В конце января Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) одобрило вакцину от нового коронавируса разработки британско-шведской компании AstraZeneca. Научный портал ERR Novaator изучил, какие отличия имеет этот препарат в сравнении с ранее одобренными вакцинами разработки Pfizer/BioNTech и Moderna.
Различные методы
В отличие от технологии иммунизации, основанной на так называемой матричной или информационной рибонуклеиновой кислоте (мРНК, англ. messenger RNA или mRNA), в т.н. векторных вакцинах нет ничего нового. Испытания таких вакцин всерьез начались еще в 1990-е годы. «Это не новое изобретение. Японцы разработали по этой схеме вакцину от энцефалита. Во время эпидемии лихорадки Эбола в Африке людей тоже вакцинировали эффективной вакциной с вектором», — сообщил профессор прикладной вирусологии Тартуского университета Андрес Меритс.
Организм человека начинает вырабатывать антитела против вируса после контакта с чужим белком. Вакцины Pfizer/BioNTech и Moderna используют покрытые липидами наночастицы, которые содержат мРНК. Эта информационная РНК передает клеткам приказ производить шиповидные белки коронавируса, после чего иммунная система организма может на них отреагировать. Против различных частей этого белка возникают различные антитела.
В вакцине AstraZeneca для доставки клеткам этой инструкции используется аденовирус. Такие вирусы обычно вызывают у людей всем знакомую простуду. «Вирусы в вакцине ведут себя так, как и положено вирусам, и начинают заражать клетки. Однако из этих вирусов удалено все то, что позволяет им размножаться в клетках», — пояснил Меритс.
При этом вирус в вакцине по-прежнему может заставить клетки производить шиповидный белок коронавируса, для чего в него добавлен соответствующий отрезок ДНК.
Поскольку измененный вирус лишен возможности размножаться, число зараженных им клеток зависит исключительно от того, какое количество измененного аденовируса вводится в мышцу человека. Как правило, чем больше количество использованного вируса, тем сильнее реакция иммунной системы. «При этом антитела возникают не только против коронавируса, но и против использованного [для доставки инструкций клеткам] аденовируса», — добавил Меритс.
С каждой вакциной свои сложности
Как уже упоминалось, аденовирусы очень распространены, и большинство людей на протяжении своей жизни сталкивается с ними многократно. «Это создает проблемы, потому что иммунная система может опознать [использованный в вакцине] аденовирус и устранить его до того, как он попадет в клетки», — пояснил профессор.
В связи с этим AstraZeneca, в отличие от других разработчиков вакцин на базе вирусного вектора, использовала не аденовирус человека, а аденовирус шимпанзе. По всей вероятности, число соприкасавшихся с такой разновидностью вируса людей значительно меньше.
Несмотря на это, такой подход решает лишь половину проблемы. Если курс вакцинации состоит из двух инъекций, то ко времени второго укола иммунная система в состоянии опознать не только шиповидный белок коронавируса, но и использованный в вакцине аденовирус шимпанзе. Из-за этого количество вируса, которое доберется до клеток, будет значительно меньше, чем при первой инъекции, и ее эффект, соответственно, будет значительно меньшим.
Меритс полагает, что именно по этой причине вакцина AstraZeneca давала более эффективную защиту в том случае, когда участнику исследования при первой инъекции вводили уменьшенную дозу вакцины. Из тех, кто получил две полных дозы вакцины с промежутком в один месяц, коронавирусом заразились 38%, а среди тех, кто в первый раз получил только половинную дозу — всего 10%. Последний показатель сравним с эффективностью, которую показали клинические испытания вакцин Pfizeri/BioNTech и Moderna. «Сейчас это чистая спекуляция с моей стороны, и, наверное, не единственная причина, но это дает простое объяснение», — добавил профессор.
Он пояснил, что разработчики российской вакцины «Sputnik V» пошли по другому пути, чтобы обойти проблему узнаваемости вируса, используемого для доставки информации в клетки: в первой и второй дозах российской вакцины используются разные аденовирусы.
«Испытания еще провести не успели, но если мы начнем вакцинировать людей от коронавируса, например, через каждый год, то это может быть одной из возможностей, как обеспечить, чтобы вакцина каждый раз была эффективной», — пояснил Меритс, по мнению которого нет никаких причин полагать, что вакцины с мРНК и вирусным вектором нельзя использовать попеременно.
Он добавил, что пока неизвестен срок иммунитета, обеспечиваемого той или иной вакциной, а также то, будет ли человек распространять коронавирус, если он заразится им после вакцинации.
Безопасность вакцины
Ясно одно: как вакцины с мРНК, так и вакцины с вирусным вектором по принципу своей работы исключительно безопасны. Содержащей мРНК наночастице не нужно проникать в ядро клетки, чтобы она начала производить шиповидный белок коронавируса. Она не может менять гены человека. Аденовирус в принципе способен интегрироваться в геном человека, но это происходит крайне редко. Даже если это произойдет, в аденовирусе, в отличие, к примеру, от вируса герпеса, нет опасных генов.
Вторым залогом безопасности аденовирусов является их широкое распространение, что и вызвало проблемы при разработке вакцины. «С другой стороны, это дает нам уверенность в том, что основанная на них вакцина безопасна. Мы все ими заражались; наверное, десятки раз в течение жизни. Он не может вызвать серьезное заболевание даже в диком виде, не говоря уже об измененном в лаборатории вирусе», — подчеркнул Меритс.
При всех трех вакцинах возможны болезненные ощущения в месте укола. Реже возникают жалобы на головную боль и боль в мышцах, усталость и озноб.
Капризные клетки
Для производства вакцины AstraZeneca используются специальные клеточные линии, в которых даже измененный вирус способен размножаться, а необходимые для этого белки клетки производят сами. «Зараженные аденовирусом вирусы в основном скапливаются в клетке, после чего их разрушают и очищают до очень высокого уровня. Это очень просто сделать», — пояснил Меритс, отметив, что вакцины на базе мРНК, напротив, полностью производятся, так сказать, в пробирке.
Теоретически, на всех заводах AstraZeneca производственный процесс одинаковый, однако глава компании отмечал, что на некоторых заводах выработка вакцины получается меньше.
Меритс считает такое вполне возможным. «Я и сам в своей лаборатории десятки раз сталкивался с проблемой, что испытания не получаются абсолютно одинаковыми. Иногда это сводится к тому, что одно исследование делали весной, а второе — осенью, а иногда — с небольшими отличиями в уровне очистки воды. У всего живого всегда есть свои капризы, и причины этого мы не всегда понимаем», — сказал профессор.
Более удобная перевозка и хранение
Вакцины Pfizer/BioNTech и Moderna требуют очень низких температур. Первую из них надо перевозить при температуре -70 °C, а для вакцины Moderna требуется не менее -20 °C. Перед использованием эти вакцины размораживаются.
После разморозки вакцину Pfizer/BioNTech нужно использовать в течение пяти дней, а вакцину Moderna — 30 дней, даже если они хранятся в холодильнике. При этом препарат AstraZeneca можно шесть месяцев хранить в обычном холодильнике при температуре 2-8 °C.
«Это обычная, стабильная и нормальная частица вируса. Некоторые вирусы могут месяцами сохраняться при 4 °C. Кроме того, это комплекс ДНК, который почти всегда стабильнее, чем чистая РНК. Это естественная физическая особенность частиц вируса. Напротив, мРНК, как естественная, так и [искусственно] измененная, быстро разрушается при более высоких температурах», — пояснил Меритс.