Инфекционная угроза населению планеты сегодня и завтра

Общие положения

В теории безопасности атакой на объект называют реализацию потенциальной угрозы. Такая реализация преобразует угрозу из потенциальной в действующую реально и проявляется (начинает действовать) как возмущающий (наносящий ущерб) фактор. Для реализации угрозы должны быть созданы необходимые и достаточные условия. Здесь вступает в силу положение теории об уязвимостях объекта. Знаменитой уязвимостью с древних времен является "пята Ахилла". Отсутствие уязвимостей объекта делает угрозу невозможной. Но одно дело не видеть, не понимать уязвимостей декларировать полное отсутствие уязвимостей, и совсем другое - глубокий анализ объекта и прогнозы развития объекта. Сложность подобного анализа - проблема прошлого времени, настоящего и, скорее всего, будущего. Известно, уязвимости имеют особенность быть неожиданными, внезапными.

Сегодня в повестке дня актуальна борьба с коронавирусом COVID-19 (SARS-CoV-2). Термин «вакцина» (лат. vacca — корова) введен Л. Пастером 1885 году более ста лет назад, и более двухсот лет прошло с легендарных экспериментов Э. Дженнера в 1796 г. по прививанию коровьей оспы ребенку с целью предупреждения развития опасного человеческого варианта болезни. Однако в мире и движение против вакцинации возникло вскоре после разработки Эдвардом Дженнером первой вакцины против оспы. С развитием практики вакцинации росло и движение антивакцинаторов (антипрививочников).

Коронавирус, как и многие другие инфекционные заболевания, пришел к людям навсегда. Сегодняшний коронавирус с его смертностью в 2% следует рассматривать как репетицию перед грядущими для человечества испытаниями. Это можно уподобить учебной боевой тревоге для населения планеты Земля.

Весь медицинский мир ждет нового вируса гриппа со смертностью в 35%. Пока ковид позволил людям увидеть неспособность человечества эффективно бороться с эпидемией. С другой стороны, нынешний ковид можно рассматривать как тренировку землян для выработки навыков, которые нам обязательно понадобятся в будущем. В работе предлагается рассмотреть на приемлемом уровне детализации, что же происходит сегодня на планете, в РФ и пролонгировать явления и процессы в завтрашний день.

Пандемия коронавируса была объявлена Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) 11 марта 2020 года. С тех пор в мире заболели более 200 млн человек, ≈ 4,2 млн умерли 14,4% полностью привились.  Безопасность и здоровье населения всей планеты подвергается серьезному испытанию. Вакцинация является единственным способом победить пандемию. В пределах и нашей страны возникло целое движение антипрививочников. Интернет наполняется сообщениями о фактах-фейках в связи с процессом вакцинирования населения, что конечно же сказывается на его успешности.

Решение жителя Земли отказаться от прививки имеет двойное последствие: одно — что вы сами рискуете инфицироваться, второе — что вы рискуете перенести инфекцию другим людям. Предвзятое отношение к вакцинации и нежелание вакцинироваться объясняется в РФ возможно тем, что с одной стороны, объявлен принцип добровольности, а с другой – у нас довольно тёмный и косный народ, – добавляет телеведущий В. Познер.  Много разговоров о том, что из-за прививки может быть отсутствие фертильности, небылица про чипирование. Наш народ открыт для подобных теорий заговора. Третьей причиной отказа (протеста) от вакцинации можно считать, то, что вакцинация от коронавируса будет включена в национальный календарь прививок и, соответственно, иммунизировать людей будут бесплатно. Об этом ранее говорил и министр здравоохранения России Михаил Мурашко.

В Петербурге около 10 000 амбулаторных пациентов с подтвержденным короновирусом обеспечили приборами для насыщения крови кислородом. Пульсоксиметры выдают людям бесплатно. Медицинские и физиологические основания противопоказания вакцинированию.

