Вакцина от коронавируса: всего за несколько месяцев, новый вирус, появившийся в китайском городе Ухань, распространился по миру и вынудил ученых искать способы лечения и вакцину. Он превратился в существенную угрозу, которой панически боится весь мир. Ученые с помощью компьютерного моделирования отслеживают и прогнозируют его распространение, в то время как вирусологи работают над вакциной. Когда она появится и почему её так сложно создать – на этот вопрос отвечает статья «BBC-Україна»
Впрочем, это далеко не первый коронавирус, с которым сталкивается человечество. Хотя одолеть его труднее, чем можно было бы предположить: десятилетия усилий по разработке вакцины доказали, что коронавирусы – грозный противник. Некоторые распространенные и тяжелые заболевания вызываются именно коронавирусами. Они могут быть причиной как самой обыкновенной простуды, так и тяжелого острого респираторного синдрома SARS или ближневосточного респираторного синдрома MERS.
Все они принадлежат к большой группе вирусов, которые могут инфицировать как людей, так и животных, а также передаются от животных людям и наоборот. К примеру, о MERS стало известно в 2012 году, когда мальчик заразился от верблюда. С того времени было зафиксировано множество случаев передачи этого вируса от верблюдов людям.
Новый коронавирус, временно названный COVID-19, похоже появился только в начале декабря 2019 года, как показали попытки отследить его происхождение. Анализ его генетического кода поначалу показал, что вирус передался людям от летучих мышей – однако были и иные предположения о его происхождении, которые, со временем, были отброшены. К примеру, ученые считали, что он мог возникнуть у змей, однако вирусологи, в целом, отказались от этой идеи.
Некоторые исследователи считают, что вероятными распространителями нового коронавируса стали панголины, чешую которых используют в традиционной китайской медицине. Некоторые – предполагают, что коронавирус летучих мышей мог соединиться с коронавирусом панголинов и создать штамм, инфицирующий людей.
Хотя первые случаи заражения случились с людьми, имевшими тесный контакт с животными, подавляющее большинство новых случаев – от человека к человеку.
– Мы считаем, что вирус пришел с местного рынка в г. Ухань, который уже закрыт, – отмечает Кристл Доннелли, статистический эпидемиолог из Лондонского имперского колледжа и Оксфордского университета.
Коронавирусы обычно поражают верхние дыхательные пути, вызывая ряд заболеваний, в частности – пневмонию. Однако в последнее время появляется все больше свидетельств, что они могут двигаться по организму дальше, причиняя вред центральной нервной системе.
Коронавирусы получили свое название от короноподобных «шипов» на их белковой оболочке. Внутри оболочки содержится ряд однониточного генетического кода РНК. Когда вирус передается от одного носителя другому – код РНК может перепутываться, позволяя коронавирусам быстро мутировать. Именно это и позволяет им мигрировать между видами, а также изменять другие характеристики: инкубационный период, в течении которого вирус является заразным, или тяжесть заболевания, которое он вызывает. Это также объясняет, почему постоянно появляются новые виды коронавирусов и почему с ними так сложно бороться. Ведь поразить такую изменчивую цель с помощью вакцины и лекарств очень сложно.
Чтобы понять, как распространяется заболевание, нужно знать несколько вещей. Во-первых, как долго человек может быть заразным, прежде чем у него проявляются симптомы. Во-вторых, как долго он будет заразным в целом, а при неизлечимых случаях – как быстро вирус приведет к смерти.
– Это помогает оценить уровень смертности, – отмечает Кристл Доннелли
Также важно знать репродуктивность вируса, то есть – сколько других людей может заразить один его носитель. Доннелли и ее коллеги подсчитали, что репродуктивное число COVID-19 составляет примерно 2,6.
– Когда это число превышает 1, происходит вспышка заболевания, – пояснила Доннелли.
К тому же это число может варьироваться. Один пациент с коронавирусом, к примеру, заразил 14 медицинских работников. Таких людей называют «суперраспространителями». Причина в том, что при кашле или чихании они выбрасывают намного больше вирусных частиц, чем остальные переносчики, увеличивая шанс заразить кого-нибудь еще. Как показали вспышки SARS и MERS, суперраспространители затрудняют сдерживание эпидемии. Впрочем, определить, кто именно является суперраспространителем – крайне сложно. На это влияют несколько факторов: личная физиология человека, особенности вируса и окружающей среды. Иммунная система некоторых людей позволяет им переносить заражение с незначительными симптомами. А значит они могут перемещаться и даже путешествовать на значительные расстояния с вирусом. У других – наоборот, болезнь протекает тяжело, они кашляют и чихают, тем самым распространяя вирус больше среди окружающих.
