Kā tiek radīta koronavīrusa vakcīna un vai tā var apturēt pandēmiju

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Negaidīti nav nepieciešams paātrināt darbu pie vakcīnas.

Desmitiem biotehnoloģiju uzņēmumu un zinātnisko institūciju sacenšas pret pandēmiju, lai radītu dažādas vakcīnas iespējas jaunajam SARS CoV 2 koronavīrusam. Noskaidrojam, kādas tehnoloģijas tiek izmantotas to izstrādei, cik ilgs laiks paies, līdz varēs vakcinēt Covid-19 vakcīnu un vai topošā vakcīna spēs apturēt pandēmiju.

Katru reizi, kad cilvēce saskaras ar jaunu infekciju, vienlaicīgi sākas trīs sacīkstes: par zālēm, testu sistēmu un vakcīnu. Pagājušajā nedēļā Rospotrebnadzor Zinātniskais centrs sāka testēt vakcīnu pret jauno koronavīrusu, testējot pretkoronavīrusa vakcīnu uz dzīvniekiem, un ASV sākas NIH klīniskā izpēte par pētāmo vakcīnu pret COVID-19. Vai tas nozīmē, ka uzvara pār epidēmiju ir tuvu?

Saskaņā ar PVO datiem aptuveni 40 laboratorijas visā pasaulē ir paziņojušas par COVID-19 kandidātvakcīnu DRAFT ainavu - 2020. gada 20. martā, ka tās izstrādā vakcīnas pret koronavīrusu. Un, neskatoties uz to, ka viņu vidū ir izteikti līderi - piemēram, Ķīnas uzņēmums CanSino Biologics, kas saņēma REKOMBINANTĀS NOVĀRUS KORONAVĪRUMA VAKCĪNAS (ADENOVĪRUSA 5. TIPA VEKTORS) APSTIPRINĀTA KLĪNISKĀS IZMĒĢIJAS atļauju izmēģinājumiem ar cilvēkiem, un amerikāņu Moderna, kas jau ir saņēmis. tos sākuši, - Šobrīd ir grūti prognozēt, kurš no uzņēmumiem uzvarēs šajās sacīkstēs, un pats galvenais, vai vakcīnu izstrāde apsteigs koronavīrusa izplatību. Panākumi šajās sacīkstēs ir atkarīgi ne tikai no ieroča izvēles, tas ir, no principa, pēc kura tiek veidota vakcīna.

Miris vīruss ir slikts vīruss

Skolu mācību grāmatās viņi parasti raksta, ka vakcinācijai izmanto nogalinātu vai novājinātu patogēnu. Bet šī informācija ir nedaudz novecojusi. "Inaktivētas (" nogalinātas ". - Aptuveni N + 1.) Un novājinātas (novājinātas - Apm. N + 1.) Vakcīnas tika izgudrotas un ieviestas pagājušā gadsimta vidū, un tās ir grūti uzskatīt par modernām, - sarunā ar N +1 skaidro Lomonosova Maskavas Valsts universitātes Bioloģijas fakultātes Virusoloģijas katedras vadītāja Olga Karpova. - Tas ir dārgs. To ir grūti transportēt un uzglabāt, daudzas vakcīnas tādā stāvoklī nonāk tur, kur tās ir vajadzīgas (ja mēs runājam, piemēram, par Āfriku), kad tās vairs nevienu neaizsargā.

Turklāt tas nav drošs. Lai iegūtu lielu "nogalinātā" vīrusa devu, vispirms ir jāiegūst liels daudzums dzīvu, un tas palielina prasības laboratorijas aprīkojumam. Pēc tam to nepieciešams neitralizēt - šim nolūkam viņi izmanto, piemēram, ultravioleto vai formalīnu.

Bet kur ir garantija, ka starp daudzajām "mirušajām" vīrusu daļiņām vairs nebūs tādu, kas varētu izraisīt slimības?

Ar novājinātu patogēnu tas ir vēl grūtāk. Tagad, lai novājinātu, vīruss ir spiests mutēt, un tad tiek atlasīti vismazāk agresīvie celmi. Bet tas rada vīrusu ar jaunām īpašībām, un ne visas no tām var iepriekš paredzēt. Atkal, kur ir garantija, ka, nonākot organismā, vīruss neturpinās mutāciju un neradīs "pēcnācējus" vēl "ļaunākus" nekā oriģināls?

