Вакцина против коронавирсуса: рассказывает Максим Франк-Каменецкий

A A A

26 мая в Интернет-издании Евгения Берковича «Мастерская» был опубликован новый текст профессора Бостонского университета Максима Франк-Каменецкого на тему коронавируса.
Как и два предыдущих, текст написан в форме письма московскому другу. На этот раз Максим Франк-Каменецкий, являющийся соавтором открытия трехспиральной структуры ДНК, описал ситуацию с созданием вакцины против коронавируса.
«Улица Московская» полагает, что текст Максима Франк-Каменецкого – едва ли не единственное повествование на эту тему на русском языке, из которого можно понять, что же на самом деле происходит в этом деле.
По этой причине «УМ» с любезного согласия Максима Франк-Каменецкого и Евгения Берковича публикует настоящую статью и на своем сайте.

МАКСИМ ФРАНК-КАМЕНЕЦКИЙ: ПИСЬМО ТРЕТЬЕ – РИМСКОМУ ДРУГУ
Продолжаю знакомить уважаемую публику с перепиской по поводу пандемии с моим московским другом Мишей.

Привет, Миша!
Два предыдущих письма о коронавирусе содержали мои ответы на твои вопросы. На этот раз я пишу тебе по собственной инициативе.
В эти дни, когда все 50 штатов США начали процесс постепенного снятия карантина и перехода к «новой нормальности», особенно остро встал вопрос о вакцине против коронавируса. Все хотят знать, как скоро можно ожидать, что вакцина будет разработана и испытана, и прекратит ли вакцина пандемию.
Поскольку твое знакомство с биологией оставляет желать лучшего, давай начнем с начала.
Отцом вакцинирования считается британский доктор Эдвард Дженнер (Edward Jenner, 1749-1823). В то время оспа была обычным явлением. Дженнер обратил внимание на то, что доярки не болеют оспой. Он также заметил, что у коров часто высыпает сыпь, похожая на ту, которая появляется у людей, больных натуральной оспой.
Сопоставив эти два наблюдения, он решил попробовать заражать здоровых людей коровьей оспой. Оказалось, что люди легко переносят заражение коровьей оспой, и при этом они приобретают устойчивую защиту против заражения натуральной оспой. Много позже выяснилось, что натуральная оспа и коровья оспа вызываются родственными вирусами.