Общепринятые меры безопасности – ношение масок для лица, мытье рук и суровые карантинные процедуры, помогают ограничить распространение болезни. Новые технологии также облегчают диагностику конкретного вируса. Американский Центр контроля и профилактики заболеваний выпустил диагностический набор на основе ДНК. Он дает результат всего за 4 часа, однако требует наличия дорогостоящего лабораторного оборудования. Калифорнийский университет в Сан-Франциско и ряд биотехнологических компаний разрабатывают быстрые способы диагностики, не требующие специализированного оборудования.
Впрочем, даже если мы сможем быстро выявлять вирус, найти эффективное лечение против него – крайне сложно. Основной способ терапии вирусной инфекции- это небольшие молекулы, которые будут препятствовать размножению вируса внутри клеток. К сожалению, против коронавирусов эффективных препаратов пока почти нет. Одним из вариантов лечения COVID-19 стал противовирусный препарат, разработанный для борьбы с лихорадкой Эбола. Его дали первому пациенту с коронавирусом в США, который выздоровел за несколько дней. Врачи не были уверены, что больному помог именно этот препарат с названием ремдесивир. Но последующие исследования доказали его эффективность против коронавируса MERS у мышей.
Этот антивирусный препарат обладает широким спектром действия, блокируя способность к размножению у ряда вирусов. Применение ремдесивира к пациентам еще должны утвердить соответствующие государственные органы. Это же исследование установило, что препарат хлорохин, применяемый для профилактики и лечения малярии, так же эффективен и против коронавируса. Кроме того, сейчас идут клинические испытания двух других препаратов, применяемых при лечении ВИЧ.
Впрочем, ученые рассматривают и несколько более радикальных методов терапии. В одном из исследований, опубликованных в прошлом году, шла речь об использовании «квантовых точек» – частиц, размером в несколько нанометров. Они обладают необычными проводящими свойствами, которые, кажется, способны тормозить заражение коронавирусом человеческих клеток. В то же время исследователи пытаются разработать вакцину против коронавируса COVID-19, Если определенная часть населения получит иммунитет против вируса при помощи вакцины, распространение болезни можно будет контролировать.
Однако скорость мутации коронавирусов затрудняет разработку вакцины от них так, как прививки ориентируют иммунную систему на определенное свойство вируса, к примеру, белковую структуру на его оболочке. Но если вирус постоянно изменяет свой вид, иммунной системе сложно распознать инфекции. Отчасти по этой причине мы и не можем разработать вакцину от простуды.
Разработка вакцины – процесс долгий и дорогой. Под конец января Коалиция инноваций по готовности к эпидемии выделила фармацевтической компании Inovio грант на сумму $9 млн. Впрочем, получение правильной версии вируса для вакцины зачастую требует множества попыток.
– Для создания вакцины ученые пересматривают последовательность для гена, который их интересует и изменяют 1, 2 или более букв в этой последовательности, – поясняет Эмили Лепруст, руководитель компании Twist Bioscience в Сан-Франциско, работающей над вакциной вместе с Inovio.
Задача Twist Bioscience заключается в создании большого количества точных последовательностей ДНК, чтобы помочь ускорить процесс. Компания также сотрудничает с Университетом Вандербильта, в рамках профилактики пандемии DARPA, целью которой является разработка вакцинотерапии в течении 60 дней после начала эпидемии.
Еще один способ разработки вакцины – выделить клетки пациента, выздоровевшего от заболевания.
– Эти клетки обследуют на антитела и воспроизводят их общие участки, чтобы проверить активность и эффективность вакцины, – отмечает Лепруст.
Впрочем, пока что ученые не имеют точного ответа на вопрос, будет ли лечение или вакцина от коронавируса открыта в течении нескольких месяцев или это займет годы. Все, что можно делать до того времени, считает Доннелли – это продолжать следить за вирусом и пытаться не допустить его распространения.
Напомним, что ученые из немецкого Федерального института по изучению инфекционных заболеваний имени Роберта Коха прогнозируют, что пандемия коронавируса продлится 2 года. Однако, есть и хорошие новости – австралийские ученые выяснили, какие иммунные клетки борются с коронавирусом,что поможет найти вакцину.