Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • zdravomyslie
  • bio-mol-tekst-2021
  • Save Sci-Hub

Вакцинироваться или нет?

Что мы знаем о вакцинах от COVID-19

ПостНаука

Мы собрали самые важные вопросы о российских и зарубежных вакцинах от COVID-19 и задали их вирусологу Николаю Никитину.

Вакцинироваться или просто переболеть?

Самый очевидный способ приобрести иммунитет к определенной болезни – переболеть ею. Однако, как показывает практика, это не самая лучшая стратегия, поскольку инфекция может привести как к возникновению серьезных осложнений, так и вовсе к летальному исходу. К счастью, можно поступить иначе и заранее познакомить организм с безопасной формой патогена в виде вакцины, позволив иммунной системе подготовиться к встрече с реальной угрозой.

А что насчет COVID-19?

Цель вакцины от COVID-19 – продемонстрировать организму S-белок коронавируса, который присоединяется к специальному рецептору на поверхности клетки и за счет которого вирус обычно в нее попадает. Как показывают исследования, именно в ответ на него вырабатываются антитела, способные связываться с вирусной частицей (вирионом) и нейтрализовать ее. При этом сам по себе S-белок неопасен и не приводит к инфекции. После введения S-белка у человека постепенно формируется иммунный ответ, благодаря которому он в будущем с меньшей вероятностью заразится коронавирусом или легче перенесет заболевание.

SARS-CoV-2 состоит из четырех белков – S-белок (спайк), N-белок (нуклеокапсидный белок), М-белок (мембранный белок) и Е-белок (белок оболочки) – и генома вируса, представляющего собой молекулу РНК. Вирус проникает в клетку благодаря шипам – спайкам (от английского spike – шип), которые прикрепляются к мишеням на поверхности клетки – ангиотензинпревращающему ферменту 2 (АПФ2, англ. ACE2). АПФ2 экспрессируется в большинстве тканей, включая ткани головного мозга, легких, сердца и почек. Именно поэтому эти органы могут быть уязвимы для инфекции.

На самом деле антитела вырабатываются в ответ не только на S-белок, но и на другие белки коронавируса, в частности N-белок. Однако они не являются вируснейтрализующими, то есть не могут защитить от заболевания.

Почему существует несколько типов антител?

Организм реагирует на инфекцию выработкой антител нескольких типов: иммуноглобулинами классов M (IgM) и А (IgA) и иммуноглобулинами класса G (IgG). Первые два типа сопровождают начало инфекции и достигают максимума в острый период болезни. IgG появляются позже, спустя 3–4 недели, и означают, что болезнь походит к концу или уже завершилась. Развитие иммунитета к вирусу связывают именно с IgG.

Какие бывают вакцины от коронавируса?

Доставить S-белок в организм можно несколькими способами. Традиционный – ввести человеку в кровь очень сильно ослабленный, или аттенуированный, вирус. Вакцины такого типа используются с середины прошлого столетия, но процесс их создания может занять не один год. Всё из-за того, что «живой» вирион непредсказуем: он может в какой-то момент снова стать активным и снова научиться вызывать болезнь. Поэтому, прежде чем вводить ослабленный вирус пациенту в кровь, ученые должны убедиться, что он не представляет опасности, а для этого нужно провести множество тщательных исследований. Сегодня ведутся разработки подобных вакцин от коронавируса, так как они позволяют сформировать стойкий иммунитет (в частности, созданием препарата на основе ослабленного вируса сегодня занимается американская компания Codagenix), но все они пока что находятся на начальных стадиях исследований. 

Впрочем, вирус можно «убить» – инактивировать. Для этого его обрабатывают высокой температурой, ультразвуком, радиацией, формальдегидом или бета-пропиолактоном – последний метод, например, применяли в Центре имени Чумакова при создании вакцины «КовиВак». В результате вирусные частицы химически инактивируются, то есть теряют способность вызывать инфекцию, однако S-белки на их поверхности остаются и могут стимулировать образование нужных антител. Помимо России, вакцины по такой технологии были созданы в Китае (компании Sinovac Biotech и Sinopharm) и в Индии (компания Bharat Biotech). В настоящий момент они одобрены для использования в ряде стран.

vaccine1.png

Еще одна классическая технология – субъединичные вакцины, в которых используют не целую вирусную частицу, а S-белок или его фрагменты. Для этого исследователи сначала определяют нужные участки спайка, а затем с помощью технологий генной инженерии синтезируют их, чтобы создать необходимый «учебный материал» для иммунной системы. По этому пути пошел новосибирский центр «Вектор», разработавший вакцину «ЭпиВакКорона». В ее состав входит несколько небольших фрагментов S-белка, связанных с белком-носителем, в роли которого выступает N-белок того же коронавируса. Для увеличения эффективности в препарат был добавлен гидроксид алюминия– адъювант, помогающий усилить иммунный ответ.

