Новые русские вакцины против коронавируса

[flyfooter]

В России зарегистрирована вторая вакцина против COVID-19 - «ЭпиВакКорона» от ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» (пептидная белковая инактивированная вакцина). В скором времени ждем еще одну - цельновирионную инактивированную от Научного Центра исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова. Эта вакцина успешно прошла доклинические исследования - скоро начинаются исследования на людях.

Инактивированные вакцины используются аж с 1885 года, когда Луи Пастер разработал первую вакцину против бешенства. Сегодня с их помощью прививают

• грипп,
• полиомиелит (ИПВ),
• клещевой энцефалит, 
• гепатит А, 
• бешенство и др. инфекции.

Антигеном таких вакцин является обезвреженный («убитый») возбудитель,  который лишают «жизни» нагреванием или с помощью химических веществ.

Например, в Центре им. Чумакова для инактивации используют бета-пропиолактон. Это более удобный способ по сравнению с нагреванием или формальдегидом: нагревание может критически воздействовать на белки вируса и сильно изменить их (в этом случае вакцина будет неэффективна). С формальдегидом же многовато хлопот: на инактивацию уходит две недели, тогда как бета-пропиолактон «выполняет свою работу» (он «запирает« нуклеиновые кислоты внутри вириона) всего за сутки и потом нейтрализуется нагревом до 37 С [1].



Инактивированный вирус не может размножаться, заражать клетки или подавать еще какие-либо признаки «жизни», поэтому привитые инактивированными вакцинами не заразны. В отличие от живых вакцинных вирусов, «убитые» можно фасовать в разном виде:

• использовать цельный вирусный вирион - цельновирионная вакцина; 
• убрать «лишние» вирусные белки и оставить только те, к  которым формируется иммунная память - белковая сплит- (расщепленная) или субъединичная вакцина;
• сделать вакцину из вирусоподобных частиц (VLP), антиген которых состоит из оболочки пустого вириона (то есть она без вирусного генома).

Главное преимущество инактивированных вакцин в том, что они на порядок менее реактогенны по сравнению живыми. Однако их недостатки не всегда перевешивают достоинства:

• такие вакцины менее эффективны по сравнению с живыми, поэтому их обычно прививают курсом из 3-4 доз; 
• для усиления иммунного ответа в них часто добавляют адъюванты (усилители иммунных реакций), но все равно Т-клеточный ответ на «убитый» антиген чаще всего минимален;
• защитное действие многих инактивированных вакцин недолговечно (5-10 лет);
• чем меньше в вакцине вирусных белков, тем она безопаснее и в то же время менее эффективна: от заболевания лучше всего защищают цельновирионные вакцины, они же дают наибольшее количество реакций;
• как и живые, «убитые» вакцины могут быть чреваты антитело-зависимым усилением вирусной инфекции, если оно характерно для данного возбудителя;
• при производстве инактивированных вакцин необходимо учитывать опасность возбудителя (SARS-CoV-2 относится ко второму классу): в лабораториях должно быть деление на инфекционную и чистую зоны, также требуется хорошая вентиляция и соблюдение правил изоляции помещений.

Инактивированные вакцины менее чувствительны к изменению температуры хранения, но их нельзя замораживать. Если «ЭпиВакКорона» продемонстрирует низкую реактогенность и высокую эффективность в предотвращении заболевания, перевозить и хранить ее будет удобнее, чем «Спутник V», который нельзя хранить при температуре выше -18 С и оставлять в размороженном виде более 30 минут.

Как производят «убитые» вакцины?

В первую очередь необходимо получить вакцинный штамм возбудителя. В случае с SARS-CoV-2 это непростая задача: не известно какой из циркулирующих штаммов больше подходит для вакцины и сможет ли он расти на стандартных клеточных линиях (в Центре им. Чумакова используют линию клеток Vero), а также какой титр антител считать защитным (из-за незначительного Т-клеточного ответа на такие вакцины, производителю приходится ориентироваться на титр антител привитых и сравнивать его с титром переболевших).

Потом необходимо культивировать (размножить) вирус на клеточной линии. Это делают в специальном биореакторе - агрегате с большой одноразовой емкостью, в которой находится питательная среда и шарики-микроносители с растущими внутри их клетками. Далее происходит примерно то же самое, что и в организме после заражения вирусом: зараженные клетки начинают в огромных количествах синтезировать вирусные частицы, а сами погибают (этот процесс занимает 3-4 дня).



Клетки клеточных линий размножают в биоректорах. Например, в Центре им. Чумакова используют так называемый биореактор-«качалку»: в одноразовом пакете в питательной среде растут клетки, платформа под ним качается и перемешивает содержимое пакета, а система мониторинга следит за условиями внутри и по трубкам передает все необходимое. По мере накопления биомассы их пересаживают в другие, более крупные реакторы. Этот процесс занимает несколько дней. Источник фото [1].

