Биолог предсказывает успешное создание вакцины от коронавируса: что нас ждет в ближайшем будущем

Биолог предсказывает успешное создание вакцины от коронавируса: что нас ждет в ближайшем будущем

— От новых вариантов прививки помогут?

— Помогут. Исследования показывают, что против всех трех новых вариантов сохраняется частичная эффективность и вакцин, и предшествующего иммунитета. По «Спутнику», к сожалению, таких данных пока нет, но можно ожидать, что там похожая ситуация. 

Как это исследуют? Вы в пробирке воздействуете на новый вирус теми антителами, которые выработались в ответ на старую инфекцию, и смотрите, насколько они хорошо связываются. Оказывается, что для южноафриканского и бразильского вариантов вам, грубо говоря, нужно налить в 10 раз больше антител, чтобы они связались настолько же хорошо, как со «старым» вирусом. 

Тем не менее, вакцина, по имеющимся данным, настолько эффективна, что защита ухудшается от очень хорошей до просто хорошей. Это значит, что вакцинация — по-прежнему лучшее средство, которое у нас есть.

Проблема в том, что никакая страна в мире не успеет вакцинироваться в ближайшие пару месяцев, кроме, возможно, какого-нибудь Бахрейна, где живет 100 человек. Всюду, в том числе в России, это будет растянутый процесс, поэтому нам нужно дотерпеть, дожить до того момента, когда вакциной будет покрыта существенная доля популяции.

— Но тут вылезет какой-нибудь совсем новый вариант вируса, и вакцины будут бессильны.

— По опыту с другими вирусами частичная защита — это лучше, чем никакой защиты.

Например, возьмем вакцину от гриппа. Если выясняется, что для нейтрализации нового варианта вируса нужно взять в 10 раз больше антител, то это знак Всемирной организации здравоохранения, что тот фрагмент вируса, который включен в состав вакцины, нужно менять. Тем не менее, частичную эффективность старая вакцина сохраняет. Лучше иметь частичный иммунитет, чем никакого. 

— Насколько существующие вакцины готовы к тому, чтобы их можно было быстро «апдейтнуть» под новые варианты?

— Сейчас об этом думает много умных людей. Это не будет совсем просто — но заведомо проще и быстрее, чем создать новую вакцину с нуля. 

Но лучше всего — задавить эпидемию. Нет вируса — нечему мутировать. Новые варианты появляются потому, что число новых зарегистрированных случаев в мире продолжает расти с каждым днем.

Мы перешагнули планку в 100 миллионов, и примерно половина из этих людей заболели в последние два месяца.

Конечно, когда вирус бушует и ходит по всему земному шару, у него огромное пространство для маневра, и он постоянно находит те редкие, интересные для него сочетания мутаций, которые позволяют ему инфицировать нас все лучше и лучше.

Я уверен, что новые варианты будут приходить из тех стран, где эпидемия на подъеме, вроде США, Великобритании, России, а не оттуда, где новых случаев сейчас практически нет, — Сингапур, Китай, Тайвань, та же Новая Зеландия.

Связанные вопросы и ответы:

Какие методы создания вакцин от коронавируса сейчас находятся в стадии разработки

С момента открытия возбудителя заболевания до создания вакцины могут проходить десятки лет. Например, вакцину от оспы человечество искало сообща в течение веков, а на создание препарата от полиомиелита у ученых ушло около 40 лет. Любая новая болезнь неизвестной природы требует почти детективного расследования: нужно установить очаг инфекции, отыскать нулевого пациента (человека, который заразился первым и стал точкой отсчета эпидемии), найти возбудителя в природе, провести диагностику, изучить механизмы патогенеза заболевания и защиты организма, оценить естественный приобретенный иммунитет у больных.

Только после этого начинается работа над вакциной. Специалисты перебирают массу вариантов, прежде чем найдут действующее средство, затем проводят тестирование на безопасность, апробируют на животных (мышах, макаках и др.) и оценивают иммунный ответ организма, затем получают разрешение от регулирующего государственного органа и только тогда начинают испытания на добровольцах.

За первыми вакцинированными людьми необходимо наблюдать в течение длительного времени — по крайней мере год, ведь специалистам нужно убедиться, что вакцина работает и действительно защищает от болезни.