Tāpēc gan "nogalinātie", gan "nenogalinātie" vīrusi mūsdienās tiek izmantoti reti. Piemēram, starp mūsdienu gripas vakcīnām "novājinātie patogēni" ir mazākumā - Nākamās paaudzes gripas vakcīnas: iespējas un izaicinājumi ir mazākumā - ir sakārtotas tikai 2 no 18 vakcīnām, kas Eiropā un ASV apstiprinātas līdz 2020. gadam. No vairāk nekā 40 vakcīnu projektiem pret koronavīrusu tikai viens tiek organizēts pēc šī principa - ar to nodarbojas Indijas seruma institūts.

Sadaliet un vakcinējiet

Daudz drošāk ir imūnsistēmu iepazīstināt nevis ar visu vīrusu, bet gan ar atsevišķu tā daļu. Lai to izdarītu, jums ir jāizvēlas proteīns, pēc kura cilvēka "iekšējā policija" varēs precīzi atpazīt vīrusu. Parasti tas ir virsmas proteīns, ar kura palīdzību patogēns iekļūst šūnās. Tad jums ir jāiegūst kāda šūnu kultūra, lai ražotu šo proteīnu rūpnieciskā mērogā. Tas tiek darīts ar gēnu inženierijas palīdzību, tāpēc šādas olbaltumvielas sauc par gēnu inženierijas jeb rekombinantām.

"Es uzskatu, ka vakcīnām ir jābūt rekombinantām, un nekam citam," saka Karpova. - Turklāt tām ir jābūt vakcīnām uz nesējiem, tas ir, vīrusa olbaltumvielām ir jābūt uz kāda veida nesēja. Fakts ir tāds, ka paši par sevi tie (olbaltumvielas) nav imunogēni. Ja kā vakcīnu izmanto mazmolekulāros proteīnus, tiem neveidosies imunitāte, organisms uz tiem nereaģēs, tāpēc nesējdaļiņas ir absolūti nepieciešamas.

Kā šādu nesēju Maskavas Valsts universitātes pētnieki ierosina izmantot tabakas mozaīkas vīrusu. Tabakas mozaīkas vīruss - "Wikipedia" (šis, starp citu, ir pats pirmais vīruss, ko atklāj cilvēki). Parasti tas izskatās kā tievs kociņš, bet uzkarsēts iegūst bumbiņas formu. "Tas ir stabils, tam ir unikālas adsorbcijas īpašības, tas piesaista proteīnus sev," saka Karpova. "Uz tās virsmas varat novietot mazus proteīnus, pašus antigēnus." Ja jūs pārklājat tabakas mozaīkas vīrusu ar koronavīrusa olbaltumvielām, tad ķermenim tas pārvēršas par SARS - CoV - 2 vīrusa daļiņas imitāciju. "Tabakas mozaīkas vīruss," atzīmē Karpova, "ir efektīvs imūnstimulants ķermenim. Tajā pašā laikā, tā kā augu vīrusi nevar inficēt dzīvniekus, tostarp cilvēkus, mēs ražojam absolūti drošu produktu.

Dažādu ar rekombinantiem proteīniem saistīto metožu drošība ir padarījusi tās par populārākajām – šādu proteīnu koronavīrusam šobrīd cenšas iegūt vismaz ducis uzņēmumu. Turklāt daudzi izmanto citus nesējvīrusus - piemēram, adenovīrusu vektorus vai pat modificētus dzīvos masalu un baku vīrusus, kas inficē cilvēka šūnas un vairojas tur kopā ar koronavīrusa proteīniem. Tomēr šīs metodes nav ātrākās, jo ir nepieciešams izveidot in-line proteīnu un vīrusu ražošanu šūnu kultūrās.

Kailie gēni

Olbaltumvielu ražošanas posmu šūnu kultūrā var saīsināt un paātrināt, liekot organisma šūnām pašām ražot vīrusu proteīnus. Gēnu terapijas vakcīnas darbojas pēc šāda principa – cilvēka šūnās var ievietot “kailu” ģenētisko materiālu – vīrusa DNS vai RNS. DNS šūnās parasti ievada, izmantojot elektroporāciju, tas ir, līdz ar injekciju cilvēks saņem gaismas izlādi, kā rezultātā palielinās šūnu membrānu caurlaidība, un DNS pavedieni nokļūst iekšā. RNS tiek piegādāts, izmantojot lipīdu pūslīšus. Tā vai citādi šūnas sāk ražot vīrusu proteīnu un demonstrēt to imūnsistēmai, un tas izvērš imūnreakciju pat tad, ja vīrusa nav.

