Российская противогриппозная вакцина покоряет мир
Вспышка пневмонии, вызванная уханьским коронавирусом, изрядно напугала человечество. Видимо, в первую очередь из-за того, что явление это новое, неизученное. От гриппа на планете ежегодно умирают 300-600 тысяч человек, но никакой паники в связи с этим не наблюдается. Грипп мы знаем, известны и средства его профилактики. Тем более что вакцины улучшаются каждый год — над этим работают ученые во всем мире. Весомый вклад вносят и российские иммунологи. Заведующая лабораторией иммунологии и профилактики вирусных инфекций, доктор биологических наук Ирина ИСАКОВА-СИВАК из санкт-петербургского Института экспериментальной медицины занимается усилением иммуногенности и расширением спектра действия современных живых гриппозных вакцин с использованием новых генно-инженерных и иммуногенетических подходов. Молодой ученый получила на эту работу грант Президента РФ. Что представляет собой такая вакцина и как ее совершенствуют? Об этом Ирина рассказала «Поиску».
— Мы занимаемся усовершенствованием гриппозных вакцин, обеспечивающих специфическую защиту от гриппа, — начинает рассказ Ирина. — Это те самые вакцины против сезонного осенне-зимнего гриппа, который вызывает ежегодные вспышки заболеваемости. Сейчас среди людей циркулируют три разновидности вирусов: гриппа А подтипов H1N1 и H3N2 (Н и N означают основные вирусные белки-антигены — гемагглютинин и нейраминидазу), а также гриппа типа В. В последние годы распространены две различные линии вирусов гриппа В, так называемые «ямагатские» и «викторианские» штаммы. Поэтому во многих странах сезонная вакцина от гриппа — четырехвалентная, так как состоит из четырех вакцинных штаммов и противодействует четырем линиям и подтипам вирусов. В России их начали применять с прошлого года.
— Что означает «специфическая защита от гриппа»?
— Это защита именно от вируса гриппа, то есть выработанный иммунный ответ не будет защищать от других инфекций. Существует еще неспецифическая профилактика гриппа — это когда мы повышаем устойчивость организма к вирусам за счет здорового образа жизни, ношения защитных масок, избегания скопления людей в сезон эпидемий.
— Какие вакцины считаются живыми? Что означает повышение их иммуногенности и расширение спектра действия?
— В целом ежегодные кампании по вакцинации от гриппа обеспечивают некоторый уровень защиты населения от этой инфекции. Однако иммуногенность (то есть способность вырабатывать специфический иммунный ответ у людей) противогриппозных вакцин не всегда удовлетворительная. Во всем мире ведутся работы по усилению их иммуногенности и эффективности. Лицензированные для применения в практике здравоохранения вакцины можно условно разбить на две основные группы: инактивированные (или «убитые»), они вводятся внутримышечной инъекцией, и живые, которые распыляют в нос. Основа для инактивированной гриппозной вакцины — это либо «убитый» вирус, либо его отдельные компоненты. Основа для живой — безвредный вирус.
— Разве вирус может быть безвредным?
— Это вирус, который специальными манипуляциями изменили в лаборатории. Он перестал быть патогенным для людей, но при этом способен размножаться в клетках назального эпителия. Этот вирус мы называем «донором аттенуации». Он генетически стабилен, то есть не мутирует обратно в вирулентный штамм. Это подтверждено многочисленными клиническими и эпидемиологическими исследованиями на сотнях тысяч людей различных возрастных категорий.
Поэтому такая безвредная живая вакцина лицензирована в России для применения у людей в возрасте от трех лет, а аналогичная американская вакцина — в возрасте от двух. Такой вирус размножается на слизистых оболочках верхних дыхательных путей и стимулирует выработку различных звеньев иммунного ответа, не вызывая при этом никаких клинических симптомов заболевания.
Инактивированные вакцины в отличие от живых нацелены на образование только специфических антител, то есть лишь одного звена противовирусного иммунитета. В результате «убитые» вакцины отлично защищают от того вируса, на основе которого подготовлена вакцина, но если вирус немного мутировал, то защитная эффективность значительно снижается. Живые вакцины благодаря так называемому Т-клеточному звену иммунитета способны обеспечивать защиту и от «дрейфовых» вариантов.
— А это что такое?
