Angeborene und adaptive Immunität während einer SARS-CoV-2-Infektion: Biomolekulare zelluläre Marker und Mechanismen

Abstrakt

Die Coronavirus-2019-Pandemie (COVID-19) wurde durch ein Positiv-Sense-Einzelstrang-RNA (ssRNA) schweres akutes respiratorisches Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verursacht. Es gibt jedoch auch andere menschliche Coronaviren (hCoVs). Zu den historischen Pandemien gehören Pocken und Influenza. Dabei werden wirksame Therapeutika eingesetzt, um die allgemeine Krankheitslast zu verringern, indem sie effektiv auf eine kompetente Reaktion des Immunsystems des Wirts abzielen. Das Immunsystem besteht aus primären/sekundären lymphoiden Strukturen mit anfänglich acht Arten von Immunzelltypen und vielen anderen Subtypen, die Zellmembranen durchdringen und dabei Zellsignalkaskaden nutzen, die zur Beseitigung pathogener Proteine ​​beitragen. Zu den weiteren besprochenen Proteinen gehören Cluster-of-Differenzierungsmarker (CD), Haupthistokompatibilitätskomplexe (MHC), pleiotrope Interleukine (IL) und Chemokine (CXC). Die historischen Konzepte der Wirtsimmunität sind das angeborene und das adaptive Immunsystem. Das adaptive Immunsystem wird durch T-Zellen, B-Zellen und Antikörper repräsentiert. Das angeborene Immunsystem wird durch Makrophagen, Neutrophile, dendritische Zellen und das Komplementsystem repräsentiert. Andere Viren können das Fortschreiten des Zellzyklus beeinflussen und regulieren, beispielsweise bei Krebsarten wie dem humanen Papillomavirus (HPV: Zervixkarzinom), dem Epstein-Barr-Virus (EBV: Lymphom), Hepatitis B und C (HB/HC: hepatozelluläres Karzinom) und beim Menschen T-Zell-Leukämievirus-1 (T-Zell-Leukämie). Auch bakterielle Infektionen erhöhen das Risiko, an Krebs zu erkranken (z. B. Helicobacter pylori). Virale und bakterielle Faktoren können sowohl Morbidität als auch Mortalität verursachen und werden im klinischen und öffentlichen Umfeld übertragen, indem sie die Immunantwort eines Wirts beeinflussen. Daher ist es angebracht, Fortschritte bei der Einzelzellsequenzierung in Verbindung mit anderen Labortechniken zu kontextualisieren, die Einblicke in die Charakterisierung von Immunzellen ermöglichen. Diese Entwicklungen bieten eine verbesserte Klarheit und ein besseres Verständnis von Überschneidungen mit Autoimmunerkrankungen, die durch angeborene B-Zellen (B1+ oder Randzonenzellen) oder adaptive T-Zell-Reaktionen auf eine SARS-CoV-2-Infektion und andere Pathologien beeinflusst werden könnten . Daher beginnt dieser Aufsatz mit einer Einführung in die Atemwegsinfektion des Wirts, bevor wir unschätzbar wertvolle zelluläre Botenproteine ​​und dann einzelne Immunzellmarker untersuchen.

Schlüsselwörter: COVID-19; B-Zellen; Neutrophile; dendritische Zellen; T-Zellen; NK-Zellen; Monozyten; Makrophagen; angeboren; adaptiv; Zytokine; Chemokine; Adhäsionsmoleküle; Antikörper; Cluster der Differenzierung; Rezeptoren; Proteine; SARS-CoV-2; Serologie

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1. Einleitung

1.1. Überblick

Das ursächliche Virion SARS-CoV-2 der COVID-19-Pandemie enthält mehr als vier immunogene Proteine, bestehend aus Spike (S-Protein), Nukleokapsid (N-Protein), Hülle (E-Protein) und Membran (M Protein) und assoziierte Untereinheiten mit akzessorischen Proteinen [1,2]. Die aktuelle therapeutische Entwicklung fand vor/nach März 2020 statt, als die Weltgesundheitsorganisation (WHO) eine Pandemie ausrief; Es ist bekannt, dass sich SARS-CoV-2 zwischen Tieren und zwischen Generationen verbreitet [3]. Man geht davon aus, dass etwa 15 % der Todesfälle durch die COVID-10-Krankheit auf eine Lungenentzündung oder ein erworbenes Atemnotsyndrom (ARDS) zurückzuführen sein könnten [4]. Aktuelle Impfstoffimmunogene wurden größtenteils als Präfusions-S-Protein-Derivate entwickelt, wobei neuere Kandidaten klinische Studien durchlaufen, mit dem Ziel, die chronische COVID{13}}-Krankheitslast innerhalb der Bevölkerung im weiteren Verlauf der Forschung zu reduzieren. Das SARS-CoV-2-Genom ist etwa 30 Kilobasen lang und codiert 9860 Aminosäuren. Es wird durch offene Leserahmen (ORF) und nichtstrukturelle Proteine ​​(NSP) definiert, die für die Virusvermehrung in allen tierischen Wirten erforderlich sind [5]. Das SARS-CoV-2-Genom beherbergt 16 ORFs, die 29 Proteine ​​kodieren, die für die Virusvermehrung und die Hemmung der Immunantwort des Wirts erforderlich sind. ORF1a und ORF1ab kodieren beispielsweise in 16 NSPs gespaltene Polypeptide. Molekulare Testmethoden (z. B. PCR) sind häufig verwendete Diagnosewerkzeuge, die die Analyse und den Nachweis spezifischer RNA-Sequenzen in Proben ermöglichen. SARS-CoV-2 infiziert Zellen über Atemwege und Typ-II-Pneumozyten (ATII), wobei das Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE-2) als vorherrschender Eintrittsrezeptor fungiert [6]. Die Störung und Infektion von ATII-Zellen, die ACE2 exprimieren, erfolgt durch Phospholipidmembranen. Andere Rezeptoren, die auf allen Leukozyten, Blutplättchen und Endothelzellen exprimiert werden, umfassen verschiedene Cluster von Differenzierungsmarkern (CD), zum Beispiel unter anderem CD3, CD4 und CD19. Einige sind derzeit auch am anfänglichen zellulären Eindringen von SARS-CoV-2 beteiligt, darunter Typ-II-Transmembranprotease (TMPRSS2), Asialoglykoproteinrezeptor-1 (ASGR1) und Kringle-enthaltendes Transmembranprotein 1 (KREMEN1) sowie Dipeptidylpeptidase 4 (DPP4), Neuropilin (NRP1), CD147 und Vimentin [7–12]. Aufgrund einer zellulären Infektion regulieren und entwickeln sich Immunzellen daher in primären Lymphorganen (z. B. Knochenmark und Thymusdrüse), aber auch über ein Netzwerk sekundärer Lymphorgane (z. B. Mandeln und andere), die Lymphknoten (LNs) und Zellmembranen nutzen die Zellpermeabilität und Lymphozytenmigration ermöglichen, um infektiöse pathogene Proteine ​​an allen Barrieren durch das Nerven-, Verdauungs-, Hormon-, Atmungs-, Kreislauf-, Muskel- und Skelettsystem zu verarbeiten. Der technologische Fortschritt seit 2017 hat auch eine umfassendere phänotypische Analyse ermöglicht und daher ist jetzt klarer, dass SARS-CoV-2-Proteine ​​unterschiedliche Wirtsrollen spielen. Analysen haben bestätigt, dass das M-Protein für den Zusammenbau von entscheidender Bedeutung ist, das S-Protein für den zellulären Rezeptoreintritt und die N- und E-Proteine ​​offenbar potenziell porenbildende Proteine ​​sind [13,14]. Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-Seq), spektrale Durchflusszytometrie (FACS) und Massenzytometrie (CyTOF) können Marker erkennen, die eine phänotypische Analyse aller Untergruppen von Immunzellen ermöglichen [15–18]. Es ist bemerkenswert, dass Antikörperproteine, die beim Testen auf SARS-CoV-2-Infektionen beteiligt sind, unterschiedliche Faktoren und menschliche Antikörperkonzentrationen aufweisen. Diese werden überwiegend mittels monoklonaler Antikörperdiagnostik gemessen, für die es zahlreiche Skalen gibt, die herstellerunabhängig validiert werden. Beispielsweise messen Institutionen die Konzentrationen in Seren mithilfe mehrerer Assays, die bindende Antikörper (BAU/ml) messen, andere messen neutralisierende Antikörper (nAb in IU/ml) und wieder andere messen die Konzentration (ng/ml), während die Standardisierung erfolgt, um die Konsistenz auf einem zu gewährleisten globale Skala (Ergänzende Materialien und Daten S1–S5) [19,20]. Daher überprüfen wir in diesem Artikel aktuelle bestehende Labor- und klinische Studien, in denen die statistische Signifikanz gemessen und veranschaulicht wurde, um die sich ändernde Umgebung der Immunzellreifung zu veranschaulichen und die Hypothese aufzustellen, dass viele der bei einer SARS-CoV-2-Infektion beobachteten entzündlichen Wirkungen auftreten können fehlregulierte adaptive Immunantworten sein. Mehrere bakterielle, virale und pilzliche Pathologien weisen sowohl immunologische als auch genetische Variabilitätsfaktoren auf, die durch die Zellzyklusregulation und Antigenpräsentationsfaktoren beeinflusst werden. Diese betreffen mehrere Pathologien und das Risiko wird daher durch genetische Anfälligkeitsfaktoren beeinflusst. Dazu gehören Gene, die Proteine ​​kodieren, die auf Immunzellmembranen exprimiert werden, wie z. B. menschliche Leukozytenantigene (HLA), die als Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) bezeichnet werden. Diese präsentieren den Zellen des Immunsystems kurze Proteinfragmente (Peptidfragmente) und lokalisierte Zellmarker, die von anderen Mediatorproteinen beeinflusst werden, wie wir weiter unten diskutieren. Die in diesem Artikel besprochenen Immunzellen liefern einen Gesamtkontext mit der weiteren Zellcharakterisierung durch die Interaktion von B-Zellen, T-Zellen und jedem der anderen vier unten diskutierten Zellsubtypen, die speziell nach Cluster-of-Differenzierungsproteinen (CD) klassifiziert werden, die auf Zelloberflächen abhängig sind auf Zytokinen und Chemokinen, die als Signale von Immunzellen fungieren und durch äußere Krankheitserreger beeinflusst werden.

1.2. Aktuelle Immunantworten des SARS-CoV-2-Impfstoffs

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Aktuelle Impfantigene oder virale Antigene bereiten das Immunsystem darauf vor, pathogene Proteine ​​über mutierbare Epitope zu erkennen, wodurch die Erkennung von Immunzellen durch B-Zell- und T-Zellrezeptoren (BCR/TCR) beeinflusst wird. Die Prävention chronischer COVID-19-Erkrankungen gegenüber Prä-Omicron-Varianten wurde in diesen Verhältnissen innerhalb aktueller Impfstoffimmunogene geschätzt, die von Pfizer/BioNTech, Astra Zeneca, Sinopharm und Novavax entwickelt wurden: BNT162b2: 95,3 %, AZD1222: 70,4 %, BBIBP -CorV: 79 %. Die Immunogenentwicklung weist beim Screening gegen Omicron BA.1 und BA4/BA5 auf NVX-CoV2373 mit 72 % hin [21]. Die zusätzliche Risikominderung einer COVID-18-Erkrankung wurde auf 86 % geschätzt. Bevölkerungsstudien zeigen unterschiedliche SARS-CoV-2-Protein-Antikörperreaktionen (76 %:24 % Reaktion/Nicht-Reaktion). Die geschätzte Produktion funktioneller Antikörper gegen S-Protein-Immunogene erstreckt sich derzeit über einen Zeitraum von 6 Monaten bis 1,5 Jahren. Mutationen des SARS-CoV-2 S-Proteins sind mittlerweile in anderen Studien gut dokumentiert, um potenzielle Epitope zu ermitteln, die die Immunantwort beeinflussen [22]. Funktionelle zelluläre T-Zell-Reaktionen, entweder Helfer- (TH) oder zytotoxische (TC), deuten ebenfalls auf das Auftreten von CD4+:CD8+-Aktivität im Verhältnis 96 %:54 % bei COVID{{35} hin. }-Krankheit [21]. Im Vergleich zu anderen Atemwegsviren wie Influenza weist das SARS-CoV-2 S-Protein höhere Mutationsraten innerhalb der Spike/ACE2-Schnittstelle auf, und das Auftreten von Omicron-Varianten unterstützt dies, gekennzeichnet durch BA1, BA2, BA2.75, BA4, BA5, BQ1 und XBB [23]. Glücklicherweise gibt es Technologie und Labortechniken, die eine genaue Zellprofilierung ermöglichen und Vergleiche relevanter Immunzellen ermöglichen. Daher werden wir in diesem Artikel den Infektionsweg, die vorherrschenden Zytokin- und Proteinmarker und schließlich die einzelnen zellulären Reaktionen der vorherrschenden Immunzelllinien in der Reihenfolge B-Zellen, Neutrophile, Monozyten/Makrophagen/dendritische Zellen (DC) diskutieren. natürliche Killerzellen (NK-Zellen) und T-Zell-Subtypen.

