Вакцины от СOVID-19: в чем разница, свойства и особенности

Более 200 вакцин от коронавируса разработали в мире с начала пандемии COVID-19. На третьем этапе клинических исследований из этих препаратов находятся только 10, но ни один не прошел последнего этапа.

Pfizer, AstraZeneca, Johnson&Johnson, SinoVac – есть ли между ними какая-то разница? Рассмотрим cвойства и особенности четырех основных типов, к которым принадлежат зарегистрированные вакцины от коронавируса SARS-CoV-2

 РНК-вакцины (мРНК)

  • Moderna;
  • Pfizer (Pfizer/BioNTech/FosunPharma, официально она именуется Comirnaty).

На Всемирном конгрессе вакцин 6 мая 2021 года Moderna названа лучшей на сегодня вакциной от COVID-19. Главная причина: у нее пока не обнаружились побочные эффекты. Кроме того, препарат Moderna можно до одного месяца держать при температуре до +8°С, то есть в простых холодильниках. Тогда как, например, «Спутник V» должен храниться при -20°, а Pfizer вообще при -70°. А вакцина Pfizer – единственная, одобренная (в одной из стран) не только для взрослых, но и для подростков от 12 лет.

Для создания мРНК-вакцин не используют сам вирус, используют знание его генома. Небольшой фрагмент этого генома воссоздают искусственным синтезом «в пробирке» – его носителем и является информационная РНК». Обычно для вакцины синтезируют фрагмент с кодом создания тех поверхностных белков коронавируса, с помощью которых он внедряется в клетку. Синтезированную мРНК помещают в жировую оболочку –липосому – которая при вакцинной инъекции обеспечивает доставку этой РНК к клеткам нашего организма. А дальше все происходит как и с настоящим вирусом: мРНК реагирует с генетическим механизмом нашей клетки, перестраивает ее на производство и копирование тех белков, чей код мРНК привнесла.

Читайте также: Можно ли повторно заразиться Сovid-19: новые штаммы, болезнь после вакцины и клеточный иммунитет

Созданные белки выходят на поверхность клетки – и там иммунная система нашего организма опознает их как патоген, начинает на них реагировать, обучаться и уничтожать. В процессе этой реакции и вырабатываются антитела и клеточный иммунный ответ на данные белки. Когда же в организм «постучится» настоящий коронавирус, иммунная система мгновенно среагирует на него. Ведь его поверхностные белки – точно те же, с которыми мРНК-вакцина уже ознакомила иммунитет.

Векторные нереплицирующиеся вакцины

  • AstraZeneca (Oxford, официально Covishield или AZD1222);
  • Johnson & Johnson (официально COVID-19 Vaccine Janssen);
  • Convidеcіa(Ad5-n-CoV, CanSinoBiologics);
  • Спутник V (официально Гам-КОВИД-Вак);
  • Спутник Лайт.

Сразу скажем, что вакцины от SARS-СoV-2, которые рассчитаны на одну инъекцию – это только векторные нереплицирующиеся вакцины – Johnson&Johnson, Convidеcіa и Спутник Лайт. Остальные имеющиеся на конец весны-2021 вакцины рассчитаны на две дозы, а в единичных случаях и на три.

Читайте также: Украинские эпидемиологи сообщили о новых доказательствах эффективности Протефлазида

Нереплицирующиеся векторные вакцины обычно основаны на другом вирусе – чаще всего аденовирусе, иногда вирусах парагриппа, гриппа и других заболеваний.

У вакцин от COVID-19 Johnson&Johnson и Спутник Лайт берется аденовирус человека Ad26. У Convideсіa – Ad5. У Спутник V – Ad26 вместе с Ad5 в одной дозе. У AstraZeneca – аденовирус шимпанзе.