— Существуют два типа изменчивости вирусов гриппа. Первый — это антигенный шифт, когда в вирусе заменяется целый ген или даже несколько генов. Такие вирусы вызывают пандемию гриппа. Второй тип — антигенный дрейф, когда в вирусных белках постепенно накапливаются единичные, точечные мутации. Получается, вирус остается в той же антигенной группе, и у человека вырабатывается определенный уровень иммунитета к нему. Но часто случается так, что эти единичные замены приводят к тому, что мутантный штамм уже не подавляется иммунитетом, выработанным на предшествующий вирус. Если вакцина вызывает более широкий спектр иммунного ответа, то она сможет защитить и от таких «ускользающих» вариантов.
Наша задача — дальнейшее усовершенствование живой гриппозной вакцины для того, чтобы она вырабатывала более мощный иммунный ответ у привитых лиц. Это не только повысит ее эффективность по отношению к конкретному циркулирующему вирусу гриппа, но и расширит спектр защитного действия: она будет уберегать и от антигенно-удаленных, мутировавших вариантов вируса.
— Как вы усиливаете иммуногенность и расширяете спектр действия вакцин с помощью генно-инженерных и иммуногенетических подходов?
— Для усиления иммуногенности живой гриппозной вакцины мы собираемся модифицировать неструктурный белок NS1 вакцинного штамма. Он не входит в структуру конечной вирусной частицы. Но при этом вирус несет его генетическую информацию, и уже внутри зараженной клетки этот белок начинает нарабатываться в большом количестве на самых ранних стадиях инфекции. Этот белок является фактором патогенности вируса гриппа, он помогает вирусу уклоняться от действия врожденного иммунитета клетки, то есть способствует развитию продуктивной инфекции в зараженной клетке. В классической живой гриппозной вакцине, несущей полноразмерный NS1-ген, патогенность вируса убирается за счет специфических «ослабляющих» мутаций в других генах, и такие штаммы живой гриппозной вакцины безвредны для детей от трех лет. Если же удалить из белка NS1 определенный участок, то вакцина станет более ослабленной, что позволит снизить возрастной порог прививаемых лиц до одного года.
Кроме того, в мире накоплен большой массив данных о способности вирусов гриппа, несущих укороченный вариант NS1-белка, вызывать образование более высоких показателей специфического противовирусного иммунного ответа. Таким образом, укорачивая кодирующую последовательность белка NS1 вакцинного штамма с 237 до 126 аминокислот, мы не только повысим иммуногенность живой гриппозной вакцины, но и сделаем ее более безопасной.
А для расширения спектра защитного действия вакцины мы планируем на место удаленного участка белка NS1 встроить кусочки других вирусных белков. И тут подключаются иммуногенетические подходы — отбор перспективных иммуногенных участков вирусных белков (их называют эпитопами), иммунитет к которым способен подавлять размножение обширного спектра вирусов гриппа.
Такие эпитопы, как правило, очень низкоиммуногенны, так как внутри вирусной частицы их очень мало. Их встраивание в ген белка NS1 существенно повысит их количество внутри зараженной клетки, что, в свою очередь, подстегнет выработку иммунитета именно к этим целевым эпитопам.
Естественно, все эти манипуляции с вакцинными вирусами можно проводить лишь с использованием методов генной инженерии. В нашей лаборатории они успешно применяются уже более 10 лет. У нас накоплен большой опыт конструирования вакцин широкого спектра действия, с использованием различных подходов.
Например, мы сконструировали панель вакцинных штаммов живой гриппозной вакцины, несущих химерные молекулы гемагглютинина, когда одна часть молекулы (домен «ножки») была взята от вируса гриппа подтипа H1N1, а вторая (домен «головы») — от вирусов гриппа птиц H5N1, H8N4, H9N2. Иммунизация такими вакцинами приводила к образованию более высоких уровней антител именно к домену «ножки», который схож у различных вирусов гриппа. Таким образом, нам удалось защитить животных от заражения вирусами, которые не входили в состав вакцины, то есть мы расширили спектр ее действия.
— Значит, вы занимаетесь не только вакцинами для людей, но и для животных?
— Наш основной фокус — вакцины для людей. Но известно, что вирусы гриппа птиц способны периодически вызывать инфекции у людей, находящихся в тесном контакте с зараженной птицей. Мы используем такие вирусы птичьего гриппа для дизайна новых вакцин, предназначенных для применения у людей.
— В этом году заговорили о коронавирусе из Китая. Действительно ли он опасен и будут ли новые вакцины, над которыми вы работаете, включать этот вирус?
