Прививки живые и убитые вакцины

Фото: РИА Новости

«Новая газета» побеседовала с нашим выдающимся современником, вирусологом-вакцинологом Константином Чумаковым, директором центра Глобальной вирусологической сети, адьюнкт-профессором Университета Джорджа Вашингтона, а также сыном знаменитого советского вирусолога Михаила Чумакова, который привил весь СССР от полиомиелита вакциной Сейбина. Ниже — те мысли, которые у меня возникли после беседы с Константином. И его рекомендация: прививаться, прививаться и прививаться от ковида. В том числе и «Спутником». Риски вакцинации и риск болезни несопоставимы.

Мировая эпидемия ускорила развитие вакцин примерно так же, как мировая война ускорила развитие военной техники. Еще совсем недавно выбор был невелик: вакцины бывали живые и мертвые. Мертвые — из убитого формалином вируса, живые — из вируса аттенуированного, то есть такого, который хитро выращивали в лаборатории до той поры, пока он не потерял способность вызывать болезнь, но сохранил способность стимулировать иммунитет.

Минус живых вакцин в первую очередь в том, что они могли «одичать». Плюс — в том, что они задействовали все разновидности иммунитета, имеющиеся у человека. Константин Чумаков особо подчеркивает, что живые вакцины умеют задействовать неспецифический иммунитет, то есть тот вид иммунитета, который не связан с выработкой специфических к данной болезни антител, а преследует цель уничтожить любого агрессора, вторгшегося в организм. 

Вирусолог-вакцинолог Константин Михайлович Чумаков. Фото: соцсети

Организм, грубо говоря, может существовать в нормальном режиме, а может — в защитном: немедленно начинает вырабатываться интерферон, запускаются каскады, приводящие к производству противовирусных белков, а в клетках начинает разрушаться любая РНК, что вирусная, что своя.  

Немедленно на окнах падают решетки, включается сигнализация, вся деятельность банка останавливается. Вдолгую в таком режиме банк не просуществует, но от грабителей — пока не подоспеют полицейские (специализирующиеся на борьбе с ними антитела) — защитится.  

Эти исследования неспецифического иммунитета в свое время проводила известный советский вирусолог Мария Ворошилова, супруга Михаила Чумакова и мать Константина. В 1970-е годы во время сезонной эпидемии гриппа она прививала живой вакциной от полиомиелита рабочих Горьковского автозавода, и та давала защиту 75% — выше, чем вакцина от собственно гриппа. Константин Чумаков и первооткрыватель ВИЧ проф. Роберт Галло предлагали использовать эти свойства живых вакцин для временной защиты от ковида.

Советский вирусолог, член-корреспондент Академии наук СССР, основатель и первый директор Института полиомиелита и вирусных энцефалитов АН СССР Михаил Петрович Чумаков. Фото: Лев Портер / ТАСС

В ходе эпидемии в совершенно ударные сроки — меньше года — были созданы, испытаны и запущены в производство два совершенно новых типа вакцин: мРНК-вакцины и вакцины векторные.

Вместо того чтобы доставлять в клетку антиген — т.е. тот белок, к которому вырабатываются антитела, оба этих типа вакцин доставляют в клетку инструкцию по сборке антигена силами самой клетки. Это изящный прием биологического джиу-джитсу. Клетка что умеет делать? Синтезировать белок. Ну пусть и пашет. 

Двумя самыми известными такими вакцинами стали Pfizer-BioNTech (они получили на разработку вакцины 375 млн евро от правительства Германии и на 2 млрд долл. предзаказов от правительства США) и Moderna (1,53 млрд долл. от Operation Warp Speed). 

Фото: ЕРА

В случае векторных вакцин информация в клетку доставляется с помощью вектора — т.е. репликативно дефектного вируса, вируса-евнуха, в которого вставлен «лишний» кусочек ДНК, содержащий  инструкцию по сборке антигена, в данном случае знаменитого S-белка коронавируса. При этом у самого вируса вырублен ген, без которого он не может размножаться. «Этот дефектный вирус может расти только в специальных культурах, в которых этот вырубленный ген экспрессируется», — говорит Константин Чумаков. 

