Содержание
Грипп уносит жизни сотен тысяч человек каждый год. По оценкам ВОЗ, это число колеблется от 260 000 до 650 000 человек. Еще от 3 до 5 миллионов жителей земли серьезно больны этим заболеванием и сталкиваются с осложнениями, которые могут серьезно подорвать их здоровье.
Накануне очередной сезонной эпидемии и в разгар сезона вакцинации MedAboutMe пытается выяснить, зачем нужно делать прививку от гриппа каждый год? Какова надежда человечества на создание такой универсальной вакцины, которая раз и навсегда решит проблему защиты от гриппа?
Опасности общественных мест: как оставаться активным и не заражаться?
Лайфхаки для личной защиты от вирусов и бактерий в общественных и людных местах.
Вирус гриппа и его белки
Когда в организм попадает чужеродный антиген, наша иммунная система распознает, что это «чужой», и организует выработку антител. Антитела образуют комплексы с белками-антигенами, которые распознаются иммунными клетками и эффективно разрушаются.
Когда «знакомство» с антигенами происходит впервые, для запуска выработки антител требуется определенное время, в течение которого вирус, бактерия или другой возбудитель успевает нанести вред организму — человек заболевает. Но после выздоровления полученные им во время болезни антитела становятся частью огромной «базы данных террористов», текущей в нашей крови. При повторном контакте с одним и тем же возбудителем уже имеющиеся антитела сразу же завладевают им и препятствуют развитию болезни.
В настоящее время для вакцинации против гриппа используются субъединичные вакцины. То есть в организм вводятся только те компоненты вирусов и бактерий, которые являются антигенами и вызывают антителообразующую реакцию. Такими компонентами являются различные белки, распространяющие по поверхности патогенные микроорганизмы.
В вирусе гриппа это гемагглютинины (Н) и нейраминидаза (Н). Гемагглютинины используются в производстве вакцин. Их вводят в определенном количестве в организм прививаемого, и это вызывает процесс выработки антител. Вируса самого по себе нет, поэтому человек не болеет. А антитела тем временем получают.
Проблема в том, что поверхностные белки постоянно немного изменяются, а значит, могут не взаимодействовать с существующими антителами. Поэтому, несмотря на то, что человек привит от одного штамма вируса гриппа, он может заразиться другим штаммом.
Парадокс изменчивости вируса гриппа
Таким образом, самым большим препятствием для создания универсальной вакцины против гриппа является очень высокая степень изменчивости вируса. Каждый сезон появляются новые штаммы, с которыми человеческий иммунитет еще не знаком, что делает прошлогоднюю вакцину неэффективной и требует вакцинации новым препаратом согласно рекомендациям ВОЗ.
Однако наблюдения показывают, что существуют некоторые неявные ограничения разнообразия новых штаммов вируса. В действительности в разные эпидемические сезоны преобладают лишь несколько штаммов. Исследователи из Оксфордского университета в сентябрьской публикации 2018 года утверждают, что нашли ответ на этот парадокс изменчивости вируса гриппа — и, возможно, он станет ключом к разгадке секретов создания универсальной вакцины против гриппа.
По мнению исследователей, изменчивость компонентов вируса при контакте с иммунной системой ограничена, что и определяет пределы его развития. Так, белки штаммов вируса гриппа, доминировавших в 1977 и 2006 гг., защищали от заражения штаммом, циркулировавшим в 1934 г. Также показано, что антитела, выделенные из крови детей в возрасте от 6 до 12 лет, реагируют на штаммы вируса гриппа с которыми эти дети могут быть незнакомы из-за своего возраста.
Исследователи считают, что для создания универсальной вакцины следует использовать белки вируса, ответственные за так называемую перекрестную реактивность — так называется явление, когда антитела, специфичные к белку-антигену А, будут реагировать и на вирус белковый антиген. B, потому что у них есть сайты для взаимодействия с обоими белками. То есть ищите белки, максимально похожие у разных штаммов.
Почти универсальная вакцина против вируса гриппа А
В сентябре того же года другая группа исследователей из Института Каспара Вистара опубликовала данные о «почти универсальной» вакцине против гриппа. Наблюдения показывают, что в последние эпидемиологические сезоны (2013-2014, 2014-2015 и 2017-2018 гг.) доминировал вирус гриппа А (H3N2). В то же время в значительной части стран мира достаточно ожесточенно продолжались сезонные эпидемии. А в прошлом году эффективность вакцины, в состав которой входили, в том числе, антигенные белки А(H3N2), в некоторых штатах оказалась крайне низкой – смертность от гриппа и развившейся на его фоне пневмонии заметно возросла.