Вирусные частицы инактивируют, фильтруют и очищают (хроматография) от клеток, а одноразовую емкость уничтожают [1]. Так же во избежание повторения трагической ошибки, которая произошла с американской инактивированоой полиовакциной в 1950-х годах, в которую случайно попал живой вирусный штамм (the Cutter incident)*, проверяют эффективность инактивации: добавляют «убитые» вирусы к клеткам и смотрят, могут ли они заразить их. На последнем этапе добавляют адъювант - гидроокись алюминия, который агрегирует вирусные частицы и помогает иммунным клеткам заметить эту «мертвую» субстанцию, а также стабилизаторы. Можно считать, что вакцина готова: ее остается расфасовать и провести контроль качества.

«С нашей вакциной, - рассказывает Любовь Козловская, заведующая отделом актуальных и вновь возникающих инфекций с пандемическим потенциалом Центра им. Чумаквоа - все, думаю, довольно понятно. Было ясно, что нам придется ее разрабатывать на том, что есть. У нас есть готовая платформа для инактивированных вакцин (имеется в виду вакцина против клещевого энцефалита - прим. автора). Когда ты производишь вакцину на существующей платформе, на существующей технологии, можно предполагать, какая у нее будет длительность иммунного ответа, как быстро поднимутся и какими приблизительно будут титры антител, какие будут побочные реакции и как можно их избежать» [1].

Исследование безопасности

Любая новая вакцина сначала проходит доклинические исследования на животных, в которых используют разные дозировки препарата и схемы вакцинации, оценивая его иммуногенность и безопасность. Аллергенность обычно проверяют на кроликах, хроническую токсичность - на морских свинках. Дальше любителям животных лучше не читать, потому что оценкой иммуногенности и фиксацией реакций дело не заканчивается: привитых животных заражают вирусом и через определенное время убивают. Исследователи проводят вскрытие, чтобы убедиться, что вакцина не вызывает антитело-зависимое усиление инфекции и не оказывает токсическое влияние на внутренние органы.

Исследования эффективности

Так как инактивированные вирусы не заражают клетки, на них формируется в основном адаптивный (антительный) иммунный ответ. Однако для более эффективной защиты от болезни необходимо активировать и Т-клеточное звено - представить фрагменты антигена Т-клеткам, некоторые популяции которых обладают памятью и быстро активируются при встрече с уже знакомыми патогенами. Для инактивированной вакцины - это довольно трудная задача.

Click to view

Не знаю как обстоят дела с Т-клеточным ответом на вакцину от «Вектора» - пока обнародованы данные только по препарату Центра им. Чумакова: предварительные результаты экспериментов на мышах показывают, что после вакцинации формируется пул Т-клеток, которые начинают делиться при повторной встрече с антигеном [1].

По словам Любови Козловской из Центра им. Чумакова, самый творческий подход можно проявлять при проверке иммуногенности. Можно «взять тех животных, которые, как вы считаете, вам лучше подойдут. Все, что регламентировано, - это то, что их должно быть два вида. В нашем случае это были мыши и обезьяны-мармозеты. С ними немножко проще работать, чем с большими [приматами]. У нас есть своя колония, и это облегчает задачу. Ну и приматы значительно ближе к человеку, чем любая мышь» [1].

Чтобы понять вызывает ли вакцина иммунный ответ (хотя это не равно защите от заболевания), у привитых животных и добровольцев берут кровь на анализ. Антительный ответ проверяют, добавляя к крови возбудитель или его фрагменты, и подсчитывают количество «напавших» на него антител. Так как в случае с SARS-CoV-2 особое внимание уделяется нейтрализующим антителам (они не дают вирусу заражать клетки), то проверяют и их: подмешивают получившийся «кровавый коктейль» из вирусов и антител к клеткам, выращенным в лаборатории (in vitro), и смотрят сколько надо антител, чтобы клетки не заражались. Знакомое всем слово «титр» означает максимальное разведение сыворотки крови, при котором наблюдается эффект [2].

Т-клеточный ответ проверяют несколькими способами: чаще всего к образцам крови добавляют вирусы или их частицы и наблюдают начинают ли активно размножаться Т-лимфоциты, также измеряют количество гамма-интерферона, который Т-клетки выделяют в ходе активации [2].

Тем не менее по словам заведующего лабораторией сравнительной и функциональной геномики Института биоорганической химии РАН Юрия Лебедева, «Пролиферация Т-клеток при искусственно добавленном антигене в лабораторных условиях и повторная активация - не совсем строгий тест» [1]. То есть точно измерить Т-клеточный ответ и его эффективность этими двумя методами нельзя.

Будут ли эти вакцины эффективны против заболевания покажут исследования III фазы (о фазах клинических исследований читайте здесь) и массовые прививки (если до этого дойдет дело). В данный момент к третьей фазе подошла только вакцина от «Вектора», препарат Центра им. Чумакова готовится к первым испытаниям на людях.

Автор: Анна Ремиш, научный журналист и главный редактор журнала Mommy's Mag.

Текст запрещен к копированию без моего письменного разрешения.

Моя группа про прививки в фейсбук Inter nos

Сноска:
* Некоторые партии инактивированной полиоакцины компании Cutter Laboratories содержали частично живые вирусы полиомиелита. В результате прививок ими у 204 детей развился паралич, 10 человек умерли.

Источники:
1. «Мертвая вода», N+1
2. «Разложение по векторам», N+1