Векторные вакцины — это китайская CanSino, наш «Спутник», Оксфордская вакцина и Johnson&Johnson (который вот только что получил разрешение на применение в ЮАР). Все они в качестве вируса-евнуха используют аденовирус — то, что вызывает обычную простуду. Merck (неудачно) пытался использовать вирус кори, еще одна компания использовала вирус везикулярного стоматита.

Плюсы мРНК-вакцин колоссальны. 

Первое: они задействуют почти все уровни иммунитета, от антител до Т-киллеров (существовали опасения, что они будут задействовать только антитела). 

Второе: для производства мРНК-вакцин не надо выращивать в реакторах вирус, ни живой (и поэтому опасный), ни дефектный (и поэтому довольно сложно размножающийся). мРНК-вакцины могут быть быстро произведены в огромных количествах. Один только Pfizer обещает произвести в 2021 г. невообразимые 2 млрд доз.

Третье. Если вирус мутирует, и прежние антитела не будут на него действовать, то мРНК-вакцину перестроить под новый штамм так же легко, как проапгрейдить компьютер, поменяв карту памяти. Для этого не надо новых долгих трех фаз испытаний. Для этого просто в лаборатории нужно переписать несколько букв в инструкции по сборке, а эффективность быстро проверить в опытах на животных, которые покажут, работает вакцина или нет.

И, наконец, четвертое:

Увы, с векторными вакцинами этот фокус не проходит. Человек, привитый аденовирусной вакциной, получает иммунитет не только к спайк-белку, но и к самому аденовирусу. Если его снова привить той же вакциной, то «местные копы» просто не пустят аденовирус в клетку.  

Из этого вытекает вторая неприятная особенность векторных вакцин: если вы уже болели данным типом аденовируса, у вас может не сформироваться сильный иммунитет. Создатели «Спутника» попытались обойти проблему, использовав два разных и редких аденовируса.

Создатели Оксфордской вакцины использовали аденовирус шимпанзе.
Плюсы векторных вакцин по сравнению с мРНК-вакцинами в первую очередь в том, что пока они гораздо дешевле. Минус: производить их гораздо сложнее, особенно если учесть, что растить надо не абы какой вирус, а вирус-евнух. «Спутник», по слухам, испытывает особенно большие проблемы с размножением своего второго компонента.

Проблемы с производством испытывает и «Астра-Зенека», производящая Оксфордскую вакцину. Векторные и мРНК-вакцины — бесспорные победители этой гонки, и обидно понимать, что технология мРНК была известна уже добрых десять лет, но не шла в ход, чтобы абы чего не вышло. 

Ведь эти технологии могут использовать в первую очередь даже не для лечения ковида, а, скажем, для лечения рака. Ведь что такое мРНК? Способ доставки в клетку инструкций о синтезе того или иного белка. А теперь представьте себе, что вы доставляете в клетку информацию о синтезе белка, который запускает процесс умирания этой клетки? А эта клетка — раковая.

Есть, однако, и бесспорные лузеры, и первыми из этих лузеров пока кажутся белковые вакцины.

Житель Израиля возле пункта вакцинации. Фото: Anadolu Agency / Getty Images

Здесь вообще следует сделать отступление и напомнить, что Евросоюз — по сравнению с Израилем, Великобританией и США — в деле вакцинации населения позорно провалился. Темпы вакцинации во всех странах ЕС крайне незавидные, потому что страны ЕС делегировали закупку и распределение вакцин Еврокомиссии, а Еврокомиссия, как это обычно бывает с надгосударственной бюрократией, ошиблась везде, где можно. 
Одной из самых крупных ошибок Еврокомиссии и кипрского психолога Стеллы Кириакидис, которая 1 декабря 2019 года была назначена на совершенно на тот момент пустую бюрократическую должность комиссара здравоохранения, — стала закупка 300 млн доз вакцины от GlaxoSmithKlein/Sanofi. 

Вакцина Sanofi получила от ЕС умопомрачительные 2,1 млрд долл., но недавно объявили о неудачных испытаниях: для людей свыше 60 лет она оказалась попросту не очень эффективна. 

Как устроена вакцина Sanofi? Это — белковая вакцина. 

Как мы уже говорили, в случае векторной вакцины или мРНК-вакцины в организм вводится инструкция по сборке белка. В случае белковой вакцины в организм вводится сам белок — не весь вирус, живой или мертвый, а только белок, к которому организм и вырабатывает антитела. В данном случае, конечно, вводится знаменитый S-белок коронавируса. 
Первые вакцины такого рода появились в конце прошлого века, и это были вакцины от гриппа. Делаются они в реакторе. Встраивают в какой-то крупный вирус (обычно это бакуловирус) ген, который надо экспрессировать, заражают этим вирусом клеточную культуру, а потом очищают белок. 

«Двадцать лет назад все радовались такому чистому белку, — говорит Константин Чумаков, — но мне, честно говоря, кажется, что это прошлый век. Мне больше нравятся вакцины живые, или полуживые, или мРНКовые. Вы вводите вакцину, организм синтезирует белок сам, и это сопровождается целым оркестром защитных реакций. А когда вы вводите чистенький белок — это, как правило, менее эффективно».

Грубо говоря: если вы вводите в организм мРНК или вектор, то организм играет общую тревогу. В обороне оказываются задействованы все виды войск: антитела, Т-киллеры.

Белковые вакцины — очень слабые раздражители, и для того, чтобы организм вообще узнал, что в него попало что-то нехорошее, к этим вакцинам часто требуется добавить адьювант, то есть вещество, которое само по себе не вызывает иммунитета, но вызывает воспаление. Классический адьювант — соли алюминия. 

Согласимся — вакцина, которой организм даже не заметит, если вы его дополнительно не расцарапаете, доверия не внушает. К тому же, как напоминает Константин Чумаков, большинство вакцинологов считают, что адьювант повышает риск аутоиммунной реакции. В 1976 году во время пандемии гриппа сделали вакцину с адьювантом — и в результате получили много случаев синдрома Гийяма-Барре.

Суммируя: более мягкие белковые вакцины оказались более сложными в проектировании, чем мРНК и аденовирусные. Они по определению должны давать худший иммунитет. Eсли есть выбор, этим лучше не прививаться. Иммунитет будет слабый, а шансы на осложнения могут возрасти.

Про белковые вакцины я не случайно так подробно говорю, потому что белковых вакцин от коронавируса еще нет, а вот вакцина новосибирского «Вектора» уже есть. И это даже не белковая вакцина — это пептидная вакцина. И пептидная вакцина — простите уж нахрапистое обобщение дилетанта — представляется сооружением еще более сомнительным, чем вакцина белковая. 

Если Sanofi и Novavax пытаются сделать целый большой белок, то пептидная вакцина устроена так: она берет кусочки белка (по научному — «эпитопы»). «Это старая и довольно очевидная идея, — говорит Чумаков, — иммунизировать не всем белком, а только кусочком, который важен».

Однако к практическому воплощению этой идеи Константин Чумаков  относится скептически. «Это было последним писком моды в 1980-е годы, но сейчас серьезные вакционологи об этом подходе перестали думать, — говорит он, — хотя у них может быть узкое применение в специальных случаях. А пока их единственное преимущество в том, что они, скорее всего, будут безопасны, но с другой стороны — не слишком эффективны».

На Западе есть несколько маленьких стартапов, которые заявили о том, что работают над пептидной вакциной против ковида. Это Valo Teurapeutics, Generex, Vaxil Bio и пр. Но ни один из них близко не является финалистом гонки и не вошел в призеры Operation Warp Speed.  
Поскольку официальным данным об испытаниях вакцин в России доверия нет (мы, к сожалению, его попросту не заслужили), то люди, участвовавшие в России в испытаниях вакцин, сами делали тесты на антитела и делились данными в Telegram, что было, строго говоря, плохо, потому что тем самым эти люди расслеплялись и официальные испытания проваливали. 

Тем не менее из групп в Telegram было ясно, что «Спутник» работает (потом это стало ясно и из статьи в Lancet), а вот антител к ковиду после векторовской вакцины не находили.

В «Векторе» на это отвечали, что их эпитопы — такие, которые вызывают не антитела, а Т-клеточный ответ, который измерить куда сложней, чем антитела. «Однако неизвестно, достаточно ли одного Т-клеточного иммунитета для защиты от ковида», — говорит Константин Чумаков. Короче, у «Вектора» такая особая вакцина, что иммунный ответ на нее проверить сложно, но «Вектор» уверяет, что он есть. 