С коронавирусом SARS-CoV-2 (тяжелый острый респираторный синдром коронавируса-2), который вызывает заболевание под названием COVID-19, мир столкнулся впервые в декабре 2019 года, и, как только китайские ученые расшифровали его геном, закипела работа во всех лабораториях мира. Когда вакцина будет готова, она, как и любое новое лекарство, должна будет пройти процедуру государственной регистрации и только после этого наконец поступит к людям.

«Сейчас около десяти вакцин уже изготовлены. Некоторые испытываются на животных, а буквально на днях началось испытание вакцины на людях. Поле для фантазии огромное — это вакцины на ослабленных живых вирусах, на основе специальных реорганизованных белков и др. Ожидается, что к концу года какая-нибудь из них покажет эффективность. Но разработать и даже произвести вакцину мало, нужно как минимум восемь-десять месяцев для того, чтобы убедиться, что она не только эффективна, но и безопасна»

— объясняет Николай Дурманов, эксперт по вопросам биологической безопасности и экологии, доктор медицинских наук, автор и ведущий программ на канале «Доктор».

Какие препятствия могут возникнуть на пути создания эффективной вакцины от коронавируса

Это значит, что вакцины, стимулирующие иммунный ответ к цельному S-белку, будут эффективны. Вопрос лишь в том, насколько упадет их протективная способность. Здесь возможны разные варианты. Есть информация, что у Оксфордской вакцины от AstraZeneca (векторная, на аденовирусе шимпанзе) есть определенные проблемы с южно-африканским штаммом: судя по результатам небольшого исследования в Южной Африке, она не предотвращает легкое или умеренное заболевание (тяжелых случаев среди участников зафиксировано не было). При этом представители ВОЗ, опираясь на свои данные, уверяют , что «вакцина защищает привитых от тяжелого течения COVID-19, госпитализации и смерти, в том числе и в отношении новых штаммов» .

С этой вакциной изначально был нюанс во время исследования III фазы, когда часть добровольцев была привита с нарушением схемы: сначала им ввели дозу с меньшим количеством аденовирусных частиц, а потом — «догнали» повышенной дозировкой через 2–3 месяца. Остальных прививали одинаковыми дозами с интервалом в 6 недель. В итоге наибольшая эффективность (90%) была у нестандартной схемы, а у обычной она оказалась менее 80%.

Что касается «Спутника V», то его «КПД» в отношении актуальных для России и Москвы штаммов постоянно мониторится. Руководитель научной группы НИЦ им. Н.Ф. Гамалеи Дарья Егорова рассказала «Службе новостей ООН», что еще «…ни разу не было повода сомневаться в ее эффективности» . В интервью Reuters заместитель директора центра им. Гамалеи по научной работе Денис Логунов проинформировал, что в ходе исследования эффективности ревакцинации «Спутником» вакцина «…показывает очень хороший результат в отношении новых мутаций коронавируса, в том числе против штаммов из Соединенного Королевства и ЮАР» . Опубликованных данных по поводу эффективности первичного курса вакцинации пока нет, но директор НИЦ им. Гамалеи Александр Гинцбург во время онлайн-брифинга Международного пресс-центра « Sputnik -Казахстан» рассказал , что «на сегодняшний день экспериментально проверено, в том числе и в лабораториях нашего института, что (…) сыворотка, полученная от вакцинированных “Спутником V”, прекрасно нейтрализует британский вариант возбудителя COVID-19». В отношении других штаммов «работа сейчас находится в прогрессе» .

Какие исследования показывают наиболее обнадеживающие результаты в разработке вакцины

Экспериментальная вакцина вызывала у здоровых добровольцев более сильные иммунные реакции, чем у людей, переболевших COVID-19.

Фото: Karolina Grabowska/Pexels

В начале мая американский фармгигант Pfizer и его немецкий партнер BioNTechо начале испытания на людях новой экспериментальной вакцины. При ее создании использовалась технология мРНК, которая потенциально сможет «тренировать» здоровую иммунную систему для выработки антител для борьбы с инфекцией. Накануне ученыепервыми результатами испытаний препарата на людях и заявили, что полученные результаты позволяют перейти к более масштабным клиническим исследованиям.