1.3. Mikroumgebung der Atemwege

Zu den betroffenen Atemwegsorganen gehören Nase, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und Lunge, die externen Antigenen ausgesetzt sind, die aus Oberflächenepithelzellschichten bestehen. Die Lungenoberfläche eines erwachsenen Menschen enthält etwa 700 Millionen Alveolen mit einer Oberfläche von 70 m2 und einem Durchmesser zwischen 200 µm und 500 µm, die von Kapillaren bedeckt sind. Innerhalb dieser definierten Alveolarschicht befinden sich Flimmerzellen vom Typ I-Pneumozyten (ATI) sowie Typ-II-Pneumozytenzellen (ATII) und Alveolar-Mφ (AMφ), die neben Becherzellen die Atmung, die Sekretion von Tensid bzw. die Immunzellenregulation regulieren. Basalzellen und andere Zelltypen [24]. Frühe Studien (n=7) bei chronischen SARS-CoV-2--induzierten Erkrankungen zeigen eine direkte Infektion von ATII-Zellen durch die Glykokalyx und die Tensidschicht, wodurch homöostatische Barrieren und Klappenfunktionen durch erhöhten Druck von eingeatmetem oder ausgeatmetem O2 beeinträchtigt werden CO2 in Nanobläschen durch Zellmembranen, wo CO2 durch den Tricarbonsäurezyklus (TCA) erzeugt wird [25]. Es ist bekannt, dass die Glykokalyxschicht eine Fülle von Proteinen enthält, die die Gefäßfunktion beeinflussen (z. B. Syndecane), die durch die Wirkung von Zytokinen (IL{ {13}} und andere) [26,27]. Dieser Atmungsprozess hängt von der Membrandicke und der Gaslöslichkeit der O2-, N2- und CO2-Nanobläschen ab [28] (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Übersicht über die Interaktionen zwischen SARS-CoV-2-Immunzellen.

1.4. Zytokine und Serumproteine ​​während einer SARS-CoV-2-Infektion

Eine Erhöhung des Serumproteins, dokumentiert als „Zytokinsturm“, der bei einer SARS-CoV-2-induzierten chronischen COVID-19-Erkrankung erhöht oder dysfunktional ist, kommt bei vielen anderen Pathologien vor [32]. Zytokine sind eine Gruppe kurzlebiger Proteine, die von verschiedenen Zellen freigesetzt werden und als interzelluläre Botenstoffe fungieren. Zu den Zytokinsynthese- und Sekretionsmechanismen gehören die Freisetzung aus Lysosomen, die Ablösung von Vesikeln aus Plasmamembranen und die Freisetzung aus Plasmamembranen. Viele Studien dokumentieren diese, die nicht das Hauptthema dieser Übersicht sind. Im Vergleich dazu sind bei einer Influenza-Infektion (Gattung Influenza A/B/C/D) die Zytokine IL-1, IL-4, IL-5, IL-6, IL{ {9}}, IL-12, IL-13, TNF- und IFN- sind für die Interaktion mit Immunzellen relevant, wie unten in den Abbildungen dargestellt. Während der durch eine SARS-CoV-2-Infektion verursachten COVID-19-Erkrankung wurden andere Proteine ​​in Betracht gezogen, darunter transformierende und vaskuläre endotheliale Zellwachstumsfaktoren (TGF-/VEGF) in Verbindung mit spezifischen MMPs (MMP2, MMP3). , MMP9) [33–36]. Hierbei handelt es sich um Proteine ​​zur Gewebeumgestaltung mit spezifischen chemotaktischen Faktoren, die auch für die Steuerung der Leukozyten-Chemotaxis zwischen den Lymphsystemen des Keimzentrums (GC) und im gesamten Körper erforderlich sind [34–36]. Zu den im Folgenden betrachteten relevanten Chemokinen gehören CXCL10 (IP-10), CCL2 (MCP-1), CCL3 (MIP1-) und CCL11 [33–37]. Vor der Pandemie im Jahr 2020 waren jedoch in einem verwandten Coronavirus (MERS-CoV), das das Middle East Respiratory Syndrome (MERS) verursachte, die Zytokinproteine ​​IL-1, IL-6 und IL-8 vorhanden als Schlüssel zur Wirtsreaktion hervorgehoben, während bei Infektionen CXCL10 und andere pleiotrope Chemokine weiter untersucht werden, die CXCR3 nutzen, das auf Mφ, T-Zellen, DCs und beiden NK/B-Zellen exprimiert wird [38–40]. Die oben genannten Zytokine und Chemokine sind daher allesamt angeborene/adaptive Regulatoren, die zur Infektionskontrolle und -regulation im Blutserum beitragen. Studien deuten darauf hin, dass die COVID-19-assoziierte Koagulopathie (CAC) ein ursächlicher Faktor bei chronischen Erkrankungen ist, wobei sich zwischen angeborenen Immunzellen Komplexe bilden, die über unbekannte Mechanismen die Gerinnung und fibrinolytische Prozesse beeinflussen. Die Kategorisierung von COVID-19 erfolgte daher in vaskulärer Endothelzelldysfunktion, hyperinflammatorischer Reaktion und Hyperkoagulabilität, was diesen Aspekt der SARS-CoV-2-induzierten Pathologie mit der daraus resultierenden Serumerhöhung der Plasmaspiegel von D dokumentiert -Dimer, C-reaktives Protein, P-Selectin und Fibrinogen [41]. Kürzlich wurden in einem noch nicht überprüften Vorabdruck 7315 Proteine ​​speziell bei der chronischen COVID-19-Erkrankung untersucht, wobei Komplementprotein als Schlüsselfaktor für die Gerinnungswege in Betracht gezogen wurde; Die Komplement-C1q-Unterkomponenten-Untereinheiten A, B und C (C1QA, C1QB und C1QC) waren hauptsächlich in Lungen und LNs angereichert (42). Im Gegensatz dazu waren die Komplementfaktoren C3, C5, C7 und C9 in LNs und Aorten-/Gefäßwänden häufig hochreguliert, während SP-C in ATII-Zellen herunterreguliert war [42]. Untersuchungen deuten darauf hin, dass zwei weitere Proteine, der Rezeptor für fortgeschrittene Glykationsendprodukte (RAGE/AGER) und der intrazelluläre Chloridkanal (CLIC5), ebenfalls mit ATI-Zellen assoziiert sind, dass jedoch ein SP-C-verwandtes Protein spezifisch für ATII-Zellen herunterreguliert wurde oben [42]. Interessanterweise stellten die Autoren eine signifikante Verringerung der IL-12-Produktion in LN fest, die sich auf die DC-Reifung auswirken kann, wie unten erläutert. Es wurden viele regulatorische Proteine ​​des Zellzyklus gemessen, beispielsweise eine Cyclin-abhängige Kinase (CDK2), aber auch der Ursprungsreplikationskomplex (ORC) und Nukleoporine (NUC), die in LNs hochreguliert waren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass viele Proteinveränderungen mit Gewebezellveränderungen innerhalb der Glykokalyx korrespondieren. In einer ähnlichen Fall-Kontroll-Studie, die sich mit Biomarkern bei seropositiven Personen (n=400) befasste, traten auch signifikante Veränderungen bei E-Selectin (CD62) und Cathepsin B auf, und anhaltende Symptome können mit Eisen-Schwefel-Cluster-Co-assoziiert sein. Chaperon-Protein (HSCB), Hitzeschockprotein HSP 90-beta (HSP90AB1), Amyloid-Beta-Vorläuferprotein (APP), Phospholipase D Family Member 3 (PLD3), Cystatin-C (CST3) und Calprotectin (S{ {93}}A9) [43].

1.5. Vor-2022-Laborforschungskontext

Seit 2015 haben Forschungsstudien klargestellt, dass SP die Immunantwort des Wirts bei Lungenentzündungen modulieren könnte und daher ein therapeutisches Ziel bei erhöhter Dysregulation sein könnte, die bei chronischer COVID-19-Erkrankung auftritt [44]. In der Literatur gibt es Unstimmigkeiten, die während der Influenza-2009-H1N1-Pandemie möglicherweise übersehen wurden [44]. Wie zahlreiche Berichte (n=10) verdeutlichen, kommt es bei einer SARS-CoV-2-Infektion zu einer ausgedehnten Alveolarschädigung mit Endothelschädigung der Zellmembranen, Gefäßthrombose, Verschluss der Alveolarkapillaren, Ödemen mit angiogenem Gefäßwachstum, und Lymphozytenmigration [44]. Die daraus resultierenden Mechanismen zur Steuerung der Zytokinregulation treten zwischen allen Leukozyten auf, was Fragen zu Immunzellen und den jeweiligen Interleukinen (IL), Wachstumsfaktoren (GF), Chemokinen (CXC) und den entsprechenden Rezeptoren oder Liganden (z. B. CXCR3 und/oder CXCR4) nach sich zieht Weitere Erläuterungen finden Sie weiter unten [45]. Die Pathogenese von SARS-CoV-2 beginnt mit einer gestörten Membranhomöostase, was zur Bildung von Synzytien, Zellfusion und mehrkernigen Zellen führt, begleitet von einer Dysregulation des Immunsystems [46–48]. Diese Bildung von Synzytien könnte durch Transmembranproteine ​​(z. B. TMEM16) initiiert werden, die phospholipidreiche Zellmembranen einschließlich Phosphatidylserin (PS) regulieren [49–51]. Braga et al. verwendeten Zellfusionshemmungstests (CFIA) und In-situ-Messungen viraler RNA-Tests (n=41) an betroffenen Personen, um zu klären, dass SARS-CoV-2-infizierte Personen fusionierte dominante Zellsynzytien hatten, die Servietten enthielten, welches das in ATII-Zellen übliche SP-B verarbeitet [50]. Sie stellten fest, dass das S-Protein durch die Regulierung eines kalziumabhängigen Ionenkanals und eines Scramblase-Enzyms, das PS reguliert, eindeutig Transmembranproteine ​​(TMEM) an der Zellmembranoberfläche oder innerhalb von Organellenmembranen zu aktivieren scheint [49]. Eines dieser TMEM16 ist beispielsweise Teil einer Proteinfamilie, die aus kalziumabhängigen Ionenkanälen besteht, die für die PS-Regulierung in einer normalen kalzium- und argininreichen Schicht verantwortlich sind [49]. Gleichzeitig ist jetzt bekannt, dass SARS-CoV-2 ORF3a einen durch PS regulierten Calcium-regulierten Ionenkanal, TMEM16F, beeinflussen kann, der die prokoagulierende Aktivität durch Tenase- und Prothrombinase-Komplexe steigern kann, die Schlüsselregulatoren des Gerinnungswegs sind [50–52]. Daher lassen solche lokalisierten Veränderungen auf Eintrittswege von SARS-CoV-2 in die epitheliale Mikroumgebung schließen. Tatsächlich enthält die kohlenhydratreiche Glykokalyxschicht, die die Schleimhautepithelzellen bedeckt, auch eine Mischung aus Muzin-Glykoproteinen (MUC), Glykosaminoglykanen und anderen Glykoproteinen, die die Zilien ausdehnen und umgeben und normalerweise dazu dienen, größere Bakterien zu beseitigen. Umfangreiche Forschungen haben kürzlich ergeben, dass die Funktion von Zilien, Mikrovilli und Schleim nach wie vor von entscheidender Bedeutung für die Adhäsion von SARS-CoV-2 und den rezeptorvermittelten Eintritt in Epithelzellen ist, die offenbar als Klebstoffe wirken. MUC-Proteine ​​sind hochmolekulare Proteine, die Schleimcluster bilden. Bei der COVID-19-Erkrankung wurden zunächst (n=16) zwei Arten von Muzinen ausführlich untersucht, von denen membrangebundenes MUC1 und das gelbildende MUC5AC in deutlich erhöhten Konzentrationen auftraten. Daher könnte die normale pathogene Clearance über Muzinproteine ​​gestört werden, was den Eintritt von SARS-CoV-2 erleichtert und eine virale Persistenz ermöglicht [53–56]. Wichtig ist, dass andere Untersuchungen darauf hinweisen, dass neben ORF3a auch andere SARS-CoV-2-Proteine, einschließlich E und ORF8, dazu beitragen können, toxische Ionenkanäle zusammenzusetzen und zu bilden [57,58].

