Что такое rbd s белка
Вакцины против COVID: S антиген есть у всех, но не все S антигены «равны»
Для неподготовленного читателя этот текст довольно сложный. Но для понимания того, что реально скрывается за броскими заголовками и заявлениями о готовности вакцин против COVID, это важно. Я старался максимально упростить. Но объяснить «на кулаках» не всегда возможно.
Однако в случае SARS-CoV-2, «главный подозреваемый» известен. Это белок SPIKE (он же белок S или гликопротеин S). Все «высокотехнологичные» вакцины-кандидаты, независимо от платформы, «заточены» на доставку именно этого белка. На первый взгляд может показаться, что лучше всего «сформулировать» вакцину так, чтобы 3-D конфигурация белка S в ней точно соответствовала бы природной. Но всё не так просто. «Конструируя» вирус эволюция отнюдь не имела целью сделать его максимально уязвимым для иммунных ответов. Наоборот, целью (это фигура речи, не более) было сделать вирус максимально жизнеспособным. И природа нашла элегантное решение – конфигурация белка S не статична, она меняется после связывания этого белка с рецептором ACE2. В ходе этой трансформации белок S разрезается в определённых местах протеазами, особенно важной из которых, в случае SARS-CoV-2, является фурин. В результате создаются подходящие условия для слияния вирусной оболочки и клеточной мембраны. Иными словами – для вируса открывается дверь для проникновения в клетку (подробнее об этом здесь: https://prof-afv.livejournal.com/15558.html ).
Легко сказать. Но как это сделать? Вот здесь ключевая роль принадлежит фундаментальным научным исследованиям. Тех, кто считает, что учёные ни на что не пригодны и занимаются чепухой, я вряд ли смогу переубедить. Да и, честно говоря, научных «пустышек» предостаточно, значительно больше, чем хотелось бы. Но при всём этом прогресс в фундаментальных исследованиях SARS-CoV-2 весьма впечатляющий и чрезвычайно быстрый. Я бы сказал беспрецедентный. Благодаря этому удалось определить, что надо сделать для улучшения иммуногенности белка S, предназначаемого для вакцин.
Не вдаваясь в детали, уже ясно, что оптимальной для вакцин является «фиксация» белка S в конфигурации, которую он имеет ДО связывания с рецептором (stabilized pre-fusion configuration). Для этого необходимы аминокислотные замены в S2 части этого белка. В строго определённых местах стоящие там аминокислоты должны быть заменены на пролин. Адаптированный для вакцин вариант белка S c двумя «вставленными» остатками пролина (S2P), уже вошёл в рецептуру нескольких американских вакцин-кандидатов. Но совсем недавно опубликованы данные о ещё более глубокой модификации белка S. Оказалось, что замена на пролин в четырёх дополнительных позициях ещё лучше стабилизирует белок S в его pre-fusion конфигурации. Этот вариант белка S получил название HexaPro (6 пролинов).
Вроде бы так просто – измени «рецептуру» вакцин и всё. Но, во-первых, любое изменение рецептуры вакцины-кандидата обнуляет предыдущие испытания. Всё надо делать заново. На это есть время? Во-вторых, и это фундаментальное ограничение, темпы генетических и молекулярно-биологических исследований значительно более быстрые, чем темпы экспериментирования на животных, не говоря уже о клинических испытаниях. Адекватно проверить все перспективные находки в условиях, когда вакцина экстренно необходима просто невозможно. Приходится идти на компромисс и откладывать на будущее кое-что из того, что кажется перспективным.
Помимо стабилизации белка S в pre-fusion конфигурации есть и немало других «заморочек», которые решают, и во многом решили, разработчики наиболее продвинутых вакцин-кандидатов. Всё это делается благодаря результатам фундаментальных исследований. Например, в оболочке вируса белок S присутствует в виде тримера. Нужно было добиться, чтобы «вакцинный» S-белок также собирался в тримеры. Это сделано. Правда, есть и «не ортодоксы». Один из разработчиков вакцин пытается использовать димеры стабилизированного белка S. И это не просто прихоть или оригинальничанье. Для такого подхода есть экспериментальное обоснование. Подробнее о этом здесь: https://prof-afv.livejournal.com/27441.html.
