Zakażony, zaszczepiony czy oba: Jak bardzo jestem chroniony przed COVID?

Brenda Goodman, mgr

Nov. 9, 2021 -- W miarę jak Stany Zjednoczone kończą drugi rok pandemii, wiele osób próbuje dowiedzieć się, jak bardzo mogą być podatni na zakażenie wirusem COVID-19 i czy w końcu można bezpiecznie powrócić do wszystkich czynności, za którymi się tęskni.

Stopień i trwałość odporności osoby po szczepieniu w stosunku do infekcji nie jest łatwym pytaniem do odpowiedzi. Ale jest to pytanie, nad którym nauka gorąco pracuje.

Ten wirus uczy nas wiele o immunologii, mówi dr Gregory Poland, który bada reakcję organizmu na szczepionki w Mayo Clinic w Rochester, MN. Poland mówi, że ten moment w nauce przypomina mu cytat przypisywany Ralphowi Waldo Emersonowi: O geologii dowiadujemy się rano po trzęsieniu ziemi.

I tak właśnie jest w tym przypadku. To jest i będzie nadal uczyć nas wiele o immunologii, mówi.

Istotne jest zrozumienie, w jaki sposób infekcja COVID-19 zmienia układ odpornościowy organizmu, aby badacze mogli dostosować szczepionki i terapie tak, by działały tak samo lub lepiej.

Ponieważ, oczywiście, zarażenie się prawdziwym wirusem jest znacznie bardziej ryzykowne niż szczepionką, mówi dr Daniela Weiskopf, badaczka z La Jolla Institute for Immunology w Kalifornii.

Jak dotąd wiadomo, że stopień ochrony i czas jej trwania zależy od kilku czynników. Należą do nich wiek, to, czy chorowałeś już wcześniej na COVID-19 i jak ciężkie były objawy, status szczepienia oraz to, ile czasu upłynęło od zakażenia lub zaszczepienia. Znaczenie ma również stan zdrowia. Ochrona immunologiczna zależy również od wirusa i tego, jak bardzo się on zmienia, ewoluując w celu uniknięcia wszystkich naszych ciężko wypracowanych sposobów obrony.

W nowym raporcie naukowym CDC analizuje dowody na to, że ochrona immunologiczna powstaje w wyniku zakażenia w porównaniu z odpornością po szczepieniu. Oto, co wiemy do tej pory:

Trwałość odporności

Naukowcy z agencji twierdzą, że jeśli wyleczyłeś się z infekcji COVID-19 lub jesteś w pełni zaszczepiony, prawdopodobnie jesteś w dobrej formie przez co najmniej 6 miesięcy. Dlatego właśnie jest to zalecany okres, w którym ludzie powinni rozważyć otrzymanie dawki przypominającej.

Mimo że ochrona po zakażeniu i szczepieniu jest zazwyczaj silna, nie jest doskonała.

Zachorowanie na COVID-19 po szczepieniu lub wyleczeniu jest nadal możliwe. Jednak posiadanie pewnej odporności - czy to w wyniku zakażenia, czy szczepienia - naprawdę zmniejsza prawdopodobieństwo zachorowania. A jeśli zdarzy Ci się złapać COVID, to jeśli Twój układ odpornościowy zdążył się już uodpornić na wirusa, prawdopodobieństwo, że zakażenie wyląduje w szpitalu lub kostnicy, jest znacznie mniejsze.

Według danych CDC, w szczytowym momencie fali delty w sierpniu, osoby w pełni zaszczepione były sześciokrotnie mniej narażone na zakażenie COVID-19 w porównaniu z osobami nieszczepionymi, a także 11 razy mniej narażone na śmierć, jeśli się zaraziły.

Jak silna jest odporność po zakażeniu COVID-19?

Według CDC u około 90% osób po zakażeniu wirusem COVID-19 rozwija się pewna liczba przeciwciał ochronnych. Jednak to, jak wysokie są te poziomy, wydaje się zależeć od sytuacji. Badania pokazują, że szczytowe stężenie przeciwciał może się różnić nawet 200-krotnie, czyli o 2000%.

To, gdzie się znajdujesz w tym bardzo dużym przedziale, zależy od Twojego wieku i tego, jak bardzo zachorowałeś w wyniku zakażenia COVID-19. Zależy to również od tego, czy masz jakieś schorzenia lub przyjmujesz leki, które osłabiają funkcje odpornościowe.

Z wiekiem nasz układ odpornościowy zwalnia. Proces ten, zwany immunosenescencją, zaczyna wpływać na stan zdrowia około 60 roku życia. Nie ma jednak jasnej granicy niepowodzenia. Ludzie, którzy ćwiczą i są ogólnie zdrowi, będą mieli lepsze funkcje odpornościowe niż ktoś, kto ich nie ma, niezależnie od wieku. Ogólnie rzecz biorąc, im jesteś starszy, tym mniej prawdopodobne jest, że uzyskasz silną odpowiedź immunologiczną po infekcji lub szczepieniu. Dlatego właśnie ta grupa została potraktowana priorytetowo zarówno przy podawaniu pierwszych dawek szczepionki, jak i szczepionek przypominających.

