterdoser av vacciner kan hjälpa till att förstärka immunsvaret [4].

SARS-CoV-2 kan infektera alla åldersgrupper, och det finns slående skillnader i immunsvaret och resultatet av covid-19-infektion mellan dessa grupper. Nyfödda, spädbarn, barn och ungdomar drabbas vanligtvis av asymtomatisk eller mild covid-19 [5–7]. I dessa åldersgrupper fungerar immunförsvaret annorlunda än hos vuxna. Immunsvaret hos nyfödda är organiserat baserat på immunologisk tolerans snarare än på resistens mot mikrober [8,9]. Immunsvaret regleras för att förhindra överdriven skada på normala vävnader [10].

Hos nyfödda/spädbarn ökas antalet immunsuppressiva celler för att minska oönskade immunsvar, och dessa cellers roll kan bestämma mönstret för covid-19-infektionsutfall hos spädbarn [11]. Under covid-19-infektion sker också produktionen av proinflammatoriska cytokiner (IL-1ß, IL-6, IL-8, IL-17 och TNF- ) mer hårt reglerad hos nyfödda, spädbarn och barn jämfört med vuxna [12].

Effekten av SARS-CoV-2-viruset på uttrycket och funktionen av angiotensinomvandlande enzym 2 (ACE2) hos barn skiljer sig från den hos vuxna och kan bestämma resultatet av covid-19-infektion [5 ,13,14]. SARS-CoV-2-viruset tar sig in i kroppens celler via ACE2-receptorn, och viruset kan också minska uttrycket av ACE2-receptorer på många organ (alveolära celler, nässlemhinna, övre luftvägar, endotel, hjärta, njur- och tarmceller) som normalt visar dem [5,13,14]. Detta kan resultera i ackumulering av ACE2 i luftvägarna, vilket leder till lungskador [5]. Spädbarn och barn som visar höga nivåer av plasma ACE2 kan besparas från denna effekt, eftersom deras ACE2-vävnadsuttryck skiljer sig från det hos vuxna [15]. Dessutom är ACE2-uttryck också direkt relaterat till androgen- och östrogennivåerna hos individer, som minskar med åldern [16].

Flera veckor efter uppkomsten av covid-19-symtom kan barn utveckla en allvarlig komplikation: multisystem inflammatoriskt syndrom (MIS; se nedan, avsnitt 4.3.5). Barn verkar ha en mindre roll i spridningen av SARS-CoV-2 än vad de gör i överföringen av andra mikroorganismer. Denna relaterade faktor bör tas upp när man avgör fördelarna med att vaccinera barn mot covid-19, eftersom färre än 2 procent av diagnostiserade fall inkluderar ungdomar [17–19]. Barn under fem år är mycket mindre sårbara för coronaviruset än vuxna, men de är inte heller osårbara för de allvarliga konsekvenserna. Därför, om covid{10}}-infektion behöver förhindras, är vaccination av barn en pragmatisk metod för detta ändamål [20].

Huvudsyftet med denna översyn var för det första att visa skillnaderna i immunsvaret mot SARS-CoV-2 i olika åldersgrupper, från spädbarn till tonåren, jämfört med vuxna; för det andra tittade vi på resultaten och komplikationerna av covid-19 bland dessa olika åldersgrupper om den immunologiska statusen. För dessa ändamål är denna genomgång organiserad i fyra huvudkategorier (avsnitt 2–5), som diskuteras nedan.

2. Genomgång av litteraturen och diskussionen

2.1. Utveckling och mognad av det normala immunsystemet

Immunsystemet (IMS) utvecklas från ett tillstånd av omognad vid födseln till ett tillstånd av mognad under vuxen ålder och avtar sedan under hög ålder (immunosenscens). Denna mognadsprocess går över i olika faser som kan kategoriseras i tre åldersrelaterade stadier, som är grunden för att förstå immunsvaret under covid-19-infektion och efter vaccination.

2.1.1. Det första stadiet under barndomen medfödd immunitet

Funktionerna hos de olika komponenterna i medfödd immunitet är svaga under spädbarnsåldern jämfört med i de senare åldersgrupperna. Spädbarn har en dålig neutrofil funktion, vilket gör dem mottagliga för både virus- och bakterieinfektioner, vilket kan återspegla den låga förmågan hos neutrofila och endotelala adhesiva funktioner (tabell 1) [21-23].