А что от вакцины «Вектора» нет побочки — святая правда. От физраствора тоже побочки нет.

Тут читатель спросит — а куда же делись мертвые вакцины? Вакцины по старинным рецептам, традиционные, как бабушкино варенье? Самая надежная, простая и могучая кувалда, которая имеется против вирусов в арсенале человечества уже без малого век? На Западе среди финалистов Operation Warp Speed их просто нет. Однако мертвую вакцину сделал Китай (Sinovac), и мертвую вакцину вот-вот выпустит институт им. Михаила Чумакова. 

Пустые пузырьки из под вакцины Sinovac после вакцинации в Индонезии. Фото: ЕРА

Почему про мертвые вакцины забыли на Западе? (Почему пока нет живых — понятно. Аттенуировать вирус в лаборатории — долгий процесс и большое искусство.)

Ответов, судя по всему, три. 

Первый — о котором Константин Чумаков говорит, несколько даже стесняясь, — заключается в том, что ученым интересно делать что-то новое, а шить варежки, как бабушка, неинтересно. И грантов под это больших не получишь.

Второй заключается в том, что для того, чтобы изготовить много мертвой вакцины, нужно, прежде всего, наработать много живого вируса (который потом надо убить). Вирус патогенный, работать с ним опасно. Вовсе не всякий биологический стартап, который без проблем варит у себя в пробирке мРНК, будет связываться с живым патогенным вирусом, для которого нужны лаборатории высокой степени защиты. (Собственно, именно поэтому в России мертвую вакцину предлагает институт им. Чумакова, который собаку съел на размножении патогенных вирусов и у которого подобные мощности есть.)

И, наконец, третье обстоятельство заключается в том, что старая добрая бабушкина варежка (мертвая вакцина) в данном случае не очень хорошо шьется. Почему? Все дело в свойствах S-белка, того самого, с помощью которого коронавирус проникает в клетку. 

Напомню, что этот белок — отмычка. И у него есть две конфигурации (конформации, как говорят вирусологи). До того как он пролез в клетку — и после.  

Видели когда-нибудь «бешеный огурец», который, созревая, стреляет семенами? Вот примерно то же самое происходит и с S-белком: когда он прикрепляется к рецептору, через который забирается в клетку (вообще-то этот рецептор нужен для регулирования кровяного давления), он сворачивается совсем другим способом. 

Пептидная цепочка остается одна и та же, но форма у нее разная, и на нее вырабатываются разные антитела. «Если антитела вырабатываются на ту конформацию, которую S-белок имеет до проникновения в клетку (pre-fusion), то все в порядке, — говорит Константин Чумаков. — А если пост-фьюжн — то такие антитела не только не помогут против инфекции, но, чего доброго, еще сами помогут затащить белок в клетку». (И тогда это будет т.н. АЗУИ – антителозависимое усиление инфекции, самый страшный кошмар вирусологов.) 

И вот когда вирус готовится при помощи формалиновой обработки — то S-белок может свернуться. Именно такая печальная история произошла в 1960-х годах с мертвой вакциной от RSV — респираторно-синцитиального вируса. 

«Эти белки очень похожие и у коронавируса, и у RSV, и у вируса гриппа. Они нужны для того, чтобы вирус проник в клетку. Прикоснувшись к ней, они быстро сворачиваются, раздвигают клеточную мембрану и позволяют вирусу пролезть внутрь. А если белок свернется в процессе изготовления вакцины, то такая вакцина работать не будет. Поэтому, чтобы S-белок не сворачивался, в мРНК-вакцинах специально поставили два пролина (одна из аминокислот, из которых сделан любой белок. — Ю. Л. ). А в живом вирусе этого сделать нельзя. Эти два пролина являются шарниром, который не позволяет S-белку свернуться, без этого он не может проникнуть в клетку, — говорит Константин Чумаков. — Но если убитую вакцину сделать правильно — то у нее есть все шансы на успех».

Будем надеяться, что США и Евросоюз с такой же скоростью начнут одобрять лекарства против рака. 

Ключ к уничтожению противника

Как работают вакцины против COVID-19? Какие самые эффективные, какие безопасные? Чем прививаться? Объясняет микробиолог Константин Северинов