Poza wiekiem, ochrona przed kolejnymi infekcjami wydaje się zależeć od tego, jak bardzo zachorowałeś podczas pierwszej. Kilka badań wykazało, że poziom przeciwciał we krwi rośnie szybciej i osiąga wyższy poziom u osób z cięższymi infekcjami.

Ogólnie rzecz biorąc, osoby z objawami podobnymi do przeziębienia, które przeszły testy pozytywne, ale wyzdrowiały w domu, są lepiej chronione niż osoby, u których nie wystąpiły żadne objawy. A ludzie, którzy byli hospitalizowani z powodu infekcji, są lepiej chronieni w dłuższym okresie czasu niż ludzie z łagodniejszymi infekcjami. Chociaż mogli zapłacić wysoką cenę za tę ochronę: Wielu hospitalizowanych pacjentów nadal ma osłabiające objawy, które trwają miesiącami po powrocie do domu.

Przeciętnie jednak ochrona po zakażeniu wydaje się być porównywalna ze szczepieniem, przynajmniej przez jakiś czas. Sześć dużych badań z różnych krajów przyjrzało się tej kwestii, a pięć z nich wykorzystało bardzo czuły test łańcuchowej reakcji polimerazy w czasie rzeczywistym (RT-PCR) - ten, który musi być wysłany i przetworzony w laboratorium, zwykle po niewygodnie długim waciku wprowadzonym głęboko do zatok - aby policzyć ludzi jako naprawdę wcześniej zakażonych. Badania te wykazały, że przez 6 do 9 miesięcy po wyzdrowieniu, prawdopodobieństwo ponownego zachorowania na COVID-19 było mniejsze o 80% do 93%.

Są jednak pewne zastrzeżenia, o których należy wspomnieć. Na początku pandemii, kiedy zapasy były ograniczone, trudno było się przebadać, chyba że było się tak chorym, że wylądowało się w szpitalu. Badania wykazały, że stężenie przeciwciał, które dana osoba wytwarza po zakażeniu, wydaje się zależeć od tego, jak bardzo była chora.

Ludzie, którzy mieli łagodniejsze infekcje, lub którzy nie mieli żadnych objawów, mogą nie rozwinąć tak dużej ochrony jak ci, którzy mieli cięższe objawy. Tak więc te badania mogą odzwierciedlać odporność rozwiniętą przez ludzi, którzy byli dość chorzy podczas swoich pierwszych infekcji.

Jedno badanie przeprowadzone na 25 000 pracowników służby zdrowia, którzy byli badani co 2 tygodnie - niezależnie od tego, czy mieli objawy, czy nie - może dać jaśniejszy obraz. W tym badaniu, pracownicy służby zdrowia, którzy wcześniej mieli pozytywny wynik testu na obecność COVID-19, mieli o 84% mniejsze szanse na ponowny pozytywny wynik testu na obecność wirusa. Prawdopodobieństwo wystąpienia u nich infekcji powodującej chorobę było o 93% mniejsze, a prawdopodobieństwo wystąpienia infekcji bez objawów o 52% mniejsze przez co najmniej 6 miesięcy po wyzdrowieniu.

Jak ochrona po zakażeniu ma się do szczepień?

Dwa tygodnie po podaniu ostatniej dawki szczepionki ochrona przed zakażeniem wirusem COVID-19 jest wysoka - około 90% w przypadku szczepionek mRNA firmy Pfizer i Moderna oraz 66% w przypadku jednodawkowego szczepienia firmy Johnson & Johnson. Badania kliniczne przeprowadzone przez producenta wykazały, że druga dawka szczepionki Johnson & Johnson podana co najmniej 2 miesiące po szczepieniu zwiększa ochronę przed zachorowaniem w USA do około 94%, dlatego też zalecono podanie kolejnej dawki wszystkim odbiorcom szczepionki Johnson & Johnson 2 miesiące po pierwszym szczepieniu.

Szczepienie powoduje duży wzrost ilości przeciwciał neutralizujących - białek w kształcie litery Y, które są wytwarzane na zamówienie przez komórki układu odpornościowego, aby zaczepić się w określonych miejscach wirusa i zneutralizować go, tak aby nie mógł zainfekować komórek i stworzyć więcej kopii siebie.

Nie wiadomo jeszcze, jak długo szczepionki COVID-19 zachowują właściwości ochronne. Istnieją pewne dowody na to, że ochrona przed objawowymi infekcjami słabnie nieco z czasem, gdy spada poziom przeciwciał. Jednak ochrona przed ciężkimi chorobami, w tym hospitalizacją i śmiercią, pozostaje jak dotąd na wysokim poziomie, nawet bez dawki przypominającej.

