истории

Можно ли сделать вакцину, которая справится со всеми коронавирусами сразу и которую не нужно будет обновлять каждые полгода? Теоретически — да, и ученые уже работают над этим

Источник: Meduza

Недавно в Великобритании была зарегистрирована первая вакцина, направленная против доминирующего сейчас в мире варианта омикрон. Это, безусловно, большой, пусть и несколько запоздалый, шаг вперед. Однако, кажется, почти никто не надеется на то, что пандемия с появлением этой вакцины закончится. И это поднимает более фундаментальный вопрос — можно ли в будущем создать такую вакцину, которую в принципе не надо было бы постоянно обновлять? Вакцину, которая защищала бы от всех вариантов вируса сразу? Теоретически это возможно. Фундамент для создания таких («панкоронавирусных») вакцин ученые заложили еще до начала нынешней эпидемии, в том числе и в знаменитом Уханьском институте вирусологии. Почему же тогда их до сих пор не существует? На основе чего они могут быть сделаны и в чем заключаются главные трудности ее разработки? «Медуза» пытается разобраться в этих вопросах.

Что такое панкоронавирусная вакцина, в чем ее идея, чем она лучше обычной?

Первая в мире вакцинация против ковида вне рамок клинических исследований состоялась в декабре 2020 года в Великобритании. Менее года прошло между стартом массовой вакцинации и ноябрем 2021-го, когда в той же Великобритании начал широко распространяться омикрон — вариант вируса, против которого эта вакцина оказалась уже малоэффективной. Аналогичная ситуация постепенно сложилась и в других странах: хотя вакцины по-прежнему защищают от тяжелого развития болезни, сейчас они очевидно устарели.

В связи с этим в июле этого года FDA утвердило новые варианты противоковидных вакцин, которые несут дополнения в своем антигенном репертуаре. Это большой шаг вперед, но развитие пандемии не позволяет надеяться на то, что нынешние линии BA.4, BA.5 или вообще весь омикрон станут последними из вариантов SARS-CoV-2. В идеале хотелось бы не обновлять вакцину каждые полгода, а создать препарат, который бы защищал от всех штаммов коронавируса, даже от тех, что еще только могут появиться. 

Поэтому глобальная задача — это разработка так называемой панвакцины, которая будет создавать защиту от широкого спектра коронавирусов, одновременно от всех существующих и будущих штаммов и линий. В минимальном варианте такой препарат будет помогать бороться с SARS-CoV-2 независимо от его разновидности. В максимальном — ученые надеются создать вакцину, которая будет защищать организм даже от разных видов всего семейства коронавирусных (Coronaviridae). В него входят, помимо SARS-CoV-2:

Главный исследователь ВОЗ Соумиа Сваминатан в апреле заявил, что подобные вакцины появятся в течение двух лет. К тому времени около десяти платформ уже начали исследования в этой области, в основном оставаясь на доклиническом этапе. Рассматривались препараты как для инъекций, так и для перорального введения. 

Что конкретно мешает сделать панвакцину? 

Вирусы обладают большим генетическим разнообразием, а многие, такие как коронавирус, еще и быстро эволюционируют. Их геном, а значит и облик для иммунной системы, меняются. Чтобы вакцинный препарат работал для нескольких штаммов и тем более видов вируса одновременно, нужно:

Подход с использованием «ключей ко всему» тоже не всегда хорош, ведь вакцинный препарат не может быть бесконечно огромным. Кроме того, всегда есть риск того, что сконструированный в лаборатории препарат может оказаться совершенно бесполезным — потому что он не вызывает иммунного ответа, хотя и должен это делать.

Вообще же трудности, которые возникают при разработке вакцин широкого профиля, можно разделить на две большие группы:

Эти теоретические сложности легко проиллюстрировать на примере конкретного SARS-CoV-2. Так, известно, что к мембранному коронавирусному белку M антитела в человеческом организме практически не образуются. При этом его строение вроде бы вполне к тому располагает: он находится на поверхности вирусной частицы и некоторые его участки должны контактировать с антителами. Обычно это и есть первая «зацепка» для предсказания правильного антигена: расположение на внешней поверхности и подходящая структура какой-нибудь части белка (удачным образом торчащая петля и подобные особенности).