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1.6. Rolle von Toll-like-Rezeptoren (TLR) oder TLR-induzierter IFN-Dysregulation

Um eine antivirale Reaktion auszulösen, wird normalerweise IFN vom Typ I produziert [59]. Aktuelle Forschungsergebnisse widersprechen dem, da sich die Produktion von Typ-I-IFN sowohl als vorteilhaft als auch als schädlich bei der COVID-19-Erkrankung erweist; Studien, die das Middle Eastern Respiratory Syndrome (MERS) und das Respiratory Syncytial Virus (RSV) untersuchen, weisen jedoch darauf hin, dass der Zeitpunkt der Typ-I-IFN-Produktion die zelluläre Reaktion beeinflusst [59,60]. Weitere Überlegungen sind Oberflächen- und Zytosol-Mustererkennungsrezeptoren (PRRs), die nachgeschaltete Signalkaskaden unter Verwendung von NF-kB, Typ-I-IFN und Inflammasom-Signalwegen initiieren [43–46,61]. Dazu gehören schadensassoziierte molekulare Proteine ​​(DAMP), die eine Vielzahl von Proteinen umfassen, die nukleare und extrazelluläre Räume umgeben und in ihnen liegen, darunter zehn konservierte Toll-like-Rezeptoren (TLRs), Retinsäure-induzierbare Gen-I-(RIG-I)-ähnliche Rezeptoren, Nod-like-Rezeptoren (NLRs), AIM2--ähnliche Rezeptoren und intrazelluläre DNA- und RNA-Sensoren, die zur Produktion von proinflammatorischen oder antiviralen Zytokinen führen, die für antigenspezifische adaptive Reaktionen notwendig sind [61,62 ]. Beispielsweise ist IL-1RA ein DAMP-Rezeptor, der, sobald er intrazellulär freigesetzt wird, an die IL-1-Freisetzung bindet und diese initiiert, was durch Fallstudien (n=71) gestützt wird, die dies zeigten war bei chronischer COVID-19-Erkrankung gleichzeitig mit IL-10 der Fall, das weitgehend immunsuppressiv wirkt [63,64]. Es ist bekannt, dass SARS-CoV-2-Proteine ​​von zellulären Sensoren erkannt werden und daher sind die Rollen von TLR3/4/7 von Interesse im Hinblick darauf, welche Immunzellen diese exprimieren. TLR3 kommt in NK-Zellen häufiger vor, wohingegen TLR4 in Mφ häufiger vorkommt. Toll-like-Rezeptoren (TLRs) übertragen Signale über MyD88 und TRIF. Die meisten TLRs verwenden MyD88, um die Produktion entzündlicher Zytokine auszulösen. TLR3 ist die Ausnahme und signalisiert ausschließlich über TRIF, während TLR4 insofern einzigartig ist, als es entweder über MyD88 oder TRIF an nukleare Transkriptionsfaktoren binden und Signale an diese senden kann. Frühere In-vitro-Studien weisen darauf hin, dass TLR3/7 mit der Freisetzung von IL-1, IL-1, IL-4 und IL-6 assoziiert sein kann [65]. Daher untersuchten andere Studien die Natur von TLR7 als Risikofaktor bei schwerer COVID-19-Erkrankung [66]. Die Rolle von TLRs bei der Signalübertragung von Immunzellen ist weitgehend unklar und bedarf zweifellos weiterer Forschung, ist jedoch an der Signalübertragung von T-Zellen beteiligt [67]. TLR4 ist auf Monozyten, Mφ und DCs sowie in einigen nichtimmunen Zellen, wie z. B. Endothelzellen, vorhanden und spielt eine Rolle sowohl beim LPS-induzierten Handel mit gramnegativen bakteriellen CD14-Immunzellen als auch interessanterweise bei der Regulierung von ROR t+ regulatorische T-Zell-Reaktionen bei Kolitis [68–70]. Klinische Studien zu neueren Therapeutika, die TLR beeinflussen, laufen derzeit (NCT05089110, NCT04526977 und NCT05293236) sowohl bei COVID- als auch bei HIV-Pathologien, die dies weiter klären werden (siehe ergänzende Materialien). Die oben diskutierte Rolle von SP-A wird derzeit erforscht, und es ist plausibel, dass die TLR4-Expression je nach Aktivierung unterschiedliche Auswirkungen auf ausgewählte Organsysteme hat, wie bei Neugeborenen zu beobachten ist, bei denen die TLR2/4-Aktivierung nachweislich das nachgeschaltete extrazelluläre Signal stimuliert regulierte Kinase (ERK) und Proteinkinase B (AKT) mit unveränderten IL-6-Signalwegen zwischen Kindern und Erwachsenen [71]. Die Expression sowohl auf Blutplättchen als auch auf alveolärem Mφ könnte sich gleichzeitig auf thrombotische und Immunwege auswirken, wobei die Expression auf ATII-Zellen verringert und in Tierstudien bestätigt wurde, dass kürzlich gezeigt wurde, dass TLR4 mit der intestinalen Zytokin-mRNA-Expression verknüpft ist [72–74]. TLR4 hat eindeutig Einfluss auf Blutplättchen durch Aggregation und P-Selectin-Expression sowie die Bildung gemischter Aggregate zwischen Blutplättchen und Neutrophilen und löst in Mikroben mit LPS die Synthese und/oder Sekretion von von Willebrand-Faktor (vWF) und Blutplättchenfaktor 4 (CXCR4) aus ) und ThromboxanA2 (TXA2), neben NETosis mit CD11b-Hochregulierung und anderen Adhäsionsmolekülen (Supplementary Data S1) [75,76]. Ursprünglich 1957 von Isaacs und Lindemann identifiziert, wurden IFNs in Sekreten gefunden, die das Virus- und Tumorwachstum hemmen. Sie werden derzeit in drei Gruppen und einzelne Untertypen eingeteilt: Typ I, II und III. IFNs vom Typ I bestehen aus IFN- und IFN- (auch IFN-δ, IFN-ε, IFN-κ, IFN-τ, IFN-ω und IFN-ζ), aber innerhalb des Typs II gibt es auch IFN- und Typ III-IFNs umfasst IFN-λ [77]. Im Hinblick auf die Empfindlichkeit von SARS-CoV-2 gegenüber IFN weisen frühe klinische Fallstudien auf eine Empfindlichkeit von SARS-CoV-2 gegenüber IFN- und IFN- in vitro hin, neuere Gewebestudien weisen jedoch darauf hin, dass IFN- und IFN - Die Reaktion könnte paradoxerweise die Virusausbreitung vom Atemwegsepithel zum Gefäßsystem durch direkte Endothelzellinfektion erleichtern [78,79]. Kürzlich wurde IFN-λ vom Typ III untersucht und befindet sich in der klinischen Forschung, nachdem frühere Studien (n=257) einen reduzierten IFN-λ2 während einer chronischen COVID{111}}-Erkrankung dokumentierten [80]. Die zelluläre Quelle der durch eine SARS-CoV-2-Infektion verursachten IFN-Produktion ist derzeit weitgehend unbekannt, da sich IFN-Rezeptoren in B-Zellen, Monozyten, Mφ, T-Lymphozyten, Gliazellen, Neuronen und plasmazytoiden dendritischen Zellen (pDCs) befinden. , unter anderem [60,61]. Interessanterweise zeigen In-vitro-Studien zur Epithelreaktion, dass IFN- die SARS-CoV-2-Infektion in Zellkulturen fördern kann, um die Zelldifferenzierung innerhalb von Enterozyten in vitro zu verbessern [81]. Es wurde beobachtet, dass IFN-λ durch Bakterien, einschließlich Staphylococcus aureus, aktiviert wird [82]. Es ist zu beachten, dass Typ-II-IFN und Typ-III-IFN von NK- und T-Zellen sezerniert werden können, und nur wenige Studien dokumentieren, ob Typ-III-IFN die Bildung von Antikörperklassen beeinflusst. Daher zeigt sich nun, dass die IFNA2- und IFNG-Genexpression in den Atemwegen als Schlüsselmediator antiviraler Reaktionen in den Atemwegen mit einem Anstieg von IFNB1 und auch mit einer verminderten frühen IFNA2 einhergeht, diese IFN-Reaktion jedoch nicht scheint eher in Seren als in Geweben aufzutreten [83–85].

2. Angeborene Immunsysteme und SARS-CoV-2-Forschung

2.1. Abhängigkeit der B-Zell-Entwicklung von der T-Zell-Aktivierung

B-Lymphozyten machen 10 % der weißen Blutkörperchen (Leukozyten) aus. Diese sind als Krankheitserregersensoren für angeborene Immunantworten von zentraler Bedeutung, entwickeln sich in Keimzentren (GC) und werden dann durch die Sekretion von Immunglobulinen (Ig) im Netzwerk des Lymphsystems verteilt, wodurch die Erkennung und Neutralisierung von Antigenen durch zelluläre Entwicklungsprozesse bestimmt wird [86 ]. B-Zellen reagieren auf Antigene, die nicht vom Wirt stammen, abhängig von Rezeptoren, zu denen auch Antikörper gehören, die von der Zelloberfläche abgegeben werden (z. B. IgM, CD79a und CD79b) (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2. B-Zell- und T-Zell-Interaktionen

Die Entwicklung von B-Zellen aus hämatopoetischen Vorläuferzellen (HPSC) erfolgt stufenweise von Pro-B-Zellen, Prä-B-Zellen und unreifen B-Zellen bis hin zum Wachstum zu reifen B-Zellen in der fetalen Leber und dann im Knochenmark. B-Zell-Reaktionen werden durch CD-Marker definiert, die sich zu reifen B-Zell-Subpopulationen wie B-1, B-2 und regulatorischen B-Zellen entwickeln [87,88]. Seit 2017 wird an neueren B-Zell-Subtypen geforscht, die durch andere phänotypische CD-Marker mit Einzelzellsequenzierung definiert werden. Bemerkenswert ist, dass B-Lymphozyten bis zu 1011 Antikörper oder B-Zell-Rezeptoren (BCR) in einem Wirt synthetisieren, der eine klonale Selektion und somatische Hypermutation (SHM) durchläuft, was zur Spezifität der Erkennung antigener Epitopproteine ​​führt. BCR besteht aus einem Transmembranabschnitt, der sich durch das Zytoplasma erstreckt und Proteinsequenzen enthält, die zur Aktivierung von B-Zellen auf die Koaktivierung oder Stimulation durch andere Proteine ​​angewiesen sind. Andere CD-Moleküle definieren die Entwicklung oder Abstammung von B-Zellen (z. B. CD19, CD21). Diese sind relevant für Zellstandorte, Entwicklungsstadien, Reifung und Aktivierungszustände. Die CD10-Expression erfolgt auf Zellen der B-Zelllinie im ersten Stadium (z. B. Pro-B-, Prä-B-Zellen und GC) und kann sich während der Reifung ändern, wobei andere gezeigt werden (siehe Abbildung 3) [89]. Darüber hinaus befindet sich CD27 ausschließlich in Gedächtnis-B-Plasmazellen, während CD5 B-1-Zellen und DCs charakterisiert (siehe Abbildung 3). B-Zell-Rezeptor-Komplexe (BCR) mit anderen T-Zell-Markern (TCR), die die Reifung und Antigenpräsentation beeinflussen, führen zu Prä-GC-Gedächtnis-B-Zellen (Prä-GC-MBCs) und kurzlebigen Plasmazellen (SLPCs), die frühe Antikörper mit niedriger Affinität produzieren . Andere B-Zellen erreichen den GC, wo Antikörperaffinität und -selektion durch klonale Selektion/SHM erfolgen können, wobei die Proteinstruktur durch klassenwechselnde Rekombination (CSR) verändert wird, was zu langlebigen Plasmazellen (LLPCs) und Gedächtnis-B-Zellen (MBCs) führt spezifische Antikörper-Isotypen, aber auch Plasmablasten (PB), die Ig der fünf Hauptisotypen produzieren, die als multimere Proteine ​​(IgM, IgG, IgA, IgE und IgD) in normalen wirtsspezifischen Immunantworten vorkommen. Diese werden innerhalb dieser Bereiche in den Seren IgG: 80 %, IgA: 15 %, IgM: 5 % und IgD: 0,2 % mit Spurenmengen von IgE angegeben (siehe Tabelle 1) [90].

Abbildung 3. B-Zell-Phänotypen während der Reifung.

Tabelle 1. Konzentrationen von Antikörperisotypen in Seren und Fähigkeit zur Komplementaktivierung [83].

2.3. Rolle von B-Zellmarkern in der aktuellen Forschung

CD19 wird seit langem als B-Zell-Biomarker verwendet [104]. In den letzten Jahren hat sich dies wie folgt auf die Charakterisierung von B-Zellen durch Rezeptoren ausgeweitet, die in verschiedenen Reifungsstadien in allen B-Zelllinien exprimiert werden, zu denen naive B-Zellen, nicht geschaltete Gedächtnis-B-Zellen, geschaltete Gedächtnis-B-Zellen und doppelt negative (DN) gehören ) B-Zellen, aber daneben auch Chemokinrezeptoren, die für die systemische Lymphleitung verantwortlich sind. Einige Studien deuten darauf hin, dass es keinen Konsens über DN-B-Zellen gibt; Allerdings sind die Zellmarker dieser kürzlich charakterisierten DN B-Zellen klarer (siehe Abbildung 3 oder ergänzende Daten S2). Eine weitere DN-B-Zellanalyse von CD11c hat diese in Untergruppen verfeinert, die CXCR5 exprimieren, von dem angenommen wird, dass es aus einer naiven B-Zell-Aktivierung außerhalb des GC hervorgeht [105]. Forscher erweiterten dies kürzlich auf zwei weitere Subtypen, DN3- und DN4-B-Zellen (siehe Abbildung 3). Es wird diskutiert, dass die Anreicherung innerhalb bestimmter DN-B-Zelluntergruppen eine Schlüsselrolle bei anderen vergleichsweise gut charakterisierten Autoimmunerkrankungen spielt (Multiple Sklerose (MS), systemischer Lupus erythematodes (SLE), Myasthenia gravis (MG) und rheumatoide Arthritis (RA) [ 105–107]. Beispielsweise wurde vermutet, dass CD27+ IgD+ die Gensignalisierung bei RA über VH3-23D zu VH1-8 beeinträchtigt hat, was sich auf die Produktion bzw. eine verringerte BCR-Diversität auswirkt während der Selektion [108]. Daher haben neuere Subtypen den DN-CD11c-B-Zell-Phänotyp (n=18) untersucht, um diese bei Autoimmunerkrankungen im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen (SLE, Sjøgren-Syndrom) zu zeigen. Darüber hinaus wurden B-Zellen (CD19) Die Expression von CD11c+ zusammen mit erhöhten Spiegeln von CD69, Ki-67, CD45RO und CD45RA als Stoffwechselmarker und B-Zell-Gedächtnis-Phänotyp-Marker sowie ein Mangel an DN-Zellmarkern CD21 könnten durchaus der normalen Immunzellregulation entgehen [109,110]. ]. Daher wurde auch die Depletion von B-Zell-Untergruppen im Alter, sogenannte altersassoziierte B-Zellen (ABCs), im Hinblick auf einen Einfluss auf die Produktion von Autoantikörpern untersucht [111–118].

