Выдрессировать вирус
Фото из личного архива И. Н. Исаковой-Сивак
Согласимся, что до нынешней пандемии мы никогда так много о вакцинации не говорили: одни послушно выполняли рекомендации медиков, другие предпочитали любых уколов избегать. Время от времени между первыми и вторыми возникали споры, которые потихоньку затихали, и каждый оставался при своем мнении.
В нынешней ситуации, когда SARS-CoV-2 стал не просто угрозой здоровью людей, но и причиной больших экономических потерь, спасения от опасного недуга логично ждать в вакцине.
Но насколько оправданны наши ожидания «чудо-препарата»? Не станет ли спешное его использование причиной новых проблем? Наконец, есть ли смысл в столь массовой противогриппозной прививочной кампании, обещающей уберечь нас от так называемой сочетанной инфекции? Ответы на эти вопросы дают в основном политики и чиновники. А что же ученые? Наш собеседник – доктор биологических наук Ирина Исакова-Сивак.
– У меня такое впечатление, что сегодня во всем мире ученых мало кто слушает. И зачастую при принятии решений, имеющих отношение к здоровью людей, срабатывают далеко не научные механизмы, – считает наша собеседница. Ирина Николаевна – руководитель лаборатории иммунологии и профилактики вирусных инфекций Института экспериментальной медицины (ИЭМ).
– Самое время вспомнить пандемию гриппа 1918 – 1920 годов: «испанка» унесла жизни десятков миллионов человек. Подобное сегодня невозможно именно по причине вакцинации от гриппа?
– Действительно, с пандемией «испанки» есть некоторые параллели. Одна из них: причиной гибели людей нередко был тот же самый «цитокиновый шторм», нарушение в работе иммунной системы.
В те годы пандемия сошла на нет после того, как у большинства жителей планеты выработался иммунитет к вирусу, который, кстати, и сегодня среди нас циркулирует: это грипп А подтипа H1N1.
Данный штамм – один из четырех основных, вызывающих современные сезонные эпидемии: грипп А подтипов H1N1 и H3N2 (Н и N означают основные вирусные белки – гемагглютинин и нейраминидазу) и грипп В двух линий (так называемые ямагатские и викторианские штаммы).
Вообще вирус гриппа очень пластичен и достаточно легко находит способы ухода от иммунной системы. Кроме того, у него, пожалуй, самый обширный природный резервуар: всевозможные его варианты циркулируют среди водоплавающих птиц и разных видов млекопитающих. В этом резервуаре постоянно происходят мутации, и неизбежно время от времени возникает такой вариант мутантного гена (или сразу нескольких генов) вируса, который способен заражать человека, а главное – передаваться от одного к другому воздушно-капельным путем.
И поскольку искоренить грипп из популяции пернатых и животных в принципе невозможно (перелетные птицы постоянно переносят с одного континента на другой новые варианты инфекции), то надеяться на полное его исчезновение среди людей тоже не приходится.
Но теперь у человечества есть эффективные препараты, которые действуют именно против вируса гриппа, и есть вакцины – инактивированные, содержащие убитые вирусные частицы, и живые, в составе которых инфекция ослаблена, но все же способна размножаться.
Инактивированные вакцины производят многие фармацевтические компании по всему миру под различными брендами, а живых вакцин только две: одна из них была создана в 1987 году в нашем институте, в отделе вирусологии им. А. А. Смородинцева, а в 2003-м аналогичный препарат зарегистрировали и в США (именно он сейчас широко применяется в Европе для вакцинации детей).
Анатолий Александрович Смородинцев начал работать над живой вакциной против гриппа еще в 1930-е годы – сразу после выделения вируса. Тогда применялся довольно примитивный по современным меркам метод – вирус многократно вводили в легкие мышей, пытаясь в итоге получить субстанцию, которая бы содержала активный, но не опасный для организма человека агент.