frank
Максим Франк-Каменецкий рядом с памятником доктору Эдварду Дженнеру

Для людей коровий вирус (он называется вирусом осповакцыны, так как vaccine означает «коровий» на латыни) является ослабленным вариантом вируса натуральной оспы: он не вызывает болезнь, но приводит к устойчивому иммунитету против натуральной оспы.
Казалось бы, после открытия Дженнера оспа должна была испариться вследствие массовых прививок. И это действительно случилось, но очень нескоро, лишь в 1980 г. Причем вакцина, при помощи которой оспа была окончательно побеждена, ничем не отличалась от исходной вакцины Дженнера.
***
Теперь мы имеем в своем арсенале множество вакцин как против различных вирусных болезней (полиомиелит, корь, гепатит, папиллома и т.д.), так и против бактериальных болезней (чума, пневмония, холера, тиф и т.д.).
Были разработаны и продолжают разрабатываться различные подходы к созданию вакцин, основанные на новых технологиях, таких, как генная инженерия.
Вакцины особенно важны для борьбы с вирусными болезнями, так как против вирусов не существует универсальных лекарств, в отличие от бактерий, в борьбе с которыми успешно применяют антибиотики.
Поэтому сразу, как только возникла вспышка COVID-19 в Ухане и генетический материал вируса был расшифрован китайскими учеными и вывешен в сети 12 января 2020 г., во всем мире началась интенсивнейшая работа по созданию вакцины против этого нового вируса.
Специалистам по вакцинам был не нужен сам вирус, чтобы начать работать над вакциной, достаточно было знать последовательность звеньев (нуклеотидов) в цепи генетического материала вируса, молекулы РНК.
***
Сейчас в мире имеется более 100 групп, которые занимаются разработкой вакцины против COVID-19. Многие из этих групп дублируют друг друга. Само по себе создание вакцины — дело недорогое.
Очень дороги и очень сложны два этапа, следующие за собственно созданием вакцины: клинические испытания вакцины и ее производство в виде сотен миллионов доз. Здесь счет идет на миллиарды долларов, и эти этапы занимают значительное время.
Ведь применение вакцины имеет смысл только в том случае, если вакцинируется очень существенная часть населения страны, а еще лучше, всей планеты. Вакцина создается не для того, чтобы защитить от вируса отдельного человека или группу людей, это было бы слишком дорогое удовольствие. Вакцина делается, чтобы погасить эпидемию.
Для того, чтобы распространение вируса прекратилось, надо, чтобы выработался так называемый «стадный иммунитет», т.е. от 60 до 80% населения приобрело иммунитет против этого вируса.
Имеется всего два способа достижения стадного иммунитета: если такая доля населения либо переболеет, в нашем случае COVID-19, либо будет вакцинирована.
***
Миша, я не буду рассказывать тебе обо всех подходах к созданию вакцины против COVID-19, которые существуют. Два фактора резко сужают круг подходов, которые имеет смысл обсуждать: время и деньги. О деньгах я уже упоминал. Насчет времени тоже понятно: задержка вакцинации на день означает, что умрут тысячи людей и что экономика потеряет миллиарды.
Поэтому рассматривать стоит только те реализуемые проекты, которые могут принести плоды существенно раньше остальных, а именно, для этих проектов испытания вакцины должны быть завершены к концу текущего года, еще лучше к началу осени.
Оказывается, что таких подходов всего два, о них я и расскажу. Конкретно, я расскажу о двух проектах, относящихся к этим двум подходам.
***
Вакцины в рамках обоих проектов уже созданы и уже проходят испытания на людях. Почему же эти испытания нельзя завершить быстрее, чем к осени, ведь вакцина совершенно необходима?
Дело в том, что требования к вакцинам еще более строгие, чем требования к другим медицинским препаратам. Вакцинированию подвергается значительная доля населения, чтобы достичь стадного иммунитета, и вакцинируют, в массе, здоровых людей.
Конечно, как и в случае новых лекарств, требуется эффективность, но прибавляется еще необходимое условие, чтобы вакцина сама не вызвала болезнь, и в отношении отрицательных эффектов требования для вакцин жестче, чем для лекарств.
При этом побочные эффекты могут проявляться не сразу и не у всех, поэтому клинические испытания должны проводиться, как минимум, несколько месяцев и на группе из тысяч добровольцев, в которой должны быть представлены все регионы и все возрастные, этнические и другие категории.
В ходе клинических испытаний эти тысячи иммунизированных добровольцев, а также контрольная группа, получившая плацебо под видом вакцины, должны в течение ряда месяцев наблюдаться целой армией медицинских работников. Уже те временные рамки, о которых идет речь, если в них удастся уложиться, будут представлять собой неслыханный рекорд в отношении скорости создания вакцины против нового вируса.
Ведь, хотя краткие вспышки коронавирусных инфекций и бывали раньше, никакой испытанной вакцины против какого-либо из коронавирусов пока не существует.
***
Важнейшим требованием к вакцине является эффективность: вакцина должна обладать существенной иммуногенностью, то есть вызывать ответ иммунной системы по интенсивности сходный с тем ответом, который вызывается заражением самим вирусом.
Высокая эффективность необходима для того, чтобы потом, при вторжении в организм «живого» вируса, иммунная система этот вирус нейтрализовала.
