Hệ miễn dịch là một phần rất quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây bệnh như virus và vi khuẩn. Với sự bùng phát của đại dịch COVID-19, vai trò của hệ miễn dịch ở trẻ em bị COVID-19 đã được nghiên cứu rộng rãi.

1. Tổng quan

Chúng ta biết rằng phản ứng viêm ở trẻ em khác với người lớn. Như vậy các cytokine tiền viêm tăng theo tuổi, do đó chức năng bạch cầu trung tính thay đổi theo tuổi. Tương tự, mức độ myeloperoxidase, interleukin (IL)-6, IL-10 và p-selectin cũng tăng theo độ tuổi. Vì bệnh COVID-19 nghiêm trọng được đặc trưng bởi cơn bão cytokine hoặc phản ứng tiền viêm đáng kể, do đó nguy cơ phát triển ARDS và rối loạn chức năng đa cơ quan tăng lên.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp, biểu hiện cytokine không tăng trong các tế bào miễn dịch trong máu ngoại vi, tuy nhiên, interferon loại I –  là chất cảm ứng rất mạnh, cho thấy sự hiện diện của một nguồn thay thế khác ngoài các cytokine gây viêm.

Các cytokine tiền viêm liên quan đến SARS-CoV-2 bao gồm interferon (IFN)-γ, TNF-α, yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu, protein hóa hướng động đơn bào (MCP)-1/C-C phối tử chemokine (CCL)-2, IL (IL-1Rα , IL-1β, IL-7, IL-8 và IL-10), yếu tố kích thích dòng bạch cầu hạt (G-CSF), yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản, đại thực bào-bạch cầu hạt (GM)-CSF, protein cảm ứng (IP)- 10/CXCL10, protein gây viêm đại thực bào (MIP)-1α/CCL3, MIP-1β/CCL4 và yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu.

Trong quá trình nhân lên của virus, SARS-CoV-2 gây chết các tế bào bị nhiễm bệnh, làm tăng quá trình đốt cháy tế bào biểu mô, IL-1R gây ra sự bài tiết các cytokine tiền viêm (IL-6, IFN-γ, MCP-1/CCL2, MIP-1α/CCL3, MIP-1β/CCL4 và IP-10/CXCL), từ đó thu hút các tế bào T và đại thực bào được kích hoạt đến vị trí nhiễm trùng. Các cytokine này gây viêm và phá hủy nhu mô phổi. Hơn nữa, tín hiệu IFN bị điều hòa ảnh hưởng đến bệnh lý miễn dịch, dẫn đến suy giảm khả năng thanh thải virus khỏi các tế bào bị nhiễm. Nhiễm SARS-CoV-2 gây ra phản ứng của tế bào T CD4 và CD8 và tạo ra các kháng thể đặc hiệu với virus. Bệnh nhân mắc ARDS biểu hiện tăng nguyên bào plasma và tế bào Natural Kill (NK), tế bào đuôi gai và tế bào đơn nhân CD16+ thì đã cạn kiệt.

2. Các tế bào tham gia vào hệ miễn dịch

2.1. Đại thực bào trong đáp ứng miễn dịch

• Các đại thực bào liên quan đến COVID-19, chủ yếu có nguồn gốc từ bạch cầu đơn nhân gây viêm, biểu hiện FABP4, ficolin-1 (FCN1) và SPP1 tương ứng trong trường hợp bệnh nhẹ và nặng.
• Các gen được biểu hiện bởi các đại thực bào này mã hóa các dấu hiệu giống như bạch cầu đơn nhân ngoại vi, chemokine và các yếu tố phiên mã gây viêm.
• Ngoài ra, trong trường hợp COVID-19 nghiêm trọng, các đại thực bào M2 thay thế đã được báo cáo có biểu hiện TREM2, TGFB1 và SPP1, là các gen chức năng và gen điều hòa miễn dịch bao gồm A2M và GPR3. Những dấu hiệu này cho thấy đại thực bào không chỉ liên quan đến viêm nhiễm mà còn liên quan đến xơ hóa phổi.

2.2. Tế bào Natural Kill

• COVID-19 nặng làm cạn kiệt các tế bào Natural Kill. Các tế bào Natural Kill bị cạn kiệt nhiều ở bệnh nhân COVID-19 mắc bệnh nặng so với những người mắc bệnh nhẹ. Những bệnh nhân phụ thuộc vào máy thở biểu hiện sự suy giảm CD56dim NK 43 gây độc tế bào kháng virus.
• Người ta không biết sự suy giảm của các tế bào Natural Kill xảy ra như thế nào; tuy nhiên, đó có thể là do tế bào chết hoặc sự di chuyển của các tế bào đến mô phổi bị nhiễm bệnh, điều này cũng được kích thích bởi sự mở rộng của các đại thực bào phổi. Vì COVID-19 dẫn đến sự điều hòa lại của quá trình sao chép TP53 và quá trình tự hủy, do đó, tế bào chết cũng có thể góp phần làm cạn kiệt các tế bào Natural Kill. Những điều này cho thấy đại thực bào hoặc cytokine có thể làm trung gian cho sự rối loạn chức năng của các tế bào Natural Kill trong COVID-19.

