Вирус, вакцина, иммунный ответ: успехи и проигрыши

Подготовила Елена Клещенко https://pcr.news/novosti/virus-vaktsina-immunnyy-otvet-uspekhi-i-proigryshi/

Шестого сентября 2022 года на VIII Российском конгрессе лабораторной медицины прошел сателлитный симпозиум компании «Вектор-Бест» «Актуальные вопросы лабораторного сопровождения вакциноуправляемых инфекций в условиях глобальных угроз биологической безопасности страны». Действуют ли вакцины от коронавируса, обезьяньей оспы, кори и краснухи? Точный ответ на этот вопрос невозможно получить без специалистов по лабораторной диагностике.

Современным возможностям иммунопрофилактики и опыту борьбы со старыми возбудителями, в том числе с натуральной оспой посвятил свой доклад академик РАН Сергей Нетесов, заведующий лабораторией биотехнологии, микробиологии и вирусологии Факультета естественных наук НГУ. На первом слайде он показал список государств, ранжированных по средней продолжительности жизни населения. У стран-лидеров это 83–85 лет, Россия в этом списке занимает 113-е место, немного опережая Северную Корею. Средняя продолжительность жизни в РФ составляла 72–73 года, но сейчас она, очевидно, снизилась из-за коронавирусной пандемии.

Чтобы понять, как продлить жизнь, нужно оценить причины смертей. Например, в Японии лидируют онкозаболевания, болезни сердца, пневмония, рак, повреждения сосудов мозга (данные 2015 года). Лишь пятое место занимает смерть «от старости», без возможности выделить конкретную патологию. В США, которые по продолжительности жизни отстают от Японии, сердечно-сосудистые заболевания опережают рак. В России болезни органов кровообращения лидируют с большим отрывом, и, в отличие от более благополучных стран, в структуре смертности еще занимают заметное место инфекционные заболевания (включая туберкулез). Если же брать весь мир, то инфекционные заболевания остаются лидирующей причиной смертности.

В 2020 году в РФ резко выросло число смертей от болезней системы кровообращения и органов дыхания, при этом смертность от всех причин возросла на 15%. Это говорит о том, что у нас не все благополучно с отнесением причин смертности в те или иные графы, подчеркнул докладчик. Очевидно, что единственным новым фактором, способным оказать такое воздействие, был COVID-19, но если заболевший не умер в течение двух недель, то причину смерти указывали иную.

Вакцинация против вирусов значительно снижает смертность. Заболеваемость от гриппа была и остается низкой только потому, что есть работающие вакцины. (Она составляет 9% всех респираторных заболеваний по американским данным 2004 года, когда впервые было проведено такое исследование; Еще примерно треть пришлось на относительно безопасные риновирусы, 14% — на сезонные коронавирусы). Кроме того, теперь мы знаем, что вирусные инфекции могут вызывать рак. Только треть случаев рака печени имеют невирусную природу, остальные вызваны вирусами гепатита. Онкогенными свойствами обладают вирус папилломы человека, вирус Эпшнейна–Барр, герпесвирусы, Т-лимфотропный вирус человека, полиомавирус клеток Меркеля. Причиной сердечно-сосудистых заболеваний тоже могут быть инфекции, в том числе бактериальные.

Глобализация и изменение климата способствуют появлению новых вирусных угроз. Комар — переносчик вируса может транспортироваться в таких неожиданных местах, как старые шины, из которых трудно вылить воду и которые перевозят за много километров. В советское время в Новосибирске не отмечалось случаев лихорадки денге, сказал Сергей Нетесов, а теперь ежегодно десятки случаев, завозных из Юго-Восточной Азии. При столкновении с новой инфекцией важно выявить группы риска, маркеры тяжелого течения — ферритин, С-реактивный белок, D-димер, уровни прокальцитонина и тропонина — все то, что мы хорошо научились делать во время коронавирусной пандемии.

Не исчезли искореняемые угрозы: полиомиелит, корь, гепатит В, паротит. С натуральной оспой было проще, чем с многими другими заболеваниями: ее резервуаром является только человек, против нее существовала эффективная вакцина. Тем не менее сейчас известно, что натуральная оспа произошла от поксвирусов грызунов. У непривитых молодых людей случаи оспы бывают, и сейчас, когда больше половины населения не вакцинировано от оспы, искорененная инфекция может вернуться.

Интересный факт: молекулярная филогения показала, что современные штаммы осповакцины наиболее близки не к вирусу оспы коров, а к вирусу оспы буйволов. Не исключено, что их предками были штаммы, вывезенные из Индии, хотя Эдвард Дженнер, конечно, использовал вирус обычной коровы. «Шкура той коровы до сих пор висит на стене в Школе медицины университета Святого Георгия», — сообщил докладчик.

Проблемой остаются инфекции, связанные с наркоманией и секс-индустрией. С ними можно бороться социальной сфере: например, всплеск числа случаев гепатита С в РФ начался в 90-е, а снижение произошло, когда появился комитет по борьбе с наркотиками. Однако кривая случаев до сих пор не вышла в ноль.

Сейчас существуют различные типы вакцин: живые аттенуированные, инактивированные, субъединичные, то есть содержащие вирусный или рекомбинантный белок. Против кори, паротита, краснухи используются живые вакцины. Они эффективны (если бы не антипрививочники, мы бы контролировали корь и краснуху, заметил докладчик), но скорость получения таких вакцин непредсказуема из-за требований к безопасности. Инактивированные вакцины получить проще, но материала для инъекции нужно в тысячи раз больше, так как они не способны к размножению, поэтому себестоимость их выше. Кроме того, в их состав необходимо вводить адъюванты. Среди рекомбинантных стоит упомянуть вакцины против гепатита В и против онкогенных папилломавирусов, открытых нобелевским лауреатом Харальдом цур Хаузеном. Вакцина Gardasil, защищающая от 9 типов вируса, у нас пока не разрешена; разрешена 4-типовая, однако в нацкалендарь не входит.

Новые платформы, основанные на ДНК и РНК, появились в XXI веке, так, компания Moderna начала разработку своей платформы в 2010 году. Будущее, по мнению докладчика, за рекомбинантными и векторными вакцинами, которые можно разрабатывать быстро.

Новой проблемой может стать оспа обезьян. Число заболевших уже превысило 52 тысячи, и что неприятно, есть признаки того, что вирус начинает адаптироваться к человеку и лучше передается аэрозольным путем. Вакцины против натуральной оспы дают не более 85% защиты из-за сильного отличия антигенов.

Сергей Нетесов с сожалением отметил, что в представлениях российского общества о вакцинах и вакцинации ярко проявляется эффект Даннинга–Крюгера: люди с низким уровнем квалификации принимают ошибочные решения, при этом из-за низкой квалификации не испытывают сомнений. Для ознакомления с объективной информацией о вакцинах, вакцинации и осложнениях он порекомендовал yaprivit.ru, которым руководит академик РАН Николай Брико.

На вопрос модератора Александра Гильманова (ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, Уфа) о российских вакцинах «Ковивак» и «Эпиваккорона», Сергей Нетесов ответил, что выбор лучшей вакцины неизбежен, и неудачи бывают у всех; напомнил о том, что Merck прекратила разработку своей вакцины на основе вируса везикулярного стоматита. По вакцине «ЭпиВакКорона» до сих пор «нет публикаций, хотя прошло два года», отметил докладчик. Очевидно, она не работает. Что касается «Ковивака», практически все инактивированные вакцины дают меньшую защиту.

Анна Топтыгина, руководитель лаборатории цитокинов МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского (Москва) рассказала детективную историю о поствакцинальном иммунитете к вирусам кори и краснухи у взрослых. Иммунитет против этих заболеваний считается «вечным», однако не все так просто.

Все вакцины против кори и краснухи — живые аттенуированные. В середине ХХ века попытались сделать инактивированную вакцину против кори, на нее вырабатывались антитела, но при последующей вирусной инфекции люди получили сильнейшую токсикоаллергическую реакцию, после чего убитые вакцины запретили. «Я люблю живые вакцины, это как инфекция в пробирке, — сказала докладчица. — Имитирует инфекционный процесс, но не дает клинической симптоматики». Однако эффективность и безопасность даже самой лучшей вакцины никогда не достигнет 100%.

Одна из задач вакцинации — формирование коллективного иммунитета, который рассчитывается исходя из репродуктивного числа R0 (среднее число зараженных одним больным в неиммунной популяции). Для замедления распространения кори, высококонтагиозного заболевания, необходимо, чтобы иммунными были 92–94% популяции, для защиты от краснухи 80–86% — это гораздо выше, чем у коронавирусной инфекции.

Вакцины против кори существуют с 1960-х годов, в 2000-е годы Россия участвовала в инициативе ВОЗ по борьбе против кори и краснухи, и наблюдалось снижение заболеваемости. Однако потом, в 2013–2014 году, наблюдался рост, и в 2019 году произошел серьезный подъем. Среди заболевших достаточно много молодых взрослых, и было необходимо понять, связано ли это с вакцинальными неудачами или с чем-то еще.

Анна Топтыгина рассказала о том, как они с коллегами использовали тест-системы «Вектор-Бест» для изучения иммунитета против кори и краснухи в разных возрастных группах населения Москвы и области за 2013 год. Исследовали как пациентов с коревой инфекцией, так и здоровых.

В младших возрастных группах доля детей, имеющих защитные уровни антител к вирусам, ожидаемо возрастала: в группе 7–14 лет она достигала 81,3% для кори и более 90% для краснухи. Высокий процент защищенных против краснухи сохранялся и далее, очевидно, за счет переболевших. Однако в возрастной группе 18–30 лет появилось значительное количество серонегативных к вирусу кори (40% и более). В группах старше 40 лет защищенность снова росла и достигала 85–95%. Снижение серопозитивности в группе 18–30 зеркально отразилось ростом заболеваемости в этой возрастной группе (28%, тогда как среди людей 51–60 лет — 2,9%).

Тем не менее у некоторых взрослых заболевших иммунный ответ имел характеристики вторичного: иммунной системе вирус знаком, но от инфекции они не защищены. Причиной может быть сокращение клонов клеток памяти при расширении их спектра. Докладчица сравнила костный мозг с книжной полкой, на которой может поместиться определенное число книг: чем больше разнообразие клеток памяти, которые появляются при встречах с разными инфекциями, тем меньше каждый из клонов. В конце концов возникает угроза потери клона; чтобы этого не произошло, необходима ревакцинация.

Анна Топтыгина коснулась различий между первичным и вторичным иммунным ответом. При вторичном лаг-период короче, антител больше в десятки раз, это преимущественно иммуноглобулины G (но IgM тоже могут быть, вопреки распространенному мнению), и они отличаются высокой авидностью. Кроме того, первичный и вторичный типы иммунного ответа можно различить по спектру субклассов IgG.

По данным за 2013 год, в группе 18–30 лет среди здоровых людей корью переболело менее 20%, серопозитивных около 40%, остальные были серонегативными. По данным за 2018 год в той же возрастной группе уже 68% серонегативных. Однако когда серонегативные взрослые были привиты, примерно половина продемонстрировала вторичный тип иммунного ответа. Почему же они потеряли антитела?

Дело в том, что безопасная доза вакцины, не вызывающая сильных побочных эффектов, — маленькая по сравнению с инфекционной. Созревание гуморального ответа — длительный процесс, и он продолжается, пока фолликулярные дендритные клетки содержат антиген, а это зависит от дозы, кроме того, аттенуированный вирус размножается медленнее. В итоге клон клеток памяти получается меньше, чем при инфекции.

Однако есть еще и клеточный иммунитет: Т-хелперы и Т-цитотоксические клетки, которые распознают вирусные пептиды, презентируемые MHC, на поверхности зараженных клеток, и активируют процессы, направленные на их уничтожение этих клеток. В качестве маркера активных Т-цитотоксических клеток можно использовать белок CD107a. Клетки с таким маркером подсчитали у здоровых людей 18-30 лет до вакцинации. Оказалось, например, что 5% серонегативных к краснухе имели клеточный иммунитет. Что касается кори, у серопозитивных людей был и клеточный ответ, но его обнаружили также почти у трети серонегативных. Тем не менее серонегативных привили всех, и у всех развился иммунный ответ — то есть к группе вакцинальных неудач их отнести нельзя.

Иммунный ответ имеет сложную, «мозаичную» организацию, подчеркнула докладчица, у отдельного человека могут присутствовать разные его аспекты. Как Т-клеточный, так и В-клеточный ответы представлены центральной памятью, сохраняющей «образ врага», и эффекторной, обеспечивающей его быстрое распознавание и уничтожение. Повторная вакцинация или контакт с вирусом может быстро активировать клетки центральной памяти.

Примечательно, что многие люди, по бумагам привитые от кори, демонстрировали первичный ответ, то есть по факту привитыми не были. Или прививка была неэффективной, например, из-за нарушения холодовой цепи, или же имели место приписки, печать о сделанной прививке «за шоколадку». В любом случае это плохо не только для индивида: службы здравоохранения получают завышенные цифры коллективного иммунитета.

Когда мы элиминируем корь — на этот вопрос пока ответа нет. Во время пандемии COVID-19 заболеваемость упала практически до нуля из-за карантина и масочного режима. С другой стороны, из-за пандемии по данным ВОЗ не получили коревую вакцину 25 млн детей, и только только 70% вместо 95% получили вторую дозу. В 43 странах перенесены кампании по вакцинации непривитых старшего возраста. Неудивительно, что в 2022 году снова наблюдается рост заболеваемости, в России с начало года выявлено уже 15 заболевших детей. Охват детей прививками уменьшился на 5%, но это по официальным данным, а по оценкам практикующих педиатров снижение может быть до 10% и более.

В заключение Эдуард Аглетдинов, заместитель генерального директора по научной работе АО «Вектор-Бест» (Новосибирск), сделал короткий доклад о практическом опыт иммунологической паспортизации и контроля напряженности иммунитета на примере собственного опыта компании. Он напомнил о том, что программа «Санитарный щит России» предусматривает создание тест-системы за 4 дня и вакцины за 4 месяца (сроки очень жесткие, как не раз отмечали специалисты). В АО «Вектор-Бест» работает около тысячи человек, у них собрали кровь и посмотрели антитела к различным возбудителям. В частности, определяли антитела к вирусам кори и краснухи (и получили результаты, сходные с теми, о которых докладывала Анна Топтыгина), везикулярного стоматита, эпидемического паротита и актуального для Новосибирска клещевого энцефалита. В последнем случае выявили довольно много серопозитивных сотрудников.

Эдуард Аглетдинов также коснулся вопроса, который бурно обсуждался в прошлом году: как сопоставлять количественные результаты по гуморальному ответу, полученные с помощью разных тест-систем, сравнивать измерения «в попугаях» и «в удавах»? Например, тест-система «Вектор-Бест» определяет антитела к полноразмерному тримеру S-белка, другие тест-системы — антитела только к рецепторсвязывающему домену. Такое сравнение провести непросто, как и вычислить уровень антител, гарантирующий защиту. На самом деле механизм иммунного ответа сложен, и необходимы модельные системы для определения вируснейтрализующих антител — то, что дает ответ на практически важный вопрос, защитят ли человека его антитела от вируса.

Конгресс лабораторной медицины: «Онкология 360°»