«Вірусний контент»: як вакцинація перемагає страшні хвороби

«Вірусний контент»: як вакцинація перемагає страшні хвороби

Вакцинація допомогла людині перемогти віспу. Судячи з усього, на черзі поліомієліт. Але люди вже готові кинути сили й побороти або взяти під контроль таких одвічних ворогів, як малярія, грип, ВІЛ, гепатит B і, навіть, рак! Рішення всіх цих проблем одне — вакцинація. У дні сотої річниці епідемії «іспанки», яка забрала життя десятків мільйонів людей, «Дім інновацій» розповідає про останні досягнення в області розробки вакцин.

Про те, що «віруси — це невід’ємна частина еволюції» у своєму інтерв’ю «Дому інновацій» сказав ще Євген Кунін, один із визнаних світових експертів в області еволюційної та обчислювальної біології. Не заперечуючи того факту, що без вірусів сучасної людини просто не було б, вчені й медики всього світу намагаються побороти епідемії, що викликаються найнебезпечнішими для людини вірусами. Серед них є ті, що співіснують із людиною багато століть і, навіть, тисячоліть — це малярія, поліомієліт, грип, кір, краснуха. Вакцинація дозволяє взяти під контроль, а іноді й повністю перемогти небезпечні для людини віруси.

1980 року вірус віспи офіційно був визнаний повністю ліквідованим

Останні роки генетика, вірусологія та імунологія розвиваються завидними темпами. Вакцинація з кожним днем може побороти все більше хвороб. Про деякі з наукових проривів і медичних розробок ми розповімо сьогодні.

Малярія без вакцини: смерть дитини кожні дві хвилини

У Малаві, майже 20-мільйонній країні південно-східної Африки, стартувала пілотна програма вакцинації проти малярії. Це історична подія не тільки для Африки, але і для всього світу. Й ось чому.

Малярія — потенційно смертельне захворювання, що викликається паразитами, яких передають людям у разі укусів самиць комарів певного виду. На початку цього століття на рік малярією хворіло від 300 мільйонів до півмільярда людей, від 1,3 до 3 мільйонів хворих не виживали. Однак, завдяки вжитим Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ) заходам, захворюваність і смертність до кінця 2010-х років стрімко скоротилися. Проте, за даними ВООЗ у 2017 році малярією все ж захворіло приблизно 219 мільйонів людей у 87 країнах світу, а померло від хвороби 435 тисяч. З них 92% хворих і 93% померлих від небезпечної хвороби — жителі Африки. Причому найбільше схильні до зараження діти до 5 років. І в наші дні кожні дві хвилини у світі від малярії помирає одна дитина…

в наші дні кожні дві хвилини у світі від малярії помирає одна дитина

Уряд Малаві прийняло рішення вакцинувати високоефективною вакциною дітей у віці до двох років. Слідом за Малаві вакцинація дітей починається в Гані й Кенії. Для вакцинації використовується препарат під назвою RTS,S — перша і єдина на сьогодні вакцина, яка показала високу ефективність у попередженні захворювання. Для успішної вакцинації дітям буде необхідно прийняти чотири дози препарату, безпеку якого показали тривалі дослідження.

З малярією існують такі проблеми: незважаючи на можливість вилікувати хворобу, у більшості померлих від малярії пацієнтів просто не було можливості своєчасно пройти діагностику та лікування. Ця хвороба — бич бідних регіонів Африки, де людям важко забезпечити профілактичні заходи, такі, як використання протимоскітних сіток і інсектицидів у житлових приміщеннях. А вакцинація дасть шанс найнезахищенішим верствам суспільства захиститися від страшної хвороби.

«Вірусний контент»: як вакцинація перемагає страшні хвороби

Photo: PATH

У рамках пілотної програми ВООЗ, що проводиться в співпраці з фондом PATH, комерційними та некомерційними організаціями, міністерствами охорони здоров’я Гани, Кенії й Малаві, а також за безпосередньої підтримки постачальника вакцини, британської компанії GSK, виділяється до 10 мільйонів доз препарату. Це дозволить охопити в рік у трьох країнах приблизно 360 тисяч дітей, які проживають в основному в районах із середніми і високими показниками поширення малярії.