vaccine22.png

Тем не менее, сегодня существуют и более современные методы создания вакцин, которые начали появляться примерно 30 лет назад, но получили широкое распространение лишь сегодня. Они работают на основе нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

Первая технология – РНК-вакцины – задействует матричную РНК (мРНК). Эта молекула фактически представляет собой «шаблон» – инструкцию для создания S-белка коронавируса. Облаченная в специальную липидную оболочку, которая позволяет слиться с мембраной клетки-мишени, мРНК проникает внутрь. Клетка, считая молекулу рибонуклеиновой кислоты своей, считывает «шаблон» и начинает синтезировать нужный вирусу и нам в данном случае S-белок, к которому затем вырабатываются антитела. Благодаря тому, что мРНК-вакцины вообще не содержат вирус, риск заболеть из-за такой прививки нулевой. При этом, согласно задумке создателей, они должны обеспечивать такую же хорошую защиту, как и «живые» вирусные вакцины. 

Также сегодня ведутся исследования ДНК-вакцин. Они работают по схожему с РНК-вакцинами принципу, однако для запуска иммунного ответа вирусная ДНК должна проникнуть уже не просто в клетку (в ее цитоплазму), а в ее ядро. Там клеточный фермент (РНК-полимераза) синтезирует мРНК, используя эту ДНК как матрицу (такой процесс называется транскрипцией). Таким образом, разница между ДНК- и РНК-вакцинами состоит в том, что в случае ДНК-вакцины необходим дополнительный шаг, связанный с образованием мРНК в клетке.

Единственная проблема вакцин, использующих генетический материал, заключается в том, что до пандемии ни одна из них не прошла через все стадии процесса одобрения для введения пациентам, хотя некоторые ДНК-вакцины, в том числе и для некоторых видов рака, испытывались на людях. Самая известная вакцина на базе мРНК на сегодняшний день принадлежит компаниям Pfizer и BioNTech, исследованиями в этой области также занимается компания Moderna. Разработку ДНК-вакцины ведут Inovio Pharmaceuticals, индийская компания Zydus Cadila, японская биотехнологическая компания AnGes и другие.

vaccine3.png

Наконец, еще один подход, формальный лидер среди вакцин от COVID-19, основан на использовании вирусного вектора. Здесь ген (последовательность ДНК) S-белка SARS-CoV-2 доставляется в организм с помощью другого, более безобидного вируса – аденовируса. Он прикрепляется к клетке, но, так как генетический материал в нем изменен, вместо аденовирусных копий начинает синтезироваться S-белок, к которому затем и возникает иммунный ответ. Опасность того, что вирус мутирует, исключена. Первые вакцины от коронавирусной инфекции появились именно благодаря этой технологии. Сегодня, помимо НИЦ Гамалеи, создавшего «Спутник V» (или «Гам-КОВИД-Вак»), подобные вакцины выпускает китайская компания CanSino, американская Johnson & Johnson и англо-шведская компания AstraZeneca.

vaccine4.png

Как удалось сократить сроки разработки вакцины?

Традиционно препараты проходят пять этапов разработки. Сначала ученые проводят доклинические испытания, во время которых выполняют базовое исследование вируса, создают прототип вакцины и проверяют ее безопасность и эффективность на лабораторных животных. Затем переходят к самому ответственному этапу – клиническим испытаниям на людях. Прежде чем массово вводить вакцину добровольцам, они проверяют, не токсичен ли препарат, на одном-двух десятках здоровых людей (I фаза испытаний). Если все хорошо, после оценки токсичности биологи переходят к проверке эффективности уже на сотне добровольцах (II фаза). И, наконец, на заключительной стадии клинических испытаний препарат испытывается на десятках тысячах людей (III фаза). Есть и еще одна – IV фаза. Ее называют пострегистрационной, поскольку в случае успешных испытаний III фазы вакцина получает лицензию и начинает использоваться повсеместно.

Раньше в среднем от создания вакцины в лаборатории до выхода на рынок проходило 10–15 лет, но вакцины от COVID-19 были разработаны меньше чем за полгода. Как так получилось?

Уменьшить сроки разработки можно несколькими способами. Например, сразу начать исследование на людях, не дожидаясь или не проводя вовсе доклинических тестов. Так произошло с РНК-вакциной компании Moderna. Это было оправданно, так как их технология уже не раз проверялась на других мРНК-вакцинах (от гриппа и респираторно-синцитиального вируса), которые показали полную безопасность и эффективность.  