Ни одна вакцина не бывает эффективной на 100%, но на этом строить свое упрямство и отказы - не лучший путь. Любопытный комментарий по этому поводу: "...сейчас вышел приказ о обязательной вакцинации. На сайте mos.ru, на госуслугах, на горячей линии по коронавирусу, в постановлении главного санитарного врача, везде разные противопоказания к вакцинации. И вот хрен его знает противопоказана мне вакцинация или нет. А единственный вариант узнать - личное посещение врача (так на горячей линии сказали)".

Глава Роспотребнадзора РФ Анна Попова объясняет, что вакцина не защищает человека от проникновения вирусов, включая COVID-19 (SARS-CoV-2), но предотвращает тяжелую форму заболевания и летальный исход. Сейчас в мире и в России проходит третья и ожидается четвертая волна  коронавирусной пандемии. Она вызвана циркуляцией новых вирусных штаммов, а также упрямством граждан, которые пренебрегают правилами профилактики.

В РФ, начиная с Москвы, стали вводить обязательную вакцинацию от Covid-19 сотрудников торговли, транспорта, медицины, сферы ЖКХ. Обязательную вакцинацию также должны пройти работники фитнес-клубов, салонов красоты, водители такси, сотрудники почты, мест общественного питания, а также государственные служащие.

Связь живого организма и вакцины

Начнем несколько издалека. Метаболизм, или обмен веществ в организмах — это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для обеспечения и поддержания его жизнедеятельности. Иммунитет здорового организма инициируется вакциной и подготавливается к борьбе с антигенами, попадающими или производящимися в организме.

Эти процессы метаболизма позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать, реагировать на воздействия окружающей среды.

Метаболизм обычно делят на 2 стадии:

• катаболизм – распад поступающих в организм веществ с выделением энергии; 

• анаболизм – использование поступающих в организм веществ для ресинтеза макромолекул, что требует затрат энергии. 

Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии  ферментов и полезных бактерий одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Ферменты и бактерии (их клетки вырабатывают белки) играют важную роль в метаболических процессах, потому что:

• действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;

• позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.

Против таких белков иммунитет организма не выступает, они совместимы. Для человека (организма) зарегистрированная вакцина от ковида безопасна и надежна, так как она создается на основе безопасных для организма микроорганизмов или их частей (клеток). Введение вакцины в организм не нарушает процессов метаболизма, но активирует иммунологические процессы, создается иммунитет к чужеродным белкам (рис.1).                               

Антиковидных вакцин создается много и человеку не следует вакцины делить на свои и чужие. Эффективность действия одних вакцин для разных людей может несколько отличаться от действия других, но ведь и сами люди имеют индивидуальные особенности. Так в публикациях журнала американской Медицинской ассоциации нет ни слова даже о необходимости проверять антитела, их уровень в организме перед вакцинацией. Значительного успеха России удалось добиться после признания эффективности Спутника V медицинским журналом The Lancet. В нем сообщалось, что эффективность Спутника V 91,6%. Сведения о других российских вакцинах приведены ниже.

Следует заметить, что исследователями устанавливалось (КНР), связана ли частота и более тяжелое течение коронавирусной инфекции с группой крови людей. Член комитета Совфеда по соцполитике, детский врач-хирург, заслуженный врач РФ Владимир Круглый заявил, что среди скончавшихся от COVID-19 было больше людей со второй группой крови, их доля составляла приблизительно 40%. Таким образом, следует признать самыми уязвимыми перед COVID-19 являются люди со второй группой крови.

Возникновение новых штаммов коронавируса не делает их «злее», но и у вирусов работает естественный отбор. Выживает сильнейший, т.е. самый заразный и быстро распространяющийся штамм.

Уже объявлены штамм «Бета» (южноафриканский), штамм «Дельта» (индийский) еще одна мутация индийского штамма – «Дельта плюс», бразильский, британский штамм (название VUI-202012/01). Против них создаются и новые более удобные в обращении вакцины. В настоящее время  по данным ВОЗ, в мире заявлены и разрабатываются 263 вакцины 92 вакцинальных препарата находятся на этапе клинических исследований и 16 практически уже применяются, а еще 173 варианта — на стадии доклинических испытаний.  Хотя все препараты преследуют одну цель — создание надежной иммунной защиты от коронавирусной инфекции, они имеют разные составы, условия хранения, применения, стоимость и технологию изготовления.