Коронавирус состоит из генетического материала (молекулы РНК), белков и липидов. Из этих трех составных частей вируса значительный иммунный ответ способны вызывать только белки. Среди белков вируса важнейшим является белок шипов вируса (S-белок), благодаря которым он получил свое название.
***
Вот этот белок, который повторяется множество раз на поверхности вируса, и является, потенциально, мощным иммуногеном (или, как говорят иммунологи, антигеном).
Не обязательно вводить этот белок в организм в составе вируса, можно ввести отдельный белок, или даже его часть, в надежде, что возникнет иммунный ответ. Так можно полностью исключить опасность заражения, так как в отсутствие РНК никакого заражения быть не может.
Среди множества проектов, большинство составляют именно такие, в которых пытаются вакцинировать непосредственно S-белком или его частями.
К сожалению, обычно введенный извне белок не вызывает достаточно сильную иммунную реакцию, и в число финалистов такие проекты не вошли. Оба подхода, вышедшие в финал, в качестве антигена используют S-белок, но опосредованно.
В обоих случаях в организм вводится не сам белок, а нуклеиновая кислота, РНК или ДНК, которая содержит информацию не обо всем геноме коронавируса, а только о S-белке, и которая не способна размножаться.
***
В первом проекте, который разработала бостонская компания Модерна (Moderna), в организм вводится специально сконструированная синтетическая молекула матричной РНК (мРНК), содержащая инструкцию о синтезе S-белка в клетке. Ведь как происходит синтез белка в любой клетке?
Инструкция о белке записана в виде последовательности нуклеотидов в ДНК, этот участок ДНК и называется «ген».
С гена снимается копия в виде мРНК, а уже с мРНК специальной клеточной машиной, называемой «рибосома», считывается информация в виде аминокислотной последовательности белка. Схематически, это изображается так:
ДНК —> мРНК —> белок
Синтез белка по мРНК осуществляется в цитоплазме любой клетки. Так что мРНКовая вакцина должна проникнуть внутрь клетки. Она сама по себе это сделать не может, нужен «вектор», т.е. носитель, который ее доставит.
Таким вектором в проекте Модерны служат липосомные наночастицы (ЛНЧ), специально созданные химиками липидные наносферы, внутри которых располагается молекула мРНК. Эта молекула мРНК несет инструкцию о синтезе целого S-белка или его части.
По сути, ЛНЧ, содержащие РНК, являются как бы искусственными вирусными частицами, которые, подобно вирусу, способны доставлять генетический материал в клетки вакцинированного человека.
На основе доставленной мРНК в клетках появляется антиген, S-белок, который и вызывает иммунный ответ. Но, в отличие от «живого» вируса, ЛНЧ не способны к размножению.
***
Второй проект, разрабатываемый сотрудниками Института Дженнера при Оксфордском университете в Великобритании под руководством доктора Сары Гильберт, использует приведенную выше схему на всю катушку. Методами генной инженерии ДНКовую последовательность, отвечающую S-белку (или его части), встраивают в ДНК аденовируса. Вообще, аденовирус вызывает обычную простуду.
В отличие от коронавируса (и от вируса гриппа), генетическим материалом аденовируса является не одноцепочечная РНК, а двуцепочечная ДНК, знаменитая двойная спираль. ДНК аденовирусного вектора, который служит для доставки гена S-белка в клетку, приготовлена с помощью генетических манипуляций таким образом, что вектор не способен размножаться, только способен проникнуть в клетку.
Он доставляет свою ДНК с вшитым в ее состав геном S-белка в ядро клетки, где с гена S-белка снимается множество мРНКовых копий, это молекулы мРНК переходят в цитоплазму, как любые мРНК, где по ним происходит синтез S-белка.
Тем самым множество молекул S-белка оказывается в клетке вакцинированного человека, и эти молекулы служат антигенами, вызывающими иммунный ответ.
На самом деле с использованием аденовируса человека как вектора для вакцинации возникла проблема. Мы все когда-то переболели простудой, вызванной аденовирусом, и у нас есть к нему иммунитет.
В результате, при вакцинации человеческим аденовирусом приобретенный когда-то иммунитет против аденовируса сильно ослабляет действие самой вакцины.
Поэтому последние годы группа Сары Гильберт стала использовать не человеческий, а обезьяний аденовирус в качестве вектора, к которому у людей нет иммунитета. Обезьяний аденовирус выделяют из фекалий шимпанзе.
***
Итак, в случае проекта Модерны вакцина представляет собой липосомные наночастицы, несущие РНК, а в случае проекта Института Дженнера вакцина представляет собой генетически модифицированный обезьяний аденовирус. И хотя гарантий успеха нет ни у того, ни у другого проекта, будем надеяться, что оба проекта окажутся успешными.
Есть шансы у еще нескольких проектов, принадлежащих к тем же двум категориям. Например, очень быстро подвигается к финишу мощнейшая фармацевтическая компания Pfizer, которая, в сотрудничестве с немецкой компанией BioNTech, испытывает сразу несколько вариантов мРНКовой вакцины.
***
Конечно, прежде чем начать клинические испытания на людях, все кандидаты были испытаны на животных, и эти испытания показали их перспективность в качестве вакцин.