Monocyt-makrofagerserien visar också nedsatta funktioner och dålig utsöndring av bioaktiva molekyler vid födseln. Även om antalet lungmakrofager minskar, korrigeras detta inom några dagar. Dessutom innehåller navelsträngsblod färre myeloida dendritiska celler (mDCs) än perifert blod från barn och vuxna. Dessa celler uttrycker färre samstimulerande molekyler (HLA-II, CD80 och CD86) än en vuxens mDCs [29]. Återigen producerar dessa celler mindre IL-12, vilket länkar medfödd immunitet med adaptiv immunitet. Därför påverkas primingen av Th1- och CD8-celler [31]. Under tiden svarar dessa celler på Toll-like receptor 4 (TLR4) stimulering och främjar således Th17-cellers funktion via proinflammatorisk cytokinutsöndring (tabell 1).

Naturliga mördarceller (NK), som är en komponent i det medfödda immunsystemet, är mindre mottagliga för cytokinaktivering av IL-12 och IL-15 och frisätter mindre gamma-interferon, vilket resulterar i ett minskat antiviralt svar [ 32]. Dessutom, i den medfödda armen hos nyfödda, har NK-celler funktionella brister, inklusive minskad celladhesion på grund av en minskning av selektiner, minskad TNF-produktion och en ökning av hämmande receptorer. Antalet neonatala PDC och mängden typ I IFN som genereras av dessa celler reduceras [60]. De huvudsakliga skillnaderna mellan NK-celler och mDCs är baserade på konceptet att de förstnämnda cellerna är engagerade med autologa infektionsceller eller defekta celler i ett icke-HLA-begränsat mönster, medan de senare cellerna är engagerade med celler från olika organismer, såsom virala patogener [ 29,45].

Slutligen är den alternativa komplementvägen och de lektinbindande aktiveringsvägkomponenterna, som också är medfödda immunitetselement, signifikant närvarande i lägre koncentrationer än en vuxens nivå, vilket leder till minskningar av komplementaktiviteter, såsom opsonisering, lys av målcellerna, och mediering av inflammatoriska processer mot mikrobiella molekyler [33]. Därför är medfödd immunitet för skyddande aktiviteter allvarligt äventyrad efter födseln.

Adaptiv immunitet

Adaptiv immunitet är också annorlunda under spädbarnsåldern jämfört med vuxen ålder. Dessa skillnader involverar både T- och B-celler. Efter födseln kvarstår perifera Treg-celler (Fox 3-positiva) under en längre period [36], i en koncentration som är cirka 3 procent av den totala populationen av CD4 plus T-celler [35], för att mediera det antiinflammatoriska svar [37]. Detta kan leda till en minskad igenkänning av alloantigener, ett dåligt svar på främmande antigener och ett skevt T-cellssvar mot Th2-immunitet. Men för att kompensera för omognaden av Th1-cellfunktioner kan T-celler med gamma-delta T-cellsreceptorer (δ-TCR) producera betydande mängder gamma-interferon efter kort polyklonal stimulering under neonatala infektioner [39,40].

Tvärtom, som en humoral immunitetssvarare är B-celler av två typer. För det första finns det B2-celler, som utsöndrar lågaffinitets-IgM mot begränsade antigener, inklusive bakteriella polysackarider, och producerar IL-10 och transformerande tillväxtfaktor (TGF). De två sistnämnda faktorerna kan främja Th2-svaret [42]. B1-celler (konventionella celler) har en bred repertoar av immunglobulinsvar i sekundära lymfoida organ och benmärg och omfattar cirka 40 procent av det perifera blodets B-celler från födseln till några månader efteråt [61].

Dessutom är adaptiva immunitetssvar mot T-cellsberoende antigener hos nyfödda signifikant försämrade i jämförelse med äldre barn och vuxna [43]. Denna information är relevant för vaccinationsprogram som involverar nyfödda och spädbarn. Därför, på grund av den försämrade medfödda immuniteten och svaga Th1- och antikroppssvar hos nyfödda, är dödligheten bland nyfödda från exponering för andra mikrober än SARS-CoV-2 hög [49].

