Вакцинация является наиболее эффективной стратегией противодействия распространению инфекционных заболеваний, в том числе вирусных инфекций. Поэтому разработка эффективных вакцин против заболеваний, вызываемых высокопатогенными коронавирусами, имеет важное значение, особенно в условиях пандемии.
Иммунопрофилактике принадлежит важнейшая роль в предотвращении COVID-19. Ответом научного и медицинского сообщества на глобальное распространение инфекции SARS-CoV-2 стали интенсивные исследования по разработке вакцинных препаратов. Общемировая потребность в вакцинах от COVID-19 по оценкам экспертов составляет не менее 5 млрд доз, что в денежном эквиваленте соответствует 50–90 млрд долларов США [280]. За расшифровкой последовательности генома SARS-CoV-2 последовали интенсивные международные научные исследования с использованием генной инженерии, рекомбинантных технологий и методов биоинформатики, что привело к достаточно быстрой разработке нескольких вариантов вакцин против COVID-19 [74, 178, 280, 289]. Развернулась настоящая мировая «гонка вакцин», в которую включились Россия, Китай, США, Германия, Великобритания, Индия и ряд других стран.
Спектр разрабатываемых препаратов достаточно широк и включает все современные технологические вакцинные платформы: вакцины на основе вирусных векторов, ДНК- и РНК-вакцины, субъединичные вакцины, вакцины на основе инактивированного или аттенуированного вируса, вакцины на основе вирусоподобных частиц, комбинированные вакцины [46, 75, 79, 82, 89, 125, 266] (табл. 10.1). По данным ВОЗ, в клинических испытаниях исследуется более 150 кандидатных вакцин, основанных на различных технологиях и платформах и около 200 кандидатных вакцин находятся на этапе доклинической оценки [280]. Некоторые вакцины уже зарегистрированы, внедрены в клиническую практику и используются для массовой вакцинации населения.
России удалось занять лидирующие позиции в создании эффективной вакцины против COVID-19. Первой в мире официально зарегистрированной вакциной против COVID-19 стала отечественная вакцина «Спутник V» («Гам-КОВИД-Вак»), разработанная в Национальном исследовательском центре эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи Министерства здравоохранения Российской Федерации (дата регистрации — 11 августа 2020 г.).
В связи с острой необходимостью разработки вакцины против SARS-CoV-2-инфекции/COVID-19 ВОЗ выпустила документ R&D Blueprint, целью которого является сокращение процесса исследования и разработки кандидатных вакцин, улучшение координации научных и медицинских исследований, а также включение новых норм и стандартов, основанных на изучении опыта глобального ответа на предыдущие вспышки опасных заболеваний [284].
После расшифровки полной последовательности генома SARS-CoV-2 в январе 2020 г. в короткий срок были разработаны несколько вариантов кандидатных векторных вакцин [«Спутник V» (ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» МЗ РФ), AZD1222 (Astra Zeneka, Великобритания) Ad26CoVS1 (Johnson & Johnson, США/Бельгия)], РНК-вакцин [mRNA-1273 (Moderna, США), BNT162b2 (Pfizer, США)] и ДНК-вакцин [INO-4800 (Inovio Pharmaceuticals, США)] [283]. Большинство из них основано на последовательности, кодирующей поверхностный антиген SARS-CoV-2 — S-белок. Участок RBD, входящий в состав S1-субъединицы, способен распознавать рецепторы АСЕ-2 на клетке-мишени [167]. Последовательность и структура S-белков SARS-CoV-2 и SARS-CoV имеют значительное сходство. Сходство с S-белком MERS-CoV значительно меньше, хотя общая конформация шипа этих вирусов похожа [247]. Несмотря на сильную структурную гомологию между участками RBD SARS-CoV и SARS-CoV-2, обнаружена ограниченная перекрестная реактивность между моноклональными антителами, специфическими к RBD соответствующего вируса [203, 285]. Таким образом, вакцина, направленная против RBD, может привести к ингибированию связывания и слияния вируса с клеткой-мишенью.
Критически важным свойством вакцин против коронавирусной инфекции является индукция выраженного гуморального и клеточного иммунного ответа. Предварительные исследования показали, что уровень сывороточных нейтрализующих антител обратно коррелирует с содержанием вируса в ткани легких, что существенно повышает выживаемость реципиента вакцины [58, 84, 139.]. Высокие уровни нейтрализующих антител способны блокировать репликацию MERS-CoV в ткани легких вакцинированных мышей, что подтверждает важность нейтрализующих антител в противодействии вирусной инфекции [84]. Важность Т-клеточного иммунного ответа против коронавирусной инфекции также подчеркивается во многих исследованиях [251, 294, 298, 299]. Например, удаление у мышей CD4- и CD8-Т-клеток до заражения SARS-CoV-2 приводило к снижению уровня выживаемости до 35 и 45% соответственно [298]. Вирус-специфические Т-клетки памяти, но не нейтрализующие антитела, были обнаружены у переболевших SARS через 6 лет после заболевания, что свидетельствует о способности Т-клеточного ответа обеспечить широкореактивную долговременную иммунную защиту против SARS-CoV-инфекции [251]. В целом в современных стратегиях разработки вакцин против коронавирусной инфекции следует рассматривать необходимость индукции и высоких уровней нейтрализующих антител, и выраженного Т-клеточного иммунного ответа.
В этой главе будет рассмотрена разработка вакцин против коронавирусной инфекции, а также адъювантов для повышения эффективности вакцинных препаратов.