«Вирусный контент»: как вакцинация побеждает страшные болезни

«Вирусный контент»: как вакцинация побеждает страшные болезни

Вакцинация помогла человеку победить оспу. Судя по всему, на очереди полиомиелит. Но люди уже готовы бросить силы и побороть или взять под контроль таких извечных врагов как малярия, грипп, ВИЧ, гепатит B и даже рак! Решение всех этих проблем одно — вакцинация. В дни сотой годовщины эпидемии «испанки», унесшей жизни десятков миллионов людей, «Дом инноваций» рассказывает о последних достижениях в области разработки вакцин.

О том, что «вирусы – это неотъемлемая часть эволюции» в своем интервью «Дому инноваций» сказал еще Евгений Кунин, один из признанных мировых экспертов в области эволюционной и вычислительной биологии. Не оспаривая того факта, что без вирусов современного человека попросту не было бы, ученые и медики всего мира стараются побороть эпидемии, вызываемые самыми опасными для человека вирусами. Среди них сосуществующие с человеком многие столетия и даже тысячелетия малярия, полиомиелит, грипп, корь, краснуха. Вакцинация позволяет взять под контроль, а иногда и полностью победить опасные для человека вирусы.

вирус оспы в 1980 году официально был признан полностью ликвидированным

Последние годы генетика, вирусология и иммунология развиваются завидными темпами. Вакцинация с каждым днем может побороть все больше болезней. О некоторых из научных прорывов и медицинских разработок мы расскажем сегодня.

Малярия без вакцины: смерть ребенка каждые две минуты

В Малави, почти 20-миллионной стране юго-восточной Африки, стартовала пилотная программа вакцинации против малярии. Это историческое событие не только для Африки, но и для всего мира. И вот почему.

Малярия – потенциально смертельное заболевание, вызываемое паразитами, которых передают людям при укусах самки комаров определенного вида. В начале этого века в год малярией заболевало от 300 миллионов до полумиллиарда людей, от 1,3 до 3 миллионов заболевших не выживали. Однако, благодаря предпринятым Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) мерам, заболеваемость и смертность к концу 2010-х годов стремительно сократились. Тем не менее, по данным ВОЗ в 2017 году малярией все же заболело около 219 миллионов людей в 87 странах мира, а умерло от болезни 435 тысяч. Из них 92% заболевших и 93% умерших от опасной болезни — жители Африки. Причем более всего подвержены заражению дети до 5 лет. И в наши дни каждые две минуты в мире от малярии умирает один ребенок…

 в наши дни каждые две минуты в мире от малярии умирает один ребенок

Правительство Малави приняло решение вакцинировать высокоэффективной вакциной детей в возрасте до двух лет. Следом за Малави вакцинация детей начинается в Гане и Кении. Для вакцинации используется препарат под названием RTS,S — первая и единственная на сегодняшний день вакцина, показавшая высокую эффективность в предупреждении заболевания. Для успешной вакцинации детям будет необходимо принять четыре дозы препарата, безопасность которого показали длительные исследования.

«Вирусный контент»: как вакцинация побеждает страшные болезни

Photo: PATH

Проблема с малярией в следующем: несмотря на возможность вылечить болезнь, у большинства умерших от малярии пациентов попросту не было возможности своевременно пройти диагностику и лечение. Эта болезнь — бич бедных регионов Африки, где людям сложно обеспечить профилактические меры, такие как использование противомоскитных сеток и инсектицидов в жилых помещениях. А вакцинация даст шанс самым незащищенным слоям общества защититься от страшной болезни.

В рамках пилотной программы ВОЗ, проводимой в сотрудничестве с фондом PATH, коммерческими и некоммерческими организациями, министерствами здравоохранения Ганы, Кении и Малави, а также при непосредственной поддержке поставщика вакцины, британской компании GSK, выделяется до 10 миллионов доз препарата. Это позволит охватить в год в трех странах около 360 тысяч детей, проживающих в основном в районах со средними и высокими показателями распространения малярии.