Все изучалось эмпирически: вещество вводили добровольцам, пытаясь понять, на каком этапе можно остановить процесс обезвреживания вируса, чтобы он был уже безопасным, но создавал при этом иммунный ответ.
Позже, после войны, вирус стали пассировать (размножать) на куриных эмбрионах, и препарат стал более очищенным от ненужных примесей. Но по-прежнему все оценивалось по факту: смотрели, заболевал ли гриппом вакцинированный человек или нет и вырабатывался ли у него иммунитет.
– Не было на ученых тех лет этических комитетов!
– Но все же в экспериментах не участвовали дети и пожилые, для кого вирус гриппа особенно опасен. Для того времени это были прорывные технологии, и участвовавшие в эксперименте люди всегда были под строгим контролем исследователей.
Хотя, конечно, для изучения живой вакцины против полиомиелита, крайне опасной инфекции, приводившей заболевшего к смерти или к инвалидности, подобная технология навряд ли была бы возможна... А этого заболевания тогда боялись страшно: полиомиелит, который начинался, кстати, как обычный грипп, в половине случаев приводил к параличу, а многие погибали от дыхательной недостаточности. И эпидемию в 1950-е годы смогла остановить как раз живая вакцина, созданная российскими учеными из штамма, переданного им американцем Албертом Сэбином, с которым активно сотрудничал и академик Смородинцев.
– Вот интересно, что в нынешней ситуации никакого сотрудничества между учеными не наблюдается – наоборот, подробные данные о вакцинах никто почти не публикует. Чего-то боятся?
– Как мы знаем, при создании любого лекарственного препарата наука всегда в той или иной степени зависит от финансовой составляющей: если на поиски эффективного лекарства тратятся миллиарды, бизнес постарается потом эти деньги вернуть с прибылью. А вакцины всегда имеют риск остаться неиспользованными: эпидемия проходит, и инфекция может не вернуться, как это случилось, например, с прежними коронавирусами.
Это один момент. Другой – никто сегодня не скажет, что зарегистрированные в России вакцины от коронавируса плохие или, наоборот, высокоэффективные. Этого просто никто не знает, поскольку действие препаратов пока изучено недостаточно. А по опыту прошлых лет ученые знают, что на доказательство того, что вакцина действительно формирует иммунитет, способный инфекцию остановить, уходят годы...
Вот та же живая противогриппозная вакцина сейчас основана на вирусных штаммах, адаптированных к низким температурам: вакцинный вирус размножается в верхних дыхательных путях, в тканях которых практически комнатная температура, а в легких, где она повышается до 37 градусов, он гибнет (хотя «дикий» грипп как раз и размножается именно в легких). Пришли ученые к такому решению после многолетних научных экспериментов.
Сначала долгие годы и у нас, и в США пытались создать штамм, чувствительный к повышенной температуре, для чего вирус облучали, травили химическими веществами и всячески пытались его изменить. В итоге добивались желаемого, но спустя несколько «поколений» эти штаммы возвращали себе прежнюю устойчивость и снова становились «дикими».
Открытие произошло, как это часто в науке бывает, случайно. Как-то у Сэбина при производстве живой вакцины против полиомиелита сломался термостат, и температура резко понизилась, но ученые заметили, что вирус все равно хоть и медленно, но размножался. Узнав об этом эффекте, работавшая в команде академика Смородинцева и позже возглавившая наш отдел Галина Ибрагимовна Александрова решила провести подобный эксперимент и с вирусом гриппа: она снизила температуру с 37 градусов до 25. Последовательно делались десятки пассажей для одного и того же штамма, чтобы заставить его размножаться при низкой температуре, но погибать при высокой.
– Вирус словно дрессировали?
– И «выдрессировали». Получили штаммы, которые могут размножаться лишь при комнатной температуре, а при высокой гибнут и в итоге до легких не опускаются. При этом развивается местный иммунный ответ в носоглотке (в виде иммуноглобулинов класса А), системный гуморальный и Т-клеточный иммунитет. Это было показано и в экспериментах на хорьках (они гриппом болеют точно как мы и иммунный ответ у них похожий), и в многочисленных эпидемиологических наблюдениях на людях. К тому же очень важно, что у живой вакцины естественный путь введения – обычно вирус ведь и попадает в организм через нос.