2.4. B-Zell-Antikörperreaktionen bei Atemwegsinfektionen

IgG1 und IgG3 waren ursprünglich mit schweren Erkrankungen bei älteren Erwachsenen mit COVID-19 (n=123)-Erkrankung und begleitenden Unregelmäßigkeiten bei neutralisierenden Antikörpern (nAbs), Chemokinen und T-Zell-Reaktionen verbunden, was eine Anomalie darstellt Früher ging man davon aus, dass IgG3 eine verstärkte Reaktion auf Krankheitserreger bewirkt [91,119,120]. Es wurde jedoch beobachtet, dass ein IgG-Mangel mit einem erhöhten Mortalitätsrisiko bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) (n=489) ​​in folgenden Verhältnissen verbunden ist: 56 % IgG1: 27 %: IgG2: 24 % IgG3: 31 % IgG4 [120]. Eine frühere Studie (n=105), in der die Serologie von hCoV-229E, hCoV-OC43, hCoV-NL63 und hCoV-HKU1 verglichen wurde, ergab, dass die Teilnehmer in anderen hCoV-Antikörperreaktionen in Bezug auf IgG zeigten, die bei 99 lagen %:100%:98%:91%, mit IgA in Nasenspülproben, nachgewiesen bei 8 % bis 31 % der Teilnehmer [121]. Niedrigere pathogene hCoVs machen jedes Jahr 15–30 % der Erkältungsinfektionen der Atemwege beim Menschen aus, wobei die Seropositivität bei Erwachsenen ebenfalls auf 90 % geschätzt wird, was darauf hindeutet, dass die Rolle der T-Zellen einer weiteren Klärung bedarf [122]. Ein Nicht-Coronavirus-Antigen-Vergleich wäre daher das Influenzavirus, das die Proteine ​​Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA) exprimiert, die saisonal auftreten. In diesen Fällen deuten Untersuchungen auf einen Anstieg der IgM-spezifischen HA-Antikörper im Serum während der H1N1-Pandemie 2009 in den folgenden Verhältnissen hin: IgM (86–94 %), IgG (100 %) und IgA (76 bis 96 %) [ 123,124].

2.5. B-Zellen und Antikörperreaktionen auf eine SARS-CoV-2-Infektion

Ende 2020 stellten Plume et al. führte eine einzigartige Studie durch (kurz gesagt, siehe Tabelle 2), in der SARS-CoV-2-Proteinantigenfragmente untersucht und diese anhand von Antikörperisotypen gegen die meisten Virusantigene analysiert wurden, und sie zeigten, dass die Serokonversion am Tag 20 Probleme verursachen kann. da 97,3 % gegen die ausgewählten Epitope von SARS-CoV-2 reagierten, E-Protein wurde in dieser Studie jedoch nicht untersucht [125–127]. Angegeben ist die Gesamthäufigkeit einzelner Antikörper-Responder innerhalb von Einzelpersonen (n 2) in dieser Studie, die zwischen April 2020 und Januar 2021 durchgeführt wurde (siehe Tabelle 2). Normalerweise treten unterschiedliche polyklonale Antikörperreaktionen auf, wenn Immunzellen gegen verschiedene virale Proteinantigene reifen. Daher wurde die Häufigkeit der Produktion von polyklonalen Antikörpern gegen Subtypen der SARS-CoV-2-S-Protein- (S1, S2), M-Protein- und N-Protein-Antigene in Proben vor Januar 2021 untersucht. Dies reichte von einer IgG-Dominanz gegen RBD-, S1- und M-Proteindomänen in 100 % ihrer Proben bei mittelschwerer bis schwerer Erkrankung (siehe Ergänzende Daten S3). Die Häufigkeit der IgA-Responder betrug 24,7–35,6 % und reagierte gegen die gesamte S-Proteindomäne, RBD, S1, S2, M und N-Proteindomänen, wobei letztere nicht im Schweregrad vorherrschten. Es ist bemerkenswert, dass diese Studie zu diesem Zeitpunkt Einschränkungen der IgE-Assay-Empfindlichkeit erkannte und eine weitere Untersuchung in vergleichbaren Studien wert wäre [126,127].

Tabelle 2. Häufigkeit der individuellen serologischen Reaktion während einer SARS-CoV-2-Infektion (%) [127]. Die Urheberrechtsgenehmigung bezieht sich auf Zitate und/oder ergänzende Daten.

Das B-Zell-Gedächtnis und die Produktion von S-Protein-spezifischem Ig wurden gemessen, und es zeigt sich nun, dass unbekannte B-Zell-Subtypen wie DN2-B-Zellen, die CXCR5 herunterregulieren, oder andere richtungsspezifische Rezeptoren wie CD62L ( L-Selectin), die normalerweise exprimiert werden, könnten die Immunantworten beeinflussen [125]. CD19+ CD24+ CD27+ CD38+ B-Zellen weisen darauf hin, dass die Antikörperreaktionen auf SARS-CoV-2 S-Protein-spezifische B-Zellen zunehmen, wenn auch weiter Details können zu den beiden anderen relevanten Übergangs-B-Zellen beobachtet werden (siehe Ergänzende Daten S2) [107,126]. Im Gegensatz zu anderen Studien wurde festgestellt, dass ein 32 Aminosäuren langes Peptid (V551–L582) in der aktuell kartierten RBD-Domäne ein immundominantes B-Zell-Epitop sein könnte, was 58,7 % der getesteten IgG-Proben entspricht [127]. Allerdings wurden E-Protein-Assays in parallelen Studien durchgeführt, die in der historischen Analyse vor 2020 keine ähnlichen viralen Neutralisierungseigenschaften aufwiesen, was darauf hindeutet, dass eine vorherige Exposition möglicherweise nicht stattgefunden hat, da sich die Epitope in viralen Antigenen unterscheiden. Erste Plaque-Neutralisationstests deuten darauf hin, dass ausreichende Konzentrationen an nAbs in S1-, RBD- und möglicherweise in N-Protein-SARS-CoV-2-Domänen mit überwiegender IgG-Reaktion auftreten können. Wie oben können naive B-Zellen, die IgD+CD19+CD27− exprimieren (siehe Abbildung 3, Tabelle 3 und ergänzende Daten S2), im Vergleich zu Kontrollgruppen mit hoher Signifikanz (p {{33}) alleinige Prädiktoren für Antikörpertitrationen sein. }.009) [128].

Tabelle 3. B-Zell-Phänotypen (adaptiert von Li et al.) [107]. Die Urheberrechtsgenehmigung bezieht sich auf Zitate und/oder ergänzende Daten S2, siehe auch Abbildung 3.

Dennoch kommt es bei Patienten mit chronischer COVID{0}}-Erkrankung, die sich mit DN (IgD−CD27−) B-Zellen vorstellen, nachweislich zu einer schlechteren Schwere der Erkrankung und zu Komplikationen. Die DN1-Untergruppe zeichnet sich durch ihr Potenzial für früh aktivierte Gedächtniszellen aus, während die DN2-Zellen Antikörper-PB-PB-sekretierende Zellen umfassen, die zuvor vorbereitet wurden; Es bleibt jedoch ungewiss, welchen Einfluss jeder DN-B-Zell-Subtyp und jede mechanistische Eigenschaft auf die Krankheitsauflösung hat [129]. Interessanterweise deutete die Art der SARS-CoV-2-S2-Domänen-Antikörperantwort zu Beginn der Pandemie darauf hin, dass sie vergleichsweise immunogen war und sowohl IgA als auch IgG stimulierte. Statistisch gesehen wurde festgestellt, dass 86 % (86 %) der Personen Antikörper gegen diese konservierte S2-Domäne aufwiesen, wobei höhere Konzentrationen an Antikörpern gegen die S2-Domäne als gegen die RBD-Domäne produziert wurden [130]. SARS-CoV-2 kann als neuartig angesehen werden, da es kein höheres Maß an sekretorischem IgA hervorruft, wie etwa bei Influenza und weniger pathogenen hCoVs. Tatsächlich führte die chronische COVID-16-Erkrankung zu erhöhten Spiegeln der fünf Serumantikörpertypen IgM, IgG1, IgA1, IgG2 und IgG3 [131–133]. Bei der chronischen COVID-19-Erkrankung wurde gezeigt, dass am Tag 3 neben einem vorübergehenden Anstieg von IgA1 signifikant höhere IgG1-, IgG2- und IgG3-Werte auftraten, die am Tag 7 verschwanden; Die Auswirkungen davon sind unklar, ebenso wie die zellulären Mechanismen, die dies beeinflussen, aber die Forschung ist noch nicht abgeschlossen. Eine parallele Studie bestätigte auch, dass IgM-IgA1, IgM-IgG1 und IgM-IgG2 bei einer akuten SARS-CoV-2-Infektion angereichert waren, was eine anfängliche robuste Immunantwort zeigte [84]. Daher wurde in diesem Sinne die IgA-Variabilität in Seren untersucht, um zelluläre Phänotypen zu bestimmen, einschließlich einer FACS-Analyse (n=135) von PB-B-Zellen, um bei einer akuten Infektion zu zeigen, dass IgM und IgG zwischen 10 und 15 Tagen nach der Infektion sezerniert wurden , in diesen Verhältnissen: IgM: 10,5 % (Bereich 4,2–54,1), IgG: 27,9 % (Bereich 7,4–64,8). Daher wurden B-Plasmazellen (PBs), die IgA produzieren, durch Expression von Proliferationsmarkern und B-Zellmarkern Ki67+CD19loCD27hiCD38hi weiter quantifiziert, um IgA zu produzieren: 61,4 % (Bereich 18,1–87,6) kommen in diesen Antikörper-Subtypen vor, IgA1: 66 % (Bereich 26,8–88,5), verglichen mit IgA2: 31,6 % (Bereich 3,7–70,8), was mit den oben genannten allgemeinen mukosalen Immunantworten übereinstimmt [134]. Es wurde jedoch festgestellt, dass Personen mit dominanten IgA-Reaktionen ein damit verbundenes Mortalitätsrisiko bei schwerer COVID-19-Erkrankung haben, wie unten dargestellt, bei der dysregulierte myelopoetische Reaktionen auftraten. Hohe IgA- bis niedrige IgG-Titrationen können pathologische Folgen im Wirt haben, einschließlich verminderter pathogener Phagozytose, erhöhter zellulärer Apoptose und erhöhter NETose, wie bei tödlicher COVID-19-Erkrankung im Spätstadium berichtet wird. Personen mit einem hohen IgG-zu-IgA-Verhältnis erleben eine stärkere Entzündungsdämpfung durch Immunantwort, was zu besseren Prognosen und einer Heilung der Krankheit im Früh- und Spätstadium führt. Es liegen nur begrenzte Daten vor, die Aufschluss darüber geben, warum die SARS-CoV-2-induzierte COVID-19-Krankheit ein so neuartiges Antikörperprofil in Bezug auf IgG1/IgA1-Reaktionen aufweist. Es wird davon ausgegangen, dass Veränderungen der Ig-Struktur zu Komplikationen führen können, die entweder zu einer Zunahme von Infektionen oder zur Bildung von Immunkomplexen führen können. Bei anderen pathologischen Erkrankungen wie der Dengue-Antikörper-abhängigen Verstärkung (ADE) wurde die IgG-Antikörperstruktur untersucht. Zu diesen Veränderungen gehören Glykosylierung (Glykan oder Kohlenhydrat grenzt an Hydroxyl- oder andere funktionelle Gruppen) und Fukosylierung (Übertragung von Zuckerfucose von einer GDP-Fucose auf andere Proteine ​​oder Glykane), und daher könnte dies die Leukozytenextravasation und die durch Selektin vermittelte Bindung über die Zelle beeinflussen Membranen, die als potenzieller Faktor in der Krebstherapie anerkannt sind [135,136]. Daher wurde dies in Studien während der Pandemie (n=33) bei chronischer COVID-19-Erkrankung untersucht, um zu bestätigen, dass IgG gegen das SARS-CoV-2 RBD-Protein möglicherweise die Mφ-Freisetzung von IL beeinflussen könnte -1, IL-6, IL-8 und TNF [137]. Man geht jedoch davon aus, dass IgG3 und IgM für 80 % der Neutralisierung von SARS-CoV-2 verantwortlich sind, was darauf hindeutet, dass die IgG3-Glykosylierung die Bindungsspezifität von SARS-CoV-2 an das S-Protein beeinflusst [132,138]. Wie bereits erwähnt, kann es zu einer Glykosylierung kommen, wenn sich innerhalb der IgG-Fc-Region ein N-N-verknüpftes Glykan bildet. In Übereinstimmung mit der Untersuchung der IgG-Subtypen untersuchte eine aktuelle Studie aus Brasilien die Avidität von IgG (n=47) gegenüber SARS-CoV-2-Proteinen und zeigte einen Anstieg der IgG1- und IgG3-Spiegel am 8. Tag Die IgG4-Konzentration war während des Untersuchungszeitraums weniger nachweisbar. Die Mortalität nach 8–21 Tagen zeigte im Vergleich zu den Genesenen höhere Anti-RBD-IgG4-Spiegel, was im Widerspruch zu anderen Studien steht und im Hinblick auf die IgG4-Pathologieforschung relativ unbekannt ist [139]. Erste Screenings von N/S/E SARS-CoV-2-Proteinen in kleineren Kohorten (n=320) zeigten, dass Anti-N-IgG und Anti-N-IgA als Reaktion auf SARS-CoV{{121) produziert wurden }} und IgG-Antikörper gegen S1- und E-Proteine ​​produziert wurden, aber auch, dass die hervorgerufenen Anti-E-Protein-Antikörper nicht signifikant höher waren, was auf die aktuellen Immunogene in klinischen Studien und die in Lateral-Flow-Tests verwendeten hinweist [140]. Derzeit wurde in vitro festgestellt, dass spezifische Gedächtnis-B-Zellen im Vergleich zum S-Protein bis zu 6 Monate lang produziert werden, wobei IgG bei 66 % und IgM bei 100 % gemessen wird, was entweder mit einer natürlichen Infektion oder einer Impfung vereinbar wäre [ 126].

