Что вы мне вкололи? Вся правда о российских вакцинах

Глава четвертая
Инактивированный вирус против живого

20 февраля 2021 года в России была зарегистрирована третья отечественная вакцина против коронавируса COVID-19 – «КовиВак». Ее создал ФГБНУ «Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М. П. Чумакова РАН» (ФГБНУ «ФНЦИРИП им. М. П. Чумакова РАН»). Она разработана на основе убитого «целого» (инактивированного) вируса SARS-CоV-2. Образец вируса SARS-CоV-2, на основе которого создана вакцина, специально обработан таким образом, что вирус лишился своих инфекционных свойств, но при этом сохранил способность вызывать иммунную реакцию организма. По сути это мертвые вирусные частицы, которые уже не в состоянии нанести организму никакого вреда, но при введении этого препарата организм распознает антигенный состав вируса, запоминает его и в будущем должен быть готов противостоять всем проявлениям такого вируса.

Специалисты ФНЦИРИП им. М. П. Чумакова начали разработку вакцины против COVID-19 в 2020 году. Исходный вирус для вакцины был выделен у больного, проходящего лечение в филиале ГКБ № 40 города Москвы (в Коммунарке). К лету 2021 года завершились первая и вторая фаза клинических испытаний «КовиВак», которые доказали безопасность и эффективность этого препарата, а завершение третьей фазы клинических испытаний, которая была начата 3 июня 2021 года, запланировано до 30 декабря 2022 года. Массовое производство вакцины начато 25 марта 2021 года, а 28 марта первые партии «КовиВак» уже поступили в гражданский оборот. К 1 июля 2021 года в гражданский оборот поступило 1 млн доз этой вакцины, а плановое производство составит 1 млн доз в месяц.

Разработчики «КовиВак» утверждают, что препарат на основе инактивированного вируса содержат весь набор белков вирусной частицы, поэтому после вакцинации иммунный ответ организма ожидается наиболее полным. Специалисты Центра имени Чумакова считают, что их вакцина будет эффективна также и против новых штаммов, так как в ней использован вирус целиком, а не фрагменты его генома.

Директор Центра им. М. П. Чумакова Айдар Ишмухаметов подчеркнул уникальность отечественной цельновирионной вакцины и заявил, что подобные препараты против коронавирусной инфекции не были созданы ни в США, ни в Европе. Успех разработки вакцины «КовиВак», по словам А. Ишмухаметова, был обеспечен эффективным взаимодействием Центра им. М. П. Чумакова с научными институтами РАН и компаниями-партнерами из промышленного сектора.

Специалисты Центра им. М. П. Чумакова заявляют о высокой степени безопасности этой вакцины и напоминают, что она создана на платформе детской инактивированной полиомиелитной вакцины, которая разработана для иммунизации детей и применяется даже для вакцинации малышей, начиная с трехмесячного возраста.

Такое заявление вызывает доверие к данном препарату. Известный советский вирусолог М. П. Чумаков, чье имя в настоящее время носит научный центр, изучая способы защиты от полиомиелита, предположил, что живая противополиомиелитная вакцина может смягчать течение гриппа. Этот же механизм ученые Центра имени Чумакова решили проверить применительно к коронавирусу SARS-CоV-2, и такой подход позволил создать цельновирионную вакцину от опасной новой инфекции.

Технология промышленного крупносерийного производства живой вакцины против полиомиелита впервые в мире была разработана в конце 1950-х годов именно в Институте полиомиелита и вирусных энцефалитов Академии медицинских наук СССР (теперь это Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М. П. Чумакова РАН), а в 1960 году в СССР началась широкомасштабная вакцинация таким препаратом, и в результате на территории нашей страны полиомиелит был практически элиминирован. В последующие десятилетия Центр имени М. П. Чумакова развивал и совершенствовал технологию производства живых вакцин на основе инактивированного вируса, и в настоящее время этот научный центр является ведущим учреждением в мире по разработке и производству цельновирионных вакцин. Таким образом, первая в мире цельновирионная вакцина «КовиВак» стала еще одним грозным орудием против нового коронавируса COVID-19, которое сделает борьбу с пандемией еще более успешной.

Часть II
Невидимые монстры

■ Когда и как появилась вирусология

■ А что же было на Руси

■ Как создавались первые вакцины

Проблема вирусных инфекций волновала человечество на протяжении многих веков и даже тысячелетий – задолго до открытия вирусов и становления вирусологии как науки. В те далекие времена люди еще не понимали истинной причины опасных или даже смертельных заболеваний, которые возникали в виде загадочных эпидемий.