Стоимость одной инъекции Спутник V для зарубежных рынков составляет около $10, полный цикл обойдется максимум в $20.Таким образом, Спутник V будет в два и более раз дешевле зарубежных вакцин, разработанных на основе технологии мРНК с аналогичными показателями эффективности. Стоимости одной дозы вакцин Спутник V и Эпи Вак Корона практически не отличаются.

Война вакцин за рынки сбыта

В разных странах используются вакцины векторовские, чумаковские, гамалеевские, германские, Johnson & Johnson (США), американские; Sinovac, CanSino, CoronaVac, Синофарм, китайскиe; французские (Sanofi), Ковишилд, Астра Зенека (AstraZeneca англо-шведская), Спутник V (Ниц им. Н.Ф. Гамалеи), Спутник Лайт, Эпи Вак Корона (центр «Вектор»), Кови Вак (Центром имени Чумакова РАН), Пфайзер (Pfizer Германия), Модерна (Moderna США аналог Pfizer) и др. реклама подает их с плюсами и минусами.  

Через какое-то время (до конца 2022) большинство людей успеют привиться и возникает вопрос, надо ли создавать новую вакцину, еду-вакцину? В этой ситуации должен возникнуть коллективный иммунитет, который защитит тех, кто не вакцинировался и не приобрел себе иммунитет персональный. Глава Всемирной организации здравоохранения Тедрос Адханом Гебрейесус заявил, что важно привить к сентябрю 2022 года 70% населения в каждой стране мира. Эти слова он произнёс на 138-й сессии Международного олимпийского комитета.

Фармацевтические фирмы вложили в разработку вакцин десятки миллионов денежных средств и, конечно, желают их вернуть с прибылью. А тут опять Россия, всех опередила и цену назначила «смешную». Новые наезды, нападки русофобов, жесткая критика вакцины. По мнению критиков в ней всё было неправильно: и страна производства не такая, и испытания не так прошли (3-й этап), и не описана в научных журналах, обход установленных правил, неприличная поспешность, и отсутствие прозрачности. Эту критику США перенесли в основном и на западные вакцины. Но существует ВОЗ, заинтересованная решением мировой проблемы, не желающая ронять свой престиж ради чьих-то доходов, и действовать, повторяя путь МОК и ВАДА.

Понятно, что за развязанной США и их союзниками войной вакцин стоят интересы фармацевтических гигантов. Если бы США удалось монополизировать производство вакцины, можно не сомневаться, что она оказалась бы очень недешёвой. Но вариант не прошел. Эффективность прививки Спутник V признана ВОЗ и превысила 90%, гарантия защиты – два года.

Германия и США для своих вакцин гарантируют надежную защиту всего на полгода, после которых требуется очередная покупка дозы и новая вакцинация. Китайцы о гарантиях вообще молчат. Известно также, что вакцинирование от гриппа ежегодное.

Любые войны фармы – это бизнес в чистом виде и воспринимать их рекламу следует именно так. Публицист В. Познер подчеркнул, что, например, компания Pfizer — один из крупнейших игроков на фармацевтическом рынке планеты — не собирается терпеть конкурентов. Всемирная организация здравоохранения официально признала Спутник V, однако Евросоюз под давлением властей США вакцину признавать не хочет.

В РФ сейчас разрабатывается более 20 видов прививок от инфекции COVID-19, а также создание комбинированной вакцины, в состав которой должно войти по одному компоненту от российской Спутник V и англо-шведской AstraZeneca. В этой новой вакцине стремление объединить позитивные качества обеих. Комбинированную вакцину создают, чтобы усилить свои позиции на рынке, сославшись на объединение в одной вакцине позитивных качеств двух. Большинство вновь разрабатываемых вакцин находится на стадии доклинических или начальных клинических испытаний, поэтому речь об их внедрении в массовую иммунизацию пока не идет.

