Гриппом, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), регулярно болеют от 5 до 15% населения по всему земному шару. Вирус каждый год уносит жизни от 250 тысяч до полумиллиона человек. В 90% случаев — это дети младше 2 лет и пожилые люди старше 65 лет. Единственная защита — вакцинация. Но вирус постоянно мутирует, что приводит к необходимости ежегодного обновления вакцины.
Ученые не первый год ведут исследования в области создания универсальной вакцины против гриппа. Хотелось бы иметь такой препарат, одного введения которого было бы достаточно для создания иммунной защиты от любого штамма вируса. MedAboutMe выясняет, возможно ли это?
Вирус гриппа и вакцины
Вирус гриппа представляет собой сферу, поверхность которой усеяна белками трех видов:
- гемагглютинин,
- нейраминидаза,
- М2-белок.
Гемагглютинин и нейраминидаза постоянно меняются (особенно гемагглютинин), в результате чего на свет появляются вирусы с поверхностными белками, которые организм человека «не узнает». Ученые говорят о двух основных процессах:
- Антигенный дрейф — незначительные изменения структуры поверхностных белков гемагглютинина и нейраминидазы;
- Антигенный шифт — полная замена подтипов гемагглютинина или нейраминидазы.
Новые гемагглютинин и нейраминидазу наша иммунная система не распознает, так как к ним у нас нет антител, и вирус беспрепятственно поражает организм.
Во Всемирной организации здравоохранения существует подразделение, которое занимается отслеживанием появления новых штаммов вируса. Эксперты ВОЗ рассчитывают степень угрозы новых вирусов гриппа и выбирают из них 3-4 штамма, которые, по их мнению, будут представлять наибольшую опасность для населения Земли в предстоящем эпидемическом сезоне. Информация об этих штаммах передается во все страны мира, которые организуют у себя производство актуальных вакцин.
Недостатки вакцин против гриппа
Этот ежегодный процесс имеет ряд существенных недостатков.
- Штаммоспецифичность.
Препараты для вакцинации создаются на основе гемагглютинина и нейраминидазы. Вакцины запускают выработку иммунитета, специфического именно для данных 3-4-х штаммов, на основе которых сделан препарат, максимум — для близких их «родственников». От остальных многочисленных штаммов такая прививка не защищает.
- Проблема актуальности.
Для разработки вакцины и производства нужного ее количества к началу эпидсезона требуется не менее 6 месяцев. Это значит, что если за эти полгода в мире появился новый, более опасный штамм вируса гриппа, он уже не войдет в новую вакцину и будет представлять собой существенную опасность, несмотря на массовую вакцинацию.
- Ограничения в применении.
Наконец, для производства вакцин требуется белок куриных яиц. Во-первых, это ценный продукт, а во-вторых, овальбумин, являющийся основным компонентом белка яиц, является довольно сильным аллергеном. Если в ходе производства вакцин проводится качественная их очистка, то такая вакцина совершенно безопасна, вне зависимости от наличия аллергии у человека. Некоторые риски возникают при плохой очистке препаратов. Многочисленные исследования последних лет убедительно доказывают, что для обычных аллергиков, даже имеющих аллергию на яйца, микроскопические количества овальбумина безопасны и не вызывают реакции. Но для людей, склонных к реакции Квинке, введение плохо очищенной вакцины может представлять определенный риск.
Вакцинация и заболеваемость
Эпидемиологи уверены: создание универсальной вакцины возможно. Это подтверждает следующий факт: во время пандемий, вызванных ранее неизвестными штаммами, люди старшего возраста в среднем заболевают в несколько раз реже, чем подростки и дети. Например, во время вспышек птичьего гриппа А (H5N1) заболевшие распределились следующим образом: 25% детей в возрасте до 9 лет, 29% подростков до 19 лет, только 16% людей от 30 до 39 лет и всего лишь 5,9% граждан, чей возраст перевалил за 40 лет.
