Антикоронавирусные вакцины – есть ли разница, чем прививаться?
Последние новости, касающиеся прививок от коронавирусной инфекции, опять качнули читательский энтузиазм в сторону уныния – немецкая IDT Biologika, считавшаяся одним из потенциально успешных кандидатов, прекратила клинические испытания и вернула свою вакцину на доработку1. Уныние будет еще большим, если упомянуть, что на доработку отправилась векторная вакцина – то есть один из самых современных видов вакцин, который должен, по идее, обладать самой высокой эффективностью и безопасностью.
Для того, чтобы понять, почему так вышло, а также чтобы примерно представлять, что можно и чего не стоит ожидать от разных типов вакцин, мы приводим ниже сокращенный перевод интервью Сирен Маршалл с Ричардом Куном2, заведующим кафедрой Университета Пердью, США, и главным редактором журнала «Virology».
Интервью это большей частью было посвящено особенностям вакцин на основании информационной мРНК, однако так или иначе касалось и других типов антикоронавирусных вакцин3.
– Доктор Кун, большое спасибо, что посетили программу «Track the Vax». Мы все уже наслышаны о передовых вакцинах на основе мРНК, чем они отличаются от вакцин прошлых лет?
– Смотрите, раньше мы создавали антивирусную вакцину так: или ослабляли вирус и делали из него вакцину, или брали белки, которые находятся на поверхности вируса, и использовали эти белки для стимуляции нашей иммунной системы. Так создавались стандартные вакцины предыдущих поколений.
А технология, которую сейчас предлагают Moderna и Pfizer, – это использование не самого белка, а кодирующей последовательности, информации о том, как собрать нужный белок внутри клетки человека. Эта информация закодирована в так называемой мРНК (матричной), информационной РНК (мРНК, информационная РНК – шаблон для производства белка в клетке).
Это и есть вакцина, она упакована в липидные наночастицы для доставки.
– Давайте сначала поговорим о вакцинах прошлого, ведь когда нам вводят ослабленную версию вируса (аттенуированную вакцину), мы ведь можем заболеть? А при введении мРНК-вакцины – не можем?
– Совершенно верно. Во-первых, человеку не вводят инфекционный материал, вводят только один белок, но это белок, на который будет реагировать ваша иммунная система.
– То есть после того, как липидные наночастицы зайдут в клетки нашего тела, информационная РНК будет превращена в белок, точно так же, как мы обычно производим и все наши «родные» белки? И единственная разница в том, что этот новый белок другие клетки будут распознавать как чужеродный и выступят против него?
– Да. Эта технология существует уже несколько лет. Первоначально Moderna разработала ее против вируса Зика, но вирус Зика быстро исчез, поэтому они так и не провели клинические испытания этого нового типа вакцин.
Пандемия COVID-19 – идеальная ситуация для вакцины с матричной РНК, потому что ее очень легко производить в больших объемах. Поскольку она в основном синтетическая, не требуется выращивать что-либо в клеточных культурах, как при традиционном способе производства вакцин. Как только разработчик получит генетическую информацию о вирусе, он сможет приступить к созданию вакцины против него, что сократит годы очень сложной работы, которую нам раньше приходилось проводить при разработке вакцин предыдущих видов.
– Почему эту вакцину так быстро можно разработать и произвести?
– Потому что весь процесс занимает мало времени. Еще в январе, когда китайцы впервые опубликовали генетическую последовательность COVID-19, ученые сразу же смогли создать соответствующие инструменты для создания информационной РНК против спайк-протеина (шипового белка, основного фактора опасности SARS-Cov-2). После этого надо было уже просто синтезировать РНК и связать ее с «доставщиком», липидной наночастицей.
Производить мРНК тоже можно быстро. Это, по сути, химический процесс, синтез. И это очень просто.
А при производстве вакцин старого типа, как я уже говорил, мы вынуждены иметь дело с клетками, которые биологические объекты, поэтому при работе с ними существует проблема качества и есть много вещей, которые могут пойти не так.
– Может ли эта технология применяться при других заболеваниях, типа рака?
– Да, можно очень быстро вызвать иммунный ответ, если вы секвенировали (определили ДНК/РНК последовательность аминокислот или нуклеотидов) интересующий вас белок. В случае COVID-19 это спайк-протеин – белок, который позволяет вирусу проникать в клетки. Если мы хотим остановить вирус, надо его заблокировать. Рак точно так же имеет дело с определенными белками.
– Именно поэтому, по предварительным данным исследований, вакцины, основанные на мРНК, обладают такой высокой эффективностью?
– Не совсем. Я полагаю, что эффективность связана с тем, что есть возможность производить спайк-протеин, самый удачный белок для создания иммунного ответа, во многих разных клетках. Также похоже, что, по крайней мере для краткосрочной защиты, спайк-протеин – отличная мишень.
– Мы вакцинируемся от гриппа каждый год, потому что вирус меняется. Придется ли нам изменять и новую вакцину от COVID-19?
– Проблема с гриппом в том, что существует множество разных вариантов вируса гриппа, которые, к тому же, постоянно изменяются. Грипп, как и COVID-19, приходит к человеку от животных. Но в данный момент COVID-19 разносят только люди. И у него не имеется столько вариаций поверхностных белков, как у гриппа, поэтому нацеливание вакцины только на спайк-протеин имеет смысл.