Рынок вакцин представляется так. Для коллективного иммунитета вакцинировать надо более 4 млд человек. Китай чужую вакцину к себе не пустит и ему достанутся 1,5 млд своих жителей + ≈1млд в Юго-Восточной Азии, где велик авторитет Китая. Остальным на всех, что осталось это ≈1,5 млд. Таким образом, китайская вакцина может претендовать на 40-60% от емкости рынка. Остальным, если делить поровну по ≈16-17% на каждого участника. Спутник V одобрен Венгрией, Пакистаном, Мексикой, Ираном, Ливаном будет распространяться более чем в десяти странах Европы, Ближнего Востока, Африки и Латинской Америки. В настоящее время в 51 стране разрешается применять разработанный в России препарат. Спутник V имеет контракты на 70 млн доз и можно ожидать рост до ≈ 250-350 млн доз.

Безопасность не только медицинская, но и информационная. Устойчивый высокий спрос на вакцины против COVID-19 делает привлекательным такое занятие для преступников, стремящихся участвовать в производстве и поставках поддельных вакцин. Правительства ЕС выявляли многократные попытки мошенничества и поддельных предложений со стороны криминальных агентов организованных преступных групп (ОПГ). Они пытались продать 1,1 млд доз вакцины на общую сумму более 15,4 миллиардов евро.

В ходе международной операции при поддержке Европола и Европейского бюро по борьбе с мошенничеством (OLAF) в период с марта по декабрь 2020 года правоохранительные органы 19 государств-членов и восьми третьих стран изъяли почти 33 миллиона поддельных медицинских устройств, включая маски для лица, комплекты тестов и диагностики, 8 тонн сырья и 70 000 литров гигиенических дезинфицирующих средств. Медицинские и санитарные товары составляют значительную и растущую долю контрафакции, явления, которое тревожно усилилось с пандемией COVID - 19. Организованная преступность занимается производством и поставкой поддельных средств защиты, тест-наборов и фармацевтических препаратов.

Еврокомиссией для всего Евросоюза законтрактовано уже 300 млн доз AstraZeneca. Pfizer надежно занял американский рынок и продвигается в зависимые от США страны, что также составит ≈300 млн доз. Остается ≈ 0.5 млд доз, часть которых закупит ВОЗ для беднейших стран, не способных обеспечить закупки вакцины самостоятельно, и оставшимся участникам рынка.

Технологии и создание вакцин

Терапевтические вакцины. Классические технологии изготовления вакцин весьма ограничены и в настоящее время мало применимы. Новые достижения науки открыли пути создания технологий, о которых раньше даже не упоминалось. О классике здесь говорить не будем, она известна. Обычно, прививку делают здоровому человеку, чтобы заранее «вооружить» организм средствами борьбы с инфекцией (исключение — разработанная Пастером вакцина против бешенства, которую применяют после укуса бешеным животным; ее эффективность объясняется длительным инкубационным периодом этого вирусного заболевания).

Определение. Вакцины, используемые как препараты, которые индуцируют иммунный ответ у больных и тем самым способствуют выздоровлению или улучшению состояния, называют терапевтическими.

Такие вакцины нацелены на хронические заболевания, вызванные бактериями или вирусами (в частности, вирусами гепатитов B и C, вирусом папилломы, ВИЧ), опухоли (прежде всего, меланому, рак молочной железы или прямой кишки), аллергические или аутоиммунные болезни (рассеянный склероз, диабет I типа, ревматоидный артрит). Большие надежды в лечении нарушений иммунитета при раковых заболеваниях связаны с дендритными вакцинами. Их делают на основе дендритных клеток — особой разновидности лейкоцитов, которые занимаются поиском потенциально опасных микроорганизмов. Дендритные клетки «патрулируют», прежде всего, слизистые оболочки и кожу, то есть органы, контактирующие с внешней средой.