Резюмируя: за словами «активным компонентом вакцины является белок S» могут скрываться разные вещи. Не все белки S или их фрагменты (например, RBD или S1) «равны». Одни из них лучше, другие хуже. И выбор здесь уже не является блужданием в потёмках.
(с) Проф_АФВ
Нейтрализующие антитела к коронавирусу SARS‑CoV‑2, спайковый (S) белок, IgG, количественно ( Тест анти-RBD)
Доступен анализ на нейтрализующие антитела класса g после вакцинации или перенесенного COVID-19. ( Количественное определение антител класса IgG к RBD-домену спайкового (S) белка SARS-Co-V-2, пре- и поствакцинальные).
АКЦИЯ: все анализы со скидкой 25 %. (переходите по ссылке)
Что за тест анти-RBD и что он показывает?
В ответ на заражение организм начинает реагировать выработкой антител различных классов. Именно их обнаружение позволяет установить факт инфицирования даже у бессимптомных пациентов. IgG начинают выявляться в среднем на 3-й неделе заболевания, перемещаясь по сосудистому руслу пациентов длительно время. При лабораторном тестировании возможно определение IgG к различным белкам вируса. Наличие антител класса IgG к нуклеокапсидному белку является показателем перенесенной инфекции.
Выявление IgG к рецептору связывающего домена (RDB) – позволяет судить о наличии защитного иммунитета, который мог сформироваться после перенесенного заболевания, так и после вакцинации. Антитела к рецептору связывающего домена S белка обладают нейтрализующими свойствами и препятствуют связыванию вируса с клетками человека, тем самым обеспечивая важную роль в определении индивидуального протективного (защитного) иммунного ответа к SARS-CoV-2.
Кому показан и когда нужно сдавать тест на наличие антител к S-белку?
В первую очередь анализ на определение нейтрализующих антител класса g ( АНТИ RBD) показан лицам переболевшим новой коронавирусной инфекцией и лицам, после вакцинации препаратом «Спутник V» (Центр Гамалеи), а также другими вакцинами, разрешенными к применению на территории РФ. Рекомендуемый срок сдачи анализа на антитела после вакцины «Спутник V» 35-42 дня с момента постановки первого компонента. Для выявления антител после вакцины ЭпиваКкорона необходимы специальные тест системы «Вектор».
Чувствительность теста в диапазоне 80-99 %, специфичность 95-99%
Расшифровка результатов исследования
Некоторые регионы планируют выдачу QR-кода при высоком уровне нейтрализующих антител даже у неофициально переболевших лиц ( Лица переболевшие дома с отрицательным тестом ПЦР). Анализ нужно будет сдать в специальных аккредитованных лабораториях.
Образец анализа на антитела к коронавирусу (ABBOT)
При каком уровне антител нужно прививаться от коронавируса?
Положительные антитела и опасность для окружающих
Антитела могут сохранятся и определятся в сыворотке в течении 5-7 месяцев после начала заболевания. Уровень антител зависит от нескольких факторов, перечисленных выше. (Вес, пол, влияние вредных факторов, степень тяжести перенесенного заболевания и тд.). Все чаще и чаще высказывается в научных кругах мнение, что в связи с появлением нового штамма «Дельта» ( Индийский штамм) необходим более высокий уровень антител, поэтому рекомендуем периодически сдавать анализ, с целью отслеживания динамики титров антител. В случае снижения титров до низких показателей, следует рассмотреть вопрос о ревакцинации.
По последним исследованиям, (статья опубликована 12.10.2021 ) проведенного в Швеции и Италии, показали, что у большинства переболевших COVID-19 в первые полгода количество антител снижалось постепенно, после чего показатель ( в течении 8-9 месяцев) до 15 месяцев был стабильным.
Авторы собрали 188 анализов крови у 136 пациентов, у которых заболевание сопровождалось характерными симптомами и протекало в различной форме, от легкой до тяжелой. В качестве контрольной выборки использовали плазму 108 человек с подтвержденным отрицательным ПЦР-тестом.
