Пожизненный иммунитет. Когда появится универсальная вакцина против гриппа

Ежегодно обычным сезонным гриппом болеет до 20% населения планеты.  По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), за сезон от осложнений болезни умирает 650 тыс. Человек.  Наиболее склонны к развитию осложнений старики, дети, беременные и люди с хроническими болезнями: диабетом, пороками сердца и легких.

Тех, кто принадлежит к этим группам, следует защищать в первую очередь – вакцинировать. Вакцина от гриппа – не идеальный инструмент защиты, однако лучший из того, что есть сегодня. Считается, что ее эффективность составляет 60% – именно стольким случаев инфицирования она предотвращает среди здоровых людей 18 – 64 лет. Кроме того, даже в случае заражения привитый человек сможет эффективно бороться с болезнью, у него не разовьются смертельные осложнения.

Минус традиционной вакцины против гриппа в том, что она дает защиту только на один сезон. Ведь вирус гриппа мутирует, каждый год появляются новые штаммы, поэтому приходится разрабатывать новые вакцины. ВОЗ постоянно собирает информацию об образцах вирусов гриппа, циркулирующих в мире, делает прогноз для северного и южного полушарий, на основе этих данных утверждают состав вакцин против штаммов, которые ожидаются в следующем сезоне. Производство вакцины длится около полугода, за это время вирусы продолжают мутировать, что в свою очередь, снова снижает эффективность прививки.

Существует четыре типа вирусов сезонного гриппа: A, B, C и D. Проблемой для людей являются первые два, поскольку тип C обычно вызывает легкие инфекции, а D поражает крупный рогатый скот. Именно A и B – причина сезонных эпидемий. Эта классификация зависит от «начинки» возбудителя – вириона гриппа. Он имеет форму сферы: внутри липидной оболочки размещены фрагменты молекулы рибонуклеиновой кислоты – наследственный материал, а снаружи – так называемые шипы. Эти шипы — это белки гемагглютинин (H) и нейраминидаза (N), которые помогают вирионам проникать в клетки организма носителя и вместе со своими копиями выбираться из них. Их еще называют поверхностными антигенами. И именно комбинация антигенов H и N на поверхности вируса определяет дальнейшую классификацию штамма. В настоящее время среди людей циркулируют вирусы типа А подтипов H1N1 и H3N2. Первый известен тем, что в 2009 году вызвал пандемию «свиного» гриппа и является родственником «испанки», которая сто лет назад унесла более 50 млн жизней. Вакцина против конкретных штаммов гриппа заставляет организм вырабатывать антитела, которые смогут нейтрализовать эти поверхностные антигены и не позволят им проникнуть в клетки.

Модель вириона гриппа, синим обозначен гемагглютинин, розовым – нейраминидаза. Изображение: CDC

Однако с вирусами гриппа случаются мутации – антигенный дрейф и антигенный сдвиг. В результате первого поверхностная структура вирионов меняется естественным путем из-за ошибок генетического кода. Второй — это изменения под влиянием антител организма, в котором живет вирус «неэффективные» антигены заменяются новыми, устойчивыми к иммунитета носителя – так возник пандемический штамм H1N1 2009 года. Через эти изменения организм каждый раз воспринимает вирус как незнакомый, не понимает, как с ним бороться, а разработка и изготовление вакцин не прекращаются ни на минуту. Ученые давно работают над вакциной, которая была бы одинаково эффективной против всех или большинства штаммов гриппа, независимо от дрейфов, оползней и подтипов вируса. Идея в том, чтобы научить организм реагировать на частицы вируса, которые остаются неизменными или изменяются реже, чем раз в сезон. В 2010 году Национальный институт аллергии и инфекционных болезней США объявил о прорыве. Исследователи испытали на животных первичную (prime-boost) вакцину, которая стимулировала иммунный ответ на устойчивую часть гемагглютинина – его «стебель» (в то время как «голова» часто мутирует).

После этого начались активные открытия антител против вируса гриппа. Например, в 2011 году ученые из Великобритании и Швейцарии обнаружили антитело, способное нейтрализовать гемагглютинин всех 16 подтипов гриппа А, его назвали антитело F16. Исследователи выразили надежду, что антитело можно будет использовать для лечения инфекции. Также они заверили, что открытие должно помочь в изобретении вакцины, однако это небыстрая работа. К тому же, до сих пор непонятно, обеспечат изобретены вакцины тот широкую защиту, к которому стремятся исследователи, пишет издание “Nature”. Ученые из Школы медицины Маунт-Синай в Нью-Йорке разработали еще один подход к стимуляции специфического иммунитета. Они сгенерировали много вирусов гриппа с гемагглютинином, в котором одно «стебель» сочетается с различными подтипами «голов». Идея в том, что если организм повторно прививают вакциной с тем же «стеблем», но другой «головой», то иммунная память усилится. «Этот подход использует всю вирусную частицу, создавая потенциал для параллельного иммунного распознавания других антигенов гриппа. На основе многообещающих доказательств перекрестного защиты от различных подтипов гриппа А у животных, команда из Маунт-Синай проводит первую фазу испытания, чтобы изучить безопасность и эффективность этой вакцины для людей», – объясняет« Nature».