Slutligen beror potenta adaptiva immunsvar på DCs potential att genomgå mognad tillsammans med den robusta aktiveringen, differentieringen och överlevnaden av T- och B-celler. Nyfödda DC:er har en minskad förmåga att svara på mönsterassocierade molekylära mönster (PAMP) via Toll-like receptors (TLR) och retinoinsyra-inducerbara gen-I-liknande (RIGI) receptorer, vilket resulterar i försämrat uttryck av samstimulerande molekyler (CD40) , CD och CD86) och minskad produktion av IL-12p70, vilket är väsentligt för differentieringen av CD4 Th1-celler och CD8 plus T-celler. Nyfödda DCs uppvisar också förbättrad IL-4-produktion. CD4 plus T-cellsdifferentiering är snedställd mot produktionen av Th2-celler på grund av den låga koncentrationen av IL-12p70 och den ökade produktionen av IL-4. Den minskade IL-12p70-koncentrationen påverkar utvecklingen av CD8 plus T-celler, vilket resulterar i lägre IFN-produktion (Figur 1). Nyfödda och spädbarn uppvisar också förbättrade Treg-svar. Det finns också funktionella avvikelser i nyfödda T-follikulära hjälparceller (Tfh)-celler, inklusive begränsad tillväxt, vilket resulterar i otillräckliga germinala centrumsvar och minskad generering av högaffinitets- och isotypbytta antikroppar [60].

2.1.2. Det andra stadiet: Från barndom till tonåren – vuxen ålder

Hos barn börjar både medfödd och adaptiv immunitet att mogna jämfört med nivåerna hos spädbarn, men de lider fortfarande av betydande mikrobiella infektioner. Dessutom börjar koncentrationen av moderns immunglobulin som överförs via moderkakan och genom amning att avta vid sex månaders ålder [50,51].

Under barndomen minskar antalet Treg-celler, medan antalet primade minne Th1-, Th2- och Th17-celler ökar för att vara proportionellt mot det för CD45R-positiva naiva T-celler [48]. Denna fysiologiska mognad i den immunkompetenta cellpopulationen kan förse kroppen med olika armor för att bekämpa infektioner genom korsreaktioner mellan epitoper av mikrober och kroppens repertoar av minnes-T-celler, även de som kroppen inte har exponerats för tidigare [ 53,56,57].

B-celler visar liknande mönster av korsreaktivitet och antikroppsproduktion mot mikrobiella antigener, såsom stimulering av naturligt hemagglutinin (anti-ABO) av IgM-klassen av tarmfloran [62].

Kliniska/symptomatiska och subkliniska/asymtomatiska infektioner kan provocera fram antikroppsbildning och priming av T-celler [44,63]. Virusinfektioner och intracellulära bakteriella infektioner kan provocera fram starka CD4- och CD8-T-cellssvar [64]. Ibland kan mikrobiella superantigener orsaka överdriven stimulering av dessa celler, vilket leder till radering av vissa kloner [44,63,64].

B-celler går in i somatisk hypermutation, särskilt vid hot spots i variabla regioner av immunglobulin [49,65,66]. Denna mekanism krävs inte för T-celler, eftersom det inte finns något behov av T-cellsreceptorer med hög affinitet eftersom aktivering av T-celler med låg affinitet förstärks av verkan av samstimulerande coreceptorer [66]. Utöver detta kan HLA genetisk polymorfism [67] och generna som kontrollerar medfödd immunitet alla kasta ljus över komplexiteten hos det vuxna immunsvaret [44,63].

Under ett immunsvar reser plasmaceller som producerar antikroppar till benmärgen, där de vistas under olika långa tider. Dessutom kan det ske konstant regenerering av minnes B-celler i närvaro av ihållande antigen och T-hjälparceller. Partikelformiga antigener hålls kvar av follikulära dendritiska celler i flera år i lymfkörtlarna [44]. Antigenpersistens och korsreaktiva antigener bidrar sannolikt till överlevnaden av dessa B-celler, som delar sig och utsöndrar antikroppar [44,61-63].

Sammanfattningsvis klarar immunförsvaret förändringarna från fosterliv till infantilt liv. Sedan mognar den och förlängs under vuxen ålder och minskar senare under immunosenscens. Minnesceller expanderar i kroppen under hela livet. Immunsystemet hos åldrade individer är proportionellt mot det hos en nyfödd med minskad antimikrobiell aktivitet av neutrofiler och makrofager, minskad antigenpresentation av antigenpresenterande celler, särskilt dendritiska celler, reducerad NK-dödning och ett ganska kompromitterat adaptivt cellulärt immunsvar. Med andra ord, den medfödda immuniteten och B-cells-, Th1-, Th2- och Treg-aktiviteterna påverkas alla, i varierande utsträckning, under livstiden. Därför är unga och gamla immunsystem inte särskilt effektiva på att hantera infektioner (t.ex. virala) i jämförelse med unga vuxnas.

For more information:1950477648nn@gmail.com