Новое направление – генетическая иммунизация. Это универсальная схема. В организм вводят не белок-антиген, а нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК), в которой закодирована информация о синтезе белка. При вакцинировании носитель-вектор проникает в клетку и синтезирует нужные белки. Трансформированная клетка становится «фабрикой» по производству вакцины внутри организма, которая способна работать длительное время – до года. Используя один и тот же плазмидный или вирусный вектор, можно создавать вакцины против различных инфекционных заболеваний, меняя только последовательность, кодирующую необходимые белки-антигены. Препараты стабильны, создаются на основе безопасных для организма вирусов, не требуется сложная и дорогостоящая очистка белков. Хранение такой вакцины возможно даже при комнатной температуре.

Уже разработаны и испытываются ДНК-вакцины против инфекций, вызываемых вирусами гепатитов B и C, гриппа, лимфоцитарного хориоменингита, бешенства, иммунодефицита человека (ВИЧ), японского энцефалита, а также возбудителями сальмонеллеза, туберкулеза и некоторых паразитарных заболеваний (лейшманиоз, малярия). Эти инфекции крайне опасны для человечества, а попытки создать против них надежные вакцинные препараты классическими методами оказались безуспешными.

Дадим некоторые определения.

Вектор — другой вирус, не вызывающий болезнь у человека, вирусные векторы бывают:

• реплицирующиеся — способные размножаться; для создания иммунного ответа достаточно однократного введения вакцины;                                  

• нереплицирующиеся — не способные размножаться; для создания иммунного ответа требуется повторное (неоднократное) введение вакцины.

В геном (в хромосому) безопасного вирусного вектора или в плазмиду (кольцо из ДНК) встраивается ген, кодирующий целевой белок другого опасного вируса. Например, для создания вакцины против COVID-19 в аденовирус встраивается ген, кодирующий белок коронавируса.  Выбор вирусного вектора важный и определяющий этап при разработке вакцин (рис. 2). Для вакцины выбирают два вектора аденовирусов AD26-S и AD5-S в геном которых встраивают ген, кодирующий S-белок шипов вируса SARS-CoV-2, с помощью которых вирус проникает в клетку организма и разрушает ее.
Еще одно новое направление: «обратная вакцинология».

Для нее детально изучается нуклеотидная последовательность полного генома вируса-инфекционного микроорганизма (длительность – недели). Компьютерными программами вычисляются гены, распространяющие инфекцию. Рекомбинантные технологии позволяют получить ослабленный вирус, для чего из генома вырезают ген (разоружают), который отвечает за вирулентность (болезнетворные свойства), но который не влияет на размножение и иммунногенность. Получившийся безопасный вирусный штамм используют для приготовления вакцины. Иммунный ответ защищаемого организма на такой вирус будет идентичен «ответу» на «боевой» вирус.

Третий новый подход основан на протеомной технологии. Существуют компьютерные программы, которые по аминокислотной последовательности могут предсказать не только трехмерную структуру изучаемого белка, но и его свойства и функции. Результаты их работы дают количественную и качественную характеристику белков в компонентах клетки.

Найдены и новые более совершенные способы доставки вакцин в организм. Появились так называемые мукозальные вакцины, которые вводятся через слизистые оболочки рта или носа, либо через кожу. Преимущество в том, что вакцина поступает через входные ворота инфекции и тем самым стимулирует местный иммунитет.

Разработка вакцины

Оказывается, вакцинация от ковида не дает пожизненного иммунитета (защиты), а коронавирус, как и многие другие заболевания, пришел к людям навсегда. Действительно, разработка качественной новой вакцины актуальная, важная задача, решение которой включает последовательность шагов: замысел, макетную реализацию, обязательные доклинические предварительные испытания не на человеке, а на животных, которые, как и люди болеют коронавирусом хомяки, макаки, (мыши удобные для исследования объекты, но коронавирусом, кстати, не болеют); клинические испытания для оценивания эффективности предлагаемой вакцины на людях (добровольцах). На каких научных основаниях и принципах ведутся разработки новых вакцин?