2.3. Tế bào T 

• Giảm bạch cầu là một đặc điểm phổ biến của COVID-19, có thể đảo ngược tình trạng này bằng cách cải thiện mức độ cytokine.
• Số lượng tế bào lympho đã tiết lộ rằng các tế bào T CD4+ và CD8+ giảm đáng kể trong cả COVID-19. Được biết, có một mối tương quan nghịch giữa nồng độ cytokine huyết thanh và số lượng tế bào T. Các tế bào T cũng có thể làm trầm trọng thêm tình trạng tăng viêm vì các bệnh nhân COVID-19 đã được báo cáo có các tế bào Th1 CD4+ T gây bệnh gia tăng, biểu hiện IFN-γ, IL-6 và GM-CSF 44.
• Các tế bào Th1 này tạo ra các cytokine tiền viêm, đóng vai trò quan trọng trong cơn bão cytokine và làm tổn thương mô phổi. Các tế bào điều hòa T là nhân tố chính trong cân bằng nội môi miễn dịch; do đó, sự rối loạn điều hòa của chúng có thể làm giảm khả năng điều hòa miễn dịch.

2.4. Bạch cầu trung tính

• Số lượng bạch cầu trung tính tăng cao là dấu hiệu tiên lượng của ARDS và tử vong do COVID gây ra. Trong các trường hợp nặng của COVID-19, mức bẫy ngoại bào bạch cầu trung tính (NET) tăng lên. NET là mạng lưới vật liệu DNA với các enzym oxy hóa được tạo ra bởi bạch cầu trung tính và chất chống vi trùng để kiểm soát nhiễm trùng. NET có thể gây tổn thương phổi và huyết khối miễn dịch ở bệnh nhân mắc COVID-19.
• Các nghiên cứu trước đây dựa trên phương pháp miễn dịch huỳnh quang đã báo cáo rằng bạch cầu trung tính thâm nhiễm với nhiều bạch cầu trung tính Cit-H3+ và MPO+ trong phổi. Ngoài ra, mạng DNA ngoại bào với MPO và Cit-H3 cũng đã được báo cáo ở bệnh nhân COVID-19. Người ta cho rằng trong các mạch máu phổi, sự trùng vị của bạch cầu trung tính với tiểu cầu cho thấy vai trò có thể có của chúng trong việc hình thành vi mạch huyết khối . Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm để hiểu vai trò thực sự của NET gây ra sự kết tập tiểu cầu trong huyết khối miễn dịch.

Mặc dù dữ liệu về phản ứng miễn dịch đối với COVID-19 ở trẻ em còn hạn chế, nhưng một số nghiên cứu đã báo cáo rằng bệnh nặng ở trẻ em có liên quan đến béo phì. Hơn nữa, nồng độ protein phản ứng C (CRP) và IL-6 cao đã được nhận thấy ở trẻ em, cho thấy tình trạng tiền viêm nhiễm ở trẻ em có thể tương tự như ở người lớn bị nhiễm COVID-19. Tuy nhiên, chúng ta không thể loại trừ khả năng xảy ra các phản ứng miễn dịch khác nhau.

Diorio et al. công nhận rằng kích hoạt miễn dịch qua trung gian SARS-CoV-2 có liên quan đến rối loạn chức năng nội mô. Ở trẻ em, mức độ interleukin và tế bào B đã được quan sát thấy trong giai đoạn viêm đa hệ thống cấp tính. Protein S của kháng thể dựa trên SARS-CoV-1 có thể phản ứng chéo, tuy nhiên, COVID-19 chưa được báo cáo là trở nên tồi tệ hơn ở những người nhận huyết tương đang hồi phục.

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo rằng sự kích thích quá mức của hệ thống miễn dịch có liên quan đến việc tăng mức độ các dấu hiệu viêm nhiễm. Những dấu hiệu này bao gồm ferritin, IL-6, tốc độ lắng hồng cầu, pro-calcitonin, fibrinogen, D-dimer, và quan trọng nhất là protein phản ứng C (CRP). Mặt khác, mức độ cao của các dấu hiệu viêm bẩm sinh cấp tính cũng được phát hiện có liên quan đến các biến chứng thần kinh, bởi vì các cytokine tiền viêm phá vỡ hàng rào máu não, kích thích viêm thần kinh và kích hoạt các tế bào thần kinh đệm. Những hiện tượng này gây kích thích thần kinh quá mức, mệt mỏi, mất khớp thần kinh, bệnh não và chết tế bào thần kinh.

Nguồn tham khảo: Suliman Khan, Rabeea Siddique,  Xiao Hao, Yueting Lin, Yuxin Liu, Xiaoyan Wang, Linlin Hua, and Ghulam Nabi, “The COVID-19 infection in children and its association with the immune system, prenatal stress, and neurological complications”, International Journal of Biological Sciences, 2022.