Šī metode ir diezgan jauna, pasaulē nav tādu vakcīnu, kas darbotos pēc šāda principa.

Neskatoties uz to, saskaņā ar PVO datiem, septiņi uzņēmumi vienlaikus cenšas izveidot vakcīnu pret koronavīrusu, pamatojoties uz to. Tas ir ceļš, ko iet Moderna Therapeutics, amerikāņu līderis vakcīnu sacensībā. Viņu sev izvēlējās arī vēl trīs sacensību dalībnieki no Krievijas: Vector Zinātniskais centrs Novosibirskā (saskaņā ar Rospotrebnadzor teikto, viņš vienlaikus testē pat sešus vakcīnu dizainus, un viens no tiem ir balstīts uz RNS), Biocad un Zinātniskais un klīniskais Precīzijas un reģeneratīvās medicīnas centrs cena Kazaņa.

"Principā nav tik grūti izveidot vakcīnu," saka Alberts Rizvanovs, centra direktors, Kazaņas Federālās universitātes Fundamentālās medicīnas un bioloģijas institūta Ģenētikas katedras profesors. "Gēnu terapijas vakcīnas ir visātrākās attīstības ziņā, jo ar to pietiek, lai izveidotu ģenētisku konstrukciju." Vakcīnai, pie kuras tiek strādāts Centrā, būtu jāšauj uzreiz pa vairākiem mērķiem: šūnās vienlaikus tiek ievadīta DNS virkne ar vairākiem vīrusa gēniem. Rezultātā šūnas ražos nevis vienu vīrusa proteīnu, bet vairākus uzreiz.

Turklāt, pēc Rizvanova domām, DNS vakcīnas ražošanā var būt lētākas nekā citas. "Mēs būtībā esam kā Kosmoss X," joko zinātnieks. - Mūsu prototipa izstrāde maksā tikai dažus miljonus rubļu. Tomēr prototipu izstrāde ir tikai aisberga redzamā daļa, un testēšana ar dzīvu vīrusu ir pavisam cita kārtība.

Perioditātes un viltības

Kad vakcīnas no teorētiskās izstrādes tiek pārveidotas par pētniecības objektiem, šķēršļi un ierobežojumi sāk augt kā sēnes. Un finansējums ir tikai viena no problēmām. Pēc Karpovas teiktā, Maskavas Valsts universitātei jau ir vakcīnas paraugs, taču turpmākai pārbaudei būs nepieciešama sadarbība ar citām organizācijām. Nākamajā solī viņi plāno pārbaudīt drošību un imunogenitāti, un to var izdarīt universitātes sienās. Bet, tiklīdz būs jāizvērtē vakcīnas efektivitāte, būs jāstrādā ar slimības izraisītāju, un izglītības iestādē tas ir aizliegts.

Turklāt būs nepieciešami īpaši dzīvnieki. Fakts ir tāds, ka parastās laboratorijas peles nesaslimst ar visiem cilvēka vīrusiem, un arī slimības attēls var būt ļoti atšķirīgs. Tāpēc vakcīnas bieži tiek pārbaudītas ar seskiem. Ja mērķis ir strādāt ar pelēm, tad nepieciešamas ģenētiski modificētas peles, kuras savās šūnās pārnēsā tieši tos pašus receptorus, pie kuriem pacienta organismā "pieķeras" koronavīruss. Šīs peles nav lētas Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT (desmitiem vai divdesmit tūkstošiem dolāru par līniju). Tiesa, dažreiz jūs varat ietaupīt naudu - nopirkt tikai dažus īpatņus un audzēt tos laboratorijā, taču tas pagarina preklīniskās pārbaudes posmu.

