Elucidating T Cell and B Cell Responses to SARS-CoV-2 in Humans: Gaining Insights into Protective Immunity and Immunopathology

Abstract

The SARS-CoV-2 pandemic is an unprecedented epochal event on at least two fronts. Firstly, in terms of the rapid spread and the magnitude of the outbreak, and secondly, on account of the equally swift response of the scientific community that has galvanized itself into action and has successfully developed, tested and deployed highly effective and novel vaccines in record time to combat the virus. The sophistication and diversification of the scientific toolbox we now have at our disposal has enabled us to interrogate both the breadth and the depth of the immune response to a degree that is unparalleled in recent memory. In terms of our understanding of what is critical to contain the virus and mitigate the effects the pandemic, neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 garner most of the attention, however, it is essential to recognize that it is the quality and the fitness of the virus-specific T cell and B cell response that lays the foundation and the backdrop for an effective neutralizing antibody response. In this report, we will review some of the key findings that have helped define and delineate some of the essential attributes of T and B cell responses in the setting of SARS-CoV-2 infection.

T cells in SARS-CoV-2 infection and vaccination

“…It is unclear how these associations can be reconciled with earlier observations on the association of a strong T-cell response with mild COVID-19 and a weak one with severe disease; Kusnadi et al , 45 at least, propose that a robust memory CD8 + T-cell response in severe COVID-19 may be contributory toward prevention against re-exposure. It may also be that in certain patients T cells may themselves promote disease pathogenesis, 46 which might convolute association data. In contrast, Zheng et al 47 found the frequency of the non-exhausted CD8 + T-cell subset to be reduced in those with severe infection.…”

Cellular immunity in patients with COVID-19: molecular biology, pathophysiology, and clinical implications

“…Основной функцией, которую выполняют Т-лимфоциты, является целенаправленная эрадикация инфицированных клеток. Т-клетки также оказывают критически важную помощь В-лимфоцитам для развития патоген-специфичного гуморального иммунного ответа [1]. Во время пандемии COVID-19 разработана концепция «клеточной сенсибилизации без сероконверсии» [2].…”

“…Способность SARS-CoV-2 адаптироваться к среде организма хозяина и довольно быстро эволюционировать стала проблемой для вакцинологов. Требуется разработка вакцин, нацеленных на более консервативные вирусные детерминанты (например, нуклеопротеин), где мутации могут сильно нарушить репликацию вируса [1].…”

“…Такой скоординированный Т-клеточный ответ важен для оптимизации защиты хозяина от патогена напрямую (путем оказания помощи В-клеткам в создании нейтрализующих антител), а также от потенциальной иммунопатологии, опосредованной перекрестно-реактивными Т-клетками памяти. Например, субоптимальный ответ нейтрализующих антител может привести к неадекватному клиренсу вируса после вторичной инфекции, чрезмерному вторичному Т-клеточному ответу и иммунопатологии у людей, предрасположенных к гипервоспалительным реакциям [1].…”

“…Способность SARS-CoV-2 вызывать субклинические, бессимптомные инфекции у больших групп населения способствовала «тихому распространению» нового коронавируса и, в конечном итоге, сделала COVID-19 самой серьезной чрезвычайной ситуацией в области об-щественного здравоохранения со времен пандемии «испанского» гриппа (1918 г.). Однако достижения в науке, особенно в эпидемиологии, вирусологии, иммунологии и вычислительной биологии, позволяют научному сообществу проводить всесторонние и высокоточные оценки для быстрой идентификации патогенов, выполнять высокопроизводительный анализ на серологическом, клеточном и молекулярном уровнях, а также разрабатывать довольно точные модели прогнозирования, связанные с эволюцией патогенов и появлением вариантов, вызывающих обеспокоенность (variants of concern, VOC) [1].…”