Екатерина Николаевна Горшкова, кандидат биологических наук, доцент кафедры Молекулярной биологии и иммунологии ННГУ им. Н.И. Лобачевского
История вакцин уходит более чем на два столетия назад. В конце XVIII века английский врач Эдвард Дженнер впервые показал, что заражение человека коровьей оспой способно защитить его от смертельной натуральной оспы. Этот эксперимент стал началом новой эры в медицине: впервые инфекцию попытались предотвратить, а не лечить её последствия. В последующие десятилетия вакцины превратились из любопытного наблюдения в мощный инструмент общественного здравоохранения. Благодаря развитию микробиологии, иммунологии и молекулярной биологии учёные смогли создавать препараты против всё большего числа заболеваний. За два столетия человечество прошло путь от первых попыток остановить эпидемию оспы до создания современных мРНК-вакцин и даже вакцин против некоторых форм рака. Этот путь — пример того, как фундаментальная наука в союзе с практической медициной может менять судьбу целых поколений.
Рождение идеи вакцинации
История победы над натуральной оспой началась в 1796 году, когда английский врач Эдвард Дженнер сделал мальчику Джеймсу Фиппсу прививку содержимым пустулы на руке доярки, переболевшей лёгкой коровьей оспой. Ребёнок не заболел натуральной оспой, и Дженнер опубликовал результаты. Его идея встретила сопротивление — от скептицизма коллег до религиозных аргументов, будто «человеку прививают коровьи черты». Однако эффективность метода оказалась настолько очевидной, что уже в начале XIX века его стали использовать даже при дворах европейских монархов: так, испанский король Карл IV распорядился привить свою семью, а в России императрица Мария Фёдоровна поддержала первые кампании вакцинации. Всего через несколько десятилетий метод распространился по всей Европе, а затем и по миру.
Век побед над эпидемиями
XIX–XX века стали эпохой, когда вакцинация постепенно превратилась из единичного эксперимента в массовую медицинскую практику. В 1885 году Луи Пастер представил вакцину против бешенства, положив начало современной микробиологии и иммунологии. В первой половине XX века были созданы вакцины против дифтерии, коклюша, столбняка, туберкулёза. В Советской России в 1919 году был принят декрет о всеобщей обязательной вакцинации против оспы. Вакцина БЦЖ против туберкулёза была впервые применена во Франции в 1921 году, а в СССР её внедрили в практику с 1926 года. Эти меры, наряду с другими профилактическими кампаниями, уже к середине века позволили резко снизить детскую смертность и постепенно вывести многие инфекции из числа основных причин гибели населения.
Полиомиелит, вызывавший ежегодные эпидемии с десятками тысяч парализованных детей, после введения инактивированной вакцины Джонаса Солка (1955) и живой оральной вакцины Альберта Сабина (1961) был практически устранён во многих странах. С 1988 года глобальная инициатива по ликвидации полиомиелита позволила сократить число случаев на 99,9%. Сегодня «дикий» вирус циркулирует только в Афганистане и Пакистане.
Корь — одна из самых заразных инфекций в мире: если в коллективе появляется больной, то без иммунитета заражаются почти все контактные. В середине XX века корь ежегодно уносила до двух миллионов жизней, особенно среди детей. Первая живая аттенуированная вакцина против кори была лицензирована в 1963 году в США, а вскоре аналогичные препараты начали использоваться и в других странах. Уже в 1970–80-е годы массовая иммунизация детей привела к резкому снижению смертности: сегодня, по данным ВОЗ, вакцинация ежегодно предотвращает более 20 миллионов случаев заболевания и около 4 миллионов смертей с момента её внедрения. Тем не менее для устойчивой элиминации кори необходим охват не менее 95% населения: малейшие «пробелы» в коллективном иммунитете ведут к вспышкам, что подтверждается недавними эпидемиями в Европе и США в регионах с низким уровнем доверия к вакцинации (Рис. 1). Именно поэтому корь нередко рассматривают как «лакмусовую бумажку» качества национальной системы здравоохранения и уровня научной грамотности общества.
Эволюция самих вакцин отражает прогресс биомедицины. Первые были живыми или инактивированными — использовались либо ослабленные патогены, либо убитые возбудители. Во второй половине XX века появились анатоксины и конъюгированные вакцины, которые сделали возможной профилактику бактериальных инфекций у детей раннего возраста, таких как гемофильная палочка типа b. В 1986 году внедрение первой рекомбинантной вакцины против вируса гепатита B открыло новую эру — «чистых» белковых антигенов.
