Кожен раз, коли людство стикається з новою інфекцією, одночасно стартують три гонки: за ліками, тест-системою і вакциною. Ми вже писали про те, як лікарі шукають ефективні ліки, перебираючи всі відомі противірусні препарати. І розповідали, як працюють тест-системи, і що заважає перевірити з їх допомогою все населення планети. Тепер час поговорити про вакцини. На попередньому тижні почали тестування вакцини в США – вже на людях. Чи означає це, що перемога над епідемією близька?
За даними ВООЗ, близько 40 лабораторій у світі заявили про те, що ведуть розробку вакцин проти коронавірусу. І незважаючи на те, що серед них є явні лідери – наприклад, китайська компанія CanSino Biologics, яка отримала дозвіл на випробування на людях, і американська Moderna, яка їх вже почала – зараз складно передбачити, яка з компаній переможе в цій гонці, а головне – обжене розробка вакцин поширення коронавірусу. Успіх в цьому забігу залежить не в останню чергу від вибору зброї, тобто від принципу, на якому побудована вакцина.
Мертвий вірус – поганий вірус
У шкільних підручниках зазвичай пишуть, що для щеплень використовують вбитий чи ослаблений збудник інфекції. Але ця інформація дещо застаріла. «Інактивованих (” убиті “- N + 1) і аттенуіровані (ослаблені – N + 1) вакцини були придумані і введені в середині минулого століття, і їх важко вважати сучасними, – пояснює в розмові з N + 1, завідувач кафедри вірусології біологічного факультету МГУ імені Ломоносова. – Це дорого. Це складно в транспортуванні і зберіганні, багато вакцин доїжджають до місць, де вони потрібні (якщо ми говоримо, наприклад, про Африку) в такому стані, коли вони нікого вже не захищають ».
Крім того, це небезпечно. Для того, щоб отримати високу дозу «вбитого» вірусу, необхідно спочатку обзавестися великими кількостями живого, а це підвищує вимоги до оснащення лабораторії. Потім його потрібно знешкодити – для цього використовують, наприклад, ультрафіолет або формалін. Але де гарантія, що серед безлічі «мертвих» вірусних часток не залишиться скількись здатних викликати хворобу?
З ослабленням збудником все ще складніше. Зараз для того, щоб послабити, вірус змушують його мутувати, а потім відбирають найменш агресивні штами. Але при цьому виходить вірус з новими властивостями, і не всі їх можна передбачити заздалегідь. Знову ж таки, де гарантія, що, опинившись всередині організму, вірус не продовжить мутувати і не справить «потомство», ще більш «зле», ніж оригінал?
Тому як «вбиті», так і «недобиті» віруси сьогодні використовують рідко. Наприклад, серед сучасних вакцин від грипу «ослаблені збудники» знаходяться в меншості – так влаштовані лише 2 з 18 вакцин, схвалених в Європі і США до 2020 року. З понад 40 проектів вакцин від коронавірусу за таким принципом влаштована лише одна – нею займається індійський Інститут сироваток.
Розділяють і вакцинують
Набагато безпечніше познайомити імунну систему не з цілим вірусом, а з окремою його частиною. Для цього потрібно підібрати білок, за яким «внутрішня поліція» людини зможе безпомилково розпізнати вірус. Як правило, це поверхневий білок, за допомогою якого патоген проникає всередину клітин. Потім потрібно змусити якусь культуру клітин зробити цей білок в промислових масштабах. Це роблять за допомогою генної інженерії, тому такі білки називають геноінженерними, або рекомбінантними.
«Я вважаю, що вакцини мають бути обов’язково рекомбінантними, і ніяк інакше, – говорить лікар. – До того ж це повинні бути вакцини на носіях, тобто білки вірусу повинні знаходитися на якомусь носії. Справа в тому, що самі по собі вони (білки) НЕ імуногенні. Якщо в якості вакцини використовувати низькомолекулярні білки, на них не буде вироблятися імунітет, організм не буде на них реагувати, тому частинки-носії абсолютно необхідні ».