Но есть и обратный пример: у большинства переболевших ковидом людей вырабатываются антитела к N-белку, который расположен вообще внутри вирусной частицы. Антитела к нему появляются, видимо, потому, что в какой-то момент вирусная частица по той или иной причине может открываться и вступать в контакт с клетками иммунной системы. Например, когда вирус попал в межклеточное пространство не созревшим или, наоборот, когда вирусная частица уже деградировала и распалась. В плане предсказания иммуногенности оба примера означают одно — что теоретически предсказанные кандидаты в «хорошие антигены» в итоге могут оказаться провальными, а хорошо работать могут какие-то другие.

Яркий пример того, как слабость существующих предсказательных подходов отражается на разработке вакцин, — история «ЭпиВакКороны». Ее создатели с самого начала заявляли, что специально проводили подбор пептидов (участков белка) для включения в вакцину таким образом, чтобы найти самые консервативные и устойчивые к будущим изменениям вируса участки. В результате оказалось, что полученные таким образом пептиды вообще не дают нужного иммунного ответа и вакцина оказывается совершенно неэффективной. 

И как тогда пытаются сделать панкоронавирусные вакцины? На основе чего?

Производители в итоге идут разными путями, но в любом случае создание панкоронавирусных вакцин сейчас находится на относительно ранней стадии. Поэтому, как и в случае обычных противоковидных вакцин в середине 2020 года, здесь есть большое разнообразие многообещающих кандидатов. Среди «обычных» вакцин к регистрации пришли препараты только трех типов: инактивированные (российский «КовиВак», препараты Sinovac, Sinopharm и т. д.), аденовирусные («Спутник V», AstraZeneca, J&J) и мРНК-вакцины (BioNTech-Pfizer, Moderna). При этом панвакцины не могут быть инактивированными, но здесь разнообразие типов все равно побольше:

Более подробно о разных типах первых вакцин против SARS-CoV-2 «Медуза» писала в начале пандемии.

Разработка каких вакцин ближе всего к финалу?

Сейчас уже около двадцати проектов продемонстрировали первые результаты. В основном они получены только на лабораторных животных, но в отдельных случаях и на людях. Вот некоторые из тех, что продвинулись дальше остальных:

Даже таким (возможно, избыточным) списком все кандидаты в панвакцины, конечно, не исчерпываются. Нужно понимать, что провести четкую границу между панвакцинами и вакцинами, которые просто содержат больше одного антигена, пока довольно затруднительно. При большом желании панвакцинами можно объявить и, например, новые бивалентные вакцины, которые разрабатывают Pfizer и Moderna.

Но не только их: существует, например, компания Vaxart, которая разрабатывает вакцину для интраназального введения (по мнению многих исследователей, именно такая форма должна стать доминирующей, если мы хотим, чтобы вакцины защищали не только от тяжелого заболевания, но и от инфекции и передачи заболевания). Вакцина Vaxart, хотя и не задумывалась как панкоронавирусная, тем не менее показала результаты по нейтрализации у приматов разных штаммов SARS-CoV-2, включая бету, дельту, альфу и омикрон.

Когда панкоронавирусная вакцина может появиться в ближайшей поликлинике? Почему все происходит так медленно?

Пока невозможно предсказать, когда будет (и будет ли) зарегистрирована и произведена первая вакцина, защищающая от всех коронавирусов. Сроки завершения клинических исследований первой фазы у всех рассмотренных выше компаний очень часто сдвигаются, но если пытаться сопоставить их предыдущие успехи с нынешними планами, то речь, по-видимому, идет о завершении испытаний в пределах полугода-года. Затем должны последовать еще вторая и третья фазы клинических исследований — они тоже займут значительное время. И нет гарантий, что увенчаются успехом. Даже такие известные компании, как Pfizer и Moderna, пока идут по этому пути далеко не в числе первых.

Разработка панкоронавирусной вакцины сейчас сталкивается не только с технологическими сложностями. Во-первых, американская программа ускоренного финансирования создания вакцин против ковида WARP Speed, благодаря которой производство было оплачено и началось еще до завершения испытаний, на панвакцины не распространяется. Значительной финансовой инициативы для того, чтобы заниматься этой работой, у производителей нет.

Кроме того, уже сейчас разработчики в США сталкиваются с дефицитом как производственных мощностей (особенно для мРНК-вакцин), так и лабораторных животных, которые нужны для исследования вакцин. Многие из них в разговоре с журналистами Science также жалуются на то, что в обществе исчезло чувство опасности, которое подстегивало инициативы по ускоренной разработке противоковидных вакцин, — сейчас угроза новой пандемии как будто ушла на второй план.