Нова вакцина від малярії — 100% ефективності

Тим часом інші фармакологічні компанії та дослідницькі центри продовжують розробляти ще більш ефективні вакцини від малярії. У свіжій публікації в журналі Nature розповідається, що вакцина від малярії під назвою PfSPZ пройде клінічні випробування 2020 року на острові Біоко біля узбережжя екваторіальної Африки. Вибірка складе 2100 жителів від 2 до 50 років. Якщо клінічні випробування пройдуть успішно, то вони будуть розширені на 10 тисяч із 280 тисяч остров’ян. Досі вакцина випробовувалася лише на невеликих групах добровольців, але тим не менш показувала до 100% ефективності.

Розробка препарату ведеться компанією Sanaria. У розробці вони використовували живих паразитів, що викликають малярію. Їх послаблювали, опромінюючи радіацією, і в різних дозуваннях вводили добровольцям, супроводжуючи вакцинацію прийомом препарату «Хлорохін», що вбиває цих паразитів. Унікальним у вакцині є використання живих паразитів, а не різного роду специфічних білків.

«Вірусний контент»: як вакцинація перемагає страшні хвороби

Шпиталь з хворими на «іспанку», 1918-1919 рр

Нова мета — грип!

Сучасна людина не особливо боїться грипу, тому що це дуже поширене вірусне інфекційне захворювання. Хоча воно легко передається, найчастіше воно швидко і проходить — зазвичай за тиждень. Грип входить до групи ГРВІ (гострі респіраторні вірусні інфекції), яка вважається найпоширенішою у світі — ці віруси трапляються повсюдно на планеті; практично всі люди в середньому хворіють на ГРВІ 2–3 рази на рік. Під час всіх цих захворюваннях, якщо вони не переходять у важку форму, проводять тільки симптоматичне лікування. Але «звичне захворювання» не означає «безпечне захворювання».

Ускладнення при грипі й особливо небезпека хвороби для груп ризику, включно з маленькими дітьми і літніми особами, вагітними жінками, хронічними хворими тощо, роблять грип відомим вбивцею. Так, за даними ВООЗ, у результаті щорічних епідемій грипу захворювання у важкій формі переносить 3–5 мільйонів осіб, і 290–650 тисяч помирає від респіраторних захворювань, з ним пов’язаних. Коли медицина була не так розвинена, як сьогодні, грип був ще страшніше: пандемія «іспанського грипу» (штаму вірусу грипу H1N1) 1918–1919 років охопила 550 мільйонів осіб (29,5% населення Землі) і забрала життя 50–100 мільйонів (3–5% від популяції), ставши однією з найбільш смертельних катастроф в історії людства.

епідемія грипу H1N1 1918–1919 років забрала 50–100 мільйонів життів

Проблема з грипом — у його різноманітті й мутації: існує кілька родів і десятки типів грипу людини. І поки що не було створено вакцини від грипу, яка успішно запобігала б зараження всіма типами вірусу. Саме тому новина зі Стенфордського університету вселяє надію: стенфордські дослідники стверджують, що розроблена ними універсальна вакцина потенційно здатна допомогти захистити організм людини від будь-яких штамів грипу і виробити довічний імунітет до захворювання.

Нова технологія передбачає створення антитіла, яке прикріплюється до білка вірусу грипу, а після видалення цього антитіла залишається крихітна частина білку, яку імунна система розпізнає й атакує. «Натренована» на цьому білку імунна система людини потенційно здатна ефективно боротися з будь-якими іншими штамами вірусу грипу. Поки що проведені тільки доклінічні випробування на тваринах, але у вакцини нового типу може бути велике майбутнє.

Вакцина від раку товстої і прямої кишки

Колоректальний рак (рак прямої й товстої кишки) — одна з найпоширеніших форм раку. Згідно з даними ВООЗ, цей вид раку третій за поширеністю в людей (після раку легенів і раку грудей) і другий — у жінок (після раку грудей). Водночас рак загалом входить у число найбільш поширених причин смертності у світі. Ракові захворювання у 2012 році були виявлені в 14 мільйонів людей, а 8 мільйонів людей померли в тому ж році з причин, пов’язаних із раком.

«Дім інновацій» уже розповідав про те, що на місце традиційної хіміотерапії, яка супроводжує опромінення й хірургічне видалення пухлинних тканин, зараз претендує імунотерапія. Дуже спрощено: коли в людини виявляється той чи інший вид ракової пухлини, дослідникам і медикам вдається «нацькувати» на злоякісне новоутворення природні захисні механізми організму. І, часом, це виявляється більш дієвим засобом, ніж спроби «витравити» пухлину за допомогою хіміотерапії, яка має до того ж серйозні побічні ефекти.