В ходе исследований также было обнаружено, что от 80 до 90% людей, которые никогда не болели птичьим гриппом, имеют лимфоциты, распознающие внутренние белки этого вируса.
Все это означает, что многие вирусы гриппа имеют белковые фрагменты, которые могут присутствовать у разных штаммов и при этом не меняются с такой частотой как гемагглютинины.
Консервативность как принцип создания универсальной вакцины
Мишень — поверхностные белки
Ученые озадачились поиском консервативных, то есть неизменных белковых участков вируса. В частности, оказалось, что гемагглютинин включает в себя такой фрагмент. Вся молекула этого белка состоит из «головки» и «стебля». Современные вакцины создаются на основе фрагментов, входящих в «головку» гемагглютинина. В ходе вакцинации к этим фрагментам-антигенам образуются антитела. В будущем при проникновении вируса в организм антитела образуют комплекс «антиген-антитело» и тем самым блокируют размножение вируса.
Но в «стебле» есть консервативные участки, которые могли бы играть аналогичную роль, при этом меняются они намного реже, чем участки из «головки» гемагглютинина. Проблема только в том, что при заражении вирусом гриппа или при вакцинации антитела к этим участкам вырабатываются неохотно, то есть их образуется слишком мало, чтобы говорить об эффективной иммунной защите.
Решением является соединение таких белковых фрагментов с другими белками и в присутствии адъюванта — так называют вещества, усиливающие иммунный ответ организма. Кроме того, для производства новой вакцины сегодня используются не куриные яйца, а дрожжи, что снижает риск развития побочных эффектов.
В январе этого года израильская компания BiondVax сообщила, что в 2011 году привила группу испытуемых новой вакциной. Образцы крови участников проекта были заморожены, а через несколько лет подвергнуты воздействию нового штамма вируса. И в крови испытуемых обнаружились защитные антитела против вируса гриппа, которого еще не существовало на момент вакцинации.
Еще один кандидат на основу для универсальной вакцины — М2-белок, а точнее, его фрагмент М2е, который торчит над поверхностью клетки. Это тоже консервативный участок белка, который при этом крайне важен для распространения инфекции. И он тоже сам по себе обладает очень слабыми иммуногенными свойствами. Как и в случае с белками из «стебля» гемагглютинина, для усиления его иммуногенности М2е связывают с другими белками или конструируют ДНК-вакцины. Это небольшие кольцевые участки ДНК (плазмиды), включающие в себя ген, кодирующий белок М2е. Но пока иммунитет у привитых мышей, хорьков и обезьян сохраняется только на протяжении полугода — хотя и против любых вирусов гриппа, которыми их заражали.
Мишень — внутренние белки
Как было сказано выше, некоторые внутренние белки вируса гриппа тоже крайне консервативны, а значит, их тоже можно использовать для создания универсальной вакцины. Например, к ним относится нуклеокапсидный белок (NP). При введении вакцины, сделанной на основе NP, не получится защитить организм от проникновения инфекции, потому что речь идет о белках, скрытых внутри вируса. Антитела, которые вырабатываются при вакцинировании данным препаратом, будут останавливать вирус на этапе размножения и ускорять его удаление из организма.
- Универсальная вакцина против гриппа уже на подходе. По оценкам экспертов, мир получит препарат, защищающий человека сразу от большого числа штаммов вируса гриппа, в течение следующих 10 лет.
- Скорее всего, сначала это будет вакцина только против вирусов группы А. Учитывая, что это наиболее обширная группа, в которую также входят вирусы свиного и птичьего гриппа, создание данного препарата будет огромным шагом вперед для медицины.
- Также не стоит пока ожидать вакцину, которая сможет защитить от проникновения вируса в организм. Ожидаемые универсальные вакцины будут останавливать вирус на этапе размножения и предотвращать его распространение по организме и среди других людей.