Ученые измеряли титры анти-S и анти-RBD антител в плазме. Первые специфически направлены на спайковый белок, или S-белок вируса целиком, а вторые — на рецептор-связывающий домен (RBD) S-белка, играющий ключевую роль в связывании вируса с клетками. Известно, что со временем в структуре S-белка и RBD-домена накапливаются мутации, которые снижают нейтрализующую способность антител. Задачей ученых было определить время, в течение которого антитела плазматических клеток сохраняют активность.
Результаты показали, что на пике иммунного ответа у выздоравливающих пациентов уровни анти-RBD иммуноглобулинов IgM и IgG были увеличены на 77 и 85 процентов соответственно, но затем в течение шести-пятнадцати месяцев упали до 4,5 и 11 процентов. Антитела IgM и IgG к S-белку показали значения чуть выше — соответственно 88 и 90 процентов в первые один-три месяца и вполовину меньше через 55-56 дней.
Титры специфических антител IgG к RBD и S-белку у 94 процентов пациентов достигли максимума через 15-28 дней после появления симптомов, потом, после прохождения пика ответа антител, они постепенно уменьшились примерно в четыре раза к концу шестого месяца, а затем оставались стабильными до 15 месяцев. Дольше сохранялся высокий уровень антител у тех, кто переболел COVID-19 в тяжелой форме.
Для сравнения ученые оценили уровень специфических IgG антител в плазме вакцинированных. Оказалось, что через 14-35 дней после введения первой дозы вакцины титры антител были аналогичны таковым у переболевших через шесть месяцев после заражения, а после второй соответствовали максимальному уровню естественного ответа у выздоравливающих пациентов.
Помимо основного штамма SARS-CoV-2, авторы проверили эффективность антител в отношении бета, гамма и дельта-вариантов (мутировавшие штаммы) в течение 15 месяцев после заражения и подтвердили, что нейтрализующая активность антител, хоть и в меньшей степени, сохраняется и для этих вариантов коронавируса.
Кроме того, ученые определяли уровень Т-клеточного ответа, пик которого был отмечен между третьим и шестым месяцами после заражения, за которым последовало значительное снижение через 12-15 месяцев. Однако интенсивность и продолжительность ответа при этом не зависели от тяжести заболевания.
Авторы исследования уточняют, что для оценки длительного иммунитета, сохраняющегося в В-клетках памяти, 15 месяцев, в течение которых проводили исследование, недостаточно, но очевидно, что у большинства перенесших COVID-19 пациентов циркулирующие В- и Т-клетки памяти и нейтрализующие антитела присутствуют в плазме крови до 15 месяцев после заражения.
Несколько слов про новый штамм «Омикрон»
Где можно сдать анализ на нейтрализующие антитела к S белку?
О чем вы много думали, но боялись узнать #2 — мРНК вакцина, выработка иммунитета, S-белок
как и прежде я постараюсь максимально точно раскрыть тему и ответить на интересующие вопросы;
в первую очередь я пишу о том, что мне наиболее инетересно и что я сам хочу глубже узнать, однако, если у вас есть интересные вопросы, то можете предлагать их мне для следующих частей;
прошу отнестись с пониманием, что я физически не могу отвечать на все вопросы в комментариях в малейших деталях;
я не привожу ссылок на источники (за исключением отдельных), так как все приведенные в моей статье сведения могут быть элементарно проверены;
в комментариях я также стараюсь не приводить ссылки, так как если человек интересуется, то найдет, а если он просто хочет докопаться, то его мои ссылки не устроят.
Начать я бы хотел с разъяснения некоторых основ биологии, которые помогут в понимании как мРНК вакцин, так и аденовирусных векторных вакцин, о которых я рассказывал раньше. Также меня резонно упрекнули в слишком сильном упрощении ДНК-РНК мира, и первой частью своего рассказа я исправляю данную неточность.
