Проблемы создания вакцины от коронавируса были давно известны ветеринарам. Интервью
Долгое время коронавирусная инфекция была проблемой ветеринарной науки. Когда пытались использовать живые и инактивированные вакцины против коронавирусного трансмиссивного гастроэнтерита (ВТГС) у свиней, то это привело только к ухудшению ситуации. Вакцину, основанную на стимуляции иммунитета путем активизации выработки антител против коронавирусной инфекции у свиней, сделать не удалось.
В результате борьбы с этой инфекцией доктор ветеринарных наук Владислав Ласкавый разработал специфическую профилактику этой инфекции, основанную на использовании авирулентного штамма, не вызывающего выработку антител, но защищающего животных от заражения. Об этом рассказала вирусолог, профессор, доктор биологических наук Елена Владимировна Терешина в интервью ИА Красная Весна.
ИА Красная Весна: Елена Владимировна, Вы занимались изучением вирусов, расскажите о том, всегда ли были удачные попытки создания вакцин к заболеваниям, вызванным вирусной инфекцией?
Елена Терешина: Да, такие удачные попытки были, созданы вакцины против полиомиелита и натуральной оспы, желтой лихорадки. Вакцина против натуральной оспы делалась не на самом вирусе человеческой оспы, она делалась на основе живого возбудителя коровьей оспы. У них оказались одинаковые антигенные детерминанты, поэтому эта попытка удалась. Считается, что с оспой покончено навсегда.
Также нужно обратить внимание на то, что до сих пор не разработаны вакцины против таких вирусных заболеваний, как гепатит С, СПИД, MERS-CoV, птичий грипп, свиной грипп. Потерпели неудачи попытки создания вакцин против коронавируса для свиней.
Вакцин против данных заболеваний разрабатывается до 40 в год, но до клинических испытаний на людях они не доходят, поскольку не обладают достаточной безопасностью и эффективностью. Ученые до сих пор не понимают, почему эти попытки неудачные.
На создание вакцины против SARS-CoV-1 вкладывались большие деньги, создавалась вакцина, антитела образовывались, но при испытании вакцин на животных животные погибали. Вот тогда как раз срабатывал эффект антителозависимого усиления инфекции.
Возможно, что эти неудачные попытки создания вакцин против этих вирусов связаны с тем, что и коронавирусы, и герпесвирусы, и ВИЧ принадлежат к группе так называемых сложных (оболочечных) вирусов. Что значит сложные? Это означает, что нуклеокапсид, в котором заключен генетический материал, окружен липопротеидной оболочкой.
Оказалось, что у коронавирусов иммунный ответ развивается не только и не столько на спайк-белок, сколько на матриксный белок и белок нуклеокапсида. Эти белки расположены не на поверхности вириона, как спайк-белок, а под ней. Эти спайк-белки необходимы вирусу для взаимодействия с клеткой. Что такое антигенные детерминанты? Эти такие участки белка, их называют — эпитопы, которые как раз и распознаются клетками иммунной системы.
Что значит защитный иммунитет? Защитный иммунитет — это когда образуются антитела к этим эпитопам или развивается Т-клеточный иммунитет. Нейтрализующие тела связываются с этими белками и таким образом перекрывают возможность вирусу взаимодействовать с клеткой.
Только в этом году было открыто такое явление для коронавируса у заболевших коронавирусом, как тромбоэмболия, которая связана с так называемой токсичностью этого спайк-белка. И тут важно понять, что у коронавируса спайк-белок сам по себе токсичный. И встает вопрос, насколько токсичность спайк-белка коронавируса сохраняется, если его используют в вакцинах?
Есть патогенный коронавирус, который вызывает опасное заболевание у свиней, — трансмиссивный гастроэнтерит (ВТГС). При заражении этим коронавирусом свиней у них наблюдался гемолиз эритроцитов (эритроциты разрушались, их содержимое выходило в кровь). У свиней, когда разрушались эритроциты, естественно возникала дыхательная недостаточность, связанная не с поражением легких, а с нехваткой переносчиков кислорода. И в итоге получается, что при заболевании свиней коронавирусом главным патогенным фактором является не легочная недостаточность, а патология крови.