– Но ведь было сообщение, что он может, как и грипп, снова вернуться к животным и от них – снова к людям. Вот как это случилось с норками.
– Конечно. Всегда есть вероятность, что вирус пройдет через другой фильтр (например, через норку) и посредством этого фильтра «выберет» изменения, которые ему позволят комфортно существовать – в норке, например, а потом и в человеке.
– Если выяснится, что COVID-19 может вести себя, как грипп, уходя в популяцию животных и возвращаясь от них к человеку, легко ли можно будет адаптировать мРНК-вакцину к нему?
– Да, безусловно, мы можем модифицировать вакцину. Но давайте просто посмотрим, как работают мРНК-вакцины. Иммунный ответ на белок не единичен. Существует несколько разных участков белка, которые распознает иммунная система. Поэтому, даже если один из этих участков будет потерян из-за изменений вируса, все еще останутся другие участки, на которые будет воздействовать вакцина.
– Данных о долгосрочной эффективности на сегодня нет. Когда они появятся и как будут отслеживаться дальше?
– В обычной ситуации, когда мы выпускаем новую противовирусную вакцину, нас интересует, есть ли долгосрочная защита. Текущие клинические исследования подтвердили наличие кратковременной защиты, и для того, чтобы ответить на вопрос о долгосрочных эффектах, нужно будет продлять эти испытания и дальше – не только в этом году, но и в следующем… Если, конечно, COVID-19 все еще будет к тому времени существовать.
– Все ли равно, какой из видов вакцин прививаться?
– Живые ослабленные вакцины обычно действительно хороши для длительного иммунитета и защиты. Причина в том, что они выглядят и ощущаются как настоящий вирус, но не вызывают болезнь, которую вызывает «настоящий» вирус. Это означает, что вы получаете естественный иммунный ответ. Информационные же РНК кодируют только один белок. И поэтому вполне возможно, что этого может быть недостаточно для долгосрочной защиты. Придется подождать и посмотреть.
– Вы говорили, что пандемия COVID – идеальный случай для применения мРНК-вакцин. Но у этих вакцин есть свои недостатки. Например, их сложно хранить.
– мРНК нестабильна по своей природе. Вот почему из-за структуры вакцины Pfizer требуется очень низкая температура для хранения и транспортировки.
Я подозреваю, что со временем состав вакцин подобного типа усовершенствуется и будет лучше стабилизировать мРНК, и время экспозиции при крайне низких температурах уменьшится.
– Сейчас все эти вакцины вводятся внутримышечно. Мы слышали, что по крайней мере одна компания начинает первую фазу испытаний вакцины, которую можно получить путем вбрызгивания в рот. Были исследования, в которых утверждается, что так как вирусы типа возбудителей SARS и MERS, являются респираторными, то имеет смысл и вакцину от них тоже делать ингаляционной.
– Это возвращает нас к вопросу к вакцинах на основе ослабленных живых вирусов.
Прелесть ослабленного живого вируса в том, что обычно вы получаете его тем же путем, что и «естественный» вирус. Например, антиполиомиелитную вакцину вы получаете в виде капель. Она попадает в кишечник точно так же, как оригинальный вирус, и точно так же и там же формирует иммунитет. Но вот живая ослабленная вакцина от гриппа FluMist, которая вводилась в дыхательные пути, была запрещена CDC, потому что оказалась неэффективной.
Так что я думаю, что придется преодолеть множество препятствий, чтобы получить вакцины с мРНК, которые можно было бы вводить перорально или назально.
– Но это возможно для другого типа вакцины, например, для живой ослабленной.
– Конечно. Живую ослабленную вакцину, как правило, создают именно так. Но прямо сейчас у нас нет технологии, чтобы создать мРНК-вакцину в виде капель.
– Давайте перейдем к вопросам от наших слушателей. Изменяет ли мРНК-вакцина нашу ДНК?
– Смотрите, наша ДНК создает информационную РНК, а та – белки. мРНК может производить только белки. Это путь только в одну сторону. Никаких шансов, никакой возможности, что она будет интегрирована в наш геном.
– Эту мРНК модифицировали. Как?
– Единственная модификация этой мРНК состоит в том, что ее разработали для синтеза конкретного белка – спайк-протеина COVID-19. Да, она модифицирована. Но это точно такая же информационная РНК, как и любая другая информационная РНК в нашем теле.
– Будут ли побочные эффекты у новой вакцины?
– У большинства людей они выражены крайне незначительно. У 5%–10% может подниматься температура. Но это очень временно. Если температура держится более 2-х дней, то причина, скорее всего, воспаление в месте укола (неправильная техника инъекции).
– Последний вопрос, доктор Кун. Когда вакцина будет доступна, вы будете ею прививаться?
– Конечно. Я постараюсь быть в числе первых людей, получивших эту вакцину. Моя лаборатория – это лаборатория третьего уровня биологической безопасности, и мы работаем в ней с COVID-19. Поэтому я хотел бы убедиться, что нам сделают прививку как можно скорее, мы очень хотим вакцинироваться. Мы работаем с большими количествами вируса, и никто не хочет им заболеть, особенно исследователи и медики из «красной зоны».