Un, ja vēl spējam atrisināt finansēšanas problēmu, tad laiks paliek nepārvaramas grūtības. Pēc Rizvanova teiktā, vakcīnu izstrādei parasti nepieciešami mēneši un gadi. "Reti mazāk par gadu, parasti vairāk," viņš saka. Federālās biomedicīnas aģentūras (viņi izstrādā vakcīnu uz rekombinantā proteīna bāzes) vadītāja Veronika Skvorcova ierosināja, ka Krievijas FMBA pirmos koronavīrusa vakcīnas prototipu testu rezultātus saņems 2020. gada jūnijā, ka gatava vakcīna varētu parādīties 2020. gada jūnijā. 11 mēneši.

Ir vairāki posmi, kuros procesu var paātrināt. Acīmredzamākā ir attīstība. Amerikāņu kompānija Moderna ir uzņēmusies vadību, jo tā jau ilgu laiku izstrādājusi mRNS vakcīnas. Un, lai izveidotu vēl vienu, viņiem pietika ar jaunā vīrusa atšifrēto genomu. Arī Krievijas komandas no Maskavas un Kazaņas jau vairākus gadus strādā pie savas tehnoloģijas un paļaujas uz savu iepriekšējo vakcīnu pārbaužu rezultātiem pret citām slimībām.

Ideāla būtu platforma, kas ļauj ātri izveidot jaunu vakcīnu no veidnes. Pētnieki no Maskavas Valsts universitātes izstrādā šādus plānus.

"Uz mūsu daļiņas virsmas," saka Karpova, "mēs varam novietot vairāku vīrusu proteīnus un vienlaikus aizsargāt pret COVID-19, SARS un MERS. Mēs pat domājam, ka varam novērst šādus uzliesmojumus nākotnē. Ir 39 koronavīrusi, daži no tiem ir tuvi cilvēka koronavīrusiem, un ir pilnīgi skaidrs, kas ir sugas barjeras pārvarēšana (vīrusa “pārlēkšana” no sikspārņiem uz cilvēku. - Piezīme N + 1.). Bet, ja ir tāda vakcīna kā Lego, mēs varam uzlikt kādu vīrusa proteīnu, kas kaut kur cēlies. Mēs to izdarīsim divu mēnešu laikā – nomainīsim vai pievienosim šīs olbaltumvielas. Ja šāda vakcīna būtu bijusi pieejama 2019. gada decembrī un cilvēki būtu vakcinēti vismaz Ķīnā, tas nebūtu izplatījies tālāk.

Nākamais posms ir preklīniskā pārbaude, tas ir, darbs ar laboratorijas dzīvniekiem. Tas nav garākais process, taču to var uzvarēt uz tā rēķina, ja to apvieno ar klīniskiem pētījumiem ar cilvēkiem. Moderna tieši to arī izdarīja – uzņēmums aprobežojās ar ātru drošības pārbaudi un tieši sāka pētīt cilvēkus. Tomēr ir vērts atcerēties, ka zāles, ko viņa mēģina, ir viena no drošākajām. Tā kā Moderna neizmanto vīrusus vai rekombinantos proteīnus, ir ļoti maza iespēja, ka brīvprātīgajiem būs blakusparādības - imūnsistēmai vienkārši nav uz ko agresīvi reaģēt. Sliktākais, kas var notikt, ir tas, ka vakcīna ir neefektīva. Bet tas vēl ir jāpārbauda.

Bet vakcīnu ražošana acīmredzot nav ierobežojošs posms. "Tas nav sarežģītāks par parasto rekombinanto proteīnu biotehnoloģisko ražošanu," skaidro Rizvanovs. Pēc viņa teiktā, rūpnīca dažu mēnešu laikā var saražot miljons šādas vakcīnas devu. Olga Karpova sniedz līdzīgu aprēķinu: trīs mēneši miljonam devu.

Vai jums ir nepieciešama vakcīna?

Tas, vai ir vērts samazināt klīniskos pētījumus, ir strīdīgs jautājums. Pirmkārt, tas pats par sevi ir lēns process. Daudzos gadījumos vakcīna jāievada vairākos posmos: ja vīruss organismā nevairojas pats no sevis, tad tas ātri tiek izvadīts, un tā koncentrācija nav pietiekama putnu gripas A vīrusa pandēmijas gatavība un vakcīnas izstrāde, lai izraisītu nopietnu imunitāti. atbildi. Tāpēc pat vienkārša efektivitātes pārbaude prasīs vismaz vairākus mēnešus, un mediķi gatavojas veselu gadu uzraudzīt vakcīnas drošību brīvprātīgo veselībai.

