Bagaimana vaksin coronavirus dicipta dan bolehkah ia menghentikan wabak

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 04:06

Tanpa diduga, tidak perlu mempercepatkan kerja vaksin.

Berpuluh-puluh syarikat bioteknologi dan institusi saintifik berlumba-lumba menentang wabak itu untuk mencipta pilihan vaksin yang berbeza untuk coronavirus SARS ‑ CoV ‑ 2 baharu. Kami sedang memikirkan teknologi yang digunakan untuk membangunkannya, berapa lama masa yang diperlukan sehingga vaksin COVID-19 boleh divaksinasi, dan sama ada vaksin masa depan akan dapat menghentikan wabak itu.

Setiap kali manusia berhadapan dengan jangkitan baru, tiga perlumbaan bermula serentak: untuk ubat, sistem ujian dan vaksin. Minggu lalu, Pusat Saintifik Rospotrebnadzor mula menguji vaksin terhadap coronavirus baharu, menguji vaksin anti-coronavirus pada haiwan, dan di Amerika Syarikat, percubaan klinikal NIH bagi vaksin penyiasatan untuk COVID-19 bermula. Adakah ini bermakna kemenangan ke atas wabak itu sudah hampir?

Menurut WHO, kira-kira 40 makmal di seluruh dunia telah mengumumkan DRAF landskap vaksin calon COVID-19 - 20 Mac 2020 bahawa mereka sedang membangunkan vaksin terhadap coronavirus. Dan walaupun pada hakikatnya terdapat pemimpin yang jelas di kalangan mereka - contohnya, syarikat China CanSino Biologics, yang menerima VAKSIN CORONAVIRUS NOVEL REKOMBINASI (VEKTOR JENIS ADENOVIRUS 5) YANG DILULUSKAN UNTUK PERCUBAAN KLINIKAL kebenaran untuk ujian manusia, dan American Moderna, yang telah pun mula mereka, - Kini sukar untuk meramalkan syarikat mana yang akan memenangi perlumbaan ini, dan yang paling penting, sama ada pembangunan vaksin akan mengatasi penyebaran coronavirus. Kejayaan dalam perlumbaan ini bergantung tidak kurang pada pilihan senjata, iaitu, pada prinsip di mana vaksin itu dibina.

Virus yang mati adalah virus yang buruk

Dalam buku teks sekolah, mereka biasanya menulis bahawa patogen yang terbunuh atau lemah digunakan untuk vaksinasi. Tetapi maklumat ini agak ketinggalan zaman. "Tidak aktif (" dibunuh ". - Lebih kurang N + 1.) Dan dilemahkan (melemah. - Lebih kurang N + 1.) Vaksin telah dicipta dan diperkenalkan pada pertengahan abad yang lalu, dan sukar untuk menganggapnya moden, - menerangkan dalam perbualan dengan N +1 Olga Karpova, Ketua Jabatan Virologi, Fakulti Biologi, Lomonosov Moscow State University. - Ia mahal. Sukar untuk mengangkut dan menyimpan, banyak vaksin mencapai tempat di mana mereka diperlukan (jika kita bercakap, sebagai contoh, tentang Afrika) dalam keadaan sedemikian apabila mereka tidak lagi melindungi sesiapa."

Lebih-lebih lagi, ia tidak selamat. Untuk mendapatkan dos tinggi virus "dibunuh", anda mesti terlebih dahulu memperoleh kuantiti hidup yang banyak, dan ini meningkatkan keperluan untuk peralatan makmal. Kemudian ia perlu dineutralkan - untuk ini mereka gunakan, sebagai contoh, ultraviolet atau formalin.

Tetapi di manakah jaminan bahawa di antara banyak zarah virus "mati" tidak akan ada lagi yang boleh menyebabkan penyakit?

Dengan patogen yang lemah, ia lebih sukar. Kini, untuk melemahkan, virus terpaksa bermutasi, dan kemudian strain yang paling tidak agresif dipilih. Tetapi ini menghasilkan virus dengan sifat baharu, dan tidak semuanya boleh diramalkan terlebih dahulu. Sekali lagi, di manakah jaminan bahawa, apabila berada di dalam badan, virus itu tidak akan terus bermutasi dan menghasilkan "zuriat" lebih "jahat" daripada asal?