Однако основной подход для ускорения исследований вакцин – объединение фаз клинических испытаний, то есть параллельное проведение первых (I/II) и последних (III/IV) этапов. Этой возможностью воспользовались многие компании, включая Центр Гамалеи, новосибирский вирусологический центр «Вектор» и Центр имени Чумакова. Первые два этапа изучают безопасность новой вакцины, в то время как третья и четвертая уже проверяют ее эффективность.

Стоит отметить, что коронавирусная инфекция не представляет собой что-то уникальное. Известна последовательность ее генома, известно, на какой белок вырабатываются антитела. Поэтому ученые использовали уже давно отработанные подходы и в результате смогли создать новую вакцину буквально за недели. Центр Гамалеи использовал в качестве основы уже имеющуюся вакцину от другой тяжелой коронавирусной инфекции MERS, вызвавшей эпидемию в 2012 году, тогда как Центр Чумакова много десятилетий специализируется на инактивированных вакцинах.

Какие вакцины сегодня доступны в России?

Всего в мире в настоящее время (по состоянию на конец марта 2021 года) на добровольцах в рамках клинических испытаний тестируются 78 вакцин, и 23 из них дошли до финальной стадии. Кроме того, как минимум 77 вакцин активно проверяются на животных.

В России сейчас официально зарегистрировано три вакцины: «Спутник V» (векторная), «ЭпиВакКорона» (субъединичная) и «КовиВак» (инактивированная). Последняя, как стало известно совсем недавно, также вскоре поступит в гражданский оборот.

Зарубежные вакцины – придут ли они на отечественный рынок?

Среди зарубежных вакцин, получивших регистрацию, – Pfizer-BioNTech и Moderna на основе мРНК; Oxford-AstraZeneca, CanSino и Johnson & Johnson на основе аденовирусного вектора; Sinopharm и Sinovac на основе инактивированного вируса.

Зарубежная вакцина может попасть на российский рынок только после того, как пройдет локальные «упрощенные» клинические испытания. Обычно эта процедура занимает от полугода до года. Затем документы подаются в Минздрав России, который после рассмотрения может дать разрешение на использование вакцины. Если оно будет получено, препарат, скорее всего, станет продаваться в частных клиниках, так как зарубежные вакцины не покрываются обязательным медицинским страхованием.

В реальности существует еще несколько серьезных препятствий. Главное из них – ограниченность производственных мощностей. Сейчас вакцин таких компаний, как Pfizer, не хватает даже на население тех стран, в которых они были разработаны, поэтому говорить об экспорте не приходится. Кроме того, очень многие страны подавали заявки на закупку вакцин и уже стоят в очереди на их поставку. Россия подобного интереса не выразила – по вполне понятным причинам. Поэтому вряд ли европейские или американские вакцины появятся на отечественном рынке в ближайшей перспективе.

Зато в России может появиться китайская аденовирусная вакцина CanSino, которую планируется выпускать под брендом «Конвидеция». Клинические испытания препарата, проведенные компанией «Петровакс», продемонстрировали его безопасность и высокую эффективность. Сейчас вакцина ожидает регистрации Минздравом. Правда, скорее всего, на отечественном рынке она будет представлена слабо, как минимум будет не бесплатной. Основной упор планируется сделать на экспорт в страны СНГ, поскольку «Петровакс» обладает исключительными правами на поставку.

Насколько эффективны новые вакцины от коронавируса?

Эффективность вакцины оценивается в рамках двойного слепого исследования. Одна группа добровольцев получает вакцину, а другая – плацебо, то есть физиологический раствор, очень похожий на вакцину по всем своим внешним характеристикам. Пациенты не знают, кто из них находится в контрольной группе, и врачам, которые участвуют в клинических испытаниях, эта информация тоже не сообщается. Спустя некоторое время исследователи сравнивают число заболевших коронавирусом в двух группах и на основании разницы определяют, насколько эффективен препарат.

Важно обратить внимание на то, что процент эффективности, вычисленный в рамках клинических испытаний, получен в достаточно короткий период. К реальному значению он будет приближаться во время массовой вакцинации, когда появятся доступные данные по заболевшим после прививки. На данный момент больше всего информации имеется о результатах исследований вакцины «Спутник V». В феврале 2021 года в медицинском журнале Lancet вышла статья с результатами III фазы клинических испытаний этой вакцины, где на 20 тысячах добровольцев была продемонстрирована эффективность более 90%. Иными словами, из ста человек после вакцинации потенциально могут заразиться и заболеть всего лишь десять.