Наступною ітерацією в розвитку цієї технології стала вакцина від раку. Робоча група Адама Снука з університету Томаса Джефферсона в США вже провела перші випробування вакцини проти колоректального раку. Тут ситуація така: навіть після успішної діагностики раку цього типу і видалення пухлини, у 30–50% пацієнтів трапляється рецидив. Під час клінічних випробувань, про які розповідається в статті в журналі Journal for ImmunoTherapy of Cancer, пацієнтам, які перенесли операцію з видалення пухлини, вводили вакцину, розроблену на основі аденовірусного вектора, де в якості мішені був обраний специфічний білок GUCY2C, що повсюдно трапляється в колоректальних пухлинах. Така «генетична зброя» проти раку показала ефективність під час випробуванні на мишах, тому її перевірили на групі з 10 добровольців у віці від 49 до 76 років. Цим особам, що перенесли операцію з видалення колоректальной пухлини I–II стадії, не проводили радіо-, імуно- або хіміотерапію, а натомість вводили розроблену вченими вакцину. Повторне обстеження за один, три й шість місяців показало, що в половини учасників випробувань імунна система виробила свої «засоби» для боротьби з колоректальним раком, а побічних ефектів практично не спостерігалося.

Поліомієліт піде слідом за віспою?

Вчені та медики розраховують, що незабаром, слідом за віспою в 1980 році й  чумою великої рогатої худоби у 2010 році, у небуття піде й таке страшне захворювання, як поліомієліт. Поліовірус вражає сіру речовину спинного мозку, спричиняючи порушення розвитку й, навіть, смерть; він легко передається й атакує в основному дітей у віці до 5 років. У середині 1950-х років почалася серйозна кампанія з вакцинації, у зв’язку з чим у розвинених країнах епідемії поліомієліту поступово зійшли нанівець. У 1988 році було вирішено спробувати повністю подолати хворобу: того року ВООЗ зареєструвала 350 тисяч випадків захворювання. У результаті вжитих заходів у 2018 році, наприклад, у всьому світі було зареєстровано всього лише 33 випадки захворювання на поліомієліт. Але доти, поки у світі залишається хоча б один інфікований, у будь-який момент захворювання може вийти з-під контролю, а число хворих — значно вирости. І тому зараз кожен випадок появи вірусу ретельно відстежується.

Як вакцинація перемогла віспу

Кращий приклад того, як вакцинація може перемогти вірус, це історія з віспою. Страшна хвороба, епідемії якої викликалися вірусами Variola major і Variola minor, тисячоліттями знищувала людей у Євразії й Африці. Характерною ознакою хвороби були пустули (характерні гнійники) на тілі, обличчі і слизових оболонках інфікованого. Згодом хворий на віспу з великою ймовірністю гинув від лихоманки, крововиливів або сильних ускладнень, а якщо й не вмирав, то його тіло й обличчя назавжди «прикрашали» відмітини — «оспини». Не шкодувала хвороба ані бідних, ані багатих. Серед тих, хто перехворів віспою, були, наприклад, Людвіг Ван Бетховен, Йосип Сталін (практично всі фотографії Сталіна були відредаговані, щоб приховати сліди віспи), три президенти США — Джордж Вашингтон, Ендрю Джексон і Авраам Лінкольн, і багато інших, включно з особами королівської крові всієї Євразії й Африки.

Дослідники вважають, що віспа могла бути причиною загибелі більшості представників корінного населення в Південній і Північній Америці. За деякими оцінками, смертність від віспи серед індіанців сягала 80–90 %. У результаті віспа призвела до вимирання половини населення провінцій Центральної Мексики, і багато в чому стала причиною падіння великих імперій ацтеків та інків.

Ще до розробки ефективної вакцини, з часів Середньовіччя, деякі народи Азії, Африки, Скандинавії проводили процедуру «варіоляціі»: здоровій людині прищеплювали трохи виспового гною з дозрілої пустули, і це призводило до захворювання віспою в легкій формі. У тих, хто переніс варіоляцію (як у тих, хто перехворів віспою) вироблявся стійкий імунітет до вірусу.

Достовірні джерела говорять, що у минулому столітті від віспи загинуло приблизно 300–500 мільйонів осіб.

1958 року Всесвітня асамблея охорони здоров’я прийняла всі заходи до того, щоби перемогти вірус віспи в глобальному масштабі. Поголовна вакцинація населення призвела до того, що останнє зараження вірусом віспи природним шляхом відбулося всього за 20 років у Сомалі. А останній випадок лабораторного зараження був зафіксований в 1978 році. І вірус віспи в 1980 році офіційно був визнаний повністю ліквідованим. Вакцинацію проти віспи незабаром припинили як непотрібну.

