Ирина Якутенко - Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

Сколько времени потребуется изучать вирус — предсказать невозможно: верхнего предела, очевидно, нет. Да, первые вакцины создавались по наитию, потому что у ученых не было ни знаний, ни возможностей как следует исследовать возбудителей. Чаще всего это были так называемые живые вакцины, то есть попросту ослабленные вирусы или бактерии (такие вакцины, собственно, и называют ослабленными, или аттенуированными). Они работали хорошо, но порой создателям не удавалось в достаточной мере истощить силы паразита, и вместо муляжа, который должен послужить снарядом для отработки иммунного ответа, человек получал хорошую дозу полноценного возбудителя. В случае тяжелых болезней вроде оспы или бешенства это нередко приводило к смерти.

Со временем люди научились создавать менее опасные типы вакцин — например, «мертвые» (они же инактивированные), когда вирус не ослабляют, а убивают, а еще позже и так называемые субъединичные, которые представляют собой отдельные фрагменты вируса. Такие вакцины гарантированно не могут вызвать инфекцию, но вырабатываемый после их введения иммунный ответ часто оказывается недостаточным для полноценной защиты. Чтобы понять, насколько хорошо безопасная вакцина готовит организм к встрече с настоящим врагом, необходимо время. И первым делом исследователи выясняют, на какую именно часть патогена нужно натаскивать иммунную систему, чтобы она выработала защиту, которая сработает и против полноценного вируса (дальше для экономии букв и страниц мы будем говорить только о вирусах, но в случае с бактериями смысл тот же). Для этого важно понять, на какой фрагмент вируса (ученые говорят «эпитоп») реагирует иммунитет при естественном заражении.

Ученые, создающие новые вакцины, так долго возятся с различными проверками не потому, что не умеют работать или пытаются состричь с государства побольше денег, как думают некоторые. Жесткие требования возникли не на пустом месте — это страховка от весьма неприятных последствий, которые могут наступить, если слишком поторопиться. И это не теоретические опасения: в истории внедрения вакцин было несколько печальных случаев, когда разработчики недостаточно тщательно подошли к тестированию и такое легкомыслие привело к реальным смертям. Первый произошел в 1955 году, когда компания Cutter Laboratories произвела партию «мертвой» — как они думали — вакцины от полиомиелита. Инактивированная вакцина Солка (названная по имени разработавшего ее американского вирусолога Джонаса Солка из Питтсбургского университета) представляла собой выращенный на линиях человеческих клеток и убитый формалином вирус полиомиелита. Однако в Cutter Laboratories нарушили некоторые стадии производственного процесса, и на рынок попал живой вирус. Результат — 40 000 заражений полиомиелитом среди привитых, 51 случай паралича и пять смертей. Еще 113 случаев паралича и пять смертей были зарегистрированы среди тех, кто контактировал с инфицированными детьми [286] E. R. Miller, P. L. Moro, M. Cano, and T. T. Shimabukuro, «Deaths following vaccination: What does the evidence show?» Vaccine , vol. 33, no. 29, pp. 3288–3292, Jun. 2015. . После этой трагедии FDA резко ужесточило требования к проверкам для производителей вакцин, что неизбежно привело к удлинению сроков их производства.