В конце марта 2021 года были опубликованы результаты клинических испытаний вакцины «ЭпиВакКорона». Результаты исследований продемонстрировали низкую реактогенность (способность вызывать реакцию организма на вакцину), иммуногенность (способность вызывать иммунный ответ) и безопасность вакцины. Изначально для вакцины «ЭпиВакКорона» называлась цифра «иммунологической эффективности» в 100%. Однако стоит оговориться, что здесь имеется в виду способность вакцины стимулировать образование антител к ее компонентам, а не способность защищать от будущей инфекции (наличие антител не означает защиту от инфекции, поскольку, как уже упоминалось выше, не все из них нейтрализуют вирус). Что касается вакцины «КовиВак», то в настоящий момент стартует третья (самая большая по числу добровольцев) фаза клинических испытаний, поэтому об ее эффективности говорить еще рано.

Побочные эффекты – как их выявляют (и выявили ли у новых вакцин)?

Побочные эффекты регистрируются во время клинических испытаний. На первой стадии врачи смотрят за состоянием здоровья добровольцев круглосуточно и выявляют наличие нежелательных реакций сразу же. Если вакцина безопасна, то дальше мониторинг происходит уже в упрощенном режиме. После прививки испытуемые устанавливают себе на мобильный телефон приложение, где каждый день отчитываются о состоянии своего здоровья, а также периодически сдают кровь. Если анализ плохой или возникают какие-то осложнения, человек приезжает в стационар, где его дополнительно обследуют. В разных организациях процедура может слегка отличаться, но общая механика примерно одинакова.

Побочные эффекты вакцин от COVID-19 обычно носят легкий или умеренный характер. К ним относятся головная боль, ломота в мышцах, вялость, повышенная температура тела, озноб, диарея и боль в месте укола. Частота зависит от конкретного препарата. Например, для «Спутника V» наиболее популярные симптомы оказались схожи с теми, что появляются после прививки от гриппа. Однако в целом упомянутые реакции характерны для многих вакцин, поскольку в организм вводится чужеродное вещество, которое вызывает закономерный ответ.  

Спасает ли вакцина от передачи вируса невакцинированному человеку?

Гипотетически вакцинированный человек может передать вирус другому, но такой сценарий маловероятен, поскольку обычно это происходит при большой вирусной нагрузке, то есть при наличии большого количества вирусных частиц в организме. Если в организм попадет штамм коронавируса, от которого сделана прививка, иммунная система быстро расправится с патогеном и не даст ему значительно размножиться. Однако может случиться так, что пациент заразится коронавирусом в промежутке между первой и второй дозой препарата или до приобретения полной иммунной защиты (или же у него просто не выработалось достаточное количество антител по какой-то причине). Тогда передача вируса вполне вероятна. Правда, для этого нужны подходящие условия, а именно тесный контакт.

Можно ли заболеть новым штаммом, если уже есть вакцина от старого?

К сожалению, накапливаются данные о том, что тот иммунитет, который человек получает после перенесенного заболевания или прививки, может не защитить от заболевания новыми штаммами COVID-19. Более того, существует статистика по сезонным коронавирусам, которая говорит о том, что иммунитет даже от одного штамма не всегда защищает от него же и через полгода можно легко снова заболеть. И поскольку SARS-CoV-2 относится к тому же семейству, прогноз неутешительный.

К чему это может привести? К тому, что нужно будет создавать новые вакцины. Притом насколько часто это придется делать, не очень понятно. С другой стороны, это уже не будет большой проблемой, и клинических испытаний не потребуется. Исследователи просто заменят последовательность S-белка на мутантную – аналогичным способом сегодня изготавливают вакцину от новых штаммов гриппа. Это существенно сокращает временные затраты. Единственная сложность, с которой, возможно, придется столкнуться, – достаточное количество производственных мощностей для потенциального производства сезонной вакцины.

Об авторе: Николай Никитин – доктор биологических наук, заведующий сектором кафедры вирусологии биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

вирус вакцина Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

На втором месте

По числу одобривших его использование стран «Спутник-V» обогнал даже так называемого фаворита Запада – вакцину от Pfizer и BioNTech.

читать

Долгий разговор о вакцинах

Не все вакцины хороши, и не все антитела одинаковы. Разобраться в этом помогает член-корреспондент РАН Петр Чумаков.

читать

Помогите бедным странам

Глава ВОЗ заявил, что отсутствие препаратов в развивающихся странах создаст проблемы и богатым государствам.

читать

Третьей будет

Подобно «Спутнику» и «ЭпиВакКороне» вакцина «КовиВак» получила регистрацию еще до публикации результатов клинических испытаний.

читать

Вакцина против ЦМВ

Группа исследователей из Кардиффского университета обнаружила уникальный способ нацеливания иммунных клеток на цитомегаловирус.

читать