Oleh itu, kedua-dua virus "dibunuh" dan "tidak dibunuh" jarang digunakan hari ini. Contohnya, dalam kalangan vaksin influenza moden, "patogen yang dilemahkan" berada dalam minoriti - Vaksin influenza generasi akan datang: peluang dan cabaran berada dalam minoriti - hanya 2 daripada 18 vaksin yang diluluskan di Eropah dan Amerika Syarikat menjelang 2020 disusun. Daripada lebih daripada 40 projek vaksin terhadap coronavirus, hanya satu yang dianjurkan mengikut prinsip ini - Institut Serum India terlibat di dalamnya.

Bahagikan dan vaksin

Adalah lebih selamat untuk memperkenalkan sistem imun bukan kepada keseluruhan virus, tetapi kepada bahagian yang berasingan daripadanya. Untuk melakukan ini, anda perlu memilih protein yang mana "polis dalaman" seseorang akan dapat mengenali virus dengan tepat. Sebagai peraturan, ini adalah protein permukaan, dengan bantuan yang patogen menembusi ke dalam sel. Kemudian anda perlu mendapatkan beberapa kultur sel untuk menghasilkan protein ini pada skala industri. Ini dilakukan dengan bantuan kejuruteraan genetik, itulah sebabnya protein sedemikian dipanggil kejuruteraan genetik, atau rekombinan.

"Saya percaya bahawa vaksin mesti rekombinan, dan tidak ada yang lain," kata Karpova. - Lebih-lebih lagi, ini mestilah vaksin pada pembawa, iaitu, protein virus mestilah pada beberapa jenis pembawa. Hakikatnya ialah dengan sendirinya mereka (protein) tidak imunogenik. Jika protein berat molekul rendah digunakan sebagai vaksin, mereka tidak akan mengembangkan imuniti, badan tidak akan bertindak balas terhadapnya, jadi zarah pembawa sangat diperlukan.

Sebagai pembawa sedemikian, penyelidik dari Moscow State University mencadangkan untuk menggunakan virus mozek tembakau. Virus mozek tembakau - "Wikipedia" (ini, dengan cara ini, adalah virus pertama yang ditemui oleh manusia). Ia biasanya kelihatan seperti kayu nipis, tetapi apabila dipanaskan, ia mengambil bentuk bola. "Ia stabil, ia mempunyai sifat penjerapan yang unik, ia menarik protein kepada dirinya sendiri," kata Karpova. "Di permukaannya, anda boleh meletakkan protein kecil, antigen yang sangat." Jika anda menutup virus mozek tembakau dengan protein coronavirus, maka untuk badan ia bertukar menjadi tiruan zarah virus SARS ‑ CoV ‑ 2. “Virus mozek tembakau,” kata Karpova, “adalah imunostimulan yang berkesan untuk badan. Pada masa yang sama, kerana virus tumbuhan tidak boleh menjangkiti haiwan, termasuk manusia, kami membuat produk yang benar-benar selamat."

Keselamatan pelbagai kaedah yang dikaitkan dengan protein rekombinan telah menjadikannya paling popular - sekurang-kurangnya sedozen syarikat kini cuba mendapatkan protein sedemikian untuk coronavirus. Di samping itu, ramai yang menggunakan virus pembawa lain - contohnya, vektor adenoviral atau virus campak hidup dan cacar hidup yang diubah suai yang menjangkiti sel manusia dan membiak di sana bersama-sama dengan protein coronavirus. Walau bagaimanapun, kaedah ini bukanlah yang terpantas, kerana ia adalah perlu untuk mewujudkan pengeluaran dalam talian protein dan virus dalam kultur sel.

Gen telanjang

Langkah penghasilan protein dalam kultur sel boleh dipendekkan dan dipercepatkan dengan menjadikan sel-sel badan menghasilkan protein virus sendiri. Vaksin terapi gen berfungsi mengikut prinsip ini - bahan genetik "telanjang" - DNA atau RNA virus - boleh dimasukkan ke dalam sel manusia. DNA biasanya disuntik ke dalam sel menggunakan elektroporasi, iaitu, bersama-sama dengan suntikan, seseorang menerima pelepasan ringan, akibatnya, kebolehtelapan membran sel meningkat, dan helai DNA masuk ke dalam. RNA dihantar menggunakan vesikel lipid. Satu cara atau yang lain, sel mula menghasilkan protein virus dan menunjukkannya kepada sistem imun, dan ia membentangkan tindak balas imun walaupun tanpa virus.