Зараз зразки цього вірусу зберігаються (офіційно) тільки у двох лабораторіях у США й  у Росії, але і їх пропонується знищити.

Й ось дослідники з університету Південної Каліфорнії повідомляють, що готові надати вакцину, яка здатна покласти край цієї хвороби. Справа в тому, що звичайна вакцина від поліомієліту повинна зберігатися в холодильнику, що ускладнює її застосування в тих країнах, де ще залишилися осередки захворювання — тому що найчастіше це країни з жарким кліматом. Вчені зі США, зі свого боку, створили термостійку вакцину: вона заморожується й повністю висушується до порошкоподібного стану. Стабілізований за допомогою хімічних засобів препарат можна транспортувати, без шкоди для нього нагрівати навіть до 40 градусів, після чого розчинити у воді і використовувати за призначенням.

«Вірусний контент»: як вакцинація перемагає страшні хвороби

Дитина, що перенесла поліомієліт

До цього дослідникам вдалося створити подібні термостійкі вакцини від черевного тифу, менінгококової інфекції, кору. Зараз дослідники чекають на отримання фінансування для проведення клінічних випробувань «сухої вакцини» від поліомієліту, після чого вони будуть намагатися допомогти поставити крапку в історії з вірусом, який тисячі років вбиває й калічить дітей на всій планеті.

Пігулка від гепатиту В

Набагато більш «впертим» вірусом є гепатит B, що вражає печінку. За даними ВООЗ цим вірусом інфіковано орієнтовно 257 мільйонів людей у світі, а у 2015 році, в основному в результаті ускладнень, через цей вірус померло 887 тисяч осіб. І це незважаючи на те, що хворобі можна запобігти за допомогою вакцини — ефективної, безпечної, але… так само вимогливої до умов зберігання і транспортування, як вакцина від поліомієліту.

Вчені Копенгагенського університету повідомили, що їм вдалося створити вакцину від цього вірусу у вигляді пігулок. Це може дозволити зробити препарат дешевше, знизити ризик побічних ефектів, водночас забезпечити можливість легко привезти і використовувати його в будь-яких, навіть найвіддаленіших регіонах планети.

Проблема з пероральним введенням вакцин у тому, що агресивне середовище шлунку й кишечнику, що покликане розчиняти все, що в нього потрапляє, руйнує і вакцину. Однак данські дослідники довели, що матеріал під назвою SBA-15, не шкідливий для людини, дозволяє «упакувати» вакцину в пігулку й донести препарат до місця призначення в шлунково-кишковому тракті, де він зможе ефективно впливати на імунну систему людини.

У планах дослідників створити на основі цієї технології пігулки з вакцинами від дифтерії, правця, уже згаданого поліомієліту, й інших захворювань.

Вакцина від… ВІЛ?

Досі вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) і пов’язаний із ним синдром набутого імунодефіциту людини (СНІД) залишаються одним із найсерйозніших викликів системі охорони здоров’я у світі. Звичайно, якщо порівнювати смертність від ВІЛ кілька десятиліть тому й зараз, помітний колосальний прогрес. Але однаково за даними ВООЗ тільки у 2017 році ВІЛ у світі заразилося 1,8 мільйона осіб, а від причин, пов’язаних із ВІЛ, померло приблизно 940 тисяч. Найбільш ураженим вірусом регіоном є Африка: у 2017 році на неї припадало 25,7 мільйона осіб із ВІЛ-інфекцією.

Ліків від ВІЛ немає, але лікування антиретровірусними препаратами дозволяє контролювати вірус і запобігати його передачі. Водночас тільки 75% носіїв ВІЛ знає про свій статус, тому вірус так само поширюється планетою…

Вченим із дослідницького інституту Скріппса, як свідчить повідомлення на сайті установи, вдалося створити вакцину, яка активізувала імунну систему, змушуючи її ефективно справлятися з ВІЛ. Група дослідників використала властивість різних штамів ВІЛ проникати в клітину за допомогою білка Env. Їм вдалося змусити «звернути увагу» імунної системи на цей білок, щоб із його допомогою знаходити й атакувати вірус імунодефіциту людини.

Вчені вже перевірили на мишах і кроликах і тестують на мавпах три експериментальні вакцини від ВІЛ. У разі успіху не за горами і клінічні випробування на людях.