ЗдоровьеОт ковида и не только: Всё, что вы хотели знать о вакцинах

Когда была придумана первая вакцина?

Это правда, что вакцины когда-то изменили ход человеческой истории. До их открытия не такие уж серьезные по современным меркам инфекционные заболевания приводили к смерти или инвалидизации большого количества взрослых и детей. Хотя эпохой «вакцинации и иммунизации» считается 18-19 век, подобие вакцин появилось значительно раньше. Например, буддийские монахи пили в небольших количествах змеиный яд, чтобы получить иммунитет к укусу змеи. А в 11 веке в китайской медицине практиковалась вариоляция — прививка гноя из созревшей пустулы больного натуральной оспой, чтобы защитить тех, кто еще не заразился, от разрушительной болезни. Правда, тогда это было что-то вроде русской рулетки: некоторым людям прививка помогала, но другие заболевали и умирали. Первая же вакцина в том виде, какой мы знаем ее сейчас, появилась в 1796 году, когда английский врач Эдвард Дженнер придумал прививать людям коровью оспу. Этот безопасный вирус, который вызывал у человека только легкую форму заболевания, позволял усилить иммунный ответ против смертельно опасной болезни.

Как работают вакцины?

Мы окружены множеством бактерий, вирусов и других микроорганизмов, многие из которых живут на нашей коже и внутри нас. Одни из них совершенно безвредны, другие даже полезны, а третьи потенциально опасны. Последние называют патогенами, имея в виду, что, попадая в организм, они могут вызвать более или менее неприятное заболевание. Каждый патоген состоит из нескольких уникальных элементов, включая антиген — тот самый кусочек пазла, который запускает образование антител. Когда патоген впервые воздействует на организм человека, телу нужно время, чтобы выработать специфические антитела. Поэтому если заранее не «познакомиться» с патогеном, что и происходит во время прививки, риск заболеть и перенести болезнь тяжело оказывается значительно выше.

Какие бывают вакцины?

Необходимо производить большое количество вакцин, чтобы получить ту, которая пройдет все фазы испытаний и действительно будет работать. По данным ВОЗ, из всех вакцин, которые испытываются на животных, только семь из ста окажутся достаточно безопасными, чтобы приступить к испытаниям на людях. Так что чем разнообразнее они окажутся, тем выше шансы на успех. Разница между вакцинами состоит в технологии их изготовления: с помощью цельного вируса или бактерии, их фрагментов или на основе генетического материала.

Если берется цельный вирус, то его сначала либо убивают (инактивированная вакцина), либо ослабляют (живая ослабленная вакцина), либо используют другой безопасный вирус, который доставит в клетки элементы белка «того самого» вируса (вирусная векторная вакцина). Так делают вакцины против гриппа и полиомиелита. Вакцины, которое содержат только фрагменты вируса, называются субъединичными. Такой субъединицей может стать белок или, например, сахар. Чаще всего по этой схеме делают детские вакцины: от дифтерии, столбняка, коклюша. Наконец, вакцины на основе генетического материала используют «программы» для генерации специфических белков. Они содержат генетический код, который подсказывает нашему организму вырабатывать те или иные белки, которые иммунной системе сначала следует распознать, а затем дать на них иммунный ответ. Интересно, что этот способ относительно новый, так что до пандемии нового коронавируса ни одна вакцина не прошла все стадии испытаний. Однако ситуация всеобщей мобилизации против СOVID-19 привела к тому, что исследования в этой области стали стремительно развиваться.

Что за «фазы испытаний» вакцин?

Прежде чем выйти на рынок, любая вакцина проходит серию испытаний. Сначала ее тестируют на животных, если есть такая возможность, а затем приступают к первой фазе — экспериментах на небольшой, обычно от 20 до 100 добровольцев, группе здоровых взрослых. Здесь оценивается безопасность вакцины для человека и степень иммунного ответа, который она дает. Во второй фазе обычно принимают участие несколько сотен добровольцев, которым вакцина вводится по разной схеме и в разных дозировках, чтобы выбрать оптимальный вариант. Третья фаза — та, которая наступает, когда вакцина доказала свою эффективность и безопасность. В ней принимают участие уже тысячи добровольцев, которым вводят либо вакцину, либо плацебо, после чего они возвращаются к своим обычным делам. Поскольку людей становится больше, можно проверить редкие реакции на вакцину, лучше оценить ее эффективность в сравнении с плацебо и степень тяжести заболевания у вакцинированных. На этом основные фазы завершаются. Однако даже при масштабном применении ученые продолжают отслеживать работу вакцины, ее влияние на заболеваемость в популяции, а также любые другие параметры, которые могут быть важны для оценки долгосрочных последствий.

На чьих клетках проверяют вакцины?

От противников прививок можно услышать, что вакцины делают из абортированных детей. Отчасти это правда — но совсем не такая жуткая, как может звучать. Никаких новых абортов для вакцин, конечно, не нужно. А те клетки, которые используются до сих пор, были получены много лет назад. Пытаясь сделать вирус настолько слабым, чтобы он не мог навредить человеку, но при этом настолько сильным, чтобы он все-таки вызвал иммунный ответ, ученые действительно используют живые клетки. До середины 20 века это были животные клетки. Но с ними возникла проблема: они недостаточно хорошо росли, так что материал действительно приходилось постоянно обновлять, убивая животных. Кроме того, клетки могли быть загрязнены другими вирусами, что по понятным причинам тоже мешало процессу. Тогда они стали думать, где взять чистые клеточные линии.