В якості такого носія дослідники з МГУ пропонують використовувати вірус тютюнової мозаїки (це, до речі, найперший відкритий людьми вірус). Зазвичай він схожий на тонку паличку, але при нагріванні приймає форму кульки. «Він стабільний, у нього унікальні адсорбційні властивості, він притягує до себе білки, – розповідає Карпова. – На його поверхні можна розмістити невеликі білки, ті самі антигени ». Якщо покрити вірус тютюнової мозаїки білками коронавірусу, то для організму він перетворюється в імітацію вірусної частинки SARS-CoV-2. «Вірус тютюнової мозаїки, – зазначає Карпова, – є для організму ефективним імуностимулятором. У той же час, оскільки віруси рослин не можуть заражати тварин, в тому числі людину, ми робимо абсолютно безпечний продукт ».
Безпека різних методів, пов’язаних з рекомбінантними білками, зробила їх найпопулярнішими – не менше десятка компаній сьогодні намагаються отримати такий білок для коронавірусу. Крім того, багато хто використовує інші віруси-носії – наприклад, аденовірусні вектори або навіть модифіковані «живі» віруси кору і віспи, які заражають клітини людини і розмножуються там разом з білками коронавірусу. Проте, ці методи не найшвидші, тому що необхідно налагодити потокове виробництво білків і вірусів в клітинних культурах.
Голі гени
Етап виробництва білка в культурі клітин можна скоротити та пришвидшити процес, якщо змусити клітини організму виробляти вірусні білки самостійно. За таким принципом працюють генотерапевтичні вакцини – в клітину людини можна вбудувати «голий» генетичний матеріал – вірусну ДНК або РНК. ДНК зазвичай вводять в клітини за допомогою електропорації, тобто разом з уколом людина отримує легкий розряд, в результаті проникність клітинних мембран збільшується, і нитки ДНК потрапляють всередину. РНК доставляють за допомогою ліпідних бульбашок. Так чи інакше, клітини починають виробляти вірусний білок і демонструвати його імунній системі, а вона розгортає імунну відповідь навіть за відсутності вірусу.
Цей метод досить новий, в світі ще немає вакцин, які працювали б за таким принципом. Проте, відразу сім компаній, за даними ВООЗ, пробують зробити вакцину від коронавірусу на його основі. Цим шляхом іде Moderna Therapeutics – американський лідер гонки за вакциною.
Мінливості і хитрості
Як тільки вакцини з теоретичних розробок перетворюються в об’єкт досліджень, перешкоди і обмеження починають рости, як гриби. І фінансування – лише одна з проблем. За словами Коропової, в МГУ вже є зразок вакцини, але для подальших випробувань знадобиться співпраця з іншими організаціями. На наступному етапі вони планують перевіряти безпеку і імуногенність, і це можна зробити в стінах університету. Але як тільки буде потрібно оцінити ефективність вакцини, то доведеться працювати з патогеном, а це в навчальному закладі заборонено.
Крім того, будуть потрібні спеціальні тварини. Справа в тому, що звичайні лабораторні миші хворіють далеко не всіма людськими вірусами, і картина хвороби теж може сильно відрізнятися. Тому вакцини часто тестують на тхорах. Якщо ж ставити за мету роботу саме з мишами, то необхідні генетично-модифіковані миші, які несуть на своїх клітинах ті ж рецептори, за які «чіпляється» коронавірус в організмі пацієнта. Ці миші коштують недешево (десяток або дві тисячі доларів за лінію). Щоправда, іноді можна заощадити – закупити всього кілька особин і розмножити їх в лабораторії – але це подовжує етап доклінічних випробувань.
І якщо вирішити проблему фінансування ще в наших силах, то час поки залишається непереборною важкістю. За словами Різванової, на розробку вакцин зазвичай йдуть місяці і роки. «Рідко менше року, зазвичай більше», – уточнює вона. Керівник Федерального медико-біологічного агентства (там розробляють вакцину на основі рекомбінантного білка) Вероніка Скворцова припустила, що готова вакцина може з’явитися через 11 місяців.
