Rapid immune response in children protects them from COVID-19

تُوضح دراسة جديدة أجراها باحثون في (المعهد الوطني للبحوث الصحية NIHR)، مستشفى غريت أورموند ستريت (غوش) ، مركز أبحاث الطب الحيوي (BRC)، كلية لندن الجامعية (يو سي إل UCL) ومعهد وِلكوم سانْغَرWellcome Sanger  كيف يمكن أن تساعد الاختلافات الأساسية في الاستجابة المناعية للبالغين والأطفال في تفسير أن الأطفال هم أقل عرضة للإصابة الخطيرة بمرض سارز -كوف-22 (SARS-CoV-22).

تستخدم الدراسة، التي نُشرت في دورية Nature، تقنية تُعرف باسم تسلسل الخلية-المفردة لمقارنة كيفية تأثير عدوى سارز -كوف-2 على الأعضاء المختلفة عند البالغين والأطفال.  من خلال القيام بذلك، تمكن الباحثون من إظهار أن الأطفال لديهم استجابة مناعية أسرع للعدوى في مجرى الهواء من البالغين، والتي تميزت بارتفاع نسبة نوع معين من البروتين يسمى الإنترفيرون interferon.  كانت الاستجابة المناعية الأقل سرعة عند البالغين تعني أن الفيروس كان أكثر قدرة على غزو أجزاء أخرى من الجسم حيث يصعب السيطرة على العدوى.

 من المأمول أن تساعد هذه الدراسة الباحثين الآخرين في سعيهم للتنبؤ بمخاطر إصابة شخص ما بـ سارز -كوف-2.   يمكن استخدام مسحة الأنف لقياس الاستجابة المناعية لدى البالغين المصابين حديثًا لتحديد الأشخاص الأكثر عرضة للإصابة بمرض شديد.  اقترحت الأبحاث الحديثة أيضًا أن استنشاق الإنترفيرون يمكن أن يكون خيارًا علاجيًا لأولئك المصابين بعدوى سارز -كوف-2.   

مشاركة غوش

 كجزء من الدراسة، قام باحثون من غوش والمستشفيات الأخرى التابعة لـ يوسي إل بجمع ومعالجة مجرى الهواء وعينات الدم المتطابقة من المصابين بـ كوفيد-19 (19 طفلا و 18 من البالغين) بأعراض تتراوح بين عدم وجود أعراض إلى أعراض شديدة، بالإضافة إلى عينات تحكم من 41 طفلًا وبالغا غير مصابين بالمرض.

تم إجراء تسلسل الخلية-المفردة للعينات في معهد وِلكوم سانْغَر، كجزء من مشروع Human Cell Atlas project، لإنشاء مجموعة بيانات تتكون من 659217 خلية فردية.  بعد تحليل هذه الخلايا، كشفت عن 59 نوعًا مختلفًا من الخلايا في الشعب الهوائية و 34 نوعًا من الخلايا في الدم، بما في ذلك بعض الأنواع التي لم يتم وصفها من قبل.

"تسلط هذه الدراسة الضوء على كيف أن التعاون وجمع العينات مثل  Living Airway Biobank  (الذي تم إنشاؤه في GOSICH واستخدامه كجزء من هذه الدراسة) لديه القدرة على تسريع فهمنا لكيفية اختلاف تأثير العدوى الناشئة مثل سارز -كوف-2 على الأطفال والبالغين"،

تقول الدكتورة كلير سميث Claire Smith، أستاذة مساعدة في معهد صحة الطفل التابع لـ غوش و يو سي إل (GOSICH).

نتائج الدراسة الرئيسية

نظام المناعة الموجود في جسم الإنسان عند ولادته ليس هو نفسه عند البالغين.  إن "الجهاز المناعي الفطري" للأطفال لهو أكثر قدرة على التعرف على الفيروسات أو البكتيريا الخطيرة تلقائيًا، مما يؤدي إلى تنشيط الخلايا البائية والتائية "الساذجة" التي يمكنها التكيف مع التهديد. يمتلك البالغون نظامًا مناعيًا أكثر "تكيّفا" يحتوي على ذخيرة ضخمة من أنواع الخلايا البائية والتائية "ذات الذاكرة"، والتي تم تدريبها من خلال التعرض السابق للاستجابة لتهديد معين. على الرغم من أن الجهاز المناعي للبالغين لديه أيضًا استجابة فطرية، إلا أنه أكثر نشاطًا عند الأطفال.

إحدى الآليات الرئيسية لكلا الجهازين المناعيين هي وجود مجموعة من البروتينات تسمى الإنترفيرونات، والتي يتم إطلاقها عند وجود تهديدات فيروسية أو بكتيرية وتطلب من الخلايا المجاورة إحكام دفاعاتها. الإنترفيرون هو عبارة عن بروتينات ذات نشاط قوي مضاد للفيروسات، ويؤدي إنتاجها عادةً إلى تنشيط الخلايا البائية والتائية التي تقتل الخلايا المصابة وتحد من انتشار العامل المسبّب للمرض. 

أظهر التحليل أن الإنترفيرون تم التعبير عنه بقوة أكبر في الأطفال الأصحاء مقارنة بالبالغين، واستجابة مناعية أسرع ضد العدوى في الشعب الهوائية للأطفال.  سيساعد هذا في الحد من تكاثر الفيروس في وقت مبكر ومنح الأطفال ميزة فورية في منع الفيروس من إصابة الدم والأعضاء.