Kaedah ini agak baru, tidak ada vaksin di dunia yang akan berfungsi berdasarkan prinsip ini.

Namun begitu, menurut WHO, tujuh syarikat sekaligus cuba membuat vaksin terhadap coronavirus berdasarkannya. Ini adalah laluan yang diambil oleh Moderna Therapeutics, pemimpin Amerika dalam perlumbaan vaksin. Dia juga dipilih untuk diri mereka sendiri oleh tiga lagi peserta dalam perlumbaan dari Rusia: Pusat Saintifik Vektor di Novosibirsk (menurut Rospotrebnadzor, dia menguji sebanyak enam reka bentuk vaksin pada masa yang sama, dan salah satunya adalah berdasarkan RNA), Biocad dan Pusat Saintifik dan Klinikal untuk Ketepatan dan harga ubat regeneratif Kazan.

"Pada dasarnya, tidak begitu sukar untuk mencipta vaksin," kata Albert Rizvanov, pengarah Pusat, profesor Jabatan Genetik di Institut Perubatan Fundamental dan Biologi Universiti Persekutuan Kazan. "Vaksin terapi gen adalah yang terpantas dari segi pembangunan, kerana ia cukup untuk mencipta binaan genetik." Vaksin, yang sedang diusahakan di Pusat, harus menembak beberapa sasaran sekaligus: untaian DNA dengan beberapa gen virus disuntik ke dalam sel pada masa yang sama. Akibatnya, sel akan menghasilkan bukan satu protein virus, tetapi beberapa sekali gus.

Di samping itu, menurut Rizvanov, vaksin DNA mungkin lebih murah daripada yang lain dalam pengeluaran. "Kami pada dasarnya seperti Space X," jenaka saintis itu. - Kos pembangunan prototaip kami hanya beberapa juta rubel. Walau bagaimanapun, prototaip hanyalah puncak gunung es, dan ujian dengan virus hidup adalah perintah yang sama sekali berbeza.

Perubahan dan muslihat

Sebaik sahaja vaksin diubah daripada perkembangan teori kepada objek penyelidikan, halangan dan sekatan mula tumbuh seperti cendawan. Dan pembiayaan hanyalah salah satu masalah. Menurut Karpova, Universiti Negeri Moscow sudah mempunyai sampel vaksin, tetapi ujian lanjut akan memerlukan kerjasama dengan organisasi lain. Dalam langkah seterusnya, mereka merancang untuk menguji keselamatan dan imunogenik, dan ini boleh dilakukan di dalam dinding universiti. Tetapi sebaik sahaja anda perlu menilai keberkesanan vaksin, anda perlu bekerja dengan patogen, dan ini dilarang di institusi pendidikan.

Di samping itu, haiwan khas akan diperlukan. Hakikatnya ialah tikus makmal biasa tidak sakit dengan semua virus manusia, dan gambaran penyakit itu juga boleh sangat berbeza. Oleh itu, vaksin sering diuji dalam ferret. Jika matlamatnya adalah untuk bekerja dengan tikus, maka tikus yang diubah suai secara genetik diperlukan, yang membawa sel-sel mereka sama persis dengan reseptor yang coronavirus "berpaut" dalam badan pesakit. Tikus-tikus ini bukan Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT yang murah (puluhan atau dua puluh ribu ringgit setiap baris). Benar, kadangkala anda boleh menjimatkan wang - beli hanya beberapa individu dan membiak mereka di makmal - tetapi ini memanjangkan peringkat ujian praklinikal.

