Более 100 групп по всему миру пытаются создать эффективную вакцину против COVID-19. Для разработки привлечены все научные и медицинские центры. Вакцина может работать в одних случаях заболевания и совершенно быть неэффективной в других. Какие методы используются и почему изготовить универсальную вакцину пока не удаётся?
В то время как в разработке находятся десятки вариантов вакцины, существует лишь несколько способов, чтобы сделать эффективную. Каждая стратегия имеет свой собственный набор преимуществ или недостатков.
А ЧТО ТАКОЕ ВАКЦИНА?
Вакцины работают, обманывая вашу иммунную систему, которая «думает», что она подвергается атаке вируса. Ваша иммунная система начинает вырабатывает антитела, которые заточены под конкретный вирус. Таким образом, если вы подвергаетесь воздействию этого вируса в будущем, ваше тело может быстро уничтожить его, прежде чем вы успеете серьёзно заболеть.
Запуск иммунного ответа на вирус требует двух основных компонентов: немного самого вируса, чтобы организм знал, что он ищет, и какой-то раздражитель, чтобы заставить иммунную систему действовать в защитном режиме.
Различные подходы к разработке вакцин включают эти два компонента по-разному. Ниже приведено краткое изложение четырёх основных подходов, которыми пользуются учёные.
ВАКЦИНЫ НА ОСНОВЕ ГЕНОВ
- БЕЗДОКАЗАТЕЛЬНО, НО БЫСТРО И ЛЕГКО СДЕЛАТЬ
- ОДОБРЕНО ДЛЯ: НЕТ НИКАКИХ ОДОБРЕННЫХ ВАКЦИН ДЛЯ ЛЮДЕЙ, КОТОРЫЕ ИСПОЛЬЗУЮТ ЭТОТ МЕТОД
Вакцины на основе генов – это сильно раздутый аутсайдер в гонке за созданием коронавирусной вакцины. Большинство кандидатов на вакцину основаны на генах. Фармацевтическая компания Moderna, которая быстрее всех начала тестировать свою вакцину на добровольцах в США, имеет вакцину на основе генов. Так же как и Pfizer, также находящийся в клинических испытаниях.
Вместо того, чтобы напрямую доставлять биты вируса в иммунную систему для целевой практики, вакцины на основе генов дают организму инструменты, чтобы он смог создать их самостоятельно. Вакцины состоят из кусочков генетического материала, либо РНК, либо ДНК, которые кодируют инструкции по созданию белка. Затем РНК или ДНК поступает в клетки, которые читают инструкции и производят копии белка для иммунной системы, чтобы сплотиться против него.
ВМЕСТО ТОГО, ЧТОБЫ ПРОИЗВОДИТЬ ВАКЦИНУ ВНЕ ПАЦИЕНТА, ВЫ ЗАСТАВЛЯЕТЕ ПАЦИЕНТА СДЕЛАТЬ СВОЮ СОБСТВЕННУЮ ВАКЦИНУ.
Большинство коронавирусных вакцин, использующих этот метод, вводят ген, который кодирует немного белка на внешней стороне вируса, называемого спайковым белком. Вирус зависит от Спайка белка, чтобы прорваться в клетки и размножаться. Если иммунная система обучена распознавать и блокировать этот белок, вирус не может атаковать клетки и продолжать распространяться.
Плюсы: эти типы вакцин относительно легко сделать фармацевтическим компаниям, как только они узнают генетическую последовательность, на которую они нацелены. Вот почему Moderna смогла так быстро подготовить вакцину и начать тестировать её на людях. Они также легки для того чтобы изготовить: если они работают, то компании смогли быстро произвести миллионы доз.
Минусы: но несмотря на их простоту и десятилетия работы, генные вирусы все ещё в значительной степени экспериментальны, по крайней мере для людей. Ещё никогда не существовало вакцины на основе генов, одобренной Управлением по контролю за продуктами и лекарствами. Если генная коронавирусная вакцина выйдет на финишную прямую, она станет первой в своём роде.