Но на протяжении всей истории человечества находились смельчаки. Они пытались противостоять опасным болезням. Искали способы борьбы с неизвестными, невидимыми и непонятными возбудителями инфекционных заболеваний, опираясь на эмпирический опыт и надеясь на чудо. Среди таких смельчаков были знахари, колдуны и просто просвещенные люди, далекие от медицины. Они внесли свой весомый вклад в развитие медицины, санитарии и будущей вирусологии.

Глава пятая
Вирусология как наука
Этапы большого пути

Вирусология – это наука об инфекционных микроорганизмах неклеточной природы, которые называются вирусами. Вирусы – это очень маленькие ультрамикроорганизмы: их размеры оцениваются в нанометрах (1 нанометр = 10⁻⁹ метра) в отличие от бактерий, размер которых измеряется в микрометрах (1 микрометр = 1000 нанометров). Вирусы не имеют клеточного строения, в их составе бывает только один тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), и они не могут размножаться вне живой клетки.

В переводе с латинского слово virus означает «яд», что вполне отражает негативное воздействие многих вирусов на живые организмы и заразное начало этой субстанции. Впервые слово «вирус» стали использовать задолго до его открытия и ввели в употребление в 1728 году для обозначения агента, способного вызвать инфекционное заболевание. Первооткрыватель вирусов и основоположник вирусологии Д. И. Ивановский ввел в науку термин «фильтрующийся вирус» – так он назвал небактериальный болезнетворный агент, способный проходить через бактериальные фильтры, то есть фильтроваться. Позже были попытки употреблять названия «ультравирус» и «фильтрующий вирус», но они не прижились, и остался только термин «вирус». В 1959 году появился термин «вирион», который применяется для обозначения единичной стабильной вирусной частицы, покинувшей клетку и способной инфицировать другие клетки того же типа.

Жизненный цикл вируса состоит из пяти основных этапов:

● Прикрепление вириона к клетке-хозяину (адсорбция);

● Проникновение в клетку-хозяина;

● Раздевание;

● Репликация;

● Морфогенез, созревание и выход потомства вирионов из клетки-хозяина.

Вирусология изучает природу, строение и форму вирусов, их химический состав и взаимодействие с клетками макроорганизма (организма-хозяина), а также диагностику, лечение и профилактику вирусных заболеваний.

История вирусологии является довольно необычной. Официально она началась с момента открытия вирусов в 1892 году, но борьбу с этими опасными невидимками человечество пыталось вести на протяжении многих веков. И хотя вирусы тысячелетиями являлись виновниками многих эпидемий и пандемий, найти эффективное оружие для борьбы с этими смертельными врагами оказалось очень непросто.

Первая вакцина для предупреждения такой опасной вирусной инфекции, как натуральная оспа, была предложена английским врачом Эдвардом Дженнером в 1796 году – почти за сто лет до открытия вирусов, а первая вакцина от бешенства (антирабическая) была создана в 1885 году основоположником современной микробиологии Луи Пастером – за семь лет до открытия вирусов.

Развитие вирусологии как науки началось в конце XIX века после микробиологических открытий Луи Пастера и Роберта Коха, но первооткрывателем вирусов стал русский ученый Дмитрий Иванович Ивановский, который в 1892 году впервые в истории доказал существование нового, неизвестного ранее возбудителя болезней на примере мозаичной болезни табака: он показал, что возбудитель мозаичной болезни табака не растет на искусственных питательных средах и способен проходить через фильтры, которые задерживают самые мелкие бактерии. Опыты Д. И. Ивановского стали основой его диссертации «О двух болезнях табака». Работа была представлена научному сообществу в 1888 году и опубликована в 1892-м. Этот год и считается годом открытия вирусов. Это стало началом развития вирусологии как отдельной отрасли микробиологии. И в ХХ веке было доказано, что многие заболевания человека, животных и растений имеют вирусное происхождение.

Вирусология как наука подразделяется на общую и частную. Общая вирусология изучает фундаментальные проблемы вирусов: их происхождение, распространение в природе, строение, химический состав, генетику, особенности взаимодействия с клеткой и организмом хозяина, противовирусный иммунитет и методы диагностики вирусных заболеваний. Особым разделом общей вирусологии является молекулярная вирусология, которая занимается исследованием структур и функций вирусных частиц, анализирует механизмы экспрессии вирусных генов, молекулярную эволюцию генов и другие проблемы. Частная вирусология изучает особенности отдельных семейств вирусов и возбудителей отдельных заболеваний и занимается вопросами диагностики, лечения и профилактики специфических вирусных инфекций.