В ходе испытаний 24 здоровых добровольца от 18 до 55 лет получили получили две инъекции препарата по 10 мкг и 30 мкг с интервалом в 21 день, еще 12 получили одну дозу 100 мкг, 9 участников получили две дозы плацебо.

Самые высокие титры нейтрализующих антител были отмечены у первой группы спустя семь дней после первой дозы и через 28 дней после второй инъекции. По словам специалистов, уровень антител у добровольцев в этой группе был выше, чем у переболевших коронавирусом.

Побочные эффекты от вакцины довольно незначительны: повышенная температура, легкая или умеренная боль в месте инъекции, небольшая лихорадка и озноб, которые длились один-два дня. Ученые считают, что необходимы более широкие исследования вакцины в популяции, чтобы подтвердить ее безопасность и эффективность.

Первая векторная вакцина от COVID-19 показала эффект в ранней фазе исследования на людях 

Речь идёт о препарате, разработанном китайскими специалистами

Полученные данные будут использоваться Pfizer и BioNTech для определения дозировки и подбора участников глобального исследования, в котором предположительно примут участие не менее 30 тысяч добровольцев. Испытания начнутся в конце июля. Если они пройдут успешно и вакцина получит одобрение, к концу 2020 года планируется выпустить до 100 миллионов доз препарата на предприятиях Германии и США.

Напомним, в понедельник об успешных испытаниях вакцины от коронавируса на людяхкитайская биотехнологическая компания China National Pharmaceutical Group (CNBG). В рамках I и II фазы рандомизированных испытаний, которые проводят ученые пекинского подразделения CNBG с 27 апреля, 1120 здоровых добровольцев получили две дозы инактивированной вакцины. По результатам тестирования выяснилось, что у всех участников выработались антитела с высоким титром.

16 июня специалисты подразделения CNBG в Ухане заявили об успешном завершении I и II фазы клинических испытаний еще одной вакцины от коронавируса, сообщает Global Times. 23 июня в компании заявили о получении разрешения на проведение финальной стадии испытания препарата в Объединенных Арабских Эмиратах. О какой именно вакцине идет речь, в CNBG не уточнили.

Если испытания пройдут успешно, вакцины китайского производства могут получить разрешение для массового использования уже в конце октября 2020 года.

В какие сроки ожидается появление первых работающих вакцин от коронавируса

В середине марта о начале клинических испытаний вакцины против COVID-19 на людях объявил Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний в Сиэтле в США. В испытании примут участие 45 добровольцев, каждый из которых получит по две инъекции вакцины с интервалом 28 дней. Сами дозы у участников эксперимента будут различаться: 25, 100 и 150 микрограммов. Исследование проверит вакцину на безопасность и способность вызывать иммунный ответ, а также определит оптимальную дозировку. За добровольцами, участвующими в тестировании, будут наблюдать в течение года.

Швейцария готова представить первую работающую вакцину от COVID-19 в августе, а «большую вакцинацию» собственных граждан провести в октябре, рассказал руководитель Института иммунологии Бернского университета Мартин Бахман в рамках веб-конференции с участием Ассоциации журналистов, аккредитованных при ООН в Женеве. Задача учёных — добиться иммунизации «по крайней мере швейцарского населения в ближайшие шесть месяцев» и затем начать производить вакцину для мирового рынка​​​. «Это, конечно, амбициозно, но я вас заверяю, что у нас есть хорошие шансы», — уверен Бахман.

Этап клинических испытаний может оказаться длительным, чтобы убедиться в безопасности и эффективности новой вакцины. Поэтому пройдёт ещё достаточно много времени — месяцы, прежде чем вакцина станет доступной для всего населения по всему миру.

В Великобритании разрабатываемую в Оксфорде вакцину начнут испытывать на людях уже с 23 апреля. Однако в прогнозах о том, когда препарат можно будет выпустить в серийное производство, здесь осторожны. Применять вакцину, по словам британского министра здравоохранения Мэтта Хэнкока , начнут, «как только это будет возможно».