В начале 1950-х Фрэнсис Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии, которая и по сей день остается актуальной, но с некоторыми оговорками. Мы не будем вдаваться в частные случаи, которые не соответствуют центральной догме, а перейдем к общему описанию умозаключений Ф. Крика. Итак, в основе всей жизни на земле лежит информационный поток от ДНК к РНК (транскрипция) и от РНК к белку (трансляция) (Рисунок 1a). Частным случаем является обратная транскрипция, при которой информация передается от РНК к ДНК. В эукариотах (к которым относятся животные и растения) обратная транскрипция наблюдается крайне редко и связана прежде всего с ретротранспозонами (генетическое наследие вирусов) и теломеразой (специальный фермент). Зато вирусы используют этот механизм для внедрения своего генетического кода в человеческую ДНК; но это относится никак не к аденовирусам, а к ретровирусам, самым известным представителем которых является ВИЧ. После трансляции белок еще не представлен в своей окончательной форме, а проходит ряд модификаций (одна из которых фолдинг), чтобы принять свою законченную форму. Также, белки часто представлены не отдельной структурой, а составляют целые комплексы со множеством взаимодействующих белков.
Рисунок 2. Разнообразие ДНК и РНК в человеческом организме
мРНК вакцина
А теперь зная о том, как же все-таки появляются белки, давайте посмотрим свежим взглядом на аденовирусные векторные вакцины, где с ДНК вируса считывается сначала РНК, кодирующая шип белок, а потом по шаблону этой РНК создается множество копий S-белка.
Рисунок 3. Действие мРНК вакцины
Липидные наночастицы должны быть стабильны до того момента, пока не проникнут внутрь клетки.
Внутри клетки наоборот они должны эффективно освобождать мРНК.
Липидные наночастицы должны быть устойчивы как к окислительным агентам и действию ферментов (нуклеазы).
мРНК должны быть стабильны при длительном хранении
мРНК должны произвести большое количество S-белка, прежде чем быть уничтожены внутри клетки.
Произведенный S-белок должен эффективно взаимодействовать с иммунной системой, предоставляя иммуной системе для запоминания «правильные» эпитопы (об этом будет дальше).
Выработка иммунитета
Так зачем же нужны две дозы вакцины, если клетки способны запоминать патогены? Особенность иммунной системы в том, что некоторые патогены наша иммунная система запоминает отлично, а вот другие плохо. Для того, чтобы усилить «иммунную память» и необходима вторая доза вакцины через определенный промежуток времени. При повторном попадании такого же или похожего патагена в организм (Рисунок 4.5) происходит активация уже существующих Т-хелперов памяти, Т-киллеров памяти и В-клеток памяти. При этом дополнительное усиление Т-хелперами памяти Т-киллеров и В-клеток. Таким образом, вызывается усиливающий каскад в иммунной системе, который мгновенно рекрутирует иммунную систему на противодействие (именно поэтому часто после второго укола наблюдается повышенная температура, головная боль и т.д.). При этом формируются более устойчивые клетки памяти.
S-белок
Рисунок 6. Взаимодействие антитела и эпитопа S-белка
Так вот коронавирус использует S-белок для связывания с рецептором клетки и проникновения внутрь; без него вирус просто не сможет проникнуть внутрь клетки. И одной из важнейших компонентой этого механизма является RBD-домен, который распознает АСЕ2 рецептор и инициирует процесс проникновения внутрь клетки. Если заблокировать данный домен антителами, которые вырабатывают упомянутые выше плазматические клетки, то вирус перестанет распространяться. Чтобы понять, как работает блокирование S-белка антителами давайте обратимся к Рисунку 6. На нем изображен тримерный S-белок и антитела, которые к нему прикрепились. Нейтрализующие антитела содежат два конца, которыми они могут прикрепляться к патогену и блокировать его. Участок, который находится на патогене и опознается антителами называется эпитоп; участки на концах антитела, которые опознают патоген называются паратопами. Если мы идем в микромир клеток и белков, то очевидные нам явления и обычная житейская логика перестают существовать. Этот мир подчиняется законам, где даже слабые водородные и электростатические силы начинают играть роль. Кстати, а хотите статью, в которой бы рассказывалось об особенностях существования микромира клетки?