Принцип защитного действия введенных в организм ослабленных инфекционных агентов или их частей объяснили уже в XX веке: безопасный чужеродный антиген учит иммунную систему в дальнейшем быстро распознавать и уничтожать активного и опасного возбудителя с точно такими же антигенами. Стратегия вакцинации базируется на существовании феномена так называемой «иммунологической памяти» и иммунологической специфичности. Процесс иногда сравнивают с раздачей фоторобота преступника сотрудникам полиции.

Долгое время было неясно, как иммунитет обучается и распознает чужеродный белок. Нобелевская премия 2011 года присвоена ученым, пролившим отчасти свет на эту проблему. Половина премии совместно Брюсу Бойтлер (Bruce A. Beutler)(США) и Жюль Гофман (Jules A. Hoffmann) (Люксембург) награждаются «За открытия, касающиеся активации врожденного иммунитета»; и половина Ральфу М. Штайнману (Канада) за его открытия дендритной клетки и ее роли в адаптивной иммунной системе.

Этапы создания вакцин: 

1. Идентификация заболевания;

2. Изучение возбудителя;

3. Отбор возбудителей-кандидатов для создания вакцины;

4. Тестирование (испытание) вакцины на добровольцах;

5. Выпуск вакцины для массового использования;

6. Лицензирование вакцины;

7. Профессиональная оценка вакцины врачами и одобрение со стороны населения.

Используемые сегодня вакцины можно разделить в зависимости от методов их получения на следующие типы:

• живые аттенуированные вакцины;

• инактивированные вакцины;

• вакцины, содержащие очищенные компоненты микроорганизмов (протеины или полисахариды);

• рекомбинантные вакцины, содержащие компоненты микроорганизмов, полученные методом генной инженерии.

Известно, что ранее степень сходства между белками в крови различных животных определяли при помощи реакции антиген – антитело, вводя одному животному сыворотку крови другого животного (или человека), содержащую чужеродные белки (антигены). Плазматические или лимфоидные клетки первого животного в ответ вырабатывают антитела специфичные для антигенов, разрушающие их. Этот принцип противостояния "антиген - антитело" используется и при создании новых перспективных вакцин.

Возможно получение живых вакцин генно-инженерным способом. Принцип получения таких вакцин сводится к созданию непатогенных для человека рекомбинантных штаммов, несущих протективные антигены патогенных микробов и способных при введении в организм человека размножаться и создавать иммунитет. Такие вакцины называют векторными. Вакцина от коронавируса Спутник V является двухкомпонентным препаратом, поэтому вакцинация проходит в два этапа. В этих компонентах используются разные аденовирусы AD26-S и AD5-S, поэтому иммунный ответ на вирус-носитель не мешает при втором уколе, и развивается полноценный иммунный ответ на коронавирусный антиген.                                                

Условия доставки, хранения и применения вакцин  

Вакцина РФ Спутник V  получила регистрационное удостоверение 11.08. 2020 года, а иммунизация населения началась 10 декабря 2020 года. По плану Минздрава РФ, первыми должны вакцинироваться учителя  и врачи, однако с 18 января начинается масштабная общенациональная вакцинация.                                                                         Спутник V – рекомбинантный препарат, который разработан методом генной инженерии. Эпи Вак Корона, Гам-Ковид-Вак (Спутник V) - также первые вакцины от коронавируса в России.

Спутник V разработана учеными Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи. Прежние требования к условиям хранения вакцины в защищенном от света месте, при температуре не выше минус 18°С (не допускается хранение размороженного препарата) изменились. В настоящее время вакцина Спутник V выпускается в виде лиофилизата - сухого порошка, который разводится раствором для инъекций непосредственно перед прививкой. Такая форма препарата позволяет хранить его при температуре от +2 до +8 градусов.

Для сравнения, вакцина Pfizer куда требовательнее к условиям хранения: она должна храниться при -70°С градусах, а значит, доставить ее к месту применения намного сложнее - без криогенного спецоборудования не обойтись.

Вне зависимости от того, какие штаммы включены в вакцины, бактерии для вакцин получают путём выращивания на искусственных питательных средах, культурах клеток или куриных эмбрионах. В живую вакцину, как правило, добавляют стабилизатор, после чего подвергают лиофильному высушиванию. Созданную вакцину можно использовать только после регистрации, проведения стандартизованных испытаний и утверждения.