– Все же при слове «живая» многие пугаются...
– Пугаться нечего: чтобы реально заразиться подобным штаммом, надо одномоментно вдохнуть таких частиц десять в седьмой степени – никто из вакцинированных в таком количестве вируса не может выделить, например, чихнув.
Но проблема в чем? Каждый сезон мы получаем вирусы с новыми мутациями, и, значит, вакцина должна меняться. Раньше, в 1970-е годы, приходилось для создания живой вакцины каждый новый штамм точно так же «дрессировать» под низкие температуры, тратя на это месяцы изнурительной работы. Но в 1977 году Галина Ибрагимовна предложила использовать один и тот же уже «выдрессированный» штамм как своеобразного донора, на поверхность которого встраивали гены нового вируса, – этот метод назвали реассортацией, и он используется по сей день.
Кстати, с этого года нашу вакцину начали производить в Китае, построив для этого специальный завод: мы готовим штаммы и отдаем их для производства (по такой же схеме работаем и с Индией). Интересно, что китайские коллеги перед этим провели двухлетние клинические испытания: они изучали эффективность вакцины именно для своей популяции, в том числе на детях от 2 до 17 лет.
– Парадокс в том, что Россия собственную живую вакцину в этом году не производит...
– Поскольку у нас одно и то же предприятие выпускает и живую, и инактивированную вакцину, производители решили выпускать только последнюю. Возможно, сработал коммерческий интерес не в пользу нашего более дешевого препарата, хотя хороших эпидемиологических исследований об эффективности именно этой инактивированной вакцины никто не видел. Заявления о том, что мы привили столько-то процентов граждан и в итоге заболеваемость снизилась в энное число раз, научными, мягко говоря, не назовешь.
– Создается впечатление, что коммерция несколько теснит науку. Но разделяется ли ответственность в случае осложнений?
– Как показывает мировой опыт, в конечном итоге «крайним» всегда останется тот, кто создает лекарство.
Вот сейчас в США идет довольно ожесточенная борьба между политиками и учеными: первые требуют быстро зарегистрировать вакцину против коронавируса, а последние активно сопротивляются. Насколько можно понять, почвой для конфликта послужило требование, которое главный американский регулятор в области лекарственного обеспечения – Food and Drug Administration – выдвинул к компаниям-разработчикам: проводить наблюдение за участниками испытаний в течение двух месяцев после получения ими последней дозы вакцины.
Администрация президента США высказывается против этого положения, поскольку придется вносить изменения в ход испытаний, многие из которых уже подходят к концу. Ученые же понимают смысл такого требования: хотя бы двухмесячное наблюдение проводится для выявления возможных побочных эффектов от вакцины и отслеживания долговременности ее действия. И некоторые производители вакцин уже публично заявили, что будут следовать рекомендациям FDA независимо от возражений Белого дома.
Дело в том, что у американцев есть печальный опыт в использовании вакцин. Один пример, совсем недавний. Три года назад на Филиппинах привили детей против вируса денге – заболевания, передающегося комарами. Особенность денге в том, что второе и последующие заражения обычно протекают хуже и тяжелее первого: из обычной лихорадки (практически не опасной для жизни) она переходит в геморрагическую, и ежегодно от этой болезни умирают от 10 до 20 тысяч человек.
Единственная в мире вакцина вышла на рынок в 2016 году, компания-разработчик потратила на ее создание 20 лет и миллиард долларов. Но после применения препарата оказалось, что он хорошо помогает тем, кто уже болел денге, а те, кто с вирусом в жизни не встречался, после вакцинации получали серьезные осложнения, десятки детей погибли. Скандал продолжался несколько лет, в итоге была наказана женщина-ученый, хотя навряд ли можно винить одного человека в том, что на рынок вышла недообследованная вакцина.