Otrkārt, COVID-19 ir tas gadījums, kad paātrināt izmēģinājumus ar cilvēkiem daudziem šķiet nepraktiski.

Mirstība no šīs slimības mūsdienās tiek lēsta dažos procentos, un šī vērtība, visticamāk, vēl vairāk samazināsies, tiklīdz kļūs skaidrs, cik cilvēku ar šo slimību ir pārcietuši asimptomātiski. Bet vakcīna, ja tā tiks izgudrota tagad, būs jāievada miljoniem cilvēku, un pat nelielas blakusparādības var izraisīt slimību un nāves gadījumu skaitu, kas ir salīdzināms ar pašu infekciju. Un jaunais koronavīruss nebūt nav pietiekami "dusmīgs", lai, Rizvanova vārdiem runājot, "pilnībā atmestu visus drošības apsvērumus". Zinātnieks uzskata, ka pašreizējā situācijā karantīna ir visefektīvākā.

Tomēr, pēc Karpovas teiktā, tuvākajā laikā nav steidzamas nepieciešamības pēc vakcīnas. "Pandēmijas laikā cilvēki nav jāvakcinē, tas neatbilst epidēmijas noteikumiem," viņa skaidro.

Viņai piekrīt RUDN universitātes Infektoloģijas katedras vadītāja Gaļina Koževņikova. “Epidēmijas laikā vakcinācija nav ieteicama vispār, pat rutīna, kas ir iekļauta vakcinācijas kalendārā. Jo nav garantijas, ka cilvēkam nav inkubācijas perioda, un, ja šajā brīdī tiek uzlikta vakcīna, ir iespējami nevēlami notikumi un vakcinācijas efektivitātes samazināšanās,” atbildot uz N+1 jautājumu, sacīja Koževņikova.

Viņa piebilda, ka ir gadījumi, kad ārkārtas vakcinācija ir nepieciešama veselības apsvērumu dēļ, situācijā, kad runa ir par dzīvību un nāvi. Piemēram, Sibīrijas mēra uzliesmojuma laikā Sverdlovskā 1979. gadā visi tika vakcinēti, tūkstošiem cilvēku tika steidzami vakcinēti, bet 1959. gadā Maskavā Kokorekina atvestā baku uzliesmojuma laikā Aleksejs Aleksejevičs - mākslinieka Alekseja Kokorekina "Vikipēdija" no Indijas.

“Bet koronavīruss absolūti nav tāds stāsts. No notiekošā mēs redzam, ka šī epidēmija attīstās saskaņā ar klasiskajiem akūtu elpceļu slimību likumiem,”saka Koževņikova.

Tādējādi vakcīnu izstrādātāji vienmēr atrodas neērtā situācijā. Kamēr nav vīrusa, ir gandrīz neiespējami izveidot vakcīnu. Tiklīdz vīruss parādījās, izrādās, ka to vajadzēja izdarīt aizvakar. Un, kad tas atkāpjas, ražotāji zaudē savus klientus.

Tomēr ir jāievada vakcīna. Iepriekšējo koronavīrusu infekciju uzliesmojumu laikā tas nav noticis - gan MERS, gan SARS beidzās pārāk ātri, un pētījumi zaudēja finansējumu. Bet, ja SARS gadījumu pasaulē nav bijis kopš 2004. gada, tad pēdējais MERS gadījums ir datēts ar 2019. gadu, un neviens nevar garantēt, ka uzliesmojums neatkārtosies. Turklāt vakcīna pret iepriekšējām infekcijām varētu nodrošināt stratēģisku platformu turpmāko vakcīnu izstrādei.

Karpova atzīmē, ka pat pēc šī Covid-19 uzliesmojuma izzušanas ir iespējams vēl viens uzliesmojums. Un šajā gadījumā valstij vajadzētu būt gatavai vakcīnai."Šī nav tāda veida vakcīna, ar kuru visi cilvēki tiks vakcinēti kā pret gripu," viņa saka. "Bet ārkārtas situācijā ar jaunu uzliesmojumu valstij vajadzētu būt šādai vakcīnai, kā arī testēšanas sistēmai."

Koronavīruss. Inficēto skaits:

243 093 598

pasaulē

8 131 164

Krievijā Skatīt karti