Новая вакцина от малярии — 100% эффективности

Тем временем другие фармакологические компании и исследовательские центры продолжают разрабатывать еще более эффективные вакцины от малярии. В свежей публикации в журнале Nature рассказывается, что вакцина от малярии под названием PfSPZ пройдет клинические испытания в 2020 году на острове Биоко у побережья экваториальной Африки. Выборка составит 2100 жителей от 2 до 50 лет. Если клинические испытания пройдут успешно, то они будут расширены на 10 тысяч из 280 тысяч островитян. До сих пор вакцина испытывалась только на небольших группах добровольцев, но при этом показывала до 100% эффективности.

«Вирусный контент»: как вакцинация побеждает страшные болезни

Госпиталь с больными «испанкой», 1918-1919 гг

Разработка препарата ведется компанией Sanaria. В разработке они использовали живых паразитов, вызывающих малярию. Их ослабляли, облучая радиацией, и в разных дозировках вводили добровольцам, сопровождая вакцинацию приемом препарата «Хлорохин», что убивает этих паразитов. Уникальным в вакцине является использование живых паразитов, а не разного рода специфических белков.

Новая мишень — грипп!

Современный человек не особо боится гриппа, потому что это очень распространенное вирусное инфекционное заболевание. Хотя оно легко передается, чаще всего оно быстро и проходит — обычно за неделю. Грипп входит в группу ОРВИ (острые респираторные вирусные инфекции), которая считается самой распространенной в мире — эти вирусы встречаются повсеместно на планете; практически все люди в среднем болеют ОРВИ 2-3 раза в год. При всех этих заболеваниях, если они не переходят в тяжелую форму, проводят только симптоматическое лечение. Но «привычное заболевание» не значит «безопасное заболевание».

Осложнения при гриппе и особенно опасность болезни для групп риска, включая маленьких детей и пожилых людей, беременных женщин, хронических больных, и т.п., делают грипп известным убийцей. Так, по данным ВОЗ, в результате ежегодных эпидемий гриппа заболевание в тяжелой форме переносит 3-5 миллионов человек, и 290–650 тысяч умирает от респираторных заболеваний, с ним связанных. Когда медицина была не так развита, как сегодня, грипп был еще страшнее: пандемия «испанского гриппа» (штамма вируса гриппа H1N1) 1918-1919 годов охватила 550 миллионов человек (29,5% населения Земли) и унесла жизни 50-100 миллионов (3-5% от популяции), став одной из самых смертельных катастроф в истории человечества.

эпидемия гриппа H1N1 в 1918-1919 году унесла 50-100 миллионов жизней

Проблема с гриппом — в его многообразии и мутации: существует несколько родов и десятки типов гриппа человека. И пока что не было создано вакцины от гриппа, которая успешно предотвращала бы заражение всеми типами вируса. Именно поэтому новость из Стэнфордского университета вселяет надежду: стэндфордские исследователи утверждают, что разработанная ими универсальная вакцина потенциально способна помочь защитить организм человека от любых штаммов гриппа и выработать пожизненный иммунитет к заболеванию.

Новая технология предполагает создание антитела, которое прикрепляется к белку вируса гриппа, а после удаления этого антитела остается крошечная часть белка, которую иммунная система распознает и атакует. «Натренированная» на этом белке иммунная система человека потенциально способна эффективно бороться с любыми другими штаммами вируса гриппа. Пока что проведены только доклинические испытания на животных, но у вакцины нового типа может быть большое будущее.

Вакцина от рака толстой и прямой кишки

Колоректальный рак (рак прямой и толстой кишки) — одна из самых распространенных форм рака. Согласно данным ВОЗ, этот вид рака третий по распространенности у людей (после рака легких и рака груди) и второй — у женщин (после рака груди). При этом рак в целом входит в число наиболее распространенных причин смертности в мире. Раковые заболевания в 2012 году были выявлены у 14 миллионов людей, а 8 миллионов людей умерли в том же году по причинам, связанным с раком.

«Дом инноваций» уже рассказывал о том, что на место традиционной химиотерапии, сопутствующей облучению и хирургическому удалению опухолевых тканей, сейчас претендует иммунотерапия. Очень упрощенно: когда у человека обнаруживается тот или иной вид раковой опухоли, исследователям и медикам удается «натравить» на злокачественное новообразование естественные защитные механизмы организма. И, порой, это оказывается более действенным средством, нежели попытки «вытравить» опухоль с помощью химиотерапии, имеющей к тому же серьезные побочные эффекты.