Dan jika kita masih mampu menyelesaikan masalah pembiayaan, maka masa itu tetap menjadi kesukaran yang tidak dapat diatasi. Menurut Rizvanov, vaksin biasanya mengambil masa berbulan-bulan dan bertahun-tahun untuk berkembang. "Jarang kurang daripada setahun, biasanya lebih," katanya. Ketua Agensi Bioperubatan Persekutuan (mereka sedang membangunkan vaksin berdasarkan protein rekombinan) Veronika Skvortsova mencadangkan bahawa FMBA Rusia akan menerima keputusan ujian pertama prototaip vaksin coronavirus pada Jun 2020, bahawa vaksin siap mungkin muncul dalam 11 bulan.

Terdapat beberapa peringkat di mana proses boleh dipercepatkan. Yang paling jelas ialah pembangunan. Syarikat Amerika Moderna telah memimpin kerana ia telah membangunkan vaksin mRNA untuk masa yang lama. Dan untuk membuat satu lagi, mereka mempunyai cukup genom yang dinyahkod virus baharu itu. Pasukan Rusia dari Moscow dan Kazan juga telah mengusahakan teknologi mereka selama beberapa tahun dan bergantung pada keputusan ujian vaksin mereka sebelum ini terhadap penyakit lain.

Yang ideal ialah platform yang membolehkan anda membuat vaksin baharu dengan cepat daripada templat. Penyelidik dari Universiti Negeri Moscow sedang menyusun rancangan sedemikian.

“Di permukaan zarah kita,” kata Karpova, “kita boleh meletakkan protein beberapa virus dan pada masa yang sama melindungi daripada COVID-19, SARS dan MERS. Kami juga berpendapat bahawa kami boleh mencegah wabak sedemikian pada masa hadapan. Terdapat 39 coronavirus, sebahagian daripadanya hampir dengan coronavirus manusia, dan jelas sekali apa yang dimaksudkan untuk mengatasi halangan spesies (“melompat” virus daripada kelawar kepada manusia. - Nota N + 1.). Tetapi jika terdapat vaksin seperti Lego, kita boleh meletakkan padanya protein beberapa virus yang berasal dari suatu tempat. Kami akan melakukan ini dalam masa dua bulan - kami akan menggantikan atau menambah protein ini. Sekiranya vaksin sedemikian telah tersedia pada Disember 2019, dan orang ramai telah diberi vaksin sekurang-kurangnya di China, ini tidak akan merebak lebih jauh."

Peringkat seterusnya adalah ujian praklinikal, iaitu, bekerja dengan haiwan makmal. Ia bukanlah proses yang paling lama, tetapi ia boleh dimenangi dengan perbelanjaannya apabila digabungkan dengan ujian klinikal pada manusia. Moderna melakukan perkara itu - syarikat itu mengehadkan dirinya kepada pemeriksaan keselamatan pantas dan terus kepada penyelidikan manusia. Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa ubat yang dia cuba adalah salah satu yang paling selamat. Memandangkan Moderna tidak menggunakan virus atau protein rekombinan, terdapat sedikit kemungkinan sukarelawan akan mempunyai kesan sampingan - sistem imun tidak mempunyai apa-apa untuk bertindak balas secara agresif. Perkara paling teruk yang boleh berlaku ialah vaksin itu tidak berkesan. Tetapi ini masih perlu disahkan.

Tetapi pengeluaran vaksin, nampaknya, bukanlah peringkat yang mengehadkan. "Ini tidak lebih rumit daripada pengeluaran bioteknologi biasa protein rekombinan," jelas Rizvanov. Menurutnya, kilang itu boleh menghasilkan sejuta dos vaksin sedemikian dalam masa beberapa bulan. Olga Karpova memberikan anggaran yang sama: tiga bulan untuk satu juta dos.

Adakah anda memerlukan vaksin?

Sama ada ia patut mengurangkan ujian klinikal adalah perkara yang dipertikaikan. Pertama, ia adalah proses yang perlahan dengan sendirinya. Dalam banyak kes, vaksin mesti diberikan dalam beberapa peringkat: jika virus tidak membiak dengan sendirinya di dalam badan, maka ia cepat dihapuskan, dan kepekatannya tidak mencukupi Kesediaan Pandemik Virus Influenza A Avian dan Pembangunan Vaksin untuk mendorong imuniti yang serius tindak balas. Oleh itu, walaupun ujian mudah keberkesanan akan mengambil masa sekurang-kurangnya beberapa bulan, dan doktor akan memantau keselamatan vaksin untuk kesihatan sukarelawan selama setahun penuh.