"نظرًا لأن سارز -كوف-2 هو فيروس جديد، فهو ليس من الأشياء التي تعلم الجهاز المناعي التكيّفي للبالغين الاستجابة له.  نظام المناعة الفطري للأطفال هو  أكثر مرونة ولديه قدرة  أفضل على الاستجابة للتهديدات الجديدة.  ما نراه على المستوى الجزيئي هو مستويات عالية من الإنترفيرون واستجابة مناعية سريعة جدًا عند  الأطفال تساعد في تفسير سبب قلة تأثرهم الشديد بـ  كوفيد -19 مقارنة بالبالغين"،
يقول الدكتور ماساهيرو يوشيدا Masahiro Yoshida  (المؤلف الأول، قسم الطب في يو سي إل).
  

كما توضح الدراسة بالتفصيل كيف يمكن للجهاز المناعي للبالغين، بأعداده الكبيرة من الخلايا المناعية "القاتلة" مثل الخلايا البائية والتائية، أن يعمل ضد الجسم بمجرد انتشار سارز -كوف-2 إلى أعضاء أخرى  من المريض.
 

"مقارنة مع الأطفال، يحتوي دم البالغين على عدد أكبر ومتنوع من الخلايا المناعية السامة للخلايا، والتي تم تصميمها لقتل الخلايا المصابة لمنع انتشار العدوى. لكن هناك خط رفيع بين المساعدة والضرر .  بمجرد أن ينتشر الفيروس إلى عدة مناطق في الجسم، يمكن أن يحدث تلف الأعضاء بسبب محاولة الجهاز المناعي وفشله في السيطرة على العدوى.  تظهر دراستنا أن الأطفال يستجيبون بشكل أفضل في البداية.  ليس هذا فحسب؛ إذا دخل الفيروس إلى الدم فإن الاستجابة السامة للخلايا تكون أقل قوة"،

يقول الدكتور ماركو نيكوليتش Marko Nikolić (مؤلف رئيسي، قسم الطب قسم الطب في يو سي إل).

ماذا بعد؟

إن معرفة كيف ولماذا يمكن أن تفشل الاستجابة المناعية لـ سارز -كوف-2 في السيطرة على العدوى أو البدء في إيذاء الجسم، يوفر للعلماء الوسائل للبدء في التساؤل عن سبب إمكانية تعرض بعض الأفراد لمخاطر الإصابة بمرض شديد.

تشير هذه البيانات إلى أنه يمكن فحص البالغين الذين تم تشخيصهم حديثًا للتحقق من مستويات الإنترفيرون في مجرى الهواء. تشير مستويات الإنترفيرون المرتفعة، المشابهة لتلك الموجودة عند الأطفال، إلى انخفاض خطر الإصابة بمرض شديد، في حين أن مستويات الإنترفيرون المنخفضة تشير إلى مخاطر أعلى. يمكن بناء على هذا التفكير بإعطاء المرضى المعرضين لخطورة عالية العلاج الوقائي مثل الأجسام المضادة وحيدة النسيلة، وهي باهظة الثمن وغير متوفرة بكثرة.

بالإضافة إلى ذلك، هناك أدلة متزايدة على الفوائد العلاجية للإنترفيرون بيتا 1 أ (beta 1a) المستنشق؛ وبناءً على نتائج الدراسة، يجب أن يكون هذا هو الحال بشكل خاص للمرضى الذين يعانون من ضعف أو غياب نشاط الإنترفيرون. 

"ببساطة، فإن الاستجابة المناعية الفطرية أفضل في محاربة كوفيد-19  ويتمتع الأطفال بمناعة فطرية أقوى، لكن المناعة هي أيضًا أمر معقد (مثل رقص الباليه) يشمل أنواعًا عديدة من الخلايا.  سيؤثر توقيت وأنواع الخلايا التي يتم تفعيلها على كيفية تطور العدوى، وسيختلف هذا من شخص لآخر لأسباب عديدة، بالإضافة إلى سن الشخص.  قد تساعدنا بعض الاختلافات التي نلاحظها بين الأطفال والبالغين على التفكير في كيفية قياس المخاطر الشخصية على البالغين كوسيلة للتخفيف من خطورة المراض والموت"، 

تقول الدكتورة كيرستين ماير Kerstin Meyer، مؤلفة رئيسية في الدراسة من معهد وِلكوم سانْغَر .

النتائج ثاقبة ليس فقط للتعامل مع كوفيد-19 ، ولكن بشكل عام لفهم التغييرات في مجرى الهواء والدم أثناء فترة الطفولة. هذه النتائج تبرهن على قوة دقة الخلية-المفردة في الكشف عن الاختلافات في بيولوجيا الأطفال والبالغين ، بينما تشير إلى اعتبارات مختلفة للغاية عند التفكير في كيفية ظهور مرض معين وكيف يمكن علاجه"،

يقول جونا كول Jonah Cool ، مسؤول برنامج بيولوجيا الخلية-المفردة في مبادرة تشان زوكربيرج              e

eChan-Zuckerberg Initiativ