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2.6. Rolle von B-Zellmarkern während einer SARS-CoV-2-Infektion und anderen Erkrankungen

Antikörperreaktionen auf SARS-CoV-2-Immunogene können bei Personen unter Anti-CD20-Therapie durch den Beginn der B-Zell-Repopulation erreicht werden [150]. In Abwesenheit von B-Zellen wird dennoch eine starke T-Zell-Antwort erzeugt, die zum Schutz vor einer chronischen SARS-CoV-2-induzierten COVID-19-Erkrankung in dieser Hochrisikopopulation beitragen kann [150]. Daher ist es wichtig, die Natur dieser Reaktion zu verstehen. Forscher fanden im Jahr 2020 zu einem früheren Zeitpunkt der Pandemie heraus, dass sich bei einer chronischen COVID-19-Erkrankung (n=52) die Gesamtzahl der B-Zellen der betroffenen Personen nicht wesentlich veränderte. Im Vergleich zu gesunden Personen nehmen die DN1-B-Zellen jedoch mit zunehmendem Schweregrad deutlich ab, wobei bei mittelschweren bis chronischen Erkrankungen ein Anstieg der DN2-B-Zellen zu beobachten ist. Es ist jedoch bei Patienten während der Schwere der Erkrankung ein signifikanter Anstieg der DN3-Zellen zu beobachten, jedoch ohne gleichzeitige Veränderungen bei DN4 B-Zellen. Daher wurden andere B-Zell-Untergruppen untersucht, um eine neue Untergruppe von B-Zellen namens „Übergangs-B-Zellen oder TR“ zu entdecken, die mit dem klinischen Ergebnis korrelieren könnte, gemessen daran, dass B-Zellen mehr CD24 als CD21 exprimieren [129]. Dies war ein interessanter Befund, da die CD24-Expression bekanntermaßen die Zellmigration, Invasion und Proliferation beeinflusst, während die Expression oder das Fehlen von CD21 mit dem B-Zell-Switching und dem Gedächtnis mit Komplementproteinen verbunden ist. CD21 wird auch auf follikulären dendritischen Zellen exprimiert und assoziiert bekanntermaßen als Komplex mit Komplementproteinen (C3dg, C3d und inaktivem C3b) auf der Antigenoberfläche, zusammen mit CD19/CD81 [115,129,151]. Interessanterweise korrelierten erhöhte TR-Zellen mit routinemäßig erfassten Blutproteinmarkern der COVID-Krankheit -19, einschließlich Neutrophilen-/Lymphozyten-Verhältnis, Akute-Phase-Proteine, Ferritinspiegel, D-Dimer und andere. Die genaue Natur der DN B-Zellen bedarf weiterer Klärung, da Untergruppen mit SLE assoziiert sind [152]. Wie zuvor ging die DN1-Reduktion/DN2-Erhöhung der B-Zellen bei chronischem COVID-19 mit hohen CD69- und CD89-Werten in DN2-Zellen einher, neben einer scheinbaren DN2-Selektion von IgG, deutet aber auch darauf hin, dass DN3-Zellen produzieren könnten VH4-34 IgG autoreaktive Antikörper, von denen einige schützend sein könnten [118]. Es gab erste Hinweise darauf, dass die variable schwere Kette von Keimbahn-Ig VH4-34 verringerte SHM-Frequenzen aufwies, was sich auf die B-Zell-Ig-Reifung durch den SHM-Prozess auswirken würde [153]. Nicht geschaltete Gedächtnis-B-Zellen (CD27+ IgD+) sind historisch gesehen Teil normaler und pathologischer Immunantworten mit insgesamt reduzierter IgM-sezernierender B-Zellen. Es wird beispielsweise angenommen, dass bei RA nicht geschaltete B-Zellen aufgrund einer Genrekombination auftreten und zur Antikörperselektion durch VH3-23D zu VH1-8 beitragen [108]. Interessanterweise war das BCR-Repertoire dieser Zellen bei RA verändert und zeigte einige der gleichen Marker wie DN2-Zellen, wie CD11c, FcRL5 und Transkriptionsfaktor (T-bet) [154,155]. Während von B-Zellen erzeugte Antikörper historisch gut charakterisiert sind, ist unklar, warum SARS-CoV-2 bei chronischem Schweregrad und nicht bei akuter Infektion starke Antikörperreaktionen erzeugt. Der Zeitpunkt einer Antikörperreaktion ist bei antikörperbasierten Therapeutika wichtig, da die Anwendung von Medikamenten die Behandlungsergebnisse für den Patienten beeinflusst [156,157]. Naive B-Zellen werden mit Hilfe von follikulären T-Zellen (TFH) aktiviert [158]. Daher wurde festgestellt, dass diese neuartige Antikörperexpression, die durch eine SARS-CoV-2-infektionsinduzierte chronische COVID-19-Krankheit verursacht wird, aus drei Antikörperklassen und Isotypen besteht, darunter IgM, IgG1, IgA1, IgG2 und IgG3. die einer weiteren Analyse bedürfen. Aktuelle Analysen von SARS-CoV-2 S-Protein-Immunogenen zeigen, dass die Ig-Expression durch Spike-spezifische B-Zellen nach sechs Monaten in diesen Bereichen erzeugt wurde: IgG: 61,33–77,46 %, bei gleichzeitigem IgA: 3,04–7,37 % und IgM : 12,30–24,97 %, wobei nach sechs Monaten eine signifikante Verringerung von IgG/IgA mit einem signifikanten Anstieg von B-Zell-spezifischem IgM festgestellt wurde [159,160]. Wie bereits erwähnt, entwickeln sich B-Zellen in GCs und durch eine kleine Kohortenstudie (n=15) wurde die Rolle zirkulierender TFH-Zellen aufgeklärt, um zu zeigen, dass sich S-Protein-spezifische B-Zellen durch SHM entwickeln. Nach fünf Monaten verfügten 66 % dieser Kohorte über B-Gedächtniszellen, um Immunogene zu impfen, und diese Untersuchung deutete darauf hin, dass es einen leichten Anstieg der nAb gab [160–163]. Es überrascht nicht, dass gleichzeitig mit anderen Studien geringfügige Unterschiede bei gedächtnisgeschalteten Zellen als Hauptpopulation festgestellt wurden (Median: 59,92 %) [163]. Ihre Analyse untersuchte SARS-CoV-2–spezifische B-Zellmarker, CD27 und CD38, die mit einem signifikanten Anstieg der CD27hiCD38hi-PBs einhergingen. Dies trat bei genesenen Personen im Vergleich zu nicht infizierten Personen nach sechs Monaten auf, wobei IgD+CD27+- und IgD−CD27+-B-Zellen bei chronischer SARS-CoV-2-Infektion signifikant reduziert waren [161,163 ]. Die extrafollikuläre Reaktion wird weiterhin untersucht und Woodruff et al. schlugen in einer Kohortenstudie vor, dass das DN2/DN1-B-Zell-Verhältnis einige der serologischen Anomalien bei schwerer COVID{113}}-Erkrankung mit herunterreguliertem CXCR5 und hochreguliertem CXCR3 begründen könnte. CXCR5 ist ein Chemokin, das konstitutiv auf spezifischen B-Zellen und TFH-Zellen exprimiert wird und für die Lenkung von B-Zellen zu GCs verantwortlich ist, während CXCR3 über mehrere Liganden verfügt, einschließlich CXCL8/9/10, aber bevorzugt auf TH1-Zellen und der Mehrheit der T-Zellpopulation exprimiert wird. DCs und Gedächtnis-B-Zellen. Es gibt Hinweise darauf, dass eine Hochregulierung oder Veränderungen dieser und anderer Chemokine (CXCR3, CXCR5, CCR7) bei akuten Infektionen und eine Herunterregulierung des Schweregrads ein weiterer relevanter Indikator für die Reifung von DCs wären [162,163]. Es zeigte sich eine statistische Signifikanz zwischen der Expansion von Antikörper-sekretierenden Zellen (ASC) und hohen Konzentrationen an CD21-B-Zellen, unabhängig von der Dauer der Infektion [164,165]. B-Zellen steuern die Antikörpersekretion, und Berichten zufolge sind IL-10 und IL-21 für den Klassenwechsel von B-Zellen zu IgG1, den IFN-Klassenwechsel zu IgG2 und den TGF-Wechsel von IgA1 zu IgA2 verantwortlich Antworten [133]. Untersuchungen zeigen, dass IgG1 und IgG3 (n=123) beim chronischen Schweregrad von SARS-CoV-2 mit einer Zytokin-IL-1-Reaktion korrelieren [119]. Es wird angenommen, dass IgG2 für bakterielle Reaktionen auf Kapselpolysaccharidantigene relevanter ist. Gleichzeitige In-vitro-Studien deuten auch darauf hin, dass SARS-CoV-2 IgA1 und IgG3 eine schützende neutralisierende Wirkung bei einer SARS-CoV-2-Infektion haben könnten [164,165]. Zur Klärung dieser Behauptung wären weitere Untersuchungen erforderlich. Andere Studien (n=82) bestätigen, dass bei einer chronischen SARS-CoV-2-Infektion innerhalb von sieben Tagen die Serumantikörperantwort 60 % IgA, 53,3 % IgM und 46,7 % IgG beträgt, wobei IgG 100 erreicht % bis Tag 2 [166,167]. Daher zeigt eine transkriptomische Einzelzellstudie zur Analyse einer schweren COVID{171}}-Erkrankung im Detail, dass DN1-Zellen IgA2-Gene exprimieren und daher möglicherweise IgA2 sezernieren können, während DN3-B-Zellen IgM-Gene exprimieren, die in DN2-Zellen fehlen. mit DN4-Zellen, die IgE-Gene und entsprechende Fc-Rezeptor-Gene besitzen (siehe Abbildung 3) [118]. Interessanterweise lässt dies die Möglichkeit zu, dass es in B-Zellen während der COVID-182-Erkrankung unterschiedliche T-Zell-unabhängige und T-Zell-abhängige Signalwege gibt, was nun auch in anderen parallelen Studien nahegelegt wird. IgE kann daher von DN4-B-Zellen produziert werden, die Serologie von COVID-19-Patienten wurde jedoch nicht als statistisch relevant für diese zelluläre Untergruppe angesehen [118,129,168,169]. Es ist bekannt, dass IgE über einen FcεRI-Rezeptor mit höherer Affinität eine Degranulation von Mastzellen verursacht, und Testempfindlichkeiten erfordern eine Validierung und Entwicklung für diesen Antikörper, der normalerweise bei allergischen Reaktionen auftritt, wobei die IgG-Reaktion während einer Infektion vorherrscht. Es ist bemerkenswert, dass der H2-Rezeptor, der in der Magenschleimhaut, im Gehirn und in Mastzellen vorhanden ist, in Studien mit dem Antagonisten Famotidin angegriffen wurde und einige Auswirkungen auf die Modulation der durch eine SARS-CoV-Infektion verursachten Symptome hatte Synergismus mit Makrophagen-TH2-Zytokinen [170–172].