В геноме такого вируса создаются генетические модификации – пропуски аминокислот (они называются делеции), из-за которых вирус получается неполноценным – неспособным к репликации (размножению). Это и есть нереплицирующийся вирусный вектор. Смысл введения в организм такого вектора состоит в том, что у этих вирусов есть точно те же поверхностные белки для внедрения в клетки, что и у пандемического коронавируса.

Читайте также: Эпидемиологи всего мира предполагают, что 2021 год может быть осложнен возникновением двойной пандемии

Преимущества векторных нереплицирующихся вакцин в том, что у многих лабораторий мира уже в первые месяцы пандемии был давний значительный опыт производства аденовирусных векторов – притом, что очень важно, в больших количествах.

Кроме того, тут нет необходимости иметь дело с живым SARS-CoV-2 во время производства. Это же справедливо и для мРНК-вакцин, и для рекомбинантных белковых вакцин.

Недостаток векторных вакцин – то, что у некоторых людей генетически модифицированные вирусы поражаются уже существующим иммунитетом к недавно перенесенной аденовирусной инфекции. Конечно, у таких людей есть уже и собственный иммунитет против спайкового белка коронавируса – но очень слабый и быстро проходящий (внутримышечно введенная вакцина, «не убитая» тут же иммунной системой, дает более сильный и намного более долгий иммунитет, чем органическая легко перенесенная инфекционная простуда).

Второй недостаток, общий у векторных нереплицирующихся и инактивированных вакцин – вирусы, которые не воспроизводятся в наших клетках, могут быть уничтожены сильным иммунитетом слишком быстро, без выработки нейтрализующих антител.

Еще один недостаток – в единичных случаях клеточный иммунитет чересчур мощно реагирует на вирусный вектор (возможно, иммунная система, распознав, что это не рядовой вирус, а генетически модифицированный, иногда почему-то «в испуге» дает сбой – и начинает «крушить» совсем уж нещадно). При таком сбое, сверхсильном иммунном ответе, некоторые клетки иммунной системы способны повредить стенки кровеносных сосудов. Кровеносная система отвечает созданием тромбов и повышением свертываемости; все это может привести к тромбозу, затем и к тромбоэмболии – закупорке кровеносных сосудов сгустками с высокой вероятностью летального исхода.

Читайте также: Исследования противовирусной активности действующего вещества протефлазид в отношении коронавирусов, включая SARS-CoV-2

Так, в ходе вакцинации препаратами AstraZeneca и Johnson&Johnson весной 2021 года произошло уже несколько смертей из-за тромбозов – чаще всего, тромбоэмболии синусов (венозных полостей) твердых оболочек головного мозга. И это вынудило во многих странах временно ограничить или отменить использование вакцин AstraZeneca и Johnson&Johnson.

Впрочем, эксперты отмечают, что тромбозы с той же малой частотой (тысячные доли процента от общего числа вакцинированных) возникают и приеме ряда лекарств – однако эти лекарства никто не собирается ограничивать или запрещать. Небольшой риск аутоиммунного смертельного поражения при вакцинации однозначно есть – но риск без вакцины умереть от СOVID-19 на три порядка реальнее.

 Вакцины из инактивированного коронавируса SARSCoV-2

  • Sinovac (CoronaVac );
  • Sinopharm;
  • Covaxin;
  • BBIBP-CorV;
  • КовиВак (Центр Чумакова).

Инактивированные вакцины получают путём инфицирования «в пробирке» вирусом SARS-CoV-2 живых клеток. Обычно это клетки Vero – линия живых клеток, используемая во всем мире для таких работ, она была получена в 1962 году из эпителия почки африканской зеленой мартышки и с тех пор массово воспроизводится.

Зараженные клетки производят копии вируса, которые после выхода из клетки «убиваются» (отсюда второе название инактивированных вакцин – «убитая вакцина», killed vaccine) высокой температурой или ядом формальдегидом. «Убиваются» вирусы «не до конца»: лишь некоторые вирусные белки разрушаются, поражается РНК воспроизводства вирусов – но белки оболочки и некоторые белки ядра вируса остаются сохранными. Вот эти инактивированные вирусы и вводят в организм для выработки иммунитета.