Czy przeciwciała są różne po zakażeniu w porównaniu do szczepienia?

Tak. Naukowcy nie rozumieją jeszcze, co oznaczają te różnice.

Wydaje się, że sprowadza się to do kwestii jakość kontra ilość. Szczepionki wytwarzają wyższy poziom przeciwciał niż naturalne infekcje. Ale te przeciwciała są wysoce wyspecjalizowane i rozpoznają tylko te części wirusa, do których zostały zaprojektowane.

Szczepionka z mRNA kieruje wszystkie odpowiedzi immunologiczne na pojedyncze białko kolca, mówi dr Alice Cho, która bada różnice w odporności wytworzonej przez szczepionkę i infekcję na Uniwersytecie Rockefellera w Nowym Jorku. W przypadku wirusa jest o wiele więcej do zareagowania niż w przypadku szczepionki.

Podczas infekcji układ odpornościowy uczy się rozpoznawać i chwytać wiele części wirusa, a nie tylko jego kolec.

Zadanie zapamiętania różnych części i fragmentów obcego najeźdźcy, aby można go było szybko rozpoznać i rozbroić w razie jego powrotu, przypada komórkom odpornościowym zwanym komórkami pamięci B.

Komórki pamięci B z kolei wytwarzają komórki plazmatyczne, które następnie produkują przeciwciała dostosowane do swoich celów.

Poziom przeciwciał stopniowo spada w ciągu kilku miesięcy, ponieważ komórki plazmatyczne, które je wytwarzają, obumierają. Ale komórki pamięci B żyją przez dłuższy czas. W jednym z badań, w którym próbowano zmierzyć długość życia poszczególnych komórek B pamięci u myszy, stwierdzono, że komórki te prawdopodobnie żyją tak długo, jak sama mysz. Komórki pamięci B wywołane przez szczepienie przeciwko ospie mogą żyć co najmniej 60 lat -- praktycznie całe życie.

Te pozostają w naszych węzłach chłonnych, a przede wszystkim w szpiku kostnym i są wywoływane za każdym razem, gdy organizm ponownie widzi ten sam patogen - mówi Polska.

Zespół badawczy Chos odkrył, że kiedy komórki pamięci B są trenowane przez szczepionkę, stają się cudami jednego przeboju, produkując w kółko ogromne ilości tego samego rodzaju przeciwciał.

Komórki pamięci B trenowane przez infekcje wirusowe są jednak bardziej wszechstronne. Kontynuują ewolucję przez kilka miesięcy i produkują wyższej jakości przeciwciała, które wydają się być silniejsze w czasie i mogą nawet rozwijać aktywność przeciwko przyszłym wariantom.

Mimo to, badacze podkreślają, że nie należy czekać na zakażenie wirusem COVID-19 w nadziei na uzyskanie tych bardziej wszechstronnych przeciwciał.

Podczas gdy naturalna infekcja może indukować dojrzewanie przeciwciał o szerszym działaniu niż szczepionka - naturalna infekcja może również zabić, mówi Michel Nussenzweig, MD, PhD, szef Rockefellers Laboratory of Molecular Immunology.

Jasne, komórki B pamięci generowane przez infekcje mogą być immunologicznymi scyzorykami armii szwajcarskiej, ale może - przekonuje dr Donna Farber, immunolog z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku - tak naprawdę potrzebujemy tylko jednego ostrza.

Jak mówi, szczepionka jest naprawdę skoncentrowana. Nie dostarcza ona wszystkich innych białek wirusowych. Daje ci tylko kolce.

Może być nawet lepsza niż poziom przeciwciał neutralizujących kolce, które dostaniesz z infekcji, mówi. Z infekcją wirusową, odpowiedź immunologiczna naprawdę ma wiele do zrobienia. Jego naprawdę jest rozproszony przez wszystkie te inne białka.

Natomiast w przypadku szczepionki, odpowiedź immunologiczna otrzymuje komunikat: "To jest odporność, której potrzebujemy" - mówi Farber. Po prostu wygeneruj tę odporność. Skupia więc odpowiedź immunologiczną w sposób, który gwarantuje uzyskanie odpowiedzi ochronnej.

Co zrobić, jeśli miałeś COVID i później się zaszczepiłeś?

Nazywa się to odpornością hybrydową i jest to najlepsze z obu światów.

Masz korzyść z bardzo głębokiej, ale wąskiej odporności wytworzonej przez szczepionkę i bardzo szerokiej, ale niezbyt głębokiej odporności wytworzonej przez infekcję - mówi Poland. Mówi, że skutecznie trenujesz swój układ odpornościowy.