РНК-и ДНК-вакцины иногда хорошо работают у таких животных, как мыши, но они неэффективны для людей, так как до получения защитной реакции уничтожались иммунной системой. Это может быть потому, что эти вакцины недостаточно хороши для стимулирования иммунной системы и последующего создания антител.
ИНАКТИВИРОВАННЫЙ ВИРУС
- ДОКАЗАНО, НО ТРУДНО ИЗГОТОВИТЬ
- ОДОБРЕНО ДЛЯ: ПОЛИОМИЕЛИТА, ГРИППА
Инактивированные вирусные вакцины – известны ещё с уроков биологии по программе для средних школ. Учёные могут взять вирус и убить его с помощью тепла или радиации, сделав его безвредным, но все ещё узнаваемым иммунной системой. Несколько китайских компаний разрабатывают коронавирусные вакцины с использованием этого метода. Одна компания, Sinovac, показала, что ее вакцина может защитить обезьян от COVID-19. Испытания на людях продолжаются.
Плюсы: эти типы вакцин существуют уже несколько десятилетий, и учёные хорошо их знают. Это тип вакцины, которую Джонас Солк создал для борьбы с полиомиелитом.
Поскольку эти вакцины содержат цельный (но нереплицирующийся) вирус, они являются хорошими раздражителями для иммунной системы. У него есть бактериальные клеточные стенки и всевозможные вирусные капсулы, белки и вещи, которые очень сильно стимулируют иммунитет.
Минусы: В отличие от вакцин на основе генов, инактивированные вирусные вакцины трудно сделать. У производителей есть опыт работы с ними, но им приходится выращивать и огромные количества вируса. Это очень медленный процесс. Иммунитет, вырабатываемый этими типами вакцин, также имеет тенденцию к ослаблению, и людям могут понадобиться бустерные уколы.
Целые вирусные вакцины также более вероятно приходят с побочными эффектами, такими как лёгкая лихорадка или болезненность мышц. Но люди скорее всего будут испытывать некоторую болезненность, а это не означает, что они будут невосприимчивы к КОВИД-19.
АДЕНОВИРУСНЫЕ ВЕКТОРНЫЕ ВАКЦИНЫ
- ХОРОШО ПРОВОЦИРУЕТ ИММУННЫЙ ОТВЕТ, НО ВСЕ ЕЩЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО
- ОДОБРЕНО ДЛЯ: НЕТ НИКАКИХ ОДОБРЕННЫХ ВАКЦИН ДЛЯ ЛЮДЕЙ, КОТОРЫЕ ИСПОЛЬЗУЮТ ЭТОТ МЕТОД
В целом, живая вакцина является одним из лучших способов создать длительный иммунитет. Именно эта стратегия используется для производства вакцин от кори и ветряной оспы. Они сделаны из живых — но сильно ослабленных-версий вирусов. Вирусы настолько слабы, что они не делают вас больным, но они все ещё заставляют ваше тело думать, что оно инфицировано и отключает иммунную систему.
Однако требуется много времени, чтобы изменить вирус так, чтобы он стал слабым и достаточно безопасным для использования в качестве вакцины. Чтобы ускорить процесс, разработчики вакцин даже не пытаются сделать это со всем коронавирусом. Вместо этого некоторые команды вводят участки гена коронавируса в ослабленные, живые версии других вирусов.
Эти вирусы, называемые аденовирусами, обычно вызывают такие симптомы, как диарея или розовый глаз. Учёные уже разрушили их до ослабленного состояния, так что они безвредны. Оксфордский университет к сентябрю обещает создать вакцину с использованием аденовируса.
Эти вакцины работают почти как вакцины на основе генов: инженерный аденовирус сбрасывает часть генетического материала от коронавируса, обычно часть, которая кодирует спайковый белок, в клетки. Затем клетки создают копии этого белка. В этом случае аденовирус отвечает за активацию иммунной системы, поскольку это живой вирус, он делает результаты ожидаемыми и причём очень хорошо.
Плюсы: поскольку эта вакцина основана на ослабленном, но живом вирусе, иммунная система даёт сильный ответ против него. Когда живая, ослабленная вакцина работает, они, как правило, дают вам более длительный иммунитет и более прочный и долговечный иммунитет.