Зарегистрированная тест-система позволяет обнаруживать не только сам факт наличия коронавируса, но и в течение двух часов дать ответ – это обычный циркулирующий коронавирус или у него отмечается мутация вариабильной части генома вируса, что очень важно для эпиднадзора и для оценки эпидситуации в стране. Это открывает перспективы того, что мы с вами не пропустим те эпидемически значимые штаммы, которые появляются в мире и могут осложнять эпидемиологическую ситуацию в нашей стране.

Сущность испытаний созданной вакцины состоит во введении животному (а затем и человеку) бактериальных клеток, с геномом, содержащим часть генома заразного вируса. Эти клетки начинают функционировать, возникают белки, попадающие в кровь организма и далее инициируется иммунитет, противостоящий заразе. Показателем действенности вакцины является полимеразная цепная реакция  (ПЦР), наблюдаемая при сдаче анализов.      

В крови человека, появляются эти чужеродные белки, возникает иммунный ответ – вырабатываются антитела, задача которых бороться с антигеном, разрушать его. Вакцина тестируется на безопасность для человека (наличие побочных эффектов), иммуногенность (способность индуцировать иммунный ответ), определяется оптимальная эффективная доза вакцины. Вакцина характеризуется кратностью ее введения, способом и схемой вакцинации.

Перечислим также основные этапы исследований уже разработанных препаратов для иммунизации и цели каждого из них:

• доклиническое исследование — на этом этапе ученые тестируют составы на клеточных культурах (in vitro) и животных (in vivo), чтобы понять, будет ли работать препарат на живых организмах; 

• фаза 1 — испытания с участием небольшой группы добровольцев, чтобы убедиться в иммуногенности состава (способности вызывать иммунитет против COVID-19);

• фаза 2 — расширенные клинические тестирования, для участия в которых привлекаются добровольцы разных возрастных категорий, в том числе люди с определенными хроническими болезнями;

• фаза 3 — масштабные рандомизированные плацебо-контролируемые исследования, которые позволяют точно определить эффективность прививки и ее безопасность;

• утверждение — после проверки результатов каждого этапа препарат официально регистрируется, после чего он лицензируется и его можно применять в медицинской практике.

Как действует вакцина? Чтобы из полезных организму бактерий (пробиотиков), на основе которых делается, например, молочнокислый продукт, получилась вакцина, маленький участок вирусного генома встраивается в геном полезной для нашего организма бактерии. Введенная в организм часть ДНК проникает в клеточное ядро, превращая клетку в завод по производству вакцины. Такая ДНК длительное время существует вне хромосом без репликации, транскрибируется за счет ферментов хозяйской клетки и экспрессирует соответствующие гены, продукты которых вызывают формирование иммунитета (рис. 3).

Вакцина вводится в организм. В бактериальной клетке вакцины (на ее поверхности) начинает вырабатываться белок вируса. Этим стимулируется иммунитет организма, который этот белок в организме распознает как чужеродный (как антиген), и на него для противоборства вакцинированным организмом начинают вырабатываться антитела.       Заметим, что науке пока до конца неизвестно, как именно происходит распознавание чужеродного белка. По этому поводу в 2011 году была вручена Нобелевская премия.

После вакцинации все-таки можно заболеть ковидом, прививка обычно действует не сразу. При введении (укол) обычной вакцины антитела появляются через 2-3 недели после введения второго компонента вакцины. До этого времени человек беззащитен, но и при выработке антител заболевание возможно. 

При создании вакцины-еды (например, в виде молочнокислого продукта) человек просто потребляет ряженку или простоквашу. При создании напитка принцип сохраняется, как и ранее, методом генной инженерии можно встраивать в геном бактерии участок ДНК настоящего коронавируса, но при этом есть опасность вызвать заболевание, в рассматриваемом случае берется искусственно синтезированный участок генома коронавируса. Этого вполне хватает для достаточного иммунного ответа. Еще не попав в клетки человека, как это происходит при обычной вакцинации (укол), антиген начинает взаимодействовать со слизистой полости рта, кишечника.