В 2012 году исследователи из Нидерландов нашли еще одно антитело под названием CR9114, которое может связываться с гриппом A и B. Это еще одно открытие, которое в перспективе может помочь как в профилактике, так и в лечении гриппа. Исследование 2019 года, проведенное Scripps, Медицинская школа Вашингтонского университета в Сент-Луисе и уже упомянутая Школа медицины Маунт-Синай, выявило новый подход к преодолению тяжелых случаев гриппа, включая пандемическим штаммами. В центре исследования – антитело, которое связывается с белком нейраминидазой (не гемагглютинином, как в предыдущих случаях). Именно на нейраминидазу действует самый распространенный препарат против гриппа “Тамифлю” (осельтамивир). Но этот и другие подобные препараты не всегда эффективны, ведь существует много форм нейраминидазы, к тому же, к ним со временем развивается резистентность. Это антитело (1G01) обнаружили в крови пациента, больного гриппом, и в испытании на мышах оно защищало организм от всех 12 тестируемых штаммов, человеческих и нечеловеческих. Если «Тамифлю» необходимо применять не позднее чем через 24 часа после появления симптомов гриппа, то антитело было действенным даже после 72 часов – мыши заболели, похудели, однако выжили. Исследователи предполагают, что в перспективе 1G01 можно будет использовать при интенсивной терапии, когда для «Тамифлю» уже поздно. К тому же это антитело дало ученым альтернативный подход к дальнейшей работе над универсальной вакциной против гриппа, сообщает Science Daily. похудели, однако выжили.

Также над вакциной работает компания Distributed Bio. Она запатентовала технологию Centivax, которая позволяет выработать иммунный ответ на те частицы гриппа, которые не мутируют. В двух исследованиях на свиньях вакцина вызвала выработки антител против 39 штаммов гриппа прошлого века, включая пандемическим, сообщают ученые. В 2021 году планируется исследование на людях, в этом же году на рынке должен появиться вакцина для животных. История создания этой вакцины освещена в документальном сериале «Pandemic: How to Prevent an Outbreak» от Netflix. Ученые из Национального института аллергии и инфекционных болезней США в 2019 сообщили о начале клинического исследования кандидата на универсальную вакцину. На добровольцах изучат ее безопасность и способность вызывать иммунную реакцию. Этот прототип вакцины разработан на основе уже упомянутого «стебли» гемагглютинина. Результаты испытаний пока не опубликовали. Недавно, в марте 2020-го, завершился очередной этап испытания еще одного претендента – FLU-v лондонской компании PepTcell (SEEK). Вакцина содержит компоненты против четырех постоянных участков вируса гриппа, поэтому даже если один из участков мутирует – остальные три останутся неизменными и вакцина подействует. FLU-v активирует Т-лимфоциты, реагирующие на специфические частицы вируса. Исследователи пока изучили лишь безопасность этой вакцины, рандомизированные исследования на большой выборке пациентов еще впереди. поэтому даже если один из участков мутирует – остальные три останутся неизменными, и вакцина подействует. FLU-v активирует Т-лимфоциты, реагирующие на специфические частицы вируса. Исследователи пока изучили лишь безопасность этой вакцины, рандомизированные исследования на большой выборке пациентов еще впереди. поэтому даже если один из участков мутирует – остальные три останутся неизменными, и вакцина подействует. FLU-v активирует Т-лимфоциты, реагирующие на специфические частицы вируса. Исследователи пока изучили лишь безопасность этой вакцины, рандомизированные исследования на большой выборке пациентов еще впереди.

Как видим, есть разные подходы к разработке универсальной вакцины. Хорошие результаты экспериментов на животных еще не означают, что это сработает на людях. Также существует обеспокоенность относительно продолжительности защиты, который предоставит универсальная вакцина, говорят в Американском обществе микробиологии. «Пока оценивается эффективность нескольких кандидатов на универсальную вакцину, складывается впечатление, что многие из них могут обеспечить только кратковременную эффективность. Поэтому вместо разовой замены сезонного прививку мы получим только более эффективную вакцину», – говорится в сообщении общества. Даже начать клиническое испытание на людях – очень большой вызов для исследователей, поскольку это требует сложных производственных мощностей с высоким уровнем стандартов. Их должны разве что крупные компании, как GlaxoSmithKline и Janssen, а получить финансирование такого уровня от государства или частных инвесторов очень непросто, пишет Nature. Однако в 2017 году Фонд Билла Гейтса объединился с правительственными и неправительственными организациями, чтобы создать Глобальный консорциум финансирования разработки универсальной вакцины от гриппа, возможно, это немного облегчит работу исследователей.

Ученые из Американского общества микробиологии подчеркивают: человечество достигло значительного прогресса в разработке универсальной вакцины широкого спектра действия, однако следует сделать еще очень много, чтобы найти долговременные решения для преодоления гриппа. Эта болезнь поражает человеческую популяцию из года в год, но перспективная работа над универсальной вакциной может в конце разорвать круг ежегодных прививок.