Первые попытки защитить человека от опасных инфекций предпринимались ещё в средневековых Индии и Китае. Именно в этих странах заметили, что если намеренно заразить здорового человека небольшой дозой инфекции, в дальнейшем заболевание станет для него неопасным. Правда, сразу после искусственного заражения придётся переболеть в лёгкой, а иногда и тяжёлой форме. В середине XVIII века метод, получивший название «вариоляция», взяли на вооружение английские доктора для защиты от оспы. Узнав об этом, российская императрица Екатерина II пригласила к себе одного из преуспевших в вариоляции докторов – Томаса Димсдейла. Она решила показать народу пример и привить от оспы себя и малолетнего сына Павла. В качестве «вирусного донора» выступил привитый оспой крепостной мальчик Саша Макаров. На 5-й день у императрицы поднялась температура, на теле появились оспенные пузырьки. В какой-то момент ситуация стала неопределённой, даже вызывали священника. Но вскоре организм справился, в месте введения вакцины появился рубчик, свидетельствующий о формировании стойкого иммунитета. Павел и вовсе перенёс вакцинацию легко. На прививку к Димсдейлу выстроилась очередь дворян. Первым 140 посчастливилось привиться оспой из «пузырька» самой императрицы. Земства проявили большой интерес к вакцинации от оспы и начали активно приглашать к себе обученных Димсдейлом русских докторов. Процесс локальной вакцинации продолжался многие годы, сохранив десятки тысяч жизней.
НОВЫЙ ПУТЬ – ОПАСНОСТЬ МЕНЬШЕ
В конце XVIII века другой английский врач, Эдвард Дженнер, обра тил внимание, что работающие с коро вами крестьяне не болеют натуральной оспой, но иногда в лёгкой форме переносят коровью. Он провёл смелый эксперимент – ввёл содержимое пузырька на руке одной крестьянки, инфицированной вирусом коровьей оспы, восьмилетнему мальчику. После чего все контакты мальчика с больными натуральной оспой не привели к заболеванию.
Так на свет появились метод, сохранивший миллиарды жизней, и слово «вакцинация», корень которого vacca в переводе с греческого означает «корова». В отличие от вариоляции, риск смерти от оспы в этом случае практически отсутствовал.
БЕШЕНЫЙ УСПЕХ
Следующий виток в создании вакцин произошёл благодаря работам Луи Пастера, который почти через 100 лет начал использовать не только живые, но и ослабленные и убитые культуры инфекционных агентов. В 1885 году Пастер завершил разработку вакцины против смертельно опасного заболевания – бешенства. Работа учёного сопровождалась критическими отзывами в прессе, доходило до протестных митингов под окнами лаборатории. Но после первых удачных вакцинаций газеты стали наперебой расхваливать вакцинацию. Используют её и сегодня. Трудно найти самого отъявленного антипрививочника, который, будучи укушенным незнакомой собакой, не пошёл бы делать «уколы от бешенства». Начав свой путь с бешенства, живые ослабленные вакцины получили широкое распространение в 50-х годах XX века. К ним относятся вакцины от кори, эпидемического паротита, краснухи, ветряной оспы. В основе синтеза этой группы иммунобиологических препаратов лежит метод аттенуирования (сильного ослабления) вируса, которое достигается путём многочисленного повторного заражения вирусом лабораторных животных. С каждым новым циклом вирус всё больше приспосабливается к организму млекопитающего и становится для человека практически безопасным.
В то же время сохраняет свою антигенную структуру и способность вызвать иммунитет. В итоге, встретившись с «диким» штаммом, иммунитет узнаёт его и быстро побеждает. Минус таких вакцин в том, что новый, малоизученный вирус может внезапно восстановить свои патогенные свойства и тогда вакцина неожиданно станет заразной. Поэтому разработка ослабленных вакцин – очень кропотливый процесс, а их внедрение требует длительных клинических испытаний.
НЕ АКТИВНЫЙ, НО ПОЛЕЗНЫЙ
Вакцины, которые содержат незаразные вирусы, называются инактивированными. При подготовке такой вакцины вирусную взвесь инактивируют с помощью высокой температуры, химикатов или ионизирующего излучения. В результате вирусные белки частично расплавляются (денатурируются), но сохраняют свои антигенные свойства и могут вызывать иммунный ответ. Однако он может оказаться не таким сильным, поэтому в инактивированных вакцинах используются своего рода усилители – адъюванты. Их задача – помочь лимфоцитам выработать как можно больше противовирусных антител. Самый известный адъювант – соли алюминия. В последние десятилетия стали использоваться фосфолипидные наночастицы, полностью повторяющие строение вируса. Наиболее известные вакцины из этой группы – от полиомиелита и коклюша. Они безопаснее ослабленных, но требуют длительной разработки качественного адъюванта, поэтому их внедрение нередко растягивается на годы. Через некоторое время, как правило, требуется ревакцинация.