Второй инцидент, намного более безобидный, случился в самом конце 1990-х, когда в США была зарегистрирована первая в мире вакцина от ротавируса RotaShield . Спустя несколько месяцев после того, как педиатры начали капать ее младенцам, врачи заметили увеличение числа госпитализаций по поводу инвагинации кишечника. Это редкая, но довольно серьезная патология, когда одна часть тонкой кишки как бы вкладывается в другую. При правильно поставленном диагнозе она лечится, так что никто из детей не умер. Расследование показало, что в предварительных испытаниях, которые проводила компания — производитель вакцины, повышенный риск инвагинации был замечен, однако из-за недостаточной выборки добровольцев его недооценили. RotaShield запретили к применению, а разработчики двух других ныне существующих вакцин — RotaTeq и Rotarix — организовали масштабные клинические испытания, чтобы определить вероятность инвагинации. Для этих вакцин риск оказался примерно в десять раз ниже, чем при использовании RotaShield . Учитывая, что потенциальная польза от антиротавирусной вакцины намного превышает возможные риски инвагинации (в 2015 году, до запуска новых вакцин, в мире было зарегистрировано 950 млн случаев вызванной ротавирусом острой диареи у детей до пяти лет; 500 000 малышей погибли), надзорные ведомства в сфере здравоохранения разрешили применять RotaTeq и Rotarix [287] M. O’Ryan, «Rotavirus Vaccines: a story of success with challenges ahead», F1000Research , vol. 6, p. 1517, Aug. 2017. .

Может показаться, что эти истории подтверждают доводы противников вакцинации об опасности прививок. На самом деле они свидетельствуют ровно об обратном. Невероятный успех массового вакцинирования случился не просто так: это результат тысяч исследований и внимательного анализа всех доступных данных, в том числе и о неудачах. По итогам любых косяков, которые неизбежно случаются, когда имеешь дело со сложными живыми системами, регуляторы вносят изменения в правила создания и тестирования вакцин, чтобы в будущем подобных инцидентов не происходило. В создании вакцин действует та же парадигма, что и при эксплуатации самолетов: любая катастрофа приводит к пересмотру и улучшению существующих практик, и очень редко следующая авария происходит по тем же причинам, что и предыдущие. Итог подобной «исключающей» политики — радикальное сокращение числа происшествий с течением времени.

Чтобы вычислить такое слабое место вируса, неплохо выяснить, как устроена вирусная частица, и особенно тщательно изучить ее поверхность, потому что иммунным стражам легче заметить и зацепиться за торчащие наружу белки, а значит, именно их логично выбирать в качестве мишени {49} 49 На самом деле иммунный ответ развивается и на белки, которые находятся внутри вирусной оболочки. Но он формируется другим способом и нередко не связан с выработкой антител, поэтому при создании вакцин ученые редко принимают его во внимание. . Для этого приходится использовать множество весьма трудоемких методов исследования — от рентгеноструктурного анализа до создания мутантных вирусов с «выбитыми» белками, которыми ученые заражают клетки в культуре и экспериментальных животных. Все эти операции требуют времени, денег и специально оборудованных лабораторий. В случае SARS-CoV-2 это должна быть лаборатория класса BSL-3.

По международной классификации все лаборатории, где работают с живыми организмами, делятся на четыре класса защиты. Обычным лабораториям, в которых ученые не имеют дела с опасными существами или вирусами, присваивается класс биобезопасности 1 (Biosafety level 1, BSL-1). Чем выше риск, что объект исследования может серьезно навредить людям, тем выше уровень защиты. С самыми опасными патогенами, скажем с возбудителями сибирской язвы, чумы, лихорадки Эбола или Крым-Конго, желтой лихорадки, бактериями, выделяющими ботулинический токсин, работают в лабораториях BSL-4. Лаборатории повышенных классов защиты проектируются и оснащаются особым образом, чтобы не допустить заражения персонала и «убегания» опасного патогена: на все каналы, которые так или иначе сообщаются с окружающей средой, устанавливаются фильтры, работа с патогенами проводится в комнатах с пониженным давлением, чтобы при случайном открытии двери потенциально зараженный воздух не вышел наружу, сотрудники обязаны носить защитные костюмы и так далее. Чем выше класс биобезопасности, тем серьезнее используемые меры защиты. С предшественниками нынешнего коронавируса SARS и MERS, убивающими 10 % и 30 % зараженных соответственно, работали в лабораториях BSL-4. SARS-CoV-2 менее опасен, и тем не менее все манипуляции непосредственно с вирусом можно проводить только в BSL-3-лабораториях.