С ЭТИМИ ВАКЦИНАМИ ОДНОГО УКОЛА МОЖЕТ БЫТЬ ДОСТАТОЧНО — ВАМ НЕ ПОНАДОБИТСЯ БУСТЕР
Минусы: Несмотря на то, что регулярно используются живые вирусные вакцины, платформы аденовируса все ещё экспериментальны. Они никогда не применялись для лечения инфекционных заболеваний. Существует также озабоченность, что некоторые люди могут быть невосприимчивы к аденовирусу, который прогоняет ген коронавируса из организма. Аденовирусы распространены по всей планете. Несмотря на то, что исследовательские группы используют аденовирусы, которые являются относительно редкими, некоторые люди, возможно, сталкивались с ними ранее — поэтому вакцина для них работать не будет.
БЕЛКОВАЯ СУБЪЕДИНИЦА ВАКЦИНЫ
- ХОРОШО ИЗВЕСТНАЯ ПЛАТФОРМА, НО ТРУДНО МАСШТАБИРОВАТЬ
- ОДОБРЕНО ДЛЯ: ВПЧ
Белковые субъединицы вакцины непосредственно поставляют определённый бит вируса. Поэтому учёные хотят, чтобы люди разрабатывали антитела, а не ген для белка. Для коронавируса, в большинстве случаев, это спайковый белок. Эти вакцины содержат копии спайкового белка и немного чего-то, что стимулирует иммунную систему.
Вакцина против ВПЧ использует этот метод, и это подход, который многие учёные используют в своих усилиях по созданию универсальной вакцины против гриппа.
Плюсы: учёные знакомы с этим подходом, и он хорошо работал для других типов заболеваний. “Мы очень хорошо знаем, что нам нужно делать", - говорит Кедл. Поскольку вакцина содержит только часть вируса, она также менее вероятно вызовет побочные эффекты.
Минусы: поскольку эти вакцины используют только часть вируса, они иногда не могут заставить организм генерировать достаточно сильный иммунный ответ, даже при наличии хорошего раздражителя. Людям часто требуется несколько уколов, чтобы создать достаточный иммунитет к болезни. Вот почему, например, большинство людей получают множественные дозы вакцины против ВПЧ.
ВО ВРЕМЯ ПАНДЕМИИ, СОЗДАНИЕ ДОСТАТОЧНОГО КОЛИЧЕСТВА ВАКЦИН, ЧТОБЫ ДАТЬ КАЖДОМУ ЧЕЛОВЕКУ УКОЛ, ЯВЛЯЕТСЯ ОГРОМНОЙ ПРОБЛЕМОЙ
Создание белка также является сложной задачей. Разработчики должны убедиться, что версия спайк-белка, которую они строят, имеет те же свойства, что и тот, который естественно находится на вирусе. Дозирование их до масштаба является очень сложной задачей. Это не невозможно, но это вызов для всего научного мира.
ПРАКТИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
При разработке коронавирусной вакцины никто не знает, какая стратегия или какой варианта будет работать лучше всего.
Отсеивание списка вакцин требует времени. Фармакологичные компании начинают трудоёмкий процесс тестирования вакцин во все более крупных группах людей, и всем придётся подождать, чтобы увидеть, действительно ли кто-то развивает иммунитет к болезни после того, как им дают пробную вакцину. Они также должны следить за любыми проблемами безопасности, либо краткосрочными побочными эффектами, либо проблемами, которые возникают с течением времени.
Тестирование десятков вариантов одновременно, однако, повышает вероятность того, что некоторые из них будут успешными. Вероятно, нам понадобится больше одного, чтобы работать. Одна компания с одной эффективной вакциной не сможет сделать достаточно, чтобы удовлетворить спрос всего мира.
Дополнительная полезная информация:
· Новые симптомы коронавируса: что нужно знать родителям
· Как обезопасить себя от заражения коронавирусом?
· Коронавирус: какие существуют риски во время беременности?