Чтобы решить проблему антигенного разнообразия вируса H3N2, исследователи проанализировали штаммы этого вируса с 1968 года по сегодняшний день. Используя полученную базу данных, они выделили 4 области вирусного генома, кодирующие одинаковые для всех штаммов гемагглютинины — те самые поверхностные белки, на которые реагирует иммунная система. Полученные последовательности были использованы для создания четырех ДНК-вакцин, которые в конечном итоге были смешаны в своего рода вакцинный коктейль.
Готовый продукт испытывали на мышах. Оказалось, что мыши, привитые «универсальной вакциной против гриппа А», выжили даже после введения количества вируса, в 10 раз превышающего среднюю летальную дозу. Контрольные мыши, получавшие плацебо, умерли через 6 дней после заражения.
В данном случае был использован аналогичный подход, описанный нами ранее, только в отношении генома вируса: найти гены, кодирующие наиболее сходные антигенные белки для разных штаммов.
От белков вируса гриппа — к РНК, кодирующей их
В августе 2018 года исследователи из Пенсильванского университета рассказали о своем комбинированном подходе к созданию универсальной вакцины. Как мы уже говорили ранее, одним из основных направлений в этой области является поиск общих антигенных белков для значительного числа штаммов вирусов и создание на их основе вакцин.
Американские исследователи в основном пошли по тому же пути. В качестве источников антигенов они также выбрали гемагглютинины. Эти белки, грибовидные и распределенные по поверхности вируса, состоят из «шапочки» и «ножки», причем именно в последнюю входят наиболее распространенные антигенные белки для гемагглютининов разных штаммов вируса.
Однако, в отличие от своих коллег, исследователи предложили вводить в организм человека не набор антигенных белков из «ножек» гемагглютининов, а кодирующую их информационную РНК (мРНК.
Факт!
мРНК, также известная как информационная РНК, представляет собой матрицу для производства белка. Он кодирует информацию о своей первичной структуре.
Если молекулы мРНК ввести в организм, дендритные клетки иммунной системы поглотят их и начнут производить белки, кодирующие эти мРНК. Получается, что антигенные белки вируса гриппа не будут поступать извне, а вырабатываются в самом организме, что даст гораздо более сильный и эффективный ответ иммунной системы в виде выработки антител.
Наблюдения за вакцинированными животными показали:
- Иммунный ответ сохранялся через 30 недель после вакцинации, а в конце этого периода иммунитет против вируса гриппа был более сильным через 4 недели после введения вакцины.
- Но самое главное, полученная таким «почти естественным» путем иммунная защита оказалась эффективной против нескольких подтипов вируса гриппа одновременно: штамма Н1 и подобного штамма, а также штамма Н5.
Молекулы мРНК, используемые в этих вакцинах, были модифицированы таким образом, что организм не распознает в них чужеродную РНК. Кроме того, они спрятаны в миниатюрных сферах с оболочкой из липидных наночастиц, которые помогают им проникать в клетки-мишени после инъекции.
То есть в данном случае также были взяты некоторые общие для разных штаммов белки, но выработка антител происходила более естественным путем и обеспечивала более эффективную защиту.
Выводы
- Идея использования поверхностных белков вирусов гриппа в качестве антигенов не нова. Таким образом, мир уже давно производит вакцины. Сегодня цель состоит в том, чтобы найти белки, которые можно найти в любом штамме вируса гриппа (в идеале) или, по крайней мере, в большинстве из них. Более того, эти белки должны быть доступны клеткам иммунной системы, поэтому внутренние белки вируса не подходят для изготовления вакцины.
- Параллельно исследователи ищут способы улучшить иммунный ответ. Известно, что иммунитет, полученный «естественным путем», сильнее иммунитета, полученного в результате классической вакцинации. Использование мРНК, кодирующей антигенные белки, является эффективным способом создания надежной иммунной системы.
- Все эти методы хороши и обязательно приведут к появлению в больницах и поликлиниках новых современных более эффективных вакцин. Но назвать их полностью универсальными все равно нельзя будет – пока это усовершенствование существующих методов профилактики. Итак, поиск продолжается. И вполне возможно, что в ближайшие годы ученые найдут ту самую универсальную вакцину, которая сотрет грипп с лица земли.
Скачайте приложение от гриппа и вакцинации