В статье Effects of common mutations in the SARS-CoV-2 Spike RBD domain and its ligand the human ACE2 receptor on binding affinity and kinetics было определено, что мутации в RBD-домене N501Y и S477N повышают трансмиссивность вируса, мутации K417N/T в том же домене усиливают способность избегать иммуную систему, а мутация E484K приводит и к тому и к другому. В той же статье была оценена способность вируса заражать клетки. При оценке способности вируса заражать клетки оценивается возможность S-белка взаимодействовать с АСЕ2 рецептором, которая определяется константой диссоциации. Константа диссоциации (Kd) в биохимии это специфическая константа равновесия, которая определяет возможность крупного объекта разделиться (обратимо) на более мелкие объекты. Так вот, для немутировавшего RBD-домена Kd = 74.4 нМ (наномолей), для мутации N501Y Kd = 7.0 нМ, т.е. при такой мутации RBD-домен S-белка в 10.5 раз сильнее связывается с АСЕ2 рецептором. Для бразильского штамма (E484K/N501Y) эта константа составляет 5.1 нМ, т.е. в 14.5 раза сильнее. В то время как мутация K417N увеличивает константу диссоциации до 364 нМ.
Универсальная вакцина
Так все же, мы теперь будем вынуждены вечно колоть себе вакцину от возникающих новых штаммов, когда провалим вакцинацию всего населения Земли? У меня есть надежда, что нет. Еще в 2017 году ученые начали разработку универсальной вакцины от коронавирусов (да-да, не одного а многих), но из-за нехватики финансирования работы шли медленно. И вот глобальная пандемия помогла толкнуть эти разработки но новый уровень. На данный момент прорабатываются многие варианты для борьбы с коронавирусами.
Одной из многообещающих вакцин является вакцина, содержащая S-белки с разными RBD-доменами (как мы помним NTD-домены не подходят на эту роль из-за их мутационной изменчивости) к наиболее опасным/новым штаммам вируса, а также к другим представителям семейства коронавирусов (MERS-CoV и SARS-CoV-1). Полагаю, что развитие компьютерного моделирования взаимодействия между S-белком и АСЕ2 рецептором поможет предугадать и предсказать новые потенциально опасные мутации RBD-домена. И можно будет действовать на опережение. Опять же разные S-белки в вакцине смогут помочь выработать иммунитет к мутациям коронавируса. мРНК вакцины отлично подходят для такого применения из-за их сравнительно нетрудозатрадной перестройке под другую мРНК.
Очень обещающей может быть вакцина с одним универсальным эпитопом или RBD-доменом, которая покроет целое семейство коронавирусов. Разработки в этой области идут и, возможно, через какое-то время свет увидит пан-коронавирусная вакцина, которая защитит не только от SARS-CoV-2, но и от MERS-CoV и SARS-CoV-1.
До сих пор не было создано никакого специфического лечения от коронавирусной инфекции, а все медицинские манипуляции сводились только к поддерживающей терапии. Однако, потенциальным лечением (хоть и дорогим пока что) является лечение нейтрализующими антителами. Да, такими же точно антителами, которые производят наши плазматические клетки. Все отличие заключается в том, что можно заранее создать достаточный объем нейтрализующих антител (которые спроектированы для блокирования S-белка коронавируса) и доставить их в организм для борьбы с коронавирусом, а не ждать пока иммунная система распознает патоген и начнет производить собственные. На данный момент было показано, что применение нейтрализующих антител на ранних стадиях развития заболевания приводит к более легкому течению болезни, в то время как применение антител на поздних стадиях заболевания не принесло сколь бы то ни было статистически значимого улучшения. Нейтрализующие антитела также можно спроектировать для определения заранее заданного RBD-домена.
Это продолжение моего рассказа, в котором я вас знакомлю с вакцинами против коронавируса и их механизмами действия. В ней я погружаюсь глубже в недра молекулярной биологии, чтобы познакомить вас с центральной догмой, а также со структурой S-белка и его взаимодействием с антителами. Ну и напоследок мы немного пофантазируем на тему создания универсальной вакцины.
Что такое rbd s белка
RBD (рецептор-связывающий домен) — это белковая структура, отвечающая за проникновение коронавируса COVID-19 в организм, его размножение и возникновение заболевания.