Первый и второй недостатки этой технологии: поскольку вирусы из такой вакцины в организме не воспроизводятся, то, как и в случае векторных нереплицирующихся вакцин, нужны очень большие дозы и многократное повторное их введение (несколько туров вакцинирования), чтобы обеспечить надлежащим образом выработку иммунитета.

Читайте также: Нетоксичные и с противовирусными механизмами действия: интересные факты о флавоноидах

Более того, тут требуется введение в состав вакцины адъювантов – минерального и органического «мусора» вроде гидроксида алюминия, хлористого кальция, ослабленных штаммов других патогенов. Адъюванты абсорбируют на себе вирусы, чтобы собрать их побольше в одном месте и длительное время держать в организме. Всем этим имитируется локальная вирусная нагрузка и усиливается захват вирусов клетками клеточного иммунитета – что стимулирует «обучение» иммунитета виду этих вирусов.

Если этого не делать, иммунитет быстро распознает «убитость» вируса и сильно «экономит свои силы» на его нейтрализацию. Без адъювантов такие вирусы разлетаются «поодиночке», поглощаются клетками клеточного иммунитета «на ходу», «одной левой», почти не замечая того – практически без «обучения» и создания антител.

Третий недостаток противоположен первым двум: ненадлежащая инактивация может привести к сохранению целости вирусов. Тогда вакцинация вызовет собственно СOVID-19. То же произойдет и с сотрудниками лаборатории по созданию такой вакцины при несоблюдении техники биобезопасности.

Преимущество: инактивированные вакцины, в отличие от векторных, не имеют генетических модификаций и не способны вызвать сильный иммунный ответ – то есть не имеют побочных эффектов в виде аутоиммунного поражения.

Рекомбинантные белковые (пептидные) вакцины (subunit vaccine).

  • SanofiGlaxoSmithKline.
  • Novavax.
  • ЕпіВакКорона.
  • ZF2001.

Их технологию объяснить проще всего: в организм вводится искусственное соединение из отдельных групп белков, имеющихся у коронавируса в разных его участках. Белки синтезируются искусственно.

В отличие от трех предыдущих видов вакцин здесь нет ни генной инженерии, ни микробиологической (вирусологической). Есть только биохимический синтез.

Главная проблема: белки это не просто последовательность аминокислот с пептидными мостиками (что составляет первичную структуру белка). У них сложная пространственная «закрученность», возникающая самостоятельно (потому что между молекулами срабатывают тонкие биохимические и биофизические связи) и имеющая три стадии (вторичная, третичная и четвертичная структуры белка). На этих уровнях между «витками» и «концами» цепочки аминокислот возникают еще и новые водородные мостики, гидрофобные и другие связи.

На данном этапе развития биохимии практически невозможно синтезировать белки, которые свернутся в нужные пространственные структуры – чтобы итог получился идентичным фрагменту вируса, распознаваемому антителами (эпитопу).

Так, российским ученым, создавшим вакцину ЭпиВакКорона, похоже, это не удалось:

Слева – белок вакцины ЭпиВакКорона: «закрутить» эти аминокислоты у российских биохимиков получилось только так. Справа – та же последовательность аминокислот в белке реального коронавируса. Изображение: epivakorona.com

Возникнут ли нейтрализующие антитела и клеточный иммунитет к настоящему вирусу после знакомства иммунитета с искусственно созданными белками из тех же аминокислот, но закрутившихся чуть иначе?

Иммунология ответа не дает. Хотя сомнения в эффективности пептидных вакцин (от других вирусов) высказываются уже давно, а результаты многолетних наблюдений за ними были загадочно противоречивы.

Надеемся, практика введения пептидных вакцин от СOVID-19, наконец, прояснит в ближайшие месяцы этот проблемный вопрос иммунологии.

Олег Кочевых