– Понятно ли, что послужило причиной осложнений?
– В общем, понятно. Надо всегда помнить, что вакцина вторгается в нашу иммунную систему, а это очень сложный механизм взаимодействия разных процессов на разных уровнях. Вот спрошу: стоит ли особо радоваться тому, что после прививки у вас появились антитела?
– Что за вопрос? Все этому сегодня радуются!
– Да, только есть «маленький» нюанс: нейтрализуют ли вирус возникшие после прививки антитела? Или, наоборот, помогают ему проникать в клетки?
– Такое бывает?
– На сегодня этот эффект достаточно хорошо изучен, он носит название антителозависимого усиления инфекции, когда возникшее антитело, захватывая вирус, не уничтожает его, а перетаскивает в здоровую клетку. Именно этот эффект сработал при вакцинации от денге.
Мы сейчас наблюдаем людей, переболевших ковидом, и изучаем, как сформировался у них иммунный ответ. Вот из практики: у троих членов одной семьи, у кого по анализам в организме много антител, реакции нейтрализации вируса не только нет – их антитела еще и усиливают развитие инфекции.
Причины подобного пока непонятны. Возможно, это объясняется некими генетическими отличиями людей либо особым штаммом вируса. Мы в августе получили разрешение на работу с живым коронавирусом, и хочу сказать, что такого злобного существа я еще не встречала: он очень быстро «поедает» чувствительные клетки. В эксперименте на клеточной культуре за одно и то же время вирус гриппа делает «дырки-бляшки» в два-три миллиметра, а у коронавируса они достигают сантиметра!
Кстати, у гриппа не было зафиксировано ни одного случая антителозависимого усиления, и поэтому в том числе мы используем его как вектор для создания многих вакцин против других инфекций: в молекулу живого гриппа встраиваются гены любых вирусов, в том числе и SARS. В итоге вырабатывается иммунный ответ сразу на две инфекции.
– Все же вернусь к эффекту антителозависимого усиления. Выходит, вакцинация может не остановить заражение, а подстегнуть его?
– Именно. Поэтому столь необходимо хорошо исследовать каждый вакцинный препарат на большой выборке людей. Иначе ситуация напоминает бег с препятствиями, когда мы, перепрыгнув пару барьеров, потом решаем обойти дистанцию стороной и прийти к финишу первыми. Но какова цена такой победы?
В Великобритании, кстати, проведут исследование двух вакцин против коронавируса, которое называется human challenge trial, когда добровольцев вакцинируют, а потом подвергают заражению живым вирусом: очень важно видеть не на мышах или шимпанзе, как работает наша иммунная система.
Imperial College London проводит очень много подобных экспериментов по гриппу и другим инфекциям, исследователи выступают на научных конференциях – все их данные открыты, а добровольцы стоят в очереди: людям очень хорошие деньги платят за участие в проектах. Сейчас они набирают желающих и для изучения иммунного ответа на вакцины против SARS.
– Так возможна ли, по-вашему, сочетанная инфекция гриппа и коронавируса? В Южном полушарии летом гриппа не было вообще...
– Верно, гриппа было меньше, чем обычно, что объясняется, видимо, социальной дистанцией и тем, что мы не путешествовали. Но сейчас люди вышли из домов, а грипп к декабрю придет и в наше полушарие.
Что касается сочетанной инфекции, то, если встречается одновременное заболевание гриппом и каким-нибудь другим «простудным» вирусом, почему на его месте не может оказаться SARS?
Все будет зависеть от нашей иммунной системы: вошел вирус гриппа в организм, «включил» врожденный иммунитет на входе и это, возможно, защитит от попадания в организм другой инфекции. Но все может произойти наоборот: попавший в организм первым коронавирус подавит иммунную систему, и тут уже приходи, кто хочет...
Комментарии