3. Entzündungszellen und Phagozyten

3.1. Neutrophile Einführung

Polymorphkernige Neutrophile (PMN) sind körnig und dreilappig und stellen die am häufigsten zirkulierenden Leukozyten dar; sie machen zwischen 40 und 80 % der Leukozyten bei normalen Erwachsenen aus. Die Infiltration von Neutrophilen in Atemwegsgewebe ist charakteristisch für viele entzündliche Erkrankungen [173]. Neutrophile sind körnig und wirken gegen Antigene, indem sie azurophile zytoplasmatische Körnchen mithilfe der Wirkung von proteolytischen Enzymen (z. B. Myeloperoxidase, Elastasen und Proteinase-3), aber auch von Lactotransferrin, Lysozym oder reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) verteilen, die ebenfalls antimikrobiell sind , zur Beseitigung von Krankheitserregern [174,175]. Pathogene Reize lösen die zelluläre Kalziumfreisetzung über das endoplasmatische Retikulum (ER) aus, was zur Aktivierung der Proteinkinase C (PKC) und zum Aufbau des NADPH-Oxidasekomplexes führt, der ROS erzeugt. Neutrophile bilden hämatopoetische Stammzellen (HPSCs) im Knochenmark und sind kurzlebig (zwischen 1 und 7 Tagen) und durchqueren Zellmembranen durch selektives Einfangen und Integrin-vermittelte Adhäsion (siehe Ergänzende Daten S1) und wandern anschließend in Gewebe treten auf und überleben 1–2 Tage, während sie zirkulieren und durch Phagozytierung von Mφ ausgeschieden werden. Die Entwicklung von Neutrophilen erfolgt im Knochenmark aus Vorläufer-Neutrophilen und kann anhand der CD-Marker grob als CD81+CD43+CD15+CD63+CD66b+ klassifiziert werden, die sich in unreife Zellen differenzieren Neutrophile, die CD11b+CD66b+CD101+/−CD10−CD16+/− exprimieren, bevor sie im Knochenmark reifen, um CD11b+CD66b+CD101+CD10+CD16 zu exprimieren [ 176]. CD16 wird auf anderen Zellen koexprimiert, einschließlich NK-Zellen, Monozyten, Mφ und bestimmten T-Zellen [176]. CD16 (Fc RIII) hat Subtypen, darunter CD16a und CD16b (Fc RIIIa/Fc RIIIb), während CD11 und insbesondere CD11b als relevanter für Migration und Lungenentzündung eingestuft werden [177–179]. Es ist bemerkenswert, dass CXCR2 und CXCR4 Schlüsselregulatoren innerhalb dieser an Lungenfibrose beteiligten Zelluntergruppe zu sein scheinen, diese modulieren jedoch auch die zelluläre Mitochondrienaktivität, die Migration von Neutrophilen und das Homing von Neutrophilen mithilfe von Adhäsionsrezeptoren, zu denen CD62L gehört [180–184]. In jüngerer Zeit geht man jedoch davon aus, dass CD11b und CD18, die allgegenwärtig exprimiert werden, CD47 für die epitheliale Transmigration benötigen [185,186]. Interessanterweise haben Alberca et al. untersuchten im Rahmen von Laborfallstudien einen neuen Zellsubtyp, definiert als myeloid-derived suppressor (MDSC)-Zellen: CD33+CD11b+HLA–DR−CD14−CD66b+ und CD33+CD11b+HLA–DR− CD14+CD66b−Zellen. Bei peripheren Blutmarkern der chronischen COVID-19-Erkrankung wurde festgestellt, dass dies mit möglichen M-MDSC und polymorphkernigen P-MDSC korreliert, die mit chronischen Entzündungen in Verbindung gebracht wurden [186]. Es wurde ursprünglich beschrieben, dass diese MDSC-definierten Zellen bei Krebs, HCV und HIV die T-Zell-Proliferation beeinflussen. Jüngste Klarstellungen zu mutmaßlichen Phänotypen, die als M-MDSC (CD11bloD14+CD15-HLA-DR−) und P-MDSC als CD11bloCD14-CD15+ HLA-DR- auftreten, haben gezeigt, dass sie TREGS wie folgt beeinflussen TGF – beeinflusst das Gesamtgleichgewicht sowohl von TREGS als auch von selbsttoleranten DCs [187].

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3.2. Neutrophile Zellmarker nach einer Wirts-SARS-CoV-2-Infektion während einer COVID-19-Erkrankung

Es wird angenommen, dass Neutrophile während einer chronischen COVID{0}}-Erkrankung, wie oben besprochen, Neutrophilen-Extrazellulärfallen (NETs) bilden, in denen die Signalübertragung innerhalb der Zelle gestört wird, was zu einer aktiven Degranulation oder „NETose/Neutrophilen-Apoptose“ führt [188]. Die genauen Mechanismen des NETosis-Beitrags sind weiterhin unbekannt [189]. Daher konzentrierten sich aktuelle Fallstudien (n=64) auf die weitere Identifizierung der zellulären Marker von Neutrophilen. Während der COVID-19-Erkrankung scheinen einige die Stimulation der IFN-Produktion mit unbekannten Zelluntergruppen zu unterdrücken, die die T-Zell-Proliferation stimulieren, aber keine T-Zellen aktivieren [190]. Mehrere Autoren vermuten, dass die vom Wirt gesteuerte Immunantwort ursächlich für die fehlende Produktion von Interferonen vom Typ I und III in Verbindung mit erhöhten Chemokinen ist und dass IL-6 ein ursächlicher Faktor bei der Pathologie des Coronavirus ist [191,192]. Während IL-6 der vorherrschende Zytokinregulator der NETose sein könnte, sind andere Proteinmarker klarer, nämlich extrazelluläre DNA (cDNA), neutrophile Elastase (NE)-Aktivität oder Myeloperoxidase-DNA (MPO-DNA), und diese korrelieren mit der Schwere der Erkrankung, gemessen in Neutrophilen durch die Marker CD33loCD16+CD11b+ [193]. Forscher fanden kürzlich heraus (n=155), dass NE, Histon-DNA, MPO-DNA und freie doppelsträngige DNA (dsDNA) bei gleichzeitiger DNase-Reduktion und einer Verschärfung der Neutrophilenstimulation durch IL-8 erhöht waren. , CXCR2 und DAMPs mit beeinträchtigtem Abbau von NETs über DNase 1 und DNase 11L3, von denen angenommen wird, dass sie als Regulatoren des neutrophilen DNA-Metabolismus fungieren [194]. Neuere Abstracts deuten auch auf eine Korrelation zwischen diesen und entweder membrangebundenem oder löslichem CD13 hin [195]. Eine umfassende Neutrophilenanalyse (n=384) unter Verwendung einer Einzelzellanalyse klassifizierte sechs Zellzustände, die durch die inflammatorische Gensignatur (IGS) definiert sind, um darauf hinzuweisen, dass übereinstimmende IgA1:IgG1-Verhältnisse bei der Mortalität bei Coronavirus-Erkrankungen erhöht sind, wobei IgG eine Antikörperabhängigkeit anzeigt neutrophile Phagozytose und IgA2, die Apoptose induzieren [133]. Interessanterweise exprimierten Neutrophile während der Reifung von CD32 (Fc RII), CD16b (Fc RIIIb) und CD89 (Fc R), den oben genannten Haupt-Ig-Rezeptoren, die entsprechende Liganden auf B-Zellen haben, signifikant erhöhte Werte. Derzeit sind keine Studien bekannt, die Typ-III-IFN mit diesem Isotypwechsel in Verbindung bringen. Eine ähnliche Untersuchung zu IgA2 (n=97) bestätigte, dass Anti-SARS-CoV-2 IgA2 bei schwerer COVID-19-Erkrankung mit cDNA korreliert [131]. Synzytienbildung und NETose sind wahrscheinlich bei der Bildung von Immunkomplexen als Ungleichgewicht aufgrund oder verursacht durch Koagulopathie und Immunthrombose [131,193]. Endothelzellen zeigten sowohl in Tier- als auch in Humanstudien, dass Endothelzellen direkt infiziert werden könnten; Studien zeigen jedoch eine Kolokalisation mit CD31 innerhalb einer zerstörten entzündeten Endothelschicht, was deutlich durch die Hochregulierung vieler Adhäsionsmoleküle (z. B. P-Selectin) und die Freisetzung des chemotaktischen Faktors CXCL10 neben IL-6 zu sehen ist (siehe Ergänzende Daten S4) [ 196,197]. Weitere Faktoren, die an der Blutplättchenkoagulation beteiligt sind, sind vWF mit erhöhter P-Selectin- und E-Selectin-Hochregulierung, die bei Patienten mit chronischer COVID--19-Krankheit beobachtet werden und alle an einer endothelialen Dysfunktion beteiligt sind [76,198]. Kuchroo et al. untersuchten dies weiter: führten eine Einzelzellanalysestudie (n=168) infizierter SARS-CoV-2-Patienten durch, die mit Monozytenmarkern (CD16hiCD66b/CD14−CD16hiHLA–DRlo) zwischen Neutrophilen- und Monozytenpopulationen differenzierte, um T-Helfer 17 zu finden (TH17)-Zellantwort erzeugte IFN- und Granzym B [199]. In diesem Schlüsselbefund waren CD14-CD16hi-Monozyten bei schweren Infektionen angereichert und es wurde bestätigt, dass die Hochregulation von HLA-DR mit dem Schweregrad korrelierte. Im Jahr 2020 wurde bei Patienten mit chronischer COVID-19-Erkrankung gezeigt, dass IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF- und IFN - mit C-reaktivem Protein (CRP), korreliert mit IL-10 [34]. IL-1 ist ein Schlüsselzytokin, das an der Aktivierung von Neutrophilen beteiligt ist und Homologie und ähnliche Funktionen mit den oben genannten TLR-Familien teilt [64,200]. IL-1 und IL-1 wurden in anderen Studien mit der COVID-19-Erkrankung in Verbindung gebracht. Daher wurden die genauen Mechanismen des regulatorischen Enzyms Glykosyltransferase, -1,6-Fucosyltransferase (FUT8) untersucht, wobei nur eine geringe Korrelation mit der Krankheitsprognose festgestellt wurde. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Rezeptorexpression in anderen Myeloiden hochreguliert war Monozytenkompartimente, die CD16a (Fc RIIIa) exprimieren, einschließlich klassischer (CD14hi/+, CD16−−) und intermediärer (CD14hi/+, CD16lo/+) und nichtklassischer (CD14−−/lo, CD{{108}) } ) Marker, die auch CD11c-DCs umfassen, die ebenfalls HLA-DR+-myeloische Zellen sind [146,201–204]. Klinische Studien laufen noch, um die Zytokine IL-1, IL-6, IL-8, TNF-, TGF-, IFN-, IL-17, IL{{122} weiter zu klären. }, IL-22, IL-23 und IL-10 und ROS-Produktion bei COVID-Pneumonie, Ergebnisse warten noch (Ergänzungsdaten) (NCT04930757, NCT04434157 und NCT05520918). Wie oben beschrieben wirken sich neutrophile Proteine, die während der NETose zerstört werden, auf natürliche Weise auf extrazelluläre Ionen und insbesondere auf die Calciumhomöostase aus, die von anderen Proteinen des Zytoskeletts mit intrazellulären Enzymen benötigt wird, die nicht unbedingt abgebaut werden müssen und zu denen MPO, Histone und andere Proteasen in dieser Zytokin- und Immunzellumgebung gehören [205]. ].

3.3. Zelluläre Entwicklung von Monozyten

Seit dem Aufkommen von FACS und der Entdeckung der Monozyten durch Ehrlich und Metchnikoff werden derzeit identifizierte Monozyten-Untergruppen im Großen und Ganzen durch klassische (CD14hi/+, CD16−), intermediäre (CD14hi/+, CD16lo/+) und nichtklassische (CD14) definiert −/lo, CD16+ ) Marker [203,206,207]. Monozyten machen etwa 10 % der Leukozytenpopulation aus und sind kurzlebig (1–2 Tage), während sie im Blut, im Knochenmark und in der Milz zirkulieren (siehe Abbildung 4).

Abbildung 4. Rollen von Antigen-präsentierenden Zellen bei einer SARS-CoV-2-Infektion