Подобное явление, возможно, наблюдалось в прошлом году в самом начале эпидемии. У людей, заболевших новым коронавирусом, сначала был гемолиз эритроцитов, а всего через год почему-то тромбоэмболия.
Для того, чтобы не происходило заражение клетки вирусом, необходимо инициировать образование нейтрализующих антител, чтобы при попадании вируса они могли бы его нейтрализовать. Но так не получается для сложных (оболочечных) вирусов.
ИА Красная Весна Расскажите о семействе коронавирусов.
Елена Терешина: Всего коронавирусов насчитывается 43 вида. Известны четыре вида коронавирусов, относящихся к двум подсемействам: альфа-коронавирусам и бета-коронавирусам, которые вызывают у человека заболевание острой респираторной вирусной инфекцией (ОРВИ) с легким течением.
Коронавирусная инфекция распространена повсеместно, обычно она регистрировалась в течении всего года с пиками заболеваемости зимой и ранней весной, тогда эпидемическая значимость ее колебалась от 15,0% до 33,7%. Иногда, как у всякой респираторной инфекции, коронавирусная инфекция осложнялась пневмонией, среди госпитализированных пациентов с ОРВИ коронавирусная инфекция в среднем составляла 12,4%, (с колебаниями в отдельные годы от 6,8% до 28,6%).
Иммунитет после перенесенного заболевания коронавирусной ОРВИ непродолжительный и не защищает от дальнейшего заражения этой инфекцией. Среди ученых-медиков изучением коронавирусной инфекции никто не занимался. Считалось, что эпидемические коронавирусы не относятся к числу особо опасных.
История не зафиксировала эпидемических вспышек коронавируса в человеческой популяции вплоть до 2002 года. Исследованием коронавируса занимались ветеринары, заболевание свиней коронавирусным трансмиссивным гастроэнтеритом было проблемой в животноводстве.
Совершенно неожиданно в 2002 году появился новый вид SARS-CoV-1, который вызвал тяжелый острый респираторный синдром. Но вспышка была небольшая — всего заболело — 8096 человека, но много умерло — 861 человек.
В 2012 году появился новый вид MERS-CoV — возбудитель ближневосточного респираторного синдрома, за этот год заболело — 183 человека, умерло — 33.
За 17 лет никто не озаботился созданием вакцины против этих двух первых вирусов, так как эпидемическая ситуация была локальной, а число заразившихся невелико.
С 2012 года прошло всего 7 лет, в 2019 году появился новый возбудитель инфекции — SARS-CoV-2. Откуда он появился, никто не знает, а предполагают, что в этом виновата летучая мышь, потому что до 80% генома нового коронавируса аналогично геному заражающего летучих мышей коронавируса.
Как раз тут возникает вопрос, являются ли эти три последние коронавирусные инфекции — зооантропонозными? Могли ли они передаваться от животных? До сих пор этот вопрос не решен, это не было доказано.
Эпидемии, вызванные вирусом гриппа и коронавирусом
Интересно, что все эти инфекции, кроме МЕRS-CoV, были первоначально зафиксированы в Китае, это довольно странно. Такое ощущение, что если это все же зооантропонозные заболевания, то очаг эпизоотии этих вирусов находится где-то в Китае, или на границе с Китаем.
И очень непонятна какая-то хаотичность периодичности этих вспышек коронавируса. Вот, например, для вируса гриппа, там более или менее понятная регулярность, допустим, были вспышки гриппа в 1958 году, 1968 году, 1978 году, это периодичность — 10 лет.
Правда, для «испанского гриппа», который был в 1918 году, до следующего гриппа 1958 года прошло 40 лет. Кстати, до последней эпидемии с 1978 года до 2009 года тоже прошло 40 лет.