Следующей итерацией в развитии этой технологии стала вакцина от рака. Рабочая группа Адама Снука из университета Томаса Джефферсона в США уже провела первые испытания вакцины против колоректального рака. Здесь ситуация такова: даже после успешной диагностики рака этого типа и удаления опухоли, у 30-50% пациентов случается рецидив. В ходе клинических испытаний, о которых рассказывается в статье в журнале Journal for ImmunoTherapy of Cancer, пациентам, перенесшим операцию по удалению опухоли, вводили вакцину, разработанную на основе аденовирусного вектора, где в качестве мишени был выбран специфический белок GUCY2C, повсеместно встречающийся в колоректальных опухолях. Такое «генетическое оружие» против рака показало эффективность при испытании на мышах, поэтому его проверили на группе из 10 добровольцев в возрасте от 49 до 76 лет. Им, перенесшим операцию по удалению колоректальной опухоли I-II стадии, не проводили радио-, иммуно- или химиотерапию, а вместо этого вводили разработанную учеными вакцину. Повторное обследование через один, три и шесть месяцев показало, что у половины участников испытаний иммунная система выработала свои средства для борьбы с колоректальным раком, а побочных эффектов при этом практически не наблюдалось.

Полиомиелит уйдет вслед за оспой?

Ученые и медики рассчитывают, что в скором времени, вслед за оспой в 1980 году и чумой крупного рогатого скота в 2010 году, в небытие уйдет и такое страшное заболевание, как полиомиелит. Полиовирус поражает серое вещество спинного мозга, приводя к нарушениям развития и даже смерти; он легко передается и атакует в основном детей в возрасте до 5 лет. В середине 1950-х годов началась серьезная кампания по вакцинации, в связи с чем в развитых странах эпидемии полиомиелита постепенно сошли на нет. В 1988 году было решено попытаться полностью побороть болезнь: в тот год ВОЗ зарегистрировала 350 тысяч случаев заболевания. В результате предпринятых мер в 2018 году, к примеру, во всем мире было зарегистрировано всего лишь 33 случая заболевания полиомиелитом. Но до тех пор, пока в мире остается хотя бы один инфицированный, в любой момент заболевание может выйти из-под контроля, а число заболевших — значительно вырасти. И поэтому сейчас каждый случай появления вируса тщательно отслеживается.

Как вакцинация победила оспу

Лучший пример того, как вакцинация может победить вирус, это история с оспой. Страшная болезнь, эпидемии которой вызывались вирусами Variola major и Variola minor, тысячелетиями уничтожала людей в Евразии и Африке. Характерным признаком болезни были пустулы (характерные гнойники) на теле, лице и слизистых оболочках инфицированного. Со временем больной оспой с большой вероятностью погибал от лихорадки, кровоизлияния или сильных осложнений, а если и не умирал, то его тело и лицо навсегда «украшали» отметины — «оспины». Не жалела болезнь ни бедных, ни богатых. Среди переболевших оспой были, например, Людвиг Ван Бетховен, Иосиф Сталин (практически все фотографии Сталина были отредактированы, чтобы скрыть следы оспы), три президента США — Джордж Вашингтон, Эндрю Джексон и Авраам Линкольн, и многие другие, включая особ королевской крови по всей Евразии и Африке.

Исследователи полагают, что оспа могла быть причиной гибели большинства представителей коренного населения в Южной и Северной Америке. По некоторым оценкам, смертность от оспы среди индейцев достигала 80-90%. В итоге оспа привела к вымиранию половины населения провинций Центральной Мексики, и во многом стала причиной падения великих империй ацтеков и инков.

Еще до разработки эффективной вакцины, со времен Средневековья, некоторые народы Азии, Африки, Скандинавии проводили процедуру «вариоляции»: здоровому человеку прививали немного оспенного гноя из созревшей пустулы, и это приводило к заболеванию оспой в легкой форме. У перенесшего вариоляцию (как и у переболевшего оспой) вырабатывался стойкий иммунитет к вирусу.

Достоверные источники говорят, что в прошлом веке от оспы погибло около 300-500 миллионов человек.

В 1958 году Всемирная ассамблея здравоохранения приняла все меры к тому, чтобы победить вирус оспы в глобальном масштабе. Поголовная вакцинация населения привела к тому, что последнее заражение вирусом оспы естественным путем произошло всего через 20 лет в Сомали. А последний случай лабораторного заражения был зафиксирован в 1978 году. И вирус оспы в 1980 году официально был признан полностью ликвидированным. Вакцинацию против оспы вскоре прекратили за ненадобностью.