3.4. Monozyten-Zellmarker während einer Wirts-SARS-CoV-2-Infektion

Bei der COVID-19-Erkrankung wurde vermutet, dass klassische CD14++CD16−−-Monozyten eine Quelle für das hochregulierte Chemokin CCR2 sind, zusammen mit einem neutrophilen Chemoattraktivum IL-8 (CXCL8) und TNF- mit hochregulierte Genexpression und Synthese von IL-1 und IL-18 mit weniger bestätigten CD14+CD16++-Monozyten. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die Herunterregulierung von HLA-DR bei schweren Patienten (n=12) die gesamte virale Antigenpräsentation beeinflusst [201,211,212]. Diese Zellpopulationen werden außerdem durch CD195 (CCR5) sowie die TNF-Rezeptoren CD120a/CD120b (TNFR1/2) charakterisiert. Beide Rezeptoren wurden im Blutserum gefunden und zusammen mit ADAM17 hochreguliert, von dem bekannt ist, dass es die Freisetzung von L-Selectin (CD62) beeinflusst, wobei ADAM17, eine TNF-Konvertase, ebenfalls bei entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) hochreguliert ist [213,214]. Andere lösliche Immunzellausscheidungsmarker wurden in Seren gemessen (sCD14 und sCD163) und korrelierten, obwohl sie nicht mit der Schwere der Erkrankung in Zusammenhang standen, mit Standardblutserumproteinen (Akutphasenprotein, Ferritin, LDH, CRP und Procalcitonin) [215]. Darüber hinaus zeigten Studien zur CCR5-Hemmung während längerer SARS-CoV-2-Infektionen und -Erkrankungen, dass es zu Veränderungen der CD14/CD16-Untergruppen kommt, die neben CD4+/CD{41}} auch entzündungsfördernde Zytokine beeinflussen. T-Zellen-Reduktion. Diese Forscher zeigten, dass IL-2, IL-4, CCL3, IL-6, IL-10, IFN- und VEGF erhöht waren und darüber hinaus gleichzeitig die TREG-Zellen abnahmen GM-CSF-Reduktion, die sich auf die Monozytenentwicklung auswirkt [216]. Die FACS-Analyse wurde für die NK-Zellanalyse und zur Differenzierung von CD14hi/+, CD16−−Monozyten anhand des CD16-Markers verwendet, um ein Auftreten über die Inflammasomaktivierung (NLRP3) zu finden, nachgewiesen durch Caspase-1-Aktivität bei schwerer COVID-19-Erkrankung. Dies stimmte mit der Fehlregulation der mitochondrialen Superoxid- und Lipidperoxidationsmarker für oxidativen Stress überein. Diese Ergebnisse wurden später in Untersuchungen zur Gasdermin-D-Spaltung bestätigt [217]. Gasdermin D (GSDMD) ist als porenbildendes Protein bekannt, das bei einer SARS-CoV-2-Infektion von Neutrophilen signifikant aktiviert wird, wie anhand der Caspase-1/3-Aktivierung als potenzieller NETose- und Pyroptose-Stimulator gemessen wurde [218,219]. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass 6 % der mit SARS-CoV-2 infizierten Monozyten bei der Messung von GSDMD, IL-1, IL-1RA, IL-18 und anderen pyroptotischen Markern aufwiesen LDH sowie drei wichtige Chemokine: CCL7, CXCL9 und CXCL10 (siehe Abbildung 5) [220]. In-vitro-Studien zeigten, dass dies ursächlich für die IL-1-Sekretion durch SARS-CoV-2--exponierte Monozyten sein könnte [221]. Insbesondere wurde die Anzahl der zirkulierenden klassischen Monozyten (CD14hi/+, CD16−) durch die Herunterregulierung von CCR2 und HLA-DR angereichert, aber die Anzahl der intermediären (CD14hi/+, CD16lo/+) und nichtklassischen (CD14−/lo , CD16+ )-Monozyten erhöht [222]. Eine alternative transkriptomische Analyse bestätigte, dass das intermediäre CD14hi/+CD16lo/+ bei einer akuten SARS-CoV-2-Infektion (IRF7, IFI44L, IFIT1 und IFIT3) eine temporale Interferon-stimulierte Gensignatur (ISG) besaß. Bemerkenswerterweise zeigte die Analyse auch, dass IL-8 (CXCL8) und IL-1 zusammen mit CCL3 im Wesentlichen hochreguliert waren, ohne dass proinflammatorische Zytokin-Gene wie TNF, IL-6 und IL induziert wurden -1, CCL3, CCL4 oder CXCL2 in den Zellen, die eine verringerte HLA-DR-Expression und eine verringerte Fähigkeit zur Antigenpräsentation aufwiesen [223]. Andererseits wurde kürzlich in einer Fall-Kontroll-Studie zu SARS-CoV-2 (n=37) klargestellt, dass es zu einem anfänglichen Anstieg der klassischen Monozyten (CD14hi/+, CD16) kam −−) mit einer Abnahme der intermediären (CD14hi/+, CD16lo/+) und einer allmählichen Normalisierung der nichtklassischen Monozyten (CD14−/lo, CD16+ ) 6–7 Monate nach der Nachuntersuchung, mit Veränderungen zu anderen Zellsubtypen unter [203,204,207,224].

3.5. Stoffwechsel und Funktion von Makrophagen

In den Jahren 1950–1970 wurden die Stoffwechselzyklen von Makrophagen (Mφ) genau untersucht, was damals als Warburg-Effekt bekannt war und bei dem beobachtet wurde, dass Mφ in Tumoren die Stoffwechselprofile veränderte. Tatsächlich zeigen neuere Forschungsergebnisse, dass die Aktivierung von Mφ oder DCs mit einer Reihe von Reizen (LPS, TLR3-Ligand Poly (I: C), Typ-I-IFN) einen Stoffwechselwechsel induziert. Die Stoffwechselprofile ändern sich somit von der oxidativen Phosphorylierung (OXPHOS) zur Glykolyse mit einer daraus resultierenden Reduzierung des TCA-Zyklus, während die Laktatproduktion den Mφ-Metabolismus antreibt und über den Pentosephosphatweg nach oben fließt [225]. Mφ ist der am häufigsten vorkommende Immunzelltyp in der Lunge und wird als alveoläres φ (AMφ) oder interstitielles (iMφ) klassifiziert. Makrophagen (Mφ) stammen aus Blutmonozyten, die zwischen Gefäßgeweben wandern und deren Morphologie TLRs, Pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMP) und pathogene Antigene erkennt. Es ist schwierig, Schlussfolgerungen in Bezug auf Mφ-Wechselwirkungen mit B/T-Zellen zu ziehen, wie unten erläutert (siehe Abbildung 6).

Abbildung 5. Phänotypen von Monozytenzellen.

3.6. Makrophagenklassifizierung

Weniger Daten haben interstitielle Makrophagen (iMφ) definiert, im Vergleich zu Alveolarmakrophagen (AMφ), die als Regulatoren der Lungen-Lungen-Immunantwort gut definiert sind. AMφ und iMφ sind beide geweberesidente phagozytische Zellen, zu denen auch Gehirnmikroglia, Leber-Kupffer-Zellen und andere gehören. Daher zeichnen sich AMφ durch ihre Fähigkeit aus, Entzündungsreaktionen bei Kontakt mit Krankheitserregern auszulösen und zu hemmen und Zelloberflächenmarker mithilfe von Komplement-Opsonisierungsrezeptoren und anderen Mustererkennungsmolekülen zu verändern, wie oben beschrieben, die die Phagozytose von Zelltrümmern oder Krankheitserregern erleichtern [226]. Die Mφ-Charakterisierung unterscheidet anschließend lose zwischen verschiedenen entzündlichen Phänotypen, die üblicherweise als M0 (nicht aktiviert), M1 (proinflammatorisch) und M2 (antiinflammatorisch) bezeichnet werden, und zwar anhand der Polarisation und der Sekretion von Zytokinen, die jedoch derzeit nicht definiert sind nach CD-Nomenklatur [227,228]. Da M-CSF und GM-CSF die Differenzierung induzieren, wurde vorgeschlagen, dass Mφ in M1φ unterteilt ist, das die Zytokine IL1-, IL-6, IL-12 und TNF- sekretiert, wobei M{ {18}}wie die Sekretion von TGF- , IL-10, IL-4 und IL-13 (siehe Abbildung 7) [229].

Abbildung 6. Makrophagenprozess und Rolle bei der Infektion.

Abbildung 7. Makrophagen-Phänotypen während der Polarisation.

3.7. Rolle des Makrophagenstoffwechsels während der Polarisation und der SARS-CoV-2-Infektion

Makrophagenpolarisierung ist der Prozess, bei dem sich Mφ durch Reifung entwickelt und als Reaktion auf Signale aus der Mikroumgebung, in der sie sich zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden, verschiedene funktionelle und sekretorische Programme annimmt. Diese doppelte angeborene und adaptive Fähigkeit bezieht sich auf mehrere Rollen in allen Organismen, da Effektorzellen im Zentrum der meisten biologischen Prozesse beteiligt sind. Genauer gesagt sind sie an der Beseitigung von Zelltrümmern, Krankheitserregern, der Embryonalentwicklung und der Gewebereparatur beteiligt, indem sie eine Reihe von Zellen des Immunsystems nutzen, zu denen B-Lymphozyten, DCs, TH1-, TH2-, NK-Zellen und andere gehören (siehe Abbildung 1). –12) [232]. Es ist bemerkenswert, dass angenommen wird, dass IFN- M1φ polarisiert, was bei einer Virusinfektion zu einer Hochregulierung entzündlicher Zytokine führt, während es gleichzeitig das Wachstum hemmt und die Apoptose von Lungenzellen in vitro verstärkt [233]. Eine Fehlregulation der AMφ-Polarität muss daher im Zusammenhang mit anderen In-vitro- oder In-vivo-Atemwegsforschungen betrachtet werden, bei denen sowohl Fibrose als auch Entzündungen auftreten können (z. B. Silikose) [234]. M1φ und M2φ sind zusammen mit Genproteinmarkern in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit (BALF) eine Möglichkeit, mit der Krankheit verbundene Veränderungen des Polaritätszustands festzustellen. Alternativ können zelluläre Färbemethoden wie Hämatoxylin/Eosin und Trichrom-Färbung auf Lungengewebe eingesetzt werden. M1φ/M2φ-Phänotypen scheinen unterschiedliche Phänotypveränderungen zu durchlaufen, die sich auf T-Zellen und den daraus resultierenden Ig-Klassenwechsel auswirken, sowie eine unterschiedliche Antigenpräsentation neben der Chemokin- und Zytokinfreisetzung sowohl in den Atemwegs- als auch in den Schleimhautkompartimenten, die von den unten aufgeführten Faktoren beeinflusst werden. M1φ kann Stickoxidsynthase (iNOS) produzieren, die L-Arginin zur Produktion von Stickoxid (NO) verwendet, während M2φ Arginase 1 (ARG1) nutzt, die L-Arginin zu L-Ornithin für die Kollagensynthese hydrolysiert. Daher könnten während einer Infektion und/oder Phagozytose von Mφ Veränderungen in den extrazellulären Metaboliten auftreten, die sich auf die Polarisation auswirken und das oxidative Phosphorylierungsgleichgewicht abhängig vom Aminosäureverbrauch verändern. Darüber hinaus ist es möglich, dass M1φ, der extrazelluläres Arginin in NO und L-Citrullin metabolisiert, mit erhöhter Glykolyse, Fettsäuresynthese und ATP-Metabolismus die Metabolitenspiegel verändert. Im Vergleich dazu zeigt M2φ einen verstärkten OXPHOS- und Glutaminstoffwechsel, was eine metabolische Zellverschiebung darstellt, die in ähnlicher Weise auftreten könnte [235–237]. Die Forschung ist vergleichsweise unklar, ob die M2φ-Aktivierung von der Glykolyse abhängt. Daher ist der Stoffwechsel bei von COVID-19-betroffenen Personen im Wesentlichen relevant für die Funktion der Immunzellen, da bei den Patienten ein verringerter Tryptophanspiegel mit einem Anstieg des L-Kynurenins beobachtet wurde, der normalerweise mit dem Alter ansteigt [238]. Tryptophan ist eine essentielle Aminosäure, die schließlich durch die Enzyme Indolamin-2, 3-Dioxygenase-1 (IDO-1) oder Indolamin-2,3-Dioxygenase-2 (IDO-2) reguliert wird was zur Produktion von Kynurenin führt. Forscher haben IDO-2 in einer Fall-Kontroll-Kohortenstudie (n=21) mit einer ähnlichen Pathologie geklärt, um zu bestätigen, dass sowohl IDO-1 als auch IDO-2 in großer Zahl innerhalb und außerhalb vorkamen AT1-, AT2-Zellen, interstitielle und Endothelzellen, wobei IDO-2 größtenteils in der Lunge und nicht im Gewebe lokalisiert ist. Ausgewählte Immunzellen (Mφ, DCs und Neutrophile) wandern bei der SARS-CoV-2-infektionsinduzierten COVID-19-Erkrankung innerhalb des Atemkompartiments [238,239]. Daher legt diese offensichtliche Bestätigung, dass IDO bei der Krankheit exprimiert wurde, zusammen mit der begrenzten Verfügbarkeit anderer Forschungsergebnisse nahe, dass bekannte ausgewählte M2φ-Marker IL-10/CXCR4 zunehmen könnten, während die T-Zell-Homing-Rezeptoren CCR7 und IL{{56 Es ist bekannt, dass }}A (IL-12p35) bei anderen fibrotischen Erkrankungen abnimmt [240]. Die Phänotypen M1φ und M2φ sind bei Exposition gegenüber anderen bakteriellen und viralen In-vivo-Erregern deutlicher [241,242]. Fibrose tritt um Gefäßkompartimente und innerhalb von Endothelschichten auf und ist verständlicherweise mit der COVID-19-Erkrankung und Langzeitfolgen verbunden, bei denen es zu einer Versteifung des Gewebes mit gleichzeitig verminderter Sauerstoffversorgung und Lungenfunktionsstörung kommt. Beispielsweise wird Galectin-3 als kohlenhydratbindendes Protein in der Lunge von AMφ und Epithelzellen produziert. Die M2φ-Sekretion von TGF- oder IL-10 kann daher entweder die Sekretion von Gewebemodellierungsproteinen stimulieren oder TREG-Zellen bei akuten Lungenschäden regulieren. Es wird angenommen, dass TGF- synergistisch mit -AMφ bei der Sekretion der retinalen Dehydrogenase (RALDH) wirkt, einem Enzym, das die Umwandlung von Retinal in Retinsäure innerhalb der Zelle katalysiert, was für den Transkriptionsfaktor Retinsäure-verwandten Orphan-Rezeptor Gamma t von entscheidender Bedeutung ist ( ROR t) [235,243,244]. Aktuelle Literatur legt nahe, dass M2φ von einer höheren Energieproduktion abhängt [235,236,244]. Daher werden, wie oben dargelegt, die einzigen anderen relevanten Zellen des Immunsystems, Mastzellen, Basophile und Eosinophile, an anderer Stelle diskutiert, aber im Jahr 2021 untersucht.