Вот какая-то более или менее понятная периодичность для гриппа есть. А для коронавирусной эпидемии такой периодичности не наблюдается. Вообще, для природы вирусов характерно, что мутантные варианты вируса первоначально накапливаются в виде гетерогенной популяции, из которой потом выделяется новый вид — это довольно-таки затяжной процесс. В течение двух-четырех лет новый вид не появится.
ИА Красная Весна: Расскажите про историю борьбы с коронавирусной инфекцией животных еще во время существования СССР.
Елена Терешина: Изучением коронавирусной инфекции долгое время занималась ветеринарная наука, так как коронавирус вызывал бронхит у кур и вирусный трансмиссивный гастроэнтерит (ВТГС) у свиней. Заболевание коронавирусным ВТГС, впервые зарегистрированное в 1954 году, вызывало тяжелое поражение желудочно-кишечного тракта свиней, диарею, была очень высокая температура, была смертность — 65% у взрослых свиней, а у поросят младше 1 недели смертность была близка к 100%.
Министерство сельского хозяйства поставило задачу Саратовскому научно-исследовательскому ветеринарному институту (ФГБНУ «Саратовский НИВИ») разработать лечение и профилактику этой коронавирусной инфекции. Этот институт был наследником и преемником эпидемиологических кордонов, которые еще 100 лет назад создавались в Поволжье для предотвращения зооантропонозных заболеваний. Поэтому ученые в этом институте изначально занимались зоонозными инфекциями,
А непосредственно коронавирусной инфекцией занимался доктор ветеринарных наук Владислав Николаевич Ласкавый, который долгое время был директором этого института. Практически всю свою научно-практическую деятельность он посвятил борьбе против коронавирусной инфекции у свиней.
Ученый досконально изучил основные свойства возбудителя, закономерности развития инфекционных и эпизоотических процессов, соотношения их между собой, значимость перорального и аэрогенного заражения животных, устойчивость возбудителя во внешней среде (в аэрозоле и на подстилочном материале), разработал методы его инактивации в зависимости от температурно-влажностного режима помещений.
Также он показал, что коронавирус во внешней среде долго не живет, там он быстро разрушается и теряет свою патогенность. Коронавирус передается непосредственно от животного к животному, но не от животного к человеку.
Свиней пытались вакцинировать. При этом использовались все существовавшие на тот момент методы, живые и инактивированные вакцины, но оказалось, что их применение приводит только к ухудшению эпизоотической ситуации. После применения таких вакцин при встрече с новой инфекцией животные, практически все 100% погибали.
Почему погибали? Как раз в это время был открыт эффект антителозависимого усиления инфекции, этот эффект срабатывал при повторном заражении, что приводило к гибели животных.
В итоге попытки вакцинировать животных против коронавирусной инфекции привели к ухудшению эпизоотической ситуации и к стационарному неблагополучию по заболеванию. В результате стратегия применения вакцин не только не дала положительных результатов, но она показала на практике отрицательные результаты.
В 2005 году, в связи с неэффективностью применяемых вакцин и невозможностью побороть коронавирусную инфекцию, было принято решение на уровне Министерства сельского хозяйства Российской Федерации о ликвидации всего поголовья свиней в очагах инфекции. Таков был итог борьбы с коронавирусной инфекцией свиней с применением вакцин, длившейся более 30 лет.
Таким образом, Владислав Ласкавый показал неэффективность применяемых вакцин против коронавирусной инфекции. Он доказал, что именно применение вакцин, основанных на стимуляции иммунитета путем активизации выработки антител, оказывает вредное воздействие на организм животных.
Причем разработке этой проблемы Владислав Николаевич посвятил свои научные труды на соискание ученой степени, сначала кандидата ветеринарных наук, а затем доктора.
Самое главное, в процессе многолетних научных поисков и проверки гипотез на практике, Владислав Николаевич разработал специфическую профилактику этой инфекции, основанную на использовании авирулентного штамма, не вызывающего выработку антител, но тем не менее, защищающего животных от заражения.
ИА Красная Весна: С какой проблемой столкнулся Владислав Ласкавый во время вакцинации свиней? Расскажите об антителозависимом усилении инфекции при применении вакцин.
Елена Терешина: Коронавирусы это — РНК-содержащие вирусы, их там очень большое разнообразие по генетическому материалу. Вот как раз, для коронавирусов специфика в том, что они содержат одну линейную, несеквинированную и очень большую молекулу — (+)РНК («Плюс»-цепь РНК).
А что значит — молекула (+)РНК? Это означает, что эта молекула (+) РНК, когда попадает внутрь клетки хозяина, начинает сразу транслироваться, то с нее сразу начинают синтезироваться белки. Сначала синтезируются ранние белки, которые образуют репликативный комплекс, и уже на (+)РНК образуется (-)РНК, на (-)РНК образуется (+)РНК, эти новые (+)РНК потом войдут в состав вириона.
И коронавирусы не относятся к ретровирусам, это значит, что они не содержат фермента обратной транскриптазы. Что же за фермент такой — обратной транскриптазы? Это такой фермент, который на РНК синтезирует ДНК. Вот такого фермента у коронавирусов нет. Если синтезируются ДНК, допустим, как, например, у вируса иммунодефицита человека, который относится к ретровирусам, то ДНК этого вируса может внедряться в хромосомы клетки хозяина.
А коронавирус не внедряется в хромосомы клетки хозяина, он не персистирующий, он не живет долгое время в клетке хозяина, он наделал, грубо говоря, дочерних вирионов, и все — покинул клетку.
Что касается спайк-белков, эти белки структурные, они синтезируются на поздних стадиях репликации вируса и поэтому они взаимодействуют с клеточной мембраной, и вот эти клеточные мембраны, уже содержащие спайк-белки, одевают вирус. Вирус одевается при выходе из клетки, когда он покидает клетку, тогда он одевается липидной оболочкой. Именно эти спайк-белки имеют те самые антигенные детерминанты, на которые развивается иммунный ответ. Но в последнее время выясняется, что не только они.
Когда антител образуется много, то может развиться аутоиммунная реакция. Но для коронавируса специфична другая реакция — эффект антителозависимого усиления инфекции (ADE — antibody-dependent enhancement), который может приводить к летальному исходу. Именно с этим столкнулся ученый Владислав Ласкавый во время вакцинации свиней.
Что это значит? Это значит, когда животное вакцинируется, у него образуются антитела. И если повторно животное подхватывает ту же инфекцию, и вот эти антитела, вместо того, чтобы нейтрализовать вирус, они его как бы облепляют, и вот этот комплекс антител с вирусом уже захватывается макрофагами.
И что интересно — вирус начинает реплицироваться в макрофагах, и таким образом погибает огромное количество макрофагов. Это вызывает, в свою очередь, разбалансировку секреции цитокинов, и заканчивается все это дело цитокиновым штормом. Этот цитокиновый шторм и губит животное.
Этот эффект для коронавируса был показан в исследованиях доктора ветеринарных наук Владислава Ласкавого. Также группой ученых было проведено исследование, что этот эффект антителозависимого усиления инфекции, возможно, наблюдается и у людей, предварительно вакцинированных от вируса гриппа. Напомним, что вирус гриппа также относится к оболочечным вирусам.
И вот что может произойти, если человек вакцинировался против вируса гриппа, потом подхватывает коронавирусную инфекцию, то также может развиться этот эффект, антителозависимого усиления инфекции, предполагают ученые.
По мнению Владислава Ласкавого, массовое использование вакцин, основанных на стимуляции иммунитета путем активизации выработки антител, без серьезных исследований по выявлению побочных последствий может привести к инвалидизации населения Российской Федерации.
Так как в качестве осложнений может быть полиорганная недостаточность по различным хроническим заболеваниям, и со стороны нервной системы, и со стороны сердечно-сосудистой системы, и со стороны мочевыделительной системы.
ИА Красная Весна: Расскажите о результатах научно-практической деятельности Владислава Ласкавого, какой подход может быть самым эффективным при разработке средств профилактики коронавирусной инфекции?
Елена Терешина: Да, конечно, — годы, посвященные изучению коронавирусной инфекции, не прошли даром, и Владиславу Ласкавому удалось сделать препарат, обладающий иммуномодулирующим свойством. Этот препарат излечивает животных от коронавирусной инфекции. Не только излечивает, но с помощью этого препарата была разработана специфическая профилактика коронавирусной инфекции.
Но для профилактики, кроме препарата, еще применялся авирулентный штамм, это такая комбинация двух подходов. Этот авирулентный штамм не вызывает выработку антител, но вместе с тем защищает животных от заражения коронавирусной инфекцией и усиливает этот эффект с помощью этого иммуномодулятора.
Эта исследовательская научная работа была положена еще в основу кандидатской диссертации Владислава Ласкавого, которую он защитил в 1984 году. Он развил это направление, и в 1998 году защитил докторскую диссертацию по этой методике, но, к сожалению, широкого применения эти препараты не получили. Потому что попытки внедрения препаратов такого типа у нас как-то очень сложны.
По мнению Владислава Ласкавого, модель изучения коронавирусной инфекции у свиней и способы защиты от этой коронавирусной инфекции могут служить биологической моделью для решения проблем COVID-19 как с позиций эпидемиологического, инфекционного процесса, так и с позиций разработки средств лечения и профилактики коронавирусной инфекции.
Основа положена, можно делать различные модели и разрабатывать различные защитные средства от новых штаммов, вызывающих COVID-19. Эти новые штаммы появляются как грибы после дождя.
На сегодняшний день вакцинация по-прежнему остается самым эффективным методом. Но только в отношении определенных вирусов.
А вот для сложных (оболочечных) вирусов, еще раз говорю, эта вакцинация может приводить к нежелательным эффектам.
ИА Красная Весна: Учитывая актуальность проверенных практикой научных разработок Владислава Ласкавого, как они внедряются в жизнь?
Елена Терешина: : В июле прошлого года группа сенаторов в составе Сергея Рябухина, Валерия Рязанского направляли обращение к вице-премьеру Татьяне Голиковой, чтобы она обратила особое внимание на открытие уникального средства, разработанного под руководством Ласкавого В. Л. для лечения конкретно новой коронавирусной инфекции. Они просили взять это обращение под личный контроль, для того чтобы этот препарат мог спасать жизни граждан Российской Федерации во время эпидемии коронавируса. Потому что он не только обладает профилактическим действием, но он еще и лечит больных коронавирусной инфекцией.
Также сенаторы были озабочены судьбой саратовского Ветеринарного института, который был преобразован из ветеринарной лаборатории, созданной по решению саратовского губернатора Петра Столыпина в 1893 году. При непосредственном его участии было спроектировано и построено здание ветеринарной лаборатории в 1900 году.
Ветеринарная лаборатория была как раз и создана для санитарно-эпидемиологического контроля против зооантропонозных заболеваний, потому что Поволжье было источником чумы и холеры в те времена.
Деятельность института сохранялась и в годы революции 1917 года, и в годы Великой Отечественной войны. Но чиновникам из ФАНО Саратовский научно-исследовательский ветеринарный институт стал неинтересен, и перед началом пандемии, как раз коронавирусной пандемии, этот институт был расформирован как юридическое лицо. И сделали из него филиал ФГБНУ ФИЦВиМ, который находится в поселке Вольгинский около города Покров Владимирской области.
И группа ученых, под руководством Владислава Ласкавого, не согласились с таким разгромом института, и они все уволились. Фактически, сейчас в рамках нового объединения там не осталось специалистов, которые изучали коронавирусную инфекцию. 26 человек оказались за бортом, среди них кандидаты и доктора наук, это специалисты, занимающиеся десятилетиями именно коронавирусной инфекцией.
ИА Красная Весна: В области вирусологии есть стандартные, выработанные годами инструкции применения вакцин. Есть такое понятие — что «инструкции написаны кровью». Как сейчас относятся к этим инструкциям?
Елена Терешина: Судя по тому, как у нас проходит испытание вакцин на популяции, то к этим инструкциям никак не относятся. Их просто игнорируют.
ИА Красная Весна: Сейчас вокруг границ нашей страны создаются биологические лаборатории с непонятным родом деятельности. А у нас уничтожаются лучшие научные подразделения в области биологических наук, уничтожаются целые научные школы. Как нужно создавать заслон против возрастающей биологической угрозы?
Елена Терешина: Похоже, у нас в стране никто серьезно не относится к вызовам современных биологических угроз. Биология сейчас по существу «падчерица» у медицинской науки. Вирусология преподается в урезанном виде в курсе микробиологии медицинских институтов, упор делается в основном на бактериальную инфекцию. Как можно преподавать вирусологию в курсе микробиологии вместе с бактериологией, потому что вирусы и бактерии это разные биообъекты, совершенно разные, бактерии — это клетки, а вирусы — неклеточные структуры.
Вот, пожалуйста, — пример отношения медиков к биологам. Когда мы еще работали в Российском научно-исследовательском медицинском университете (бывший 2-й Мед.) биологам не разрешали читать лекции врачам на кафедре геронтологии факультета усовершенствования врачей (ФУВ).
Вот буквально слова, которые сказал тогдашний проректор при переаттестации профессорско-преподавательского состава этой кафедры: «Нечего биологам пудрить мозги медикам. Человек — не биологический объект». Да, именно с таким отношением врачей мы столкнулись, когда пытались на основе новых разработок системного метаболизма внедрять в клинику новые методы диагностики.
Что касается вирусологии, то в последние годы никто не предполагал, что вирусы могут стать такой масштабной угрозой. Уже в 2008 году ВОЗ официально заявила, что с инфекционными заболеваниями в мире покончено, они уже не представляют никакой угрозы и на повестку дня выходят системные заболевания, такие как диабет второго типа, атеросклероз, рак.
ИА Красная Весна Темы Вашей научной работы сейчас актуальны, и если бы Ваши разработки были внедрены, то во время пандемии можно было спасти многих заболевших новой коронавирусной инфекцией. «Искусственная кровь» помогла бы больным, задыхающимся от недостатка кислорода, — из-за гемолиза эритроцитов, — или из-за тромбоэмболии. Обращаются ли к Вам как к эксперту при принятии буквально судьбоносных решений, при угрозе распространения опасных вирусных инфекций?
Елена Терешина: Я уже говорила, что наша страна по теме искусственная кровь на основе эмульсии перфторуглеродов лидировала в мире. К большому сожалению, Горбачев остановил разработки искусственной крови на самом взлете. К тому времени уже был создан препарат первого поколения «Перфторан», который прошел все необходимые стадии клинических испытаний и поступил в аптеки.
К сожалению, этот препарат обладает рядом существенных недостатков: — он хранится в замороженном виде и допускается только одно размораживание, быстро выводится из кровотока и у некоторых людей вызывает аллергические реакции.
Но уже после разгрома научного направления, учиненного Горбачевым, работа над препаратом второго поколения продолжалась и завершилась полным успехом. Его создала сотрудница Ленинградского института трансфузиологии доктор биологических наук, кандидат химических наук Ирина Николаевна Кузнецова.
Новый препарат хранится при комнатной температуре уже более 15 лет. Он медленно выводится из кровотока и осуществляет газотранспортную функцию.
Созданный Кузнецовой И. Н. препарат не имеет аналогов в мире, он абсолютно уникален. Малое количество этого препарата, медленно введенное в кровоток, могло бы поддержать больных с дыхательной недостаточностью и дать им шанс на выживание в критических ситуациях. Но нашим властям он оказался не нужен!!!