В отличие от многих других наук, в вирусологии четко прослеживаются несколько этапов, которые связаны с совершенствованием методов исследования и культивирования вирусов и определяются сменой уровней познания – от уровня организма до субмолекулярного уровня.

Предыстория вирусологии
(период до 1892 года)

Начальным этапом, или предысторией вирусологии, можно назвать период от древнейшего мира до момента открытия вирусов в 1892 году. На этом этапе вирусология как наука еще не существовала, а все исследования носили эмпирический характер. Но даже в этот период были сделаны важные открытия, которые позже были обоснованы с точки зрения вирусологии. Например, в 1796 году английский врач Эдвард Дженнер сделал первую в истории прививку против натуральной оспы на основе неопасного для человека вируса коровьей оспы, а в 1798 году он издал брошюру с подробным описанием своего исследования, которая стала первым в истории опубликованным отчетом о вакцинации. Благодаря этому описанию методика Эдварда Дженнера стала известна во всем мире как метод иммунизации людей против натуральной оспы.

В этот же период, то есть еще до открытия вирусов, знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер активно занимался изучением бешенства и даже создал в 1885 году первую в истории антирабическую вакцину (вакцину против бешенства), хотя сущности этого вирусного заболевания Пастер так и не раскрыл.

Первый период развития вирусологии – организменный
(с 1892 до 1940-х годов)

Первый период развития вирусологии начался с момента открытия вирусов русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 году и продолжался до 1940-х годов. На этом этапе изучалось воздействие вирусов на организм в целом, поэтому в научной среде первый период развития вирусологии называется организменным. В этот период был проведен целый ряд научных исследований и были сделаны важные открытия, которые послужили научной и практической базой для дальнейшего развития вирусологии, в том числе и российской.

В 1898 году нидерландский ботаник и микробиолог Мартин Бейеринк установил, что фильтрующийся инфекционный агент, обнаруженный Д. И. Ивановским, размножается в больных растениях. Бейеринк правильно интерпретировал природу вирусов и доказал принципиальное отличие этого инфекционного возбудителя от бактерий.

В 1897 году немецкие микробиологи Ф. Леффлер и П. Фрош выделили первый вирус животных – вирус ящура, а в 1901 году американский врач У. Рид открыл первый вирус человека – вирус желтой лихорадки. В 1917 году французский и канадский бактериолог Феликс Д’Эрелль открыл бактериофаги – вирусы, поражающие бактерии.

С тех пор началось активное развитие мировой вирусологии как отдельного раздела микробиологии. В первый (организменный) период развития вирусологии, который продолжался до 1940-х годов, уровень познания вирусов был самым общим, а исследования проводились на уровне организмов: ученые доказали, что вирусы способны инфицировать не только клетки животных и растений, но и бактерии.

Несмотря на серьезные социальные и политические потрясения и перемены, которые происходили в государственном устройстве России в начале и первой половине ХХ века, зарождающаяся российская вирусология продолжала развиваться даже в такое сложное для страны время. Великая Октябрьская социалистическая революция 1917 года, Первая мировая война 1914–1918 годов, Гражданская война и военная интервенция 1917–1922 годов затормозили это развитие, но основные научно-исследовательские центры, сохранившиеся еще со времен царской России, продолжали работать и при советской власти.

В те годы в России было очень мало вирусологов и эпидемиологов, поэтому основные открытия в области вирусологии этого периода были сделаны зарубежными специалистами. Но благодаря самоотверженности и энтузиазму отдельных ученых, нашей стране удалось сохранить основные научные кадры, и даже при отсутствии должного финансирования и серьезного внимания со стороны властей советские ученые смогли обеспечить преемственность научной мысли в области микробиологии и вирусологии и продолжить работы в данном направлении.

В этот период огромным вкладом российских ученых в развитие медицинской вирусологии стало изучение природно-очаговых инфекционных заболеваний – эпидемических энцефалитов, а также вирусных геморрагических лихорадок. Советские вирусологи смогли не только изучить эти заболевания и выявить переносчиков вирусов, но и разработать препараты для лабораторной диагностики, профилактики и лечения этих инфекций.

На первом (организменном) этапе развития вирусологии и вплоть до середины 1930-х годов для лабораторных исследований широко использовались экспериментальные животные: белые мыши и крысы, морские свинки, хомяки, кролики. Заражение и последующая фильтрация суспензии органов зараженных животных (методика, разработанная еще Д. И. Ивановским) оставалась главным способом открытия вирусов. И хотя экспериментальные животные продолжали использоваться для исследования вирусов и в дальнейшем, в 1930-е годы по предложению будущего лауреата Нобелевской премии, австралийского вирусолога Фрэнка Бёрнета в микробиологических лабораториях в качестве «экспериментальных животных» начали применять куриные эмбрионы – 10-12-дневные зародыши. Их использование позволило открыть ряд новых вирусов, опасных для человека, и стало переходным этапом между первым и вторым периодами развития вирусологии.