Abbildung 8. Funktionelle Vielfalt dendritischer Zellen bei der Reifung

Abbildung 9. Phänotypen dendritischer Zellen

Abbildung 10. Phänotypvielfalt und Reifung natürlicher Killerzellen

 Abbildung 11. T-Zell-Phänotyp-Diversität und zelluläre Entwicklungsmarker

Abbildung 12. T-Zell-Phänotyp-Diversität und zelluläre Entwicklungsmarker

3.8. Makrophagen-Phänotypen, Zytokine und Chemokine während einer SARS-CoV-2-Infektion

Es wurde beobachtet, dass SARS-CoV-2-infizierte Mφ in vitro an Endothelzellmembranen kolokalisierten, CD31 (PECAM-1) neben den Endosomen der Endothelzellen exprimierten und auch Aktivierungsmarker für Exosomen zeigten, die mRNA für IL{{4} exprimierten. } , Caspase 1 und NLRP3 von infizierten Personen [249]. Es ist bemerkenswert, dass Komplement-Opsonisierungsrezeptoren CR1/CR2, aber auch die Exosomen CR3 und CR4 (2 Integrin) sowie CD11b/CD18 (M 2) umfassen, die auf Neutrophilen exprimiert werden und iC3b als effizienten Phagozytenrezeptor binden können, obwohl viele Integrin-Untereinheiten vorhanden sind sind ebenfalls hochreguliert (siehe Ergänzende Daten S1). Daher wurde festgestellt, dass HLA-DR (kodiert auf Chromosom 6p21.31) S-Protein-Antigene und kombinatorische Peptideinheiten von S1/S2/RBD präsentiert, was einen wichtigen Befund dafür darstellt, dass eine Antigenpräsentation stattfand [233]. Interessanterweise exprimieren sowohl Mφ als auch MDSC CD68 und CD163, die 2018 im Zusammenhang mit Thrombozytopenie (ITP) untersucht wurden, um die Phänotypen von MDSCs weiter zu klären. Erste Hinweise darauf, dass Chemokinrezeptoren und -liganden die Leukozytenmigration steuerten, waren bei CCL2/CCL3 und Eotaxin erkennbar. Es wurde auch darauf hingewiesen, dass IL-1 diese beiden Zelltypen bei ITP-Patienten zuvor vergrößern könnte [250]. Darüber hinaus ergab die Einzelzellsequenzierung von SARS-CoV-2 bei anderen entzündlichen Erkrankungen (RA/CD/UC), dass in BALF-Proben während der COVID{35}}-Erkrankung eine bevorzugte Expression von CXCL10, CXCL9 und CCL2 auftritt , CCL3 und IL-1 (auch GBP1-, STAT1-Genproteine). Diese wurden auch durch IFN- und TNF- induziert, was verdeutlicht, dass M1φ bei der COVID-19-Erkrankung entzündungsfördernd sind. Mφ-Subpopulationen sind jedoch weiterhin durch HLA-DR-, CD195- (CCR5) und TNFR1/TNFR2-Expression gekennzeichnet, die auch bei intermediären Monozyten höher ist, gefolgt von klassischen und dann nicht-klassischen Monozyten sowie Mφ [251]. Ein aktueller Vorabdruck legt nahe, dass Monozyten im Rahmen einer akuten SARS-CoV-2-Infektion IGS von angeborenen Immunfunktionen verändern, während sich CD14+-Monozyten zu prothrombotischen entwickeln, was eine unterschiedliche Hochregulierung von MHC II neben einer Herunterregulierung von MHC I zeigt ( HLA-DR/HLA-ABC) mit herunterregulierten begleitenden Gensignaturen, die die IFN-Produktion beeinflussen würden (z. B. IFNA1, IFNA2), aber auch TLR7 und AIM2, was die erhöhte Expression von Signalwegen beeinflusst, die an der Hämostase und Immunthrombose beteiligt sind [207]. Im Gegensatz dazu wird TNFR2 in nicht-klassischen Monozyten in hohen Konzentrationen exprimiert, gefolgt von mittleren und schließlich in klassischen Monozyten mit der niedrigsten Expression [252]. Vergrößerte Monozyten mit M2φ-Eigenschaften sezernieren auch IL-6, IL-10 und TNF- und exprimieren die Oberflächenrezeptoren CD11b+, CD14+, CD16+, CD{{77} } , CD80+ , CD163+ und CD206+/CD14hi/+ . Es wurde beobachtet, dass CD14hiCD16− Mφ eine Inflammasom-Aktivierung zeigten, was durch die Bildung von Caspase-1/ASC-Specks bei schwerer COVID-19-Erkrankung im Vergleich zu milden oder gesunden Kontrollpersonen nachgewiesen wurde [221]. Es ist erwiesen, dass M2φ TH2--ähnlich sind und allergische Zytokine produzieren können, die mit der Gewebeumgestaltung und Pathologie, zu der auch IL-4/IL-13 gehört, zusammenhängen. Allerdings teilen sich auch der Histamin-H1-Mφ-Rezeptor und der Eosinophile H4 diese Rolle [171,253]. CD68 und CD163 nehmen zusammen mit CD163 und TREGS an Schwere zu. Es ist möglich, dass M2φ zusammen mit dem Suppressor-TREGS diese immunsuppressive Umgebung fördert. Es ist jedoch anzumerken, dass andere Studien ergaben, dass beide M1φ/M2φ-Phänotypen CD38+ CD23+ bei Krankheiten deutlich hochregulieren könnten, was DCs und naive T-Zellen hervorrufen kann [254]. Darüber hinaus wurde durch Genproteinanalyse klargestellt, dass eine unterschiedliche M1φ- oder M2φ-Polarisation in vitro induziert werden kann, wobei M1φ IL-6, TLR4, CXCL9, CXCL10 und CXCL11 exprimiert, während M2φ CD206, CCL17 und CCL22 (mit) exprimiert Genmarker STAT6, IRF4) [233,255]. Dies war ein interessanter Befund, da TLR4 in der Vergangenheit durch bakterielle Antigene aktiviert wurde, während CCL17 und CCL22 als DC- und Mφ-Chemokine relevant zu sein scheinen. Daher scheint es, dass auf Mφ neben M1φ, das IL-1, IL-8 und IL-18 sezerniert, weitere Chemokine exprimiert werden, wie CXCL16 zusammen mit CCL2, die gleichzeitig entzündungshemmend sind M2φ exprimiert Transglutaminase 2 (TGM2), Apolipoprotein E (APOE), 2-Makroglobulin (A2M), CCL13 und CCL26. Interessanterweise scheint die Rolle eines auslösenden Rezeptors, der auf dem Protein Myeloid Cells 2 (TREM2) exprimiert wird, bei der potenziellen Toxizität von M1φ-Zellen, die eine Affinität für den CXCR3-Rezeptor besitzen, klarer als zuvor zu sein. Es wurde gezeigt, dass TREM2 auf neu differenziertem Mφ exprimiert wird und als Sensor und Aktivator von T-Zell-Antworten bei einer SARS-CoV-2-Infektion fungiert. Aktuelle bemerkenswerte Vorabdrucke bestätigen die Rolle von TREM2 und iMφ bei der Orchestrierung von Atemwegsentzündungen [256–258].

4. Dendritische Zellen

4.1. Übersicht über dendritische Zellen

Dendritische Zellen wurden 1873 offiziell (Langerhans-Zellen) und 1973 von Steinman und Cohn in vivo in der Milz identifiziert, basierend auf einer einzigartigen Morphologie, mit einer endlichen Lebensdauer von Tagen, was sie von Mφ unterscheidet, und sie werden durch Hämatopoese aus Vorläufern wieder aufgefüllt HPSCs [265]. Ursprünglich erwiesen sie sich als wirksame Stimulatoren der gemischten Lymphozytenreaktion, was ihre zentrale Rolle bei der Antigenpräsentation durch die Expression hoher Mengen an MHC-Klasse-II-Molekülen und Integrin CD11c verdeutlichte [202]. In Kombination mit der Fähigkeit zur Migration zwischen nicht-lymphoiden und lymphoiden Organen stellen sie daher einen Schlüssel mit überlegener Fähigkeit dar, die Entwicklung und Funktion von T-Zellen zu beeinflussen. DCs können durch Migration in sekundäre Lymphgewebe und Priming von TN-Zellen (naive Zellen) in Kombination mit Mφ in primären Lymphorganen definiert werden. Im Jahr 1994 kam es zu einer entscheidenden Entwicklung in der Forschung, die In-vitro-Zellkulturmethoden zur Entwicklung von DC-ähnlichen Zellen aus Monozyten unter Verwendung von GM-CSF und IL-4 beschrieb [266,267]. Im Vergleich zu anderen APCs wie Mφ- und B-Zellen gelten diese als die effizientesten APCs, die T-Zellen sowohl über MHC-Klasse-I/II-Moleküle vorbereiten als auch Antigene an CD4+- und CD8+-T-Zellen liefern. DCs entwickelten sich von naiv zu reif aus einem kombinierten Monozyten/DC-Pool, bei dem es sich vermutlich um CD103+-DCs handelte, die Influenzaviren in LN-Netzwerken durch Kreuzpräsentation verarbeiten konnten und wirksame Stimulatoren von CD8+-T-Zellen waren [268]. DCs werden aus einer heterogenen Population von im Knochenmark produzierten Zellen gebildet, die als plasmazytoide DCs (pDCs), konventionelle DCs vom Typ 1 (cDC1), Typ 2 (cDC2), myeloische DCs (mDCs) und Langerhans-Zellen, aber auch monozytische DCs klassifiziert werden (MoDC) mit den oben genannten CD14-Subtypen, die sich aus hämatopoetischen Stammvorläuferzellen (HPSC) entwickeln (siehe Tabelle 4).

5. Diskussion

SARS-CoV-2 und andere Viren haben sich als zoonotische Infektionen entwickelt, die Tierbarrieren überwinden können. Es muss berücksichtigt werden, dass unabhängig vom Ursprung von SARS-CoV-2 eine genetische Homologie von 96,5 % mit Homophilus affinis bestand und zelluläre Rekombinationsereignisse sowohl für eine Immunantwort als auch für die weitere Virusvermehrung im Tier erforderlich sind Gastgeber. Derzeit umfassen Variantenüberwachungsdaten zu SARS-CoV-2-Varianten bei anderen Tieren die Überwachung verschiedener Tierpopulationen wie Nerze (1320) und Fledermäuse (8), wobei die Überwachung bei Heim- und Zootieren vergleichsweise geringer ausfällt (siehe ergänzende Daten). . Aufzeichnungen deuten darauf hin, dass nur zwei Krankheitserreger bei Menschen und Tieren weitgehend ausgerottet wurden, nämlich Pocken (ein Orthopoxviridae variola) und Rinderpest (ein Paramyxoviridae morbillivirus) [421]. Daher wird die derzeitige Überwachung innerhalb und zwischen Tierpopulationen weiter in Betracht gezogen, um andere potenziell pathogene Coronaviren (z. B. infektiöse Bronchitis bei Vögeln, Schweine-Delta-Coronavirus und Katzen-Coronavirus) zu überwachen und so zu verhindern, dass solche zoonotischen Infektionen in Zukunft erneut auftreten. Experimentelle Forschungen zu Kuhpocken zwischen dem 16. und 18. Jahrhundert auf der ganzen Welt, die Edward Jenner im späten 17. Jahrhundert begann, führten schließlich zur modernen Interpretation und Verwendung des Wortes „Impfstoff“, das sich auf die aus Vaccinia (Kuhpocken) abgeleitete Substanz bezieht ). Die durch das Variola-Virus verursachte Pockenpandemie wurde 1980 von der Weltgesundheitsorganisation schließlich für ausgerottet erklärt, und zwar durch Forschungsentwicklung unter Verwendung dessen, was manche als bahnbrechende Impfstoffimmunogene bezeichnen würden, an denen Standards gemessen werden. Mittlerweile gibt es viele andere Impfstoffimmunogene. Die hier zusammengefassten Forschungs- und Entwicklungsverbesserungen veranschaulichen die Ziele und die Forschung von Tausenden von Menschen auf der ganzen Welt. Schätzungen zufolge beträgt die allgemeine Pockenimmunität etwa 50 Jahre, was vor allem Pionieren auf diesem Gebiet zu verdanken ist, zu denen auch Ehrlich, Medawar und Edelman sowie viele andere gehören, deren Forschungen zu Syphilis, aktiv erworbener Toleranz und der Struktur von Antikörpermolekülen den Grundstein für Kohler legten und Milsteins Entdeckung, wie man monoklonale Antikörper herstellt.

Cistanche tubulosa – verbessert das Immunsystem

6. Schlussfolgerungen

Nach umfangreichen Recherchen haben wir die Natur aktueller spezifischer Rezeptoren und Proteine, die für klinische Labore und die medizinische Forschung relevant sind, quantifiziert und beschrieben, indem wir sowohl Zellen des angeborenen als auch adaptiven Immunsystems anhand aktueller Daten zur Coronavirus-Immunologie und anderen bisherigen Pathologien dokumentiert haben. Die Bildung von Antikörpern durch B-Zellen, gefolgt von Neutrophilen in der Pathophysiologie, setzt anfängliche Zytokine und Korrelate frei, die von Antigen-präsentierenden Zellen der Monozyten-, Makrophagen- und dendritischen Zelllinien abhängig sind. Allerdings bezieht sich jedes davon auf definierte T-Zelllinien. Es gibt nachweisbare Zunahmen nicht nur der S-Protein-Immunantworten, sondern auch der N- und M-Proteine. In diesem Artikel haben wir zelluläre Marker gemäß der aktuellen immunologischen Literatur und den Empfehlungen von Experten auf diesem Gebiet betrachtet. Viele hochrangige Wissenschaftler schrieben zwischen April und September 2020 diesbezügliche Briefe (siehe ergänzende Materialien), in denen eine Gesamtpositivität der Infektionsantikörper von 23 % (NY), 18 % (London) und 11 % (Madrid) nachgewiesen wurde, abhängig von den anderen 10 oder mehr T-Zell-Subtypen, die alle regulatorischen Funktionen des Immunsystems erfüllen, die wohl bei allen Pathologien wichtiger sind [427–445].