Є кілька етапів, на яких процес можна прискорити. Найбільш очевидний – розробка. Американська компанія Moderna вирвалася вперед, тому що давно займається створенням РНК-вакцинами. І щоб зробити ще одну, їм виявилося достатньо розшифрованого генома нового вірусу.
Наступний етап – доклінічні випробування, тобто робота з лабораторними тваринами. Це не найдовший процес, але за його рахунок можна виграти, якщо поєднати їх з клінічними випробуваннями на людях. Саме це зробила Moderna – вони обмежилися швидкою перевіркою на безпеку і відразу перейшли до досліджень на людях. Однак варто пам’ятати, що препарат, який вони намагаються створити, відноситься до найбезпечніших. Оскільки вони не використовують ні віруси, ні рекомбінантні білки, то дуже невеликий шанс, що у добровольців виникнуть побічні ефекти – імунній системі просто нема на що агресивно реагувати. Найгірше, що може статися, – вакцина виявиться неефективною. Але це ще належить перевірити.
Провести мільйон доз такої вакцини, завод може за одиниці місяців.
А чи потрібна вакцина?
Чи варто скорочувати клінічні випробування – питання спірне. По-перше, це сам по собі процес нешвидкий. У багатьох випадках вакцину потрібно вводити в кілька етапів: якщо вірус не розмножується сам по собі всередині організму, то він швидко виводиться, і його концентрація виявляється недостатньою, щоб викликати серйозну імунну відповідь. Тому навіть проста перевірка ефективності займе не менше кількох місяців, а за безпекою вакцини для здоров’я добровольців лікарі збираються стежити цілий рік.
По-друге, COVID-19 – той самий випадок, коли прискорювати випробування на людях багатьом здається недоцільним. Смертність від хвороби сьогодні оцінюють в одиниці відсотків, і це значення, ймовірно, ще буде знижено, як тільки стане ясно, скільки людей перенесло хворобу безсимптомно. Але вакцину, якщо вона буде винайдена зараз, доведеться ввести мільйонам людей, і навіть невеликі побічні ефекти можуть вилитися в кількість хвороб і смертей, порівняно з самою інфекцією. А новий коронавірус далеко не настільки «злий», щоб, за висловом Різванова, «зовсім вже відкидати в сторону всі міркування безпеки». Вчений вважає, що в ситуації, що сьогодні склалася найбільш ефективний карантин.
Втім, за словами Коропової, найближчим часом у вакцині немає гострої необхідності. «Вакцинувати людей під час пандемії не потрібно, це не відповідає епідемічним правилам», – пояснює вона.
«У період епідемії не рекомендується взагалі ніяка вакцинація, навіть планова, яка входить в календар щеплень. Тому що немає ніякої гарантії, що людина не знаходиться в інкубаційному періоді, а якщо в цей момент застосувати вакцину, можливі небажані явища і знижена ефективність щеплення », – сказала лікар, відповідаючи на питання N + 1.
Таким чином, розробники вакцин завжди знаходяться в незручній ситуації. Поки вірусу немає, вакцину створити практично неможливо. Як тільки вірус з’явився, виявляється, що це необхідно було зробити позавчора. А коли він відступає, то виробники втрачають своїх клієнтів.
Проте, вакцину необхідно зробити. Цього не сталося під час попередніх спалахів коронавірусних інфекцій – і MERS, і SARS, які занадто швидко закінчилися, і дослідження позбулися фінансування. Але якщо випадків SARS в світі не спостерігалося з 2004 року, то останній випадок MERS датують 2019 роком, і ніхто не може гарантувати, що спалах не повториться. Крім того, вакцина від попередніх інфекцій може стати стратегічною платформою для розробки майбутніх вакцин.
Карпова відзначає, що навіть після загасання цього спалаху COVID-19 можливе ще одне. І ось в такому випадку держава повинна мати напоготові вакцину. «Це не та вакцина, якою всі люди будуть робити щеплення, як від грипу, – уточнює вона. – Але в екстреній ситуації при новому спалаху така вакцина у держави повинна бути, так само як і тест-система ».
Leave a Comment