Сейчас образцы этого вируса хранятся (официально) только в двух лабораториях в США и в России, но и их предлагается уничтожить.

«Вірусний контент»: як вакцинація перемагає страшні хвороби

Ребенок, перенесший полиомиелит

И вот исследователи из университета Южной Калифорнии сообщают, что готовы предоставить вакцину, которая способна положить конец этой болезни. Дело в том, что обычная вакцина от полиомиелита должна храниться в холодильнике, что затрудняет ее применение в тех странах, где еще остались очаги заболевания — так как чаще всего это страны с жарким климатом. Ученые из США, в свою очередь, создали термоустойчивую вакцину: она замораживается и полностью высушивается до порошкообразного состояния. Стабилизированный с помощью химических средств препарат можно транспортировать, без ущерба нагревать даже до 40 градусов, после чего растворить в воде и использовать по назначению.

До этого исследователям удалось создать подобные термостойкие вакцины от брюшного тифа, менингококковой инфекции, кори. Сейчас исследователи ждут получения финансирования на проведение клинических испытаний «сухой вакцины» от полиомиелита, после чего они постараются помочь поставить точку в истории с вирусом, тысячи лет убивающим и калечащим детей по всей планете.

Таблетка от гепатита В

Гораздо более «упрямым» вирусом является гепатит B, поражающий печень. По данным ВОЗ этим вирусом инфицировано около 257 миллионов человек в мире, а в 2015 году, в основном в результате осложнений, из-за этого вируса умерло 887 тысяч людей. И это несмотря на то, что заболевание можно предотвратить с помощью вакцины — эффективной, безопасной, но… такой же требовательной к условиям хранения и транспортировки, как вакцина от полиомиелита.

Ученые Копенгагенского университета сообщили, что им удалось создать вакцину от этого вируса в виде таблеток. Это может позволить сделать препарат дешевле, снизить риск побочных эффектов, при этом обеспечив возможность легко привезти и использовать его в любых, даже самых отдаленных регионах планеты.

Проблема с пероральным введением вакцин в том, что агрессивная среда желудка и кишечника, что призвана растворять все, что в нее попадает, разрушает и вакцину. Однако датские исследователи доказали, что материал под названием SBA-15, безвредный для человека, позволяет «упаковать» вакцину в таблетку и донести препарат до места назначения в желудочно-кишечном тракте, где он сможет эффективно воздействовать на иммунную систему человека.

В планах исследователей создать на основе этой технологии таблетки с вакцинами от дифтерии, столбняка, уже упомянутого полиомиелита, и других заболеваний.

Вакцина от… ВИЧ?

До сих пор вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) и связанный с ним синдром приобретенного иммунодефицита человека (СПИД) остаются одним из самых серьезных вызовов системе здравоохранения в мире. Конечно, если сравнивать смертность от ВИЧ несколько десятилетий тому назад и сейчас, заметен колоссальный прогресс. Но все равно по данным ВОЗ только в 2017 году ВИЧ в мире заразилось 1,8 миллиона человек, а от причин, связанных с ВИЧ, умерло около 940 тысяч. Наиболее пораженным вирусом регионом является Африка: в 2017 году на нее приходилось 25,7 миллиона человек с ВИЧ-инфекцией.

Лекарства от ВИЧ не существует, но лечение антиретровирусными препаратами позволяет контролировать вирус и предотвращать его передачу. В то же время только 75% носителей ВИЧ знает о своем статусе, поэтому вирус все так же распространяется по планете…

Ученым из исследовательского института Скриппса, как гласит сообщение на сайте учреждения, удалось создать вакцину, которая активизировала иммунную систему, заставляя ее эффективно справляться с ВИЧ. Группа исследователей использовала свойство разных штаммов ВИЧ проникать в клетку с помощью белка Env. Им удалось заставить «обратить внимание» иммунной системы на этот белок, чтобы с его помощью находить и атаковать вирус иммунодефицита человека.

Ученые уже проверили на мышах и кроликах и тестируют на обезьянах три экспериментальные вакцины от ВИЧ. В случае успеха не за горами и клинические испытания на людях.