Kedua, COVID-19 adalah kes di mana mempercepatkan ujian manusia nampaknya tidak praktikal untuk kebanyakan orang.

Kematian akibat penyakit hari ini dianggarkan pada beberapa peratus, dan nilai ini mungkin akan terus dikurangkan sebaik sahaja ia menjadi jelas berapa ramai orang telah mengalami penyakit itu tanpa gejala. Tetapi vaksin itu, jika ia dicipta sekarang, perlu diberikan kepada berjuta-juta orang, malah kesan sampingan yang kecil boleh mengakibatkan bilangan penyakit dan kematian yang setanding dengan jangkitan itu sendiri. Dan coronavirus baru jauh dari "marah" cukup untuk, dalam kata-kata Rizvanov, "benar-benar membuang semua pertimbangan keselamatan." Para saintis percaya bahawa dalam keadaan sekarang, kuarantin adalah yang paling berkesan.

Bagaimanapun, menurut Karpova, tidak ada keperluan mendesak untuk mendapatkan vaksin dalam masa terdekat. "Tidak perlu memberi vaksin kepada orang semasa pandemik, ini tidak selaras dengan peraturan wabak," jelasnya.

Galina Kozhevnikova, ketua Jabatan Penyakit Berjangkit Universiti RUDN, bersetuju dengannya. “Semasa wabak, tiada vaksin disyorkan sama sekali, malah yang rutin, yang termasuk dalam jadual vaksinasi. Kerana tidak ada jaminan bahawa seseorang tidak berada dalam tempoh inkubasi, dan jika vaksin digunakan pada masa ini, kejadian buruk dan pengurangan kecekapan vaksinasi adalah mungkin, kata Kozhevnikova, menjawab soalan N + 1.

Terdapat kes, tambahnya, apabila vaksinasi kecemasan diperlukan atas sebab kesihatan, dalam situasi apabila ia melibatkan hidup dan mati. Sebagai contoh, semasa wabak antraks di Sverdlovsk pada tahun 1979, semua orang telah diberi vaksin, beribu-ribu orang telah diberi vaksin segera, dan pada tahun 1959 di Moscow semasa wabak cacar yang dibawa oleh Kokorekin, Alexei Alekseevich - "Wikipedia" dari India oleh artis Alexei Kokorekin.

"Tetapi coronavirus sama sekali bukan cerita seperti itu. Daripada apa yang berlaku, kita melihat bahawa wabak ini berkembang mengikut undang-undang klasik penyakit pernafasan akut, "kata Kozhevnikova.

Oleh itu, pembangun vaksin sentiasa berada dalam situasi yang janggal. Selagi tiada virus, hampir mustahil untuk mencipta vaksin. Sebaik sahaja virus itu muncul, ternyata ia sepatutnya dilakukan sehari sebelum semalam. Dan apabila ia berundur, pengeluar kehilangan pelanggan mereka.

Walau bagaimanapun, vaksin mesti diberikan. Ini tidak berlaku semasa wabak jangkitan coronavirus sebelum ini - kedua-dua MERS dan SARS berakhir terlalu cepat, dan penyelidikan kehilangan pembiayaan. Tetapi jika tiada kes SARS di dunia sejak 2004, maka kes terakhir MERS bermula pada 2019, dan tiada siapa yang boleh menjamin bahawa wabak itu tidak akan berulang. Di samping itu, vaksin terhadap jangkitan terdahulu boleh menyediakan platform strategik untuk pembangunan vaksin masa depan.

Karpova menyatakan bahawa walaupun selepas wabak COVID-19 ini pudar, wabak lain mungkin berlaku. Dan dalam kes ini, negeri harus mempunyai vaksin sedia."Ini bukan jenis vaksin yang semua orang akan diberi vaksin seperti selesema," katanya. "Tetapi dalam keadaan kecemasan dengan wabak baru, negeri harus mempunyai vaksin sedemikian, serta sistem ujian."

Koronavirus. Bilangan yang dijangkiti:

243 093 598

di dunia

8 131 164

di Rusia Lihat peta