W badaniach ludzi, którzy wyleczyli się z COVID-19, a następnie otrzymali szczepionkę mRNA, po jednej dawce ich przeciwciała były tak wysokie, jak u kogoś, kto był w pełni zaszczepiony. Po dwóch dawkach ich poziom przeciwciał był około dwukrotnie wyższy niż średni poziom u osoby, która została tylko zaszczepiona.

Badania wykazały, że ten rodzaj odporności ma również realne korzyści. Ostatnie badanie przeprowadzone przez naukowców z University of Kentucky i CDC wykazało, że osoby, które zachorowały na COVID-19 w 2020 r., ale nie zostały zaszczepione, były dwukrotnie bardziej narażone na ponowne zarażenie w maju i czerwcu w porównaniu z tymi, które wyzdrowiały i zaszczepiły się.

Jaki poziom przeciwciał jest ochronny?

Naukowcy nie są jeszcze pewni, jak wysoki poziom przeciwciał musi być, aby zapewnić ochronę, ani nawet jakie rodzaje przeciwciał lub innych składników układu odpornościowego mają największe znaczenie.

Ale szczepionki wydają się generować wyższy poziom przeciwciał niż infekcje. W najnowszym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science, Weiskopf i jej koledzy z Instytutu Immunologii w La Jolla szczegółowo opisują wyniki badania deeskalacji, w którym podawali ludziom jedną czwartą normalnej dawki szczepionki Moderna mRNA, a następnie zbierali próbki krwi w celu zbadania ich reakcji immunologicznych.

Ich odpowiedzi immunologiczne były skalowane w dół z dawką.

Widzieliśmy, że ma to dokładnie takie same poziomy jak naturalna infekcja, mówi Weiskopf. Ludzie, którzy są szczepieni mają znacznie wyższą pamięć immunologiczną niż ludzie, którzy są naturalnie zakażeni, mówi.

Poziomy przeciwciał nie są łatwe do określenia w świecie rzeczywistym. Czy możesz zrobić test, aby dowiedzieć się, jak bardzo jesteś chroniony? Odpowiedź brzmi: nie, ponieważ nie wiemy jeszcze, jaki poziom przeciwciał, a nawet jaki ich rodzaj, koreluje z ochroną.

Ponadto, istnieje wiele różnych rodzajów testów na obecność przeciwciał i wszystkie używają nieco innej skali, więc nie ma jeszcze szeroko uzgodnionego sposobu ich pomiaru. Trudno jest porównywać poziomy test do testu.

Tygodnie czy miesiące między dawkami? Który sposób jest najlepszy?

Zarówno szczepionki firmy Pfizer, jak i Moderna zostały przetestowane w taki sposób, aby można je było podawać w odstępie odpowiednio 3 i 4 tygodni. Jednak kiedy szczepionki te były po raz pierwszy wprowadzane na rynek, niedobory skłoniły niektóre kraje do wydłużenia odstępu pomiędzy dawkami do 4 lub więcej miesięcy.

Naukowcy, którzy badali reakcje immunologiczne ludzi, którzy zostali zaszczepieni przy wydłużonym schemacie dawkowania, zauważyli coś interesującego: Kiedy przerwa była rozciągnięta, ludzie mieli lepsze odpowiedzi przeciwciał. W rzeczywistości ich reakcje przeciwciał wyglądały jak niebotyczne poziomy, które ludzie otrzymują dzięki odporności hybrydowej.

Doktor Susanna Dunachie, profesor badań globalnych na Uniwersytecie w Oksfordzie w Wielkiej Brytanii, zastanawiała się dlaczego. Przewodzi ona zespołowi naukowców, którzy prowadzą szczegółowe badania nad odpowiedziami immunologicznymi pracowników służby zdrowia po ich szczepieniach.

Stwierdziliśmy, że komórki B, czyli komórki, które wytwarzają przeciwciała przeciwko białku kolca wirusa po szczepieniu, nadal zwiększają swoją liczbę między 4 a 10 tygodniem po szczepieniu - mówi.

Czekanie na podanie drugiej szczepionki od 6 do 14 tygodni wydaje się stymulować układ odpornościowy, gdy wszystkie jego fabryki produkujące przeciwciała są wreszcie gotowe do pracy.

Z tego powodu podanie drugiej dawki w 3 tygodniu może być przedwczesne.

Ale czekanie wiąże się z pewnym kompromisem. Jeśli w danej społeczności krąży duża ilość wirusa, chcemy jak najszybciej zaszczepić ludzi, aby zmaksymalizować ich ochronę w jak najkrótszym czasie, co właśnie postanowiliśmy zrobić w USA.

Naukowcy twierdzą, że dobrym pomysłem może być ponowne przeanalizowanie odstępu między dawkami, kiedy jego wypróbowanie będzie mniej ryzykowne.