Именно с помощью RBD коронавирусная инфекция передаётся от человека к человеку, увеличивая количество инфицированных. Организм в ответ на RBD вырабатывает анти-RBD антитела, что помогает сформировать иммунитет, который может иметь разную длительность и степень выраженности.
Зачем сдавать тест на антитела к RBD?
За время пандемии большое количество людей успело переболеть коронавирусной инфекцией COVID-19 в разных формах, и не всегда перенёсшие заболевание знают об этом.
Выявление антител к RBD позволяет говорить о сформированном иммунном ответе на перенесённое заболевание или после вакцинации.
Даже если пациент переболел коронавирусной инфекцией COVID-19, это не гарантирует наличия у него иммунитета. У многих людей, перенёсших SARS-CoV-2, иммунитет так и не формируется. Поэтому тест на антитела к RBD показан не только тем, кто не знает, болел он или нет, но и пациентам с подтверждённым диагнозом COVID-19. Только тест на антитела к RBD может с достоверностью выявить наличие или отсутствие иммунитета к коронавирусу.
Если у вас есть подозрение на коронавирусную инфекцию, вы можете сдать ПЦР-тест на выявление вируса SARS-CoV-2 или пройти полную check-up диагностику COVID-19.
Правила проведения теста на антитела к RBD
До сдачи материала пациенту не рекомендуется принимать пищу в течение трёх часов.
После перенесённой пациентом коронавирусной инфекции или вакцинации до сдачи анализа должно пройти не меньше 3-4 недель.
Для проведения исследования берётся кровь из вены.
Вход в Институт Склифосовского — строго в маске и перчатках.
Чтобы записаться на прохождение анализа на антитела к RBD, заполните форму на сайте или обратитесь в коммерческий отдел.
Антитела к RBD домену S1 белка вируса SARS- CoV-2, IgG
Наиболее частыми клиническими симптомами данной инфекции являются: повышение температуры тела, кашель, одышка, утомляемость, ощущение тяжести в грудной клетке.
В ответ на заражение организм вырабатывает антитела различных классов. Именно их обнаружение позволяет установить факт инфицирования даже у бессимптомных пациентов.
Первыми вырабатываются IgM-антитела, по их наличию можно судить о том, что человек недавно был инфицирован вирусом. По наличию антител класса G можно говорить, что уже две-три недели прошло с того момента, как человек был инфицирован коронавирусом.
Тест-система для определения антител к RBD домену S белка среди всех антител класса G выявляет только те, которые непосредственно нейтрализуют вирус и, соответственно, препятствуют связыванию вируса с клетками человека.
Это позволяет судить о наличии защитного иммунитета, который мог сформироваться как после перенесенного заболевания, так и после вакцинации, а также для оценки напряженности поствакцинального иммунитета.
Точность таких анализов близка к 100%. Поэтому, если наличие анти-RBD антител будет выявлено, то в течение, по крайней мере, ближайших нескольких месяцев вы защищены, и ковид вам не грозит.
Данное исследование так же подходит для оценки поствакцинального иммунного ответа, полученного иммунизацией вакцинным препаратом на основе RBD-домена Spike.
В первую очередь анализ на определение нейтрализующих антител G (АНТИ RBD) показан лицам, переболевшим новой коронавирусной инфекцией, а также после вакцинации препаратом «Спутник V» (Центр Гамалеи) или другими вакцинами, разрешенными к применению на территории РФ.
По данным последних исследований, у пациентов с положительными антителами G нельзя полностью исключить вероятность выделения вируса в окружающую среду. То есть, они в данном случае имеют инфекционный статус.
Антитела могут сохранятся и определятся в сыворотке в течении 5-7 месяцев после начала заболевания. Их уровень зависит от многих факторов (вес, пол, влияние вредных факторов и тд.)
Для проведения данного исследования специальной подготовки не требуется. Рекомендуется взятие крови не ранее, чем через 4 часа после последнего приема пищи.
Отрицательный результат – отсутствие антител IgG к вирусу / не исключена текущая стадия инфекции.
Положительный результат – подтверждает факт встречи с вирусом SARS-CoV-2 и выработку к нему специфических иммуноглобулинов. Наличие IgG свидетельствует о перенесенном заболевании (при отрицательном результате ПЦР).