Каким образом биологи оценивают потенциальные побочные эффекты будущих вакцин

Преквалификация лекарственных средств Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) — это услуга, оказываемая ВОЗ для оценки качества, безопасности и эффективности лекарственных препаратов, направленная помочь в первую очередь развивающимся странам, в которых недостаточен уровень аудита фармпроизводства. Программа ВОЗ по преквалификации вакцин нужна, чтобы вакцины, которые получают две трети всех грудных детей в мире, были высококачественными, безопасными и приемлемыми по стоимости. Преквалификация ВОЗ — это одно из обязательных условий Министерства здравоохранения РК для закупа вакцин, что значительно снижает риски каких-либо нежелательных последствий.

Ежегодно более 2,5 млрд. доз вакцин используются во всем мире для иммунизации детей в возрасте до 10 лет. Иммунизация имеет важнейшее значение для защиты детей от многих смертельно опасных заболеваний, включая полиомиелит, корь, дифтерию и столбняк. Однако вакцина является эффективной только если ее качество и безопасность могут быть гарантированы и последовательно соблюдаются, а вакцинация может проводиться только, если стоимость вакцин является приемлемой. В этой связи в 1987 году ВОЗ приняла программу преквалификации вакцин, вначале в рамках предоставления услуг ЮНИСЕФ и другим учреждениям ООН. Сегодня эта программа является единственной в мире, обеспечивающей согласованность стандартов производства вакцин на международном уровне.

Как вирусная структура коронавируса влияет на процесс создания вакцины

По мнению многих специалистов, только создание эффективной вакцины сможет избавить человечество от проблем, связанных с новым коронавирусом

Несколько месяцев назад один из ведущих экспертов по прививкам, американский врач Пол Офит,прогнозы о начале массовой вакцинации против коронавируса ранее чем полтора-два года «абсурдно оптимистичными». Однако клинические исследования первых вакцин уже начались, в том числе, в России: их вовсю тестируют на добровольцах, а китайскую векторную вакцину Ad5-nCoV одобрили для вакцинации военных! Чем грозит подобная спешка и не скажется ли она на качестве кандидатов на роль панацеи против «чумы XXI века»?

Мы привыкли, что процесс разработки вакцины от идеи до массовых прививок занимает не один год, и каждый препарат проходит несколько стадий исследований (тестирование в лаборатории, на животных, три фазына людях), участие в которых принимают от 10 000 до 50 000 человек. Кажется естественным, что такие исследования длятся годами (на «Биомолекуле» есть целый, посвященный вакцинации). Фактически история вакцинациине знает примеров, когда вакцину от абсолютно нового возбудителя приходилось бы разрабатывать в условиях пандемии и быстрого распространения инфекции. А если прибавить сюда современные технологии, когда геном вируса расшифровали за считанные недели, ситуация становится и вовсе уникальной. Поэтому нет большого смысла «примерять» сроки создания уже существующих вакцин (рис. 1) к коронавирусным.

Какие пути решения проблемы с коронавирусом являются наиболее перспективными с точки зрения биологов

- Михаил Сергеевич, на днях зарубежные СМИ обнародовали новые данные CDC - американского центра по контролю и профилактике заболеваний. Специалисты предупреждают: дельта-штамм коронавируса домутировал до того, что по уровню заразности сравнялся с ветрянкой. Как бы вы оценили такое заявление? Значит ли это, что пандемия будет нарастать все большими темпами?

- То, что новые варианты коронавируса быстрее передаются между людьми, чем исходный штамм, стало ясно еще весной. По уму, эпидемиологические меры должны быть довольно жесткими. В ситуации, когда большинство населения не привито и не собирается, единственный способ избежать дополнительных болезней и смертей – это карантин. Но на это никто не пойдет. Поэтому эпидемия будет набирать силу, люди будут болеть и умирать.

- Есть мнение, что нас ждет нечто еще более опасное, чем нынешний штамм. Вы с этим согласны?

- Надо различать заразность и летальность. Это разные свойства вируса. Когда появляются штаммы с большей вероятностью передачи, они получают эволюционное преимущество и распространяются.

- То есть для вируса выгодно быть более заразным, но становиться смертоноснее невыгодно - так?