На мой взгляд, аденовирусная вакцина имеет больше шансов на успех, чем мРНКовая. Институт Дженнера и другие лаборатории создали и испытали целый ряд вакцин против разных вирусов на основе аденовируса.
В отличие от этого, на основе мРНК еще не была полностью разработана ни одна вакцина, так что это до конца не изведанный путь. Обширный опыт, накопленный человечеством за 200 лет вакцинирования, говорит о том, что самыми успешными оказываются «живые» вакцины, типа вакцины Дженнера.
Вакцина Дженнера остается самой успешной вакциной всех времен, благодаря которой оспа была полностью искоренена на всей планете.
Второй по успешности была «живая» вакцина против полиомиелита. Ее разработал американец Альберт Сейбин (он же Абрам Саперштейн, уроженец города Белосток на востоке Польши), и широко распространил в 1950-е годы Михаил Чумаков сначала в СССР, а затем по многим странам мира.
Из двух походов, которые мы обсуждаем, подход с использованием генетически модифицированного вируса ближе к «живой» вакцине, чем подход, основанный на использовании липосомных наночастиц.
***
Итак, к концу года, а возможно и раньше, может быть испытана и одобрена контролирующими органами, такими как FDA, по крайней мере одна вакцина.
Придется ли дальше ждать еще несколько месяцев, пока многие миллионы доз вакцины будет наработаны? Будем надеяться, что не придется, что к моменту, когда закончатся клинические испытания, миллионы доз вакцины будут уже приготовлены.
По крайней мере, это то, что уже делает компания Pfizer в отношении своих вакцин, и это то, что обещает осуществить американская администрация для других вакцин, проходящих клинические испытания.
Видимо, кроме вакцин Модерны и Института Дженнера, это же относится в нескольким вакцинам-дублерам, разработанным другими фирмами.
Сама операция по производству вакцин названа «Молниеносная скорость» (Warped speed) и она уподоблена Манхэттенскому проекту. Хотя многие детали пока не ясны и штаб операции только недавно создан, один результат уже налицо: 21 мая было объявлено, что американская администрация выделила 1,2 миллиарда долларов англо-шведскому фармацевтическому гиганту AstraZeneka на производство аденовирусной вакцины Института Дженнера.
AstraZeneka обязуется наработать первую партию из 400 миллионов доз вакцины уже в сентябре. Общее количество доз ожидается в размере 1 миллиарда.
***
Даже в случае успеха с вакциной и ее массовым производством, скорое достижение стадного иммунитета представляется маловероятным.
Конечно, уязвимые группы населения, для которых велики шансы умереть в случае заражения коронавирусом, будут охотно вакцинироваться. Но представляется маловероятным, чтобы подавляющая часть населения, для которой коронавирус гораздо менее опасен, согласится на вакцинирование.
Ведь повсюду, включая США, существует огромное недоверие к вакцинам. Это недоверие будет еще гораздо сильнее в отношении вакцины, разработанной с «молниеносной скоростью», для которой отдаленные негативные последствия от прививки не могли быть надежно выявлены.
Так что, скорее всего, в демократических странах, где обязать население делать прививки невозможно, появление доступной и эффективной вакцины не приведет к стадному иммунитету.
Тем не менее, поскольку уязвимая часть общества будет защищена, болезненные ограничения, введенные с целью подавить распространение вируса, можно будет постепенно полностью снять.
Снятие ограничений приведет, конечно, к вспышкам COVID-19, но это уже не будет угрожать системе здравоохранения и не будет приводить к многочисленным жертвам. Иными словами, эпидемия будет протекать примерно так, как протекают сезонные эпидемии гриппа, постепенно сходя на нет по мере приобретения населением стадного иммунитета к коронавирусу.
Но это может произойти не раньше будущего года и только в том случае, если хотя бы одна из испытываемых ныне вакцин окажется эффективной и безопасной. Приведенный сценарий относится к развитым демократиям.
Думаю, что в Китае обеспечат стадный иммунитет путем принудительных массовых прививок.
Как будет обстоять дело в России, предсказать не берусь.
Твой, Макс
Бостон, США
Источник http://club.berkovich-zametki.com/?p=55979

Прочитано 835 раз

Уважаемый читатель!

Наверное, если вы дочитали эту публикацию до конца, она вам понравилась. Очень на это рассчитываем.
Верим в то, что сравнительно малочисленная аудитория «Улицы Московской» вместе с тем еще и верная аудитория. Верная принципам открытого и свободного общества.
Открытое общество, одним из элементов которого является справедливая и сбалансированная журналистика «Улицы Московской», может существовать исключительно на основе взаимной ответственности и взаимных обязательств.
Мы бросаем вызов власти и призываем ее к ответственности.
Мы ставим под сомнение справедливость существующего положения вещей и готовим наших читателей к тому, что все еще изменится.
Мы рассказываем о вещах, о которых власть хотела бы умолчать, и даем шанс обиженным донести свою правду.
Но мы нуждаемся в вашей поддержке.
И если вы готовы потратить посильные вам средства для поддержания свободного слова, независимых журналистских расследований, мы потратим ваши средства на эти цели.

Заранее благодарен, Валентин Мануйлов

donate3

Поиск по сайту