Новые технологии и новые горизонты
XXI век принёс ещё более революционные платформы — векторные и мРНК-вакцины. Их главное преимущество — в скорости создания и адаптации. Пандемия COVID-19 стала «боевым крещением» этих технологий: уже через год после появления нового коронавируса были разработаны и массово внедрены мРНК-вакцины, показавшие высокую эффективность и безопасность. Принцип их действия основан на том, что в организм вводится молекула мРНК, кодирующая один из белков вируса (например, одного из белков на поверхности SARS-CoV-2). Клетки человека используют эту «инструкцию» для синтеза белка-антигена, который затем распознаётся иммунной системой и вызывает формирование защитных антител и клеток памяти. Таким образом, организм «обучается» встрече с возбудителем, не подвергаясь риску заболевания (Рис. 2). Впервые в истории стало возможным сократить путь от обнаружения нового патогена до массовой вакцинации с десятилетий и лет до считанных месяцев, что радикально изменило логику разработки вакцин и позволило на практике идти «в ногу» с эволюцией возбудителей.
Российская вакцина «Спутник V» была создана на иной платформе — это векторная вакцина, использующая аденовирус человека в качестве носителя гена коронавирусного белка. Её особенностью стала схема «двух разных векторов» (гетерологичная прайм-буст иммунизация), что позволило повысить иммунный ответ и уменьшить вероятность формирования невосприимчивости к самому вектору.
Таким образом, во время пандемии COVID-19 человечество сразу испытало две принципиально новые платформы — мРНК и векторные вакцины, каждая из которых имела свои преимущества, а вместе они продемонстрировали гибкость и масштабируемость современного иммунопрофилактического подхода.
Однако значение прививок выходит далеко за пределы инфекционной патологии. Сегодня мы можем говорить о «вакцинах против рака». Наиболее яркий пример — вакцина против вируса папилломы человека (HPV). Массовая вакцинация подростков в ряде стран привела к резкому снижению числа предраковых поражений и случаев онкологии. Фактически у новых поколений рак шейки матки может исчезнуть как массовое заболевание.
Другой пример — вакцинация против гепатита B, которая снижает риск гепатоцеллюлярной карциномы. Тайвань, одним из первых внедривший эту программу, через десятилетия получил значимое снижение смертности от рака печени у молодых. Таким образом, вакцинация стала не только инфекционной, но и онкологической профилактикой.
Кроме того, есть терапевтические направления. Классический пример — использование BCG-вакцины в лечении немышечно-инвазивного рака мочевого пузыря. Сегодня активно изучаются персонализированные мРНК-вакцины, нацеленные на индивидуальные опухолевые неоантигены. В клинических испытаниях они демонстрируют перспективные результаты в комбинации с иммунопрепаратами.
Экономическая эффективность вакцинации огромна. По данным ВОЗ, каждая вложенная единица средств в программы иммунизации в странах с низким и средним доходом возвращается в 16–44-кратном размере за счёт предотвращённых расходов на лечение, сохранённых жизней и поддержания трудоспособности. Это редкий пример вмешательства, которое одновременно гуманно и выгодно. Но значение вакцинации выходит далеко за рамки экономики: массовая иммунизация защищает не только каждого конкретного человека, но и общество в целом. Если достаточная доля населения получает прививку, формируется так называемый коллективный иммунитет: даже те, кто по медицинским показаниям не может быть вакцинирован (например, младенцы или люди с тяжёлыми иммунодефицитами), оказываются «экранированными» от инфекции. При низком охвате болезнь легко распространяется, но при высоком — цепочки передачи обрываются (Рис. 3).
Вызовы и будущее вакцинации
Несмотря на впечатляющие достижения, у вакцинации остаются и серьёзные вызовы. Один из главных — неравномерность доступа: около 20% детей в мире до сих пор не получают базовых прививок. Другой — недоверие и дезинформация. Антивакцинаторские движения появились ещё в XIX веке, когда в Англии проходили протесты против оспопрививания под лозунгами защиты личной свободы. В XXI веке эти аргументы усилились за счёт социальных сетей, где ложные сведения распространяются быстрее научных фактов. Отрицание COVID-вакцин в ряде стран привело к тысячам предотвратимых смертей и наглядно показало: успех вакцинации зависит не только от науки, но и от доверия общества.
Третьим крупным вызовом остаются болезни, для которых до сих пор не удавалось создать достаточно эффективные вакцины. Сюда относятся ВИЧ-инфекция, туберкулёз и малярия, а также поиск универсальной вакцины против гриппа, которая смогла бы защитить от множества штаммов сразу. Несмотря на десятилетия исследований, эти задачи остаются нерешёнными, хотя в последние годы появились первые обнадёживающие результаты: одобрены первые вакцины против малярии, проходит клинические испытания новая вакцина против туберкулёза, активно тестируются инновационные подходы к профилактике ВИЧ. Эти примеры показывают, что даже в XXI веке наука продолжает сталкиваться с серьёзными вызовами, требующими новых идей и технологий.
Таким образом, путь от коровьей оспы до современных противораковых вакцин — это прежде всего история научного прогресса. Каждое новое поколение вакцин отражает достижения биологии, иммунологии и молекулярной медицины. Благодаря этим открытиям человечеству удалось остановить эпидемии, снизить смертность и приблизиться к контролю над болезнями, которые ещё недавно казались непобедимыми. И именно дальнейшее развитие науки определит, насколько успешной будет профилактика и лечение заболеваний в будущем.
При грантовой поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий
