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

Принцип действия

Вирусные белки или их фрагменты.

Преимущества и недостатки

Пептидные вакцины не требуют сложного производственного процесса, их можно быстро наработать в больших количествах и хранить в высушенном (лиофилизованном) виде без холодильника. Они гарантированно не вызывают инфекции и практически никогда не приводят к развитию аллергических реакций. Но голые пептиды в организме быстро разрушаются, поэтому иммунный ответ на них слабый. Чтобы его усилить, приходится использовать вещества-адъюванты. Кроме того, белки, полученные промышленным синтезом, по форме могут заметно отличаться от естественных вирусных белков. Из-за этого заточенные под вакцинные белки антитела могут плохо работать при встрече с настоящими вирусными антигенами. Наконец, субъединичные вакцины обычно не стимулируют Т-клеточную ветвь иммунитета, а в случае коронавируса, похоже, она играет существенную роль.

Статус на начало осени 2020 года

Несколько вакцин находятся на первой-второй фазе клинических испытаний.

Принцип действия

Один или несколько генов, кодирующих белки вируса, записанные в кольцевой молекуле ДНК (плазмиде). Плазмида проникает сначала в клетку, а потом в ядро, где с нее синтезируются мРНК — молекулы, служащие матрицей для строительства белка. Они выходят из ядра в цитоплазму, там рибосома считывает записанную в мРНК информацию и на ее основе собирает вирусные белки. Дальше эти белки разрезаются на кусочки и выносятся на поверхность клетки, где их узнают дозорные иммунной системы и запускают Т-клеточный защитный ответ. Точно такая же схема работает, когда клетку заражает обычный вирус. Кроме того, часть вирусных белков оказывается во внеклеточном пространстве, где их ловят так называемые антиген-презентирующие клетки (АПК). Они тоже разрезают чужеродные белки на кусочки и показывают другим игрокам иммунной системы — тем, которые запускают синтез антител.

Преимущества и недостатки

ДНК-вакцины стимулируют обе ветви иммунитета: клеточную и гуморальную. Возникающий иммунный ответ максимально похож на тот, что имеет место при реальном заражении. Это существенный плюс по сравнению, например, с субъединичными вакцинами. ДНК-вакцины относительно дешево и несложно производить, они не требуют хранения в холоде и гарантированно не вызывают инфекцию. Наконец, чтобы дополнительно усилить иммунный ответ, в плазмиду можно включить гены сразу нескольких вирусных белков. Однако ученым не всегда удается заставить ДНК с вирусными белками в достаточном количестве проникнуть в клетку и ядро. С другой стороны, существует риск, хотя и крайне низкий, что плазмида встроится в геном и нарушит работу клетки, например запустив онкогенные процессы. Еще несколько возможных проблем — появление антител против ДНК, развитие толерантности к кодируемым вакциной вирусным белкам — так как они синтезируются внутри клеток, организм может принять их за свои — или, наоборот, возникновение аутоиммунного ответа [301] H. L. Robinson and T. M. Pertmer, «DNA vaccines for viral infections: Basic studies and applications», 2000, pp. 1–74. . Насколько реальны все эти риски, мы пока не знаем: до сих пор для людей ДНК-вакцины не применялись.

Статус на начало осени 2020 года

Сразу несколько компаний запустили первую или вторую фазу клинических испытаний ДНК-вакцин.

Принцип действия

Один или несколько генов, кодирующих вирусные белки, записанные непосредственно в молекуле мРНК — той самой, на основе которой рибосома строит белки.

Преимущества и недостатки

РНК-вакцины не могут вызвать инфекцию, зато с их помощью можно натренировать иммунный ответ сразу против нескольких вирусных белков. Так же, как и ДНК-вакцины, они стимулируют обе ветви иммунитета, хотя изначально вакцины на основе РНК разрабатывались для борьбы с опухолями и заточены, прежде всего, на генерацию Т-клеточного ответа. РНК-вакцины лишены риска возможной онкогенности, так как не проникают в ядро и не могут встроиться в геном (геном людей записан в молекулах ДНК). РНК-вакцины относительно просто выпускать (хотя для этого нужны специально обученные технологи и оснащенные лаборатории), но из-за нестабильности молекул РНК препараты нужно все время держать в холоде. Специалисты разрабатывают различные методы, которые повысят термостойкость РНК-вакцин, но пока неясно, насколько они эффективны. Организм по умолчанию разрушает любые РНК, обнаруженные в неположенных местах, поэтому РНК-вакцину сложно доставить в клетки, и ученые пытаются маскировать их, заворачивая в другие молекулы. Кроме того, есть вероятность, что нетипичные РНК внутри клетки могут запустить аутоиммунный интерфероновый ответ. Но пока все эти риски остаются лишь предположительными, так как полноценных испытаний РНК-вакцин на людях не было.