— Действительно, из-за высокой степени изменчивости вируса гриппа противогриппозные вакцины обновляются практически ежегодно. Во всем мире рекомендуют делать прививку от гриппа каждый год: осенью — для Северного полушария, весной — для Южного. Что касается нового коронавируса, появившегося в конце 2019 года в Китае, то он действительно представляет определенную опасность из-за отсутствия на момент его выявления специфических средств профилактики и лечения. Однако по уровню трансмиссивности (способности передаваться от человека к человеку воздушно-капельным путем) и смертности он значительно уступает вирусам гриппа, ежегодно уносящим сотни тысяч человеческих жизней во всем мире.
— А почему такая паника во всем мире?
— Она объясняется тем, что к данному вирусу нет ни специфической химиопрофилактики (для гриппа, например, существует эффективный препарат «Осельтамивир»), ни вакцин. Кроме того, есть вина и СМИ — целью некоторых из них является именно развитие панических настроений.
Работы по созданию вакцин против нового коронавируса ведутся в разных странах, однако сложно предсказать, когда такие экспериментальные разработки будут готовы для применения в широкой практике. На их создание могут уйти годы. Мы не планируем работать с коронавирусом в рамках нынешнего проекта, он полностью посвящен разработкам в области создания вакцин от гриппа. Однако разработкой коронавирусной вакцины занимаемся в рамках гранта Российского научного фонда. В геном вакцинного вируса гриппа мы встраиваем иммуногенные участки (эпитопы) от других возбудителей ОРВИ. Получается поливалентная вакцина, способная обеспечить защиту и от гриппа, и от других респираторных вирусов.
— Отличаются ли вакцины от гриппа в разных странах? Сотрудничаете ли вы с зарубежными коллегами?
— Гриппозные вакцины, применяемые в разных странах, могут различаться по технологии производства. Но по сути это те же два класса вакцин, о которых я уже говорила: инактивированные и живые. Если инактивированные вакцины производит большое количество фармацевтических компаний по всему миру под различными брендами, то живых гриппозных вакцин в мире существует только две.
Мы, то есть отдел вирусологии им. А.А.Смородинцева Института экспериментальной медицины, первыми зарегистрировали такую вакцину еще в 1987 году, тогда как американцы аналогичную вакцину ввели в практику только в 2003-м.
Важно отметить, что российская технология производства живой гриппозной вакцины применяется и в других странах. Построены новые заводы или адаптированы существующие производства в Индии, Китае, Таиланде. Отдел вирусологии Института экспериментальной медицины сотрудничает со Всемирной организацией здравоохранения — мы готовим вакцинные штаммы для живой гриппозной вакцины, которые поставляются на производства за рубеж.
Кроме того, у нас установились тесные международные научные связи и в области фундаментальных исследований. В частности, мы ведем совместные проекты с Центром по контролю и профилактике заболеваний (Атланта, США), Государственным университетом штата Джорджия (Атланта, США), Институтом иммунологии им. P.Doherty (Австралия), Национальным институтом общественного здравоохранения и окружающей среды (Билтховен, Нидерланды). Все эти организации признают преимущества нашей технологии, нашей вакцины и сами инициируют проведение совместных исследований. Такое сотрудничество позволяет получать результаты мирового уровня и, безусловно, поднимает престиж отечественных разработок на мировой арене.
— Как вы считаете, можно ли победить грипп, как в свое время победили опасные инфекционные заболевания?
— Это очень трудный вопрос. Вирус гриппа очень пластичен и достаточно легко находит способы ухода от иммунной системы восприимчивого организма. Кроме того, у вирусов гриппа, пожалуй, самый обширный природный резервуар: всевозможные варианты вирусов циркулируют среди водоплавающих птиц и разных видов млекопитающих. В этом резервуаре постоянно происходит мутационная изменчивость, и периодически неизбежно возникает такой вариант мутантного гена (или сразу нескольких генов) вируса, который способен заражать человека, а главное — передаваться от одного человека к другому воздушно-капельным путем, тем самым вызывая очередную пандемию гриппа. Искоренить грипп из популяции пернатых и животных в принципе невозможно, так как в подавляющем большинстве случаев инфекция протекает бессимптомно, а дикие перелетные птицы постоянно переносят из одного континента на другой новые антигенные варианты вирусов гриппа.
Василий ЯНЧИЛИН
Нет комментариев