Первая линия была создана из ткани легкого эмбриона в 1962 году, когда женщина из Швеции сделала плановый аборт на 12-й неделе беременности. Плод отправили в Вистаровский институт к ученому Леонарду Хейфлику, который выделил из ткани очень много клеток, поместил их в специальную среду для размножения и стал наблюдать. Довольно быстро выяснилось, что клетки беспроблемно делятся 40-60 раз, а затем самоуничтожаются, чтобы не передавать «поломки» и мутации. Это явление назвали пределом Хейфлика. К счастью, позже выяснилось еще кое-что: если клетку заморозить до наступления этого предела, а затем перенести в новую пробирку с питательной средой, то делиться она может почти бесконечно. Клеточную линию назвали WI-38, где WI — название института, а 38 — номер плода. Именно с ее помощью миллиарды людей по всему миру избежали кори, краснухи, гепатита и других опасных заболеваний. Есть и другая клеточная линия — MRC-5, которую также получили из ткани легкого эмбриона, но после планового аборта на 14-й неделе беременности в 1966 году в Великобритании. Но важно понимать, что эти клетки в любом случае не попадают в саму вакцину, а используются только на этапе ослабления вируса и для проверки действия вакцины, которая уже готова.

Почему иногда нужно несколько доз, а иногда одна?

Для некоторых вакцин требуется введение нескольких доз препарата с интервалом в несколько недель или месяцев. Обычно это делают для формирования наилучшей защитной реакции, но также это может быть связано с Т-клетками памяти — Т-лимфоцитах, которые хранят информацию об антигенах и формируют вторичный иммунный ответ. Проще говоря, прививки в два этапа могут создавать более устойчивую реакцию иммунной системы, которая также окажется более быстрой, если организму придется столкнуться с вирусом.

Коллективный иммунитет и правда так важен?

Все вакцины разрабатываются с тем, чтобы люди могли выработать коллективный иммунитет к тому или иному заболеванию. Но у вакцин, как и у любой другой медицинской процедуры, есть свои противопоказания. Именно поэтому, чем больше людей, у которых нет медотвода, сделает прививку, тем сложнее вирусу будет существовать в сложившихся условиях и тем более защищены будут те, кто по тем или иным причинам прививку сделать не может. Этот момент, к слову, часто обсуждают в соцсетях в отношении антиваксеров, которым нужно как раз призывать всех вокруг вакцинироваться, чтобы обезопасить себя лично, а не наоборот. Важно понимать, что ни одна вакцина на защищает на 100%, но коллективный иммунитет — то, что позволяет значительно снизить риски.

Почему от некоторых болезней нужно прививаться постоянно?

Оспа, корь, краснуха, гепатиты А и В — прививки от этих заболеваний не нужно делать регулярно. А вот с гриппом, например, другая история, потому что от него рекомендуют прививаться каждый год. Откуда такая несправедливость? Дело в том, что вирусы гриппа постоянно (и очень быстро) мутируют и адаптируются. Поэтому прошлогодняя вакцина от гриппа «этого сезона» может и не защитить. Кроме того, уровень антител, о чем мы теперь знаем даже слишком хорошо, все равно снижается со временем. И если вирус, в отличие от оспы или кори, остается активным и динамичным, от него разумно защититься еще раз, чтобы минимизировать любые осложнения. Интересно и то, что состав вакцин против гриппа отличается в разных полушариях, поскольку в разных условиях внешней среды вирус ведет себя по-разному.

Укол обычно делают в руку. Почему не куда-то еще?

Не все вакцины вводятся в руку, но многие из них — это известно как внутримышечная инъекция. Выбор «места действия» в первую очередь определяется тем, что мышечная ткань содержит иммунные клетки, которые распознают антиген и переносят его в лимфатические сосуды, а затем и в лимфатические узлы, которые запускают процесс создания антител. Скопления лимфатических узлов расположены в местах, близких к местам введения вакцины. Например, многие вакцины вводятся в дельтовидную мышцу на руке, потому что она находится рядом с подмышечными лимфатическими узлами. А когда вакцина вводится в бедро, сосудам не нужно далеко «ехать», чтобы достичь скопления лимфатических узлов в паху.

Кроме того, мышечная ткань помогает локализовать реакцию на вакцину. Мы знаем, что после укола может возникнуть небольшая припухлость, болезненность и воспаление на коже. Но если вакцина вводится в жировую ткань, вероятность реакции, как и ее масштабность, возрастает — из-за плохого кровоснабжения, которое может помешать усвоению некоторых компонентов препарата.

Нельзя ли придумать таблетку вместо вакцины?

Большинство традиционных вакцин содержат безопасную форму вируса/бактерии или их часть, из-за чего очень важно поддерживать стабильность состава во время транспортировки и хранения. Чтобы оставаться эффективной, вакцина должна быть заморожена или охлаждена, а условия все время должны быть одинаковыми. То есть, если мы хотим поместить ее в таблетку, нужно сделать так, чтобы «начинка» сохраняла стабильность без особых усилий. И сделать это не так просто, хотя наработки есть. Так, в 2018 году ученым из Кардиффского университета удалось получить искусственные пептиды, которые имитируют те, что содержатся в реальных вирусах гриппа, чтобы создать «вакцину от гриппа в таблетках». В чашке Петри прототип вызвал сильный иммунный ответ и был так же эффективен, как обычная вакцина, при тестировании на мышах. И хотя для того, чтобы что-то подобное можно было протестировать на людях, должно пройти много времени, не исключено, что однажды у нас появятся вакцины такого формата. С другой стороны, уже существует пероральная вакцина для профилактики полиомиелита. Правда, ее пока все равно нужно хранить в холодильнике.

ФОТОГРАФИИ: Miguel Angel Partido — stock.adobe.com (1, 2, 3)