ПРАВИЛЬНЫЙ ВЕКТОР
Векторные, или рекомбинантные вакцины как бы сочетают в себе положительные качества живых и инактивированных вакцин. Их основу составляют безопасные вирусы (например, аденовирус), в геном которых встроена небольшая генетическая последовательность опасного возбудителя. Её недостаточно, чтобы вакцина приобрела даже минимальные патогенные свойства, но вполне хватает для выработки стойкого иммунитета. Большой плюс векторных вакцин состоит в том, что иммунная система реагирует на них, как на «живые», при этом вирус даже теоретически не способен к размножению, значит, ни при каких условиях не вызовет заболевания. Но есть и существенный минус: хотя векторные вакцины разрабатывались от ВИЧ и лихорадки Эбола, пока ни одна из них не была одобрена для массового применения. Развитие генной инженерии и полная расшифровка генома большинства живых существ позволили получить принципиально новое поколение – нуклеиновые вакцины (ДНК-вакцины и РНКвакцины) Их основа – ДНК или РНК. Первая нуклеиновая кислота является основой генома человека, вторая – многих вирусов. Суть ДНК-вакцины – встроить в наш геном новую информацию, после чего организм сам начнёт синтезировать вирусные белки. Вреда они не нанесут, зато помогут сформировать устойчивый иммунитет. В случае использования вирусной РНК механизм немного другой – полноценного встраивания в геном не происходит, но РНК, взаимодействуя с клеткой, вызывает синтез части вирусных белков так же, как это делает вирус. Результат от потенциального использования обеих нуклеиновых вакцин один: в ответ на синтез белков начинается выработка антител. Пока ни одна из этих вакцин не одобрена к применению на людях. Единственная разрешённая ДНК-вакцина используется в ветеринарии для вакцинации лошадей от вируса Зика.
Ещё один продукт современной вакцинологии – так называемые белковые вакцины. В их основе фрагменты вирусных белков, это те самые антигены, на которые реагирует наш иммунитет. У белковой вакцины много плюсов. Например, она не может вызвать заболевание и считается одной из самых безопасных, а значит, процесс доклинических и клинических испытаний может быть максимально коротким. Но есть минусы, полностью перекрывающие даже такие значимые достоинства. Разработчикам трудно получить достаточное количество вирусных белков для необходимого количества вакцины. Кроме того, иммунитет после вакцинации временный и не стойкий.
КОГДА ЖДАТЬ ВАКЦИНУ ОТ COVID-19?
Разработать новую вакцину против большинства инфекций не так сложно: для этого достаточно использовать одну из имеющихся, ранее перечисленных нами «платформ». Другое дело – досконально соблюсти протокол доклинических и клинических испытаний, чтобы не повторить печальный опыт ранней полиомиелитной вакцины. Нередко на саму разработку и получение экспериментальной партии уходит всего несколько месяцев, остальное время занимают лабораторные и клинические испытания эффективности и, самое главное, безопасности вакцины. По мнению учёных, сегодня можно сократить этот срок до 12–18 месяцев после начала разработки, но, возможно, учёные придумают способ ещё больше ужать сроки и начать массовую вакцинацию намного раньше. Ведь уже к середине июня десятки разработчиков во всём мире не только создали, но и приступили к первой фазе клинических испытаний вакцины на добровольцах. 13 февраля стартовала разработка совместной американо-индийской ослабленной вакцины. Два китайских разработчика делают успехи в создании инактивированной вакцины: на начало мая они провели первую фазу клинических испытаний и даже получили положительный результат в виде стойкого повышения антител к 10 вариантам штамма SARS-CoV-2 у грызунов. Наибольшего прорыва удалось добиться в создании векторных вакцин: китайский и английский разработчики в мае приступили к испытанию на добровольцах. В нашей стране тестирование на добровольцах векторной вакцины, совместно разработанной специалистами НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н. Гамалеи и Вирусологического центра Минобороны, стартовало в начале июня.