Второй период развития вирусологии – клеточный
(1950-е годы)

В 1949 году в истории вирусологии происходит очень важное событие: открытие возможности культивирования (выращивания) клеток животных в искусственных условиях. С внедрением данной методики в вирусологии начался второй период – клеточный.

Введение в вирусологию методики культивирования клеток стало поистине революционным событием. Используя культуры тканей^[5], ученые смогли перейти от изучения вирусной инфекции к изучению непосредственно самого вируса: его строения, химического состава, способа репродукции (размножения). Данная методика позволила выделять многочисленные новые вирусы, проводить их идентификацию и клонирование, а также изучать их взаимодействие с живой клеткой. Использование методики культивирования клеток обеспечило возможность получения культуральных вакцин – вакцин, изготовленных из вируса, выращенного в культурах тканей.

В 1954 году американские вирусологи Эндерс, Уэллер и Роббинс получили Нобелевскую премию «За открытие способности вируса полиомиелита расти в культурах различных тканей».

Выращивание вирусов в культурах клеток позволило ученым получать для производства вакцин чистый вирусный материал. Практическое значение этой методики было очень велико: с ее помощью была создана вакцина против полиомиелита. Советские ученые-вирусологи М. П. Чумаков и А. А. Смородинцев в содружестве с американскими вирусологами Джонасом Сколком и Альбертом Сейбином разработали технологию производства живой (ослабленной) и убитой (инактивированной) вакцины против полиомиелита, провели клинические испытания этих вакцин и внедрили их в практику. В 1959 году в СССР была осуществлена массовая иммунизация детей живой вакциной от полиомиелита, и в результате заболеваемость полиомиелитом резко снизилась, а паралитические формы заболевания практически исчезли. За разработку и внедрение в медицинскую практику полиомиелитной вакцины М. П. Чумаков и А. А. Смородинцев в 1963 году были награждены Ленинской премией.

В клеточный период развития вирусологии началось широкое применение и других культуральных вакцин: от энцефалита, ящура, оспы и т. д. За полувековую историю применения культуральные вакцины доказали свою эффективность и используются до сих пор. Среди них есть в том числе вакцины против полиомиелита, паротита, кори, краснухи и коронавируса COVID-19, созданные на основе аттенуированных (ослабленных) штаммов вирусов.

Использование методики культивирования клеток обеспечило возможность дальнейшего развития вирусологии и перехода на следующие этапы – выхода вирусологии на молекулярный и субмолекулярный уровни. Внедрение в вирусологическую практику метода культуры тканей положило начало планомерной борьбе вирусологов с их невидимыми врагами. Российские ученые проводили тысячи исследований и опытов, рисковали здоровьем, жизнью и свободой, накапливая бесценный научный материал о строении, химическом составе и болезнетворных свойствах различных патогенных вирусов. За этот период было открыто много новых, неизвестных ранее вирусов – возбудителей опасных заболеваний, и разработаны методы диагностики, лечения и профилактики вирусных инфекций, которые помогли спасти миллионы жизней.

В клеточный период вирусологии активно развивалась диагностика вирусных инфекций и разрабатывались новые технологии изготовления противовирусных вакцин, которые создали мощную научную базу для дальнейших открытий и достижений. Главным итогом этого периода стало становление вирусологии как самостоятельной науки с собственным арсеналом научных методик и объектов исследования.

Микробиология вышла на новый уровень: на смену эре бактериологии пришла эра вирусологии. В результате исследований клеточного периода было доказано, что вирусы существуют в двух основных формах – внутриклеточной и внеклеточной. При этом вне клеток вирусные частицы (вирионы) не проявляют никаких признаков жизни, но при проникновении в чувствительные клетки живого организма вирусы переходят из пассивной формы покоя в активную форму, и тогда начинаются сложные многоэтапные процессы репродукции вирусов, которые вызывают различные, а порой и летальные процессы в живых организмах.

Процесс репродукции вируса внутри инфицированной клетки называют жизненным циклом вируса. Термин «репродукция» восходит к латинскому слову production – производство. И в самом деле, способ размножения этих монстров в корне отличается от бинарного деления клеток живых организмов. Он больше напоминает работу, происходящую на заводском конвейере.