- Когда мы говорим «вирусу выгодно», нужно понимать, что у него нет свободы воли. Нет комитета вирусов, который решает: а куда бы нам, ребята, пойти, в каком направлении мутировать? Это чисто вероятностный процесс. Но он хорошо описывается классическими, еще от дедушки Дарвина идущими представлениями о том, как работает эволюция. Варианты вируса, которые более опасны для человека, повышают летальность, эволюционного преимущества не имеют. Но случайности тоже играют роль. Поэтому такие варианты (более смертоносные. - Ред.) вполне могут появиться.

Какие новые технологии помогают ускорить процесс разработки вакцины от COVID-19

Об эксперте: Павел Волчков — кандидат биологических наук, вирусолог, генетик, заведующий Лабораторией геномной инженерии Московского физико-технического института (МФТИ).

Существует много разных подходов к созданию вакцины от COVID-19. Она может быть вирусной, инактивированной, векторной, на основе нуклеиновых кислот. Какая из них окажется самой эффективной — пока никто точно не знает. Если вы разработчик, то можете выбрать любую и принять участие в большой мировой гонке по созданию долгожданной прививки. А можете, как ученые из МФТИ, сознательно отказаться от возможных бенефитов и неспешно заняться разработкой экспериментальной вакцины нового типа.

Одни из самых популярных на сегодняшний день — это рекомбинантные или векторные вакцины. Они изготавливаются на основе вирусов-носителей или вирусных векторов. Как это работает? Вы берете какие-то вирусные частицы, «вычищаете» из них все патогенные составляющие и на их место вставляете нужные вам элементы — генетический материал вируса, против которого изготавливается вакцина. По такому принципу была создана прививка от вирусного гепатита B или ротавирусной инфекции. И по такому же принципу сегодня многие разработчики создают вакцину от COVID-19. В частности, в России векторную вакцину от коронавируса разработали в НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи.

Павел Волчков:

«Чем хорош вирусный вектор? Он способен инфицировать клетки только один раз и не может размножаться в организме человека дальше. Такая особенность делает рекомбинантные вакцины довольно безопасными. При этом в качестве вирусного вектора можно использовать буквально любой вирус из библиотеки человеческих патогенов. Выбор зависит от того, для какого заболевания вы изготавливаете вакцину. Потому что одни вирусы лучше заражают мышцы, другие — легкие, третьи — центральную нервную систему. Например, та же вакцина Центра Гамалеи выполнена на аденовирусном векторе».

Аденовирусы — ДНК-вирусы. Относятся к группе острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ) и характеризуются поражением слизистых оболочек верхних дыхательных путей, конъюнктив, лимфоидной ткани. Большинство аденовирусных инфекций представляют собой легкую форму инфицирования. Существует семь видов аденовирусов человека (от А до G) и 57 серотипов. Подразделение на серотипы связано с различными способами заражения.

Аденовирус под микроскопом (Фото: Wellcome Images)

В качестве векторов для вакцин, аденовирусы применяются довольно давно. Эти вирусы хорошо изучены. Согласно данным сайта ClinicalTrials.gov , клинические испытания на людях успешно прошли или проходят более сотни различных вакцин на основе аденовирусных векторов.

Среди главных преимуществ этих вирусов — их естественный механизм взаимодействия с клетками человека. Они способны обеспечивать довольно длительную экспрессию антигена, а это успешно активирует врожденный иммунный ответ.

Антигены — это любые вещества, содержащиеся в микроорганизмах и других клетках (или выделяемые ими), которые несут в себе признаки генетически чужеродной информации, и которые потенциально могут быть распознаны иммунной системой организма.

Павел Волчков:

«При всех плюсах, у аденовирусов есть и ряд минусов. Первое — они обладают провоспалительным эффектом. То есть могут чрезмерно драйвить иммунную систему. Проще говоря — вызывать сильный иммунный ответ. Это один из возможных побочных эффектов вообще всех аденовирусных вакцин. Но есть еще один нюанс. Большинство аденовирусов — это естественные патогены человека. Многие из нас сталкивались в течение жизни с аденовирусными инфекциями. А что это значит? Что в крови у таких людей уже есть нейтрализирующие антитела к этому вирусу. Они могут связываться с компонентами вакцины и блокировать ее действие. Поэтому для некоторых из нас такая вакцина будет совершенно неэффективна».