Слизистые содержат большое количество клеток, отвечающих за распознавание антигенов, а также полезных для метаболизма бактерий. А полезная организму бактерия как раз и содержит вирусный антиген. В ответ на вторжение в организм врага, то есть антигена, возникает защитный для организма иммунный ответ в форме выработки антител. Происходит ДНК-иммунизация. Для надежной защиты необходим достаточный уровень антител, что разными организмами обеспечивается по-разному, а контролируется тестом ПЦР.

Этот тест выявляет иммуноглобулины по крови из вены.

Иммуноглобулины (Ig) или антитела – это особый вид белков, которые вырабатываются под влиянием антигенов (микробные белки, например) и обладают способностью специфически связываться с ними.

• IgG играет основную роль в формировании длительного гуморального иммунитета после перенесенных инфекционных заболеваний. Наличие IgG к COVID-19 говорит о том, что человек уже переболел, и у него выработался иммунитет к вирусу.

• IgM говорят об активном иммунном ответе, то есть о том, что человек сейчас болеет коронавирусом. ⁣⁣⠀

• IgA синтезируются, в основном, лимфоцитами слизистых оболочек в ответ на местное воздействие вируса. При высоком титре этих антител человек борется с вирусом без общих проявлений (высокая температура, слабость, потливость). Результат может интерпретироваться, например, так наличие специфических IgG к SARS-CoV-2 в отсутствие признаков заболевания и при отрицательных результатах исследования вирусной РНК (методом ПЦР) в биоматериале из верхних дыхательных путей может быть свидетельством того, что пациент контактировал с вирусом SARS-CoV-2, что привело к выработке антител класса IgG, и вероятность заражения такого пациента ниже, чем у пациентов, у которых антитела не определяются.

ДНК-вакцины сохраняются в организме 3 – 4 недели. За это время они успевают индуцировать Т- и В-клеточный иммунитет (рис. 4). Однако, несмотря на кажущуюся простоту, многие механизмы развития иммунного ответа на ДНК-вакцины остаются малоизученными [3].

От новых штаммов перенесенная болезнь и вакцина также защищает. Перекрестный иммунитет в основном сохраняется и при новых мутациях. Но переболевшим новая вакцинация многократно повышает защищенность поэтому им вакцинироваться нужно. Постепенно в организме клетки вакцины вымываются (разрушаются) вакцина элиминируется. После разрушения вакцины никаких последствий к сопротивлению антигенам уже быть не может.              

Согласно результатам исследований, иммунитет переболевших хорошо защищает от тех типов коронавируса, которые вызвали у них болезнь, но с новыми штаммами справляется значительно хуже.

Заключение

Прогнозы на будущее весьма неутешительные. Миллиардер Билл Гейтс: …после коронавируса нас ждет другая пандемия с высокой смертностью. К этой новой напасти человечество, несмотря на нынешнюю мобилизацию, окажется не готово.

В то же время Россия совместно с объединением University of Oxford / AstraZeneca  собирается производить векторную вакцину в Новосибирске; основу этого вектора составляет аденовирус шимпанзе. О сотрудничестве и о планах совместного производства недавно сообщил посол России в Лондоне [12]. Не совсем понятно, почему возможности масштабирования производства в Новосибирске существуют для производства импортной аденовирусной вакцины, но отсутствуют для собственной. Трудности и проблемы с запуском вакцины Спутник V в массовое производство решаются в РФ на самом высоком уровне.

«Есть определенные проблемы, связанные с наличием или отсутствием определенного объема оборудования — „железа“, что называется, — для разворачивания массового производства», — сказал Президент России [11]. Затраты на борьбу с пандемией со стороны государства характеризуются, например, дополнительными выплатами медикам. В 2021 году медикам, работающим с пациентами с короновирусом, только Петербург потратил около 4 миллиардов рублей.