Прошло менее трех месяцев с тех пор, как в Китае появился новый коронавирус, вызывающий жар, кашель и, в тяжелых случаях, пневмонию. С тех пор болезнь COVID-2019 охватила более 70 стран, почти 93 тысячи человек и сгубила более трех тысяч из них. Новый недуг страшен не тем, что он чрезвычайно смертелен или заразен. Сейчас Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) оценивает уровень смертности примерно в 3,4%. Это все еще ниже, чем у других известных типов коронавируса, включая SARS и MERS, хотя, вероятно, выше, чем у гриппа (около 0,1%.) Тем не менее большинство людей, зараженных COVID-2019, выздоравливают уже через неделю или две, даже без необходимости госпитализации. Панику вызывает главным образом неизвестность и отсутствие вакцины.

В США и других развитых странах загадочные болезни встречаются не так часто. Люди привыкли знать ответы и иметь план, как избежать заражения. Во многих районах Земли вакцины уже устранили распространенные инфекционные заболевания, включая полиомиелит, гепатит и корь. Ежегодно делая прививку от гриппа, сложно подхватить что-то страшнее простуды. Именно поэтому мир ждет средство от COVID-2019. Президент США Дональд Трамп заявил руководителям фармацевтических компаний и должностным лицам в здравоохранении, что ждет препарат до выборов в ноябре.

Однако это вряд ли возможно. Разработка безопасных и эффективных вакцин требует времени, инвестиций и научных разработок. Создание средства против коронавируса, подобного тому, который вызывает COVID-2019, сопряжено с еще большими трудностями. Сейчас по крайней мере 30 компаний и академических учреждений пытаются выполнить задание.

Как создают вакцины

Все вакцины работают по одному и тому же основному принципу. Ученые пытаются создать нечто похожее на патоген, а затем подвергают его воздействию иммунной системы человека с помощью небольшой дозы, вводимой в виде инъекции. В идеале иммунная система развивает сильную память о возбудителе, поэтому при следующем контакте организм начнет защищаться и мешать распространению инфекции. Хитрость заключается в том, чтобы сделать это, не подвергая серьезной опасности человека. Он не должен заболеть от самой вакцины.

Есть несколько разных методов изготовления вакцин, но все они требуют определенной осторожности. Один из способов — ослабление микроорганизма при сохранении его жизнеспособности. Наиболее распространенный путь к этому — выращивание нескольких поколений патогена в среде, отличающейся от клеток человека. Это позволит вирусу развиваться без ущерба для людей.

Многократно культивируя живые вирусы или бактерии в клетках животных, ученые могут создать целую группу мутантных штаммов. Затем нужно выбрать те, которые способны размножаться в клетках человека, не вызывая тяжелых заболеваний, как их дикий предок. При этом «самозванцам» нужно «выглядеть» как оригинальный вирус, чтобы тренировать иммунную систему для отражения атаки. Такими «ослабленными» вакцинами являются средства против кори, эпидемического паротита (свинки) и туберкулеза.

Другой вариант — инактивированная вакцина. Ее готовят из мертвой версии всего вируса или бактерий, убитых нагревом или химическими веществами. Также может быть использован более мелкий материал — детали микроба, которые сами по себе не считаются живыми.

Один из наиболее распространенных подходов — поиск белка, который вирус использует в качестве ключа для проникновения в клетки человека. Обычно он находится на поверхности. Узнав генетический код данного белка, ученые могут «встроить» его в другие бактерии или дрожжи и использовать эти микробные фабрики в производстве огромных объемов основы для вакцины.

Одного белка часто бывает достаточно, чтобы иммунная система могла легко его распознать и запустить защиту при новом вторжении. Иногда ученые генетически модифицируют вирус, превращая куски болезнетворного патогена в безвредную вирусную оболочку. Такие инактивированные вакцины практически всегда требуют многократных доз, поскольку хуже живых микробов стимулируют иммунную систему. Есть у метода и плюсы — он проходит с меньшим риском серьезных реакций организма. Таковы инактивированные вакцины против полиомиелита, бешенства и гепатита А и В.

Более современные методы пока еще находятся в разработке. Однако именно во время вспышки COVID-2019 они могут дебютировать. Одним из них являются вакцины на основе нуклеотидов — химических строительных белков, из которых состоит генетический материал (ДНК и РНК). Вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-2019, состоит из цепи РНК, заключенной в капсулу, покрытую шипами. Они используются для вторжения в клетки легких человека. Производители вакцин могут воспроизвести эти шипы. Попав в организм, чужеродные белковые клетки с такими шипами спровоцируют выброс определенных антител, а иммунная система их «запомнит» и достойно встретит потом уже настоящий вирус.

Как долго ждать

«Чтобы получить вакцину, которую мы можем использовать, потребуется как минимум полтора года», — цитирует издание Wired директора Национального института аллергии и инфекционных заболеваний США Энтони Фаучи.

Для многих это может показаться вечностью на фоне грозящей пандемии. Но если вакцина появится за полтора года, это на самом деле станет рекордом. Профессор Университета Джорджа Вашингтона Джон Андрус напомнил, что для разработки большинства вакцин требуется от пяти до 15 лет.

Изготовление занимает обычно так много времени, поскольку проходит в несколько этапов. Первый — получение вакцины-кандидата, готовой к тестированию. На это тратятся годы упорного труда биологов в лаборатории. Правда, сейчас благодаря генетическому секвенированию новым белково-визуализирующим микроскопам и другим технологическим достижениям этот этап можно пропустить или сократить по времени. Создание кандидата иногда может занять нескольких недель.

Но новые технологии не способны сократить время, необходимое для тщательного клинического испытания на людях. Они являются обязательными для вывода вакцины на рынок. И представляют самый сложный шаг. Каждый происходит в три этапа. Сначала на нескольких десятках здоровых добровольцев оценивают безопасность препарата. На это уходит около трех месяцев. Если люди не испытывают каких-либо побочных эффектов, переходят к следующему этапу.

На втором этапе нескольким сотням человек делают прививку. В идеальном случае испытания должны проходить в регионе вспышки COVID-2019, поскольку там ученые смогут собрать данные о выработке антител и борьбе с болезнью организмов с местной спецификой. На это уйдет еще 6—8 месяцев.

Если ученых все устроит, то на третьем этапе в зоне вспышки эксперимент придется повторить на нескольких тысячах пациентов. Снова — 6—8 месяцев, если у медиков не будет проблем с количеством заболевших или с объемами вакцины. Лишь после этого национальный регулирующий орган должен проверить все данные и принять решение об утверждении вакцины. На это, как правило, уходит от нескольких месяцев до одного года.

Просуммировав все этапы в случае COVID-2019 и учитывая, что вакцины-кандидаты ушли в разработку в январе, можно ожидать появление одобренного для публичного использования препарата не ранее осени 2021 года. Если все пройдет гладко.

В мире не так много компаний, имеющих заготовки вакцин и готовых начать клинические испытания. Однако в работах участвует уже не менее 30 из них. Одним из главных вопросов сейчас также является потенциальная мощность производства.

Нет ли способа ускорить процесс

Указанные сроки очень трудно сжать. Ни производители лекарств, ни регуляторы не хотят спешить, чтобы выйти на рынок с некачественным продуктом, зарабатывая деньги, но не решая задачу. Производство вакцин является настолько дорогостоящим и рискованным делом, что большинство фармацевтических фирм вообще отказались от их производства.

Кроме того, сейчас производство вакцины от COVID-2019 может показаться выгодным делом. Но подобные вспышки непредсказуемы. Болезнь SARS исчезла всего через четыре месяца после того, как вызвала панику во всем мире. Компании, которые начали разрабатывать вакцины против нее, были вынуждены отказаться от исследований, поскольку просто не хватало пациентов.

Цикличность заболеваний помогает понять, почему потребовалось так много времени на разработку вакцины против Эболы. Ее одобрили только в декабре 2019 года, несмотря на десятки вспышек с момента первого появления в 1976 году. Кроме того, государственное финансирование и интерес фармацевтической промышленности, как правило, пропадают вместе с ощущением чрезвычайности ситуации. Никто не хочет создавать продукт, который не будет использоваться и продаваться.

Нынешний интерес фармацевтических компаний к разработке вакцины может говорить о прогнозах длительности эпидемии. Производители рассчитывают успеть загрузить свои мощности, чтобы обеспечить массовое производство препарата, когда он появится.

Потенциальная проблема

Существует еще один фактор, который делает разработку вакцины против нового коронавируса особенно сложной задачей. По словам декана Национальной школы тропической медицины в Медицинском колледже Бейлора Питера Хотеза, речь идет об «усилении иммунитета». В 1960-х годах ученые работали над вакциной против вируса RSV, распространенного, очень заразного, ответственного за большинство простудных заболеваний детей грудного и раннего возраста. Во время клинических испытаний некоторые малыши, уже привитые вакциной, серьезно заболели при более позднем заражении RSV в дикой природе. Препарат вызывал «преувеