Получение инактивированных вирусных вакцин

Современной науке известны сотни видов патогенных вирусов, относящихся к 26 семействам, избирательно поражающим различные системы организма человека и животных. Природное многообразие вирусных болезней вызывало необходимость наряду с санитарно-гигиеническими мерами прибегнуть к специфической профилактике с использованием широкого круга вакцинных препаратов.

Вакцинопрофилактика занимает ведущее место в борьбе со многими вирусными заболеваниями человека и животных. Несмотря на большое разнообразие вирусов и вызываемых ими заболеваний, имеются общие принципы приготовления и применения вирусных вакцин. Однако в настоящее время не все вирусные болезни в одинаковой степени удается контролировать с помощью вакцинации.

Вакцинация должна сопровождаться развитием иммунологической памяти. В идеале, это поддержание специфических антител в высокой концентрации в сыворотке крови и на месте внедрения вируса. В тоже время Т-клетки, ответственные за специфический клеточный иммунитет, должны находиться в состоянии готовности быстро синтезировать свои летальные продукты (т.е. гранзимы и перфорины), когда происходит инфицирование. Все существующие на сегодня вакцины можно разделить на три общие группы: инактивированные (убитые), живые (аттенуированные) и компонентные (субъединичные) вакцины. Каждая из этих категорий вакцин имеет свои преимущества и недостатки.

В зависимости от технологии изготовления различают несколько типов вирусных вакцин:
1. Живые реплицирующиеся вакцины:
— вакцины из природно ослабленных или гетерологичных вирусов;
— вакцины из вирусов, аттенуированных пассажами в гетерологичных организмах или в культурах клеток при обычной или пониженной температуре, или реассортацией вирусных генов.

2. Нереплицирующиеся вакцины, содержащие природные вирусные антигены:
- вакцины из инактивированных целых вирионов и неструктурных вирусных белков;
- вакцины из нативных вирусных субъединиц.

3. Вакцины, полученные с помощью рекомбинантной ДНК или других новых технологий:
- вакцины, полученные путем делеции гена (генов) или точечного мутагенеза;
- вакцины на основе вирусных белков, экспрессированных in vitro в клетках эукариотов или прокатиотов;
- вакцины из вирусных белков, собранных в вирусоподобные частицы;
- вакцины, экспрессирующие вирусные антигены с помощью вирусных векторов;
- вакцины на основе вирусных химер;
- ДНК-вакцины.

4. Синтетические полипептидные вакцины.
Живые вакцины содержат авирулентные штаммы вирусов, аттенуированные разными способами, и отличаются способностью размножаться в привитом организме (реплицирующиеся антигены). Остальные типы вакцин готовят из инактивированных вирусов или их антигенных и иммуногенных компонентов (нереплицирующиеся антигены).

Используя другие принципы классификации, вакцинные препараты можно разделить на две большие группы: цельновирионные и компонентные (субъединичные). Причем к первой группе относятся как традиционные живые, так и инактивированные вакцины. Живые гомологичные вакцины, в свою очередь, могут различаться способом получения и быть представленными природно аттенуированными или искусственно ослабленными штаммами, включая рекомбинантные и реассортантные, а также штаммы, аттенуированные цельнонаправленными изменениями генома биотехнологическими методами.

К компонентным (субъединичным) вакцинам можно отнести все, которые не входят в рубрику цельновирионных вакцин. Прежде всего, сюда относятся вакцины, полученные из компонентов вирионов или вирус-инфицированных клеток после их разрушения. Кроме них к этой категории относятся субъединичные вакцины, приготовленные из вирусных белков, экспрессируемых клонированными вирусными генами в эукариотических или прокариотических системах. Сюда же можно отнести живые рекомбинантные вакцины, которые по своей сути являются реплицирующимися субъединичными вакцинами. Клонированные гены, реплицируясь в составе вирусного вектора, обеспечивают экспрессию белков, ответственных за индукцию специфического иммунитета.

Вакцины на основе вирусспецифических пептидов, получаемых синтетическим путем, в известном смысле, тоже можно отнести к разряду субъединичных (эпитопных) вакцин.

Анализ имеющихся данных свидетельствует о достаточно высокой эффективности многих вирусных вакцин, применяемых в медицинской и ветеринарной практике. Это, прежде всего, относится к живым вакцинам, применяемым для контроля таких массовых и опасных заболеваний человека, как полиомиелит, желтая лихорадка, корь, эпидемический паротит, краснуха и др. Аналогичным примером из практики ветеринарной медицины могут служить живые вакцины против чумы свиней, крупного рогатого скота и плотоядных, против ньюкаслской болезни и другие. Примером инактивированных вакцин могут служить вакцины против полиомиелита, гриппа, ящура и многих других болезней.

Некоторые из живых вакцин (оспа человека, полиомиелит, желтая лихорадка, корь, чума крупного рогатого скота, классическая чума свиней и др.) отвечают требованиям безопасности (генетическая стабильность, отсутствие реверсии, слабая реактогенность), обеспечивают длительный напряженный иммунитет и могут служить образцом для вновь создаваемых вакцинных препаратов.

Возбудители многих вирусных заболеваний (полиомиелит, грипп, ящур, катаральная лихорадка овец, чума лошадей и др.) существуют в виде нескольких антигенных типов. Поскольку иммунизация против одного из этих типов не защищает от заражения другими, эффективная профилактика возможна только при вакцинации поливалентной вакциной, содержащей антигены нескольких антигенных типов данного вируса. Вакцины, содержащие антигены более чем одного вида возбудителя, называют комбинированными (ассоциированными).

Большинство применяемых в настоящее время вакцин содержит антигены, идентичные или подобные антигенам вирулентного вируса, против которого предполагается создать иммунитет. Такие вакцины называют гомологичными. В некоторых случаях для приготовления вакцин используют гетерологичные вирусы, содержащие перекрестно-реагирующие антигены и создающие достаточный иммунитет. Такие вакцины называются гетерологичными.

ИНАКТИВИРОВАННЫЕ ВАКЦИНЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ВИРУСОЛОГИИ

Инактивированные вакцины - готовятся из инактивированных вирулентных штаммов бактерий и вирусов [2]. Это сложные по составу препараты. Производство их требует большого количества вируса [1].

В изготовлении инактивированных противовирусных вакцин с каждым годом проблема сырья (биологической системы, в которой репродуцируется вирус) приобретает все более острый характер. Все возрастающие трудности получения первичной культуры почечных и тестикулярных клеток для репродукции вирусов (инфекционного ринотрахеита, рота-, аденоинфекции, вирусной диареи крупного рогатого скота) побуждает исследователей получить чувствительные к этим вирусам перевиваемые линии клеток. В течение многих лет считалось недопустимым применение перевиваемых клеточных линий в производстве противовирусных вакцин в связи с наличием у таких линий онкогенных потенций. Однако к настоящему времени накоплен определенный материал, свидетельствующий о безопасности биопрепаратов, полученных с использованием линий перевиваемых клеток в биологической практике [1].

Среди первых инактивированных вирусных вакцин были вакцины против бешенства, желтой лихорадки, ящура, классической чумы свиней, чумы плотоядных, ньюкаслской болезни и оспы животных [2].

Для получения вакцин, сывороток и препаратов для животноводства и сельского хозяйства используются как живые ослабленные или видоизмененные возбудители, так и убитые клетки, либо их отдельные части (антигены), которые вводятся во время прививки в здоровый организм, чтобы с профилактической целью научить его вырабатывать антитела. Вакцина - это собственно возбудитель (антиген), а сыворотка - полученные на антиген готовые антитела, вводимые уже заболевшему животному для быстрого ответа на инфекцию [1].

Основное требование, предъявляемое к инактивированным вакцинам - полная и необратимая инактивация генома при максимальной сохранности антигенной детерминанты (цепей полипептидов, вызывающих образование специфических антител и цитотоксических лимфоцитов) и иммунная защита привитых животных. Так как иммунный ответ обусловлен главным образом белками оболочки вириона или белками, экспрессированными на плазматической мембране зараженной клетки, то эти соединения в условиях инактивации генома либо вообще не должны подвергаться изменениям, либо эти изменения должны лишь в незначительной степени влиять на иммунный ответ организма [1].

Для инактивации микроорганизмов применяют нагревание, обработку формалином, ацетоном, фенолом, ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, спиртом. Такие вакцины не опасны, они менее эффективны по сравнению с живыми, но при повторном введении создают достаточно стойкий иммунитет [3].

В настоящее время инактивированные вакцины нашли широкое применение в вирусологической практике. Рассмотрим три типа инактивированных вакцин для профилактики гриппа: цельновирионные, расщепленные и субъединичные [4].

Инактивированная вакцина может быть цельновирионной. Такая вакцина содержит цельные вирусы гриппа, прошедшие предварительную инактивацию и очистку. В этом случае токсичных примесей в ней меньше, чем в живой вакцине, но значительно больше, чем в расщепленной (сплит-вакцине ). Цельновирионная вакцина довольно часто вызывает симптомы интоксикации, характерные для гриппа [4].

Субъединичная вакцина - это вакцина, в которой достигается максимальная очистка антигенов от токсичных примесей. Такая вакцина содержит только поверхностные антигены вируса - гемагглютинин и нейраминидазу, и не содержит внутренних вирусных белков [4].

В настоящее время в практическом здравоохранении применяются вакцины, разработанные много лет назад, но усовершенствованные по мере развития медицинской науки. Усовершенствование вакцин обусловлено необходимостью повышения их безопасности, переносимости и эффективности. В результате появились продукты, обладающие улучшенными характеристиками, производство которых, однако, невозможно без усложнения технологических процессов. В то же время, некоторые разработанные десятилетия назад вакцины, например, вакцину против гриппа, до сих пор получают с помощью технологически устаревших методов. Изменения в подходах к производству таких вакцин стимулируются желанием внедрения более эффективных усовершенствованных технологий [5].

Библиографический список

Это наиболее сложные по составу биопрепараты.

Важным условием эффективности вакцин является выбор инактиватора и оптимальных условий инактивации, позволяющих полностью лишить вирус инфекционности при максимальном сохранении антигенности. Однако механизм инактивирующих воздействий недостаточно изучен и их использование зачастую эмпирическое.

Для инактивации вирусов используют физические и химические методы. Из физических методов наиболее распространенными являются γ-лучи, УФ-лучи, воздействие температуры, реже ультразвука, фотодинамическое воздействие некоторых красителей (метиленовая синька, акридиновый оранжевый, толуидин и др.). Наиболее уязвимыми мишенями для γ-лучей являются пуриновые и пиримидиновые основания. Белковая оболочка под воздействием радиации повреждается незначительно. Этот метод дает возможность одновременно надежно инактивировать и стерилизовать готовый препарат.

Эффективность УФ-лучей определяется их проницаемостью и адсорбцией биологическими молекулами. Белки поглощают УФ-лучи в меньшей степени, чем нуклеиновые кислоты и поэтому более устойчивы к их действию. Полагают, что под влиянием УФ-лучей в нуклеиновой кислоте образуются димеры между соседними пирамидиновыми основаниями, а также ковалентные связи между нуклеиновой кислотой и белковой оболочкой.

В практике создания инактивированных вакцин наиболее широкое применение получили химические инактиваторы, такие, как формальдегид (присоединение формальдегида к аминогруппам пуринов и пиримидинов уничтожает матричную и информационную активность нуклеиновых кислот), β-пропиолактон, этиленимины, гидроксиламин (инактивирующее действие определяется его взаимодействием с пиримидиновыми основаниями нуклеиновой кислоты, зависящим от величины pH) и др. Реагенты, которые используют для инактивации вирусов, являются мутагенами, поэтому инактиватор должен либо подвергнуться самораспаду β-пропиолактон, гидроксиламин), либо переведен в неактивную форму (нейтрализован), а продукты нейтрализации — остаться безопасными.

После инактивации осуществляют контроль на авирулентность, направленный на выявление оставшихся жизнеспособных вирионов. Степень безопасности инактивированных вакцин неразрывно связана с чувствительностью тест-системы, по которой оценивается полнота инактивации вируса. Для этой цели используют чувствительные культуры клеток животных, в том числе эмбрионов птиц. При этом репродукции вируса быть не должно.

Индивидуальный подход определяется свойствами вируса, особенностями болезни, чувствительностью биологических систем. Так, авирулентность вакцин против ящура определяют на крупном рогатом скоте (это более надежно), на свиньях, лабораторных животных и культуре клеток; вакцину против бешенства — на белых мышах; вакцину против болезни Ауески — на кроликах или в культуре клеток, которую использовали для накопления вируса; вакцину против болезни Ньюкасла — на куриных эмбрионах (не менее трех слепых пассажей). Если производственный штамм вируса, который используют для получения вакцины, культивируется в культуре клеток и вызывает характерные цитопатические изменения, то общепризнанным методом является испытание инактивированных препаратов в чувствительных культурах клеток (не менее трех слепых пассажей). Однако при оценке безопасности некоторых вакцин используют сложные комплексные подходы.

Для повышения иммуногенной активности вакцины в ее состав вводят адъюванты — вещества разнообразной химической природы, неспецифически стимулирующие иммунный ответ к различным антигенам. В качестве адъювантов используют: гидроксид алюминия, аэросил, минеральные масла, ДЭАЭ-декстран, сапонин; кроме того, используют синтезированные вещества — мурамилдипептид, полианионы, поликатионы и др. Механизмы действия адьювантов разнообразны и до конца не изучены. Одни из них вызывают воспалительную реакцию, другие способствуют депонированию антигенов и замедляют их гидролиз, третьи способствуют усилению поглощения антигенов макрофагами и антиген-представляющими клетками.

К адъювантам предъявляют следующие требования: они должны быть нетоксичными в используемых дозах, не вызывать побочных реакций в организме, сами не обладать антигенной активностью, должны стимулировать развитие длительного гуморального и клеточного иммунитета.

После добавления адъюванта вакцину контролируют на отсутствие посторонних контаминантов (бактерий, грибов) путем посева на питательные среды (МПА, МПБ, МППБ, Сабуро или Чапека). Роста микроорганизмов не должно быть. Затем вакцину фасуют во флаконы и этикетируют. Окончательный контроль вакцины на основные показатели: авирулентность, стерильность, безвредность, допустимую степень реактогенности (на восприимчивых животных), антигенную и иммуногенную активность (на лабораторных и восприимчивых животных) осуществляют государственные контролеры в соответствии с техническими условиями на данный препарат.

Инактивированные вакцины отличаются большей стабильностью свойств, они безопаснее. Их применяют для животных любого возраста и в репродуктивных стадах. Такие вакцины используют преимущественно с профилактической целью в благополучных хозяйствах и угрожаемых зонах. Однако эти вакцины имеют некоторые недостатки:

1. технология их изготовления гораздо сложнее, что связано с необходимостью получения большого количества вируссодержащего материала, очистки, концентрации антигена, инактивации вирусного генома и включения в состав вакцины адъювантов;
2. необходимо проводить прививки многократно и в значительных дозах;
3. они индуцируют менее напряженный и длительный иммунитет, чем при использовании живых вакцин;
4. применять их возможно только парентерально;
5. они слабее стимулируют Т-систему иммунитета и местный иммунный ответ, поэтому резистентность слизистых оболочек верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта бывает менее выражена, чем после применения живых вакцин;
6. способны иногда вызывать аллергическое состояние после повторной вакцинации.

Технология производства инактивированных вакцин сложнее, чем живых вакцин, и состоит из следующих этапов:

1. выбор производственного штамма;
2. культивирование вируса в биологической системе;
3. определение концентрации вируса (антигена);
4. инактивация, очистка и концентрация вирусного материала;
5. добавление адъюванта;
6. внутрицеховой контроль;
7. расфасовка, этикетирование;
8. заключительный контроль на стерильность, авирулентность, безвредность, реактогенность, антигенную и иммуногенную активность.

Помимо традиционных цельновирионных вакцин (живых, инактивированных) разработаны методы создания вакцин новых поколений: субъединичных, синтетических, получаемых методами генной инженерии. Совершенствование вакцин шло в направлении снижения количества балластных компонентов, снижения реактогенности и повышения иммуногенности препарата.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

В условиях пандемии многие государства приступили к созданию лекарств и вакцин от нового коронавируса. Сообщается, что в России разработка прошла первую фазу — так ли это? Значит ли, что скоро можно ждать появления препарата? Чтобы разработать новое лекарство от неизвестного заболевания по всем правилам научного поиска нужно от 5 до 15 лет. Разобрали весь процесс на примере COVID-19 вместе с Равилем Ниязовым, специалистом по регуляторным вопросам и разработке лекарств Центра научного консультирования.

COVID-19 — инфекционное заболевание, вызываемое коронавирусом SARS-CoV-2. В тяжелых формах оно поражает легкие, иногда — сердце и другие органы. Особенно тяжело заболевание протекает, если у больного есть другие нарушения со стороны дыхательной или сердечно-сосудистой систем. Молниеносно возникшая пандемия COVID-19 поставила вопрос разработки лекарств и вакцин от новой инфекции. Это долгий процесс с множеством стадий, на каждой из которых исключают вещества-кандидатов. Только одно или небольшая группа таких веществ в итоге сможет стать безопасным и эффективным лекарством.

Шаг 1: понять, как развивается новое заболевание

Любая болезнь нарушает естественные физиологические и биохимические процессы в организме. Причины заболеваний могут быть разными, в том числе — инфекционными. Инфекционный агент (в случае COVID-19 это коронавирус SARS-CoV-2) заимствует и эксплуатирует биохимический аппарат клеток, перехватывая управление им, в результате чего клетки перестают выполнять свою физиологическую функцию. Для вируса SARS-CoV-2 основной мишенью являются клетки дыхательного эпителия, отвечающие за газообмен, то есть за дыхание.

Лекарством для лечения COVID-19 будет считаться любое вещество или комбинация веществ, которое будет способно (1) инактивировать вирус еще до того, как он успеет поразить клетку, или (2) нарушать жизненный цикл вируса внутри зараженной клетки, или (3) защищать новые непораженные здоровые клетки от инфицирования.

Чтобы создать лекарство от SARS-CoV-2, нужно хорошо знать, каков жизненный цикл вируса в организме человека:

• с какими клетками человека и через какие рецепторы на поверхности клеток он связывается, какой собственный вирусный аппарат для этого он использует;
• как вирус проникает в клетку;
• как вирус эксплуатирует биохимический аппарат клетки, чтобы воспроизводить собственный генетический материал и белки, нужные для сборки новых вирусных частиц;
• как вирус покидает инфицированную клетку, чтобы инфицировать новые клетки;
• как формируется иммунитет против вируса и какой вклад иммунитет вносит в тяжесть заболевания (чрезмерная иммунная реакция может вызывать тяжелое поражение внутренних органов).

Всё перечисленное — это совокупность фундаментальных знаний, необходимых для перехода к следующему этапу разработки лекарства — синтезу или биосинтезу веществ, которые могут нарушать свойства вирусных частиц, убивая вирус и при этом не вредя человеку. Например, так работают лекарства от ВИЧ-инфекции или гепатита C. Но при этих заболеваниях важно применять сразу несколько веществ из разных классов, чтобы вирус не становился устойчивым к терапии. Об этом нужно будет помнить и при разработке лекарств против SARS-CoV-2.

Для лечения вирусных заболеваний также могут использоваться иммуносыворотки, содержащие антитела, способные инактивировать вирус. Такие сыворотки можно получать от животных, например, лошадей или кроликов, но также и от человека, уже переболевшего заболеванием.

Однако самый эффективный подход — профилактика заболевания. Для этого используют вакцины — естественные или генетически модифицированные белки вируса, а иногда и живой, но ослабленный вирус. Вакцина имитирует инфекционное заболевание и стимулирует организм к формированию иммунитета. В последнее время также разрабатываются РНК- и ДНК-вакцины, но пока одобренных препаратов нет.

В отличие от традиционных вакцин, РНК-/ДНК-вакцины содержат не вирусные белки, а гены, кодирующие основные вирусные белки. Введение такой вакцины приводит к синтезу клетками белков вируса, на которые должна реагировать иммунная система и вырабатывать иммунитет против этих белков вируса. Гипотетически это должно препятствовать началу инфекционного процесса при заражении настоящим патогенным вирусом. Важно отметить, такие РНК- и ДНК-вакцины не должны кодировать те белки вируса, которые способны были бы привести к настоящей вирусной инфекции.

Шаг 2: поиск хитов

На ранней стадии разработки синтезируют и тестируют множество веществ — библиотеку. Основная цель этого этапа — найти группу хитов (hit — попадание в цель), которые бы связывались с нужной вирусной мишенью. Обычно это один из белков вируса. Иногда отбор идет из библиотек, состоящих из миллиардов низкомолекулярных веществ. Сейчас активно используют компьютерные алгоритмы — машинное и глубокое обучение — чтобы искать новые потенциально активные молекулы. Одна из компаний, успешно работающая в этом направлении, — InSilico Medicine, создана российскими математиками.

Другой источник потенциальных лекарств — выздоровевшие люди: в их крови содержатся антитела, часть из которых способны связываться с вирусом и, возможно, нейтрализовать его.

Шаг 3: поиск и тестирование лидов

Когда находят группу хитов, способную связываться с вирусным белком, переходят к следующему этапу скрининга. На этом шаге исключаются вещества, которые:

• нестабильны и быстро разлагаются;
• тяжелы/затратны в синтезе;
• токсичны для различных клеток человека в условиях лабораторных экспериментов на культуре клеток. Вещества не должны быть токсичны сами, токсичностью также не должны обладать продукты их метаболизма в организме, продукты их разложения и примеси, возникающие в процессе производства; вместе с тем если процесс производства способен с помощью очистки удалять продукты разложения или примеси, то такой хит может и не будет выведен из разработки;
• плохо растворимы в воде — лекарство должно в достаточном количестве растворяться в биологических жидкостях, чтобы распределиться по организму;
• быстро разлагаются в живом организме;
• плохо проникают через слизистые оболочки, клеточные мембраны или внутрь клетки, в зависимости от пути введения лекарства и расположения вирусной мишени.

Хиты, которые выдерживают эти испытания и проходят все фильтры, переводят в категорию лидов (lead — ведущий).

Лиды тестируют в еще более широкой серии экспериментов для принятия так называемых решений Go/No-Go о продолжении или остановке разработки. На этой стадии инициируются испытания на животных. Такая схема отбора нужна чтобы как можно раньше вывести из разработки бесперспективные молекулы, потратив на них минимальные время и ресурсы, поскольку каждый последующий этап является еще более затратным.

Те несколько лидов, которые успешно проходят очередные испытания, становятся кандидатами. К этому моменту разработка может длиться уже от трех до семи лет.

Шаг 4: испытания кандидатов и клинические исследования

Прежде чем перейти к испытаниям на людях, нужно выполнить исследования на животных и подтвердить отсутствие неприемлемой для человека токсичности, подобрать первоначальную безопасную дозу. На этом этапе кандидаты тоже могут отсеиваться — например, из-за генотоксичности (токсичности для генетического аппарата клетки) или канцерогенности (способности вызывать рак). Еще они могут оказаться небезопасными для беременных женщин или женщин детородного возраста, вызывать поражение головного мозга, печени, почек, сердца или легких. В зависимости от природы молекулы исследования проводят на грызунах, собаках, обезьянах, минипигах, кроликах и т.д.

В зависимости от природы заболевания, особенностей его терапии и свойств лекарства, какие-то исследования могут не проводиться или быть не значимы. Например, оценка канцерогенности лекарства не потребуется, если оно будет применяться в лечении краткосрочных заболеваний, как в случае COVID-19. Генотоксичность не оценивают для биопрепаратов или если лекарство предназначено для лечения метастатического рака и т. д. Суммарно доклинические исследования могут занимать 3–5 лет. Часть из них проводится параллельно с клиническими исследованиями.

Если доклинические исследования успешны, начинается клиническая разработка, которая условно делится на фазы. Это нужно, чтобы постепенно и контролируемо тестировать лекарство на все большем количестве людей. И снова стадийность процесса позволяет прекратить разработку на любом этапе, не подвергая риску многих людей.

• Первая фаза: здесь подтверждают первичную безопасность для людей в принципе, изучают поведение лекарства в организме человека, его биодоступность (способность достигать места действия в достаточных концентрациях), его взаимодействие с другими лекарствами, влияние пищи, половых и возрастных различий на свойства лекарства, а также безопасность для людей с сопутствующими заболеваниями (особенно важны заболевания печени и почек — эти органы отвечают за метаболизм и выведение лекарств), проверяют, не вызывает ли лекарство нарушение ритма сердца. Кроме того, на I фазе оценивают безопасный диапазон доз: эффективные дозы не должны быть неприемлемо токсичными.
• Вторая фаза: здесь начинают проверять эффективность лекарства на пациентах с заболеванием. На ранней II фазе оценивают, работает ли кандидатная молекула на людях с изучаемым заболеванием в принципе, а на поздней II фазе подбирают режим дозирования, если кандидатное лекарство было эффективным. При этом вещество, эффективное в лабораторных экспериментах, на животных моделях заболевания и даже в ранних клинических исследованиях на людях, вполне может не быть таким же рабочим в реальной медицинской практике. Поэтому и нужен длительный процесс поэтапной исключающей разработки, чтобы на выходе получить эффективное и безопасное лекарство.
• Третья фаза: здесь подтверждают эффективность и безопасность лекарства, а также доказывают, что его польза компенсирует те нежелательные реакции, которые неминуемо будет вызывать лекарство. Иными словами, в исследованиях третьей фазы надо понять, что баланс пользы и рисков положителен. Это всегда индивидуально. Например, у людей с ВИЧ в целом допустимо, если противовирусные лекарства вызывают некоторые нежелательные реакции, а в случае онкологических заболеваний приемлемы и более выраженные токсические реакции.

В случае вакцин, которые рассчитаны на здоровых людей, и особенно детей, приемлемы лишь легкие нежелательные реакции. Поэтому найти баланс трудно: вакцина должна быть высоко эффективной, и при этом вызывать минимальное число тяжелых реакций, например реже, чем 1 случай на 1000, 10 000 или даже 100 000 вакцинированных людей. Клиническая разработка может длиться до 5–7 лет, однако низкомолекулярные противовирусные лекарства для краткосрочного применения, как в случае COVID-19, можно протестировать быстрее — за 1–2 года.

Разработка многих отечественных противовирусных и иммуномодулирующих препаратов не соответствует такому научно выверенному процессу разработки.

Шаг 5: производство

Важный этап — наладить производство лекарства. Разработка процессов синтеза начинается в самом начале отбора лидов и постепенно дорабатывается, оптимизируется и доводится до промышленного масштаба.

В настоящее время против SARS-CoV-2 разрабатывается много разных методов лечения:

• низкомолекулярные соединения, которые нарушают жизненный цикл вируса. Трудность в том, что может быть нужно применять сразу несколько противовирусных лекарств. Сейчас надежды возлагают на ремдесивир. Есть данные, что может быть эффективен давно известный гидроксихлорохин, действующий не на сам вирус, а влияющий на иммунитет. Информацию, что комбинация лопинавира и ритонавира оказалась неэффективной у тяжелобольных пациентов, стоит интерпретировать с осторожностью: она может быть эффективна при более легких формах, или для профилактики, или у каких-то определенных подгрупп;
• противовирусные, в том числе моноклональные, антитела, которые связываются с ним на поверхности и блокируют его проникновение в клетку, а также помечают вирус для клеток иммунной системы. Антитела можно получать как биотехнологически, так и выделять из крови переболевших людей. Сейчас тестируются препараты, получаемые с помощью обоих методов;
• вакцины. Они могут представлять собой естественные или модифицированные белки вируса (модификации вводят для усиления выработки иммунитета), живой ослабленный вирус, вирусоподобные наночастицы, синтетический генетический материал вируса (РНК-вакцины) для того, чтобы сам организм человека синтезировал некоторые белки вируса и смог выработать антитела к нему. Одна из проблем в случае вакцин — простое введение белков вируса, пусть и модифицированных, не всегда позволяет сформировать иммунитет, способный защитить от реального заболевания — так называемый стерильный иммунитет. Даже образование антител в ответ на введение вакцины не гарантирует защиты: хорошим примером являются те же ВИЧ и гепатит C, хотя вакцина против гепатита B достаточно проста и при этом высокоэффективна. Хочется надеяться, что отечественные разработчики следуют рекомендациям Всемирной организации здравоохранения по проведению доклинических и клинических исследований вакцин, включая исследования провокации и изучение адъювантов;
• препараты для РНК-интерференции. Так называемые малые интерферирующие рибонуклеиновые кислоты (РНК) — это небольшие отрезки синтетически получаемой РНК, которые способны связываться с генетическим аппаратом вируса и блокировать его считывание, мешая синтезу вирусных белков или воспроизведению генетического материала вируса.

Процесс разработки лекарства — это научный поиск с неизвестным исходом. Он занимает много времени и требует участия большой команды профессионалов разных специальностей. Однако только реальный клинический опыт позволит оценить, удалось ли получить не только эффективное, но и безопасное лекарство, поэтому любое точное определение сроков получения лекарства — спекуляция. Получить эффективную и безопасную вакцину к концу года, если следовать всем правилам научного поиска, вряд ли удастся.

Детальные обсуждения процессов разработки новых лекарств и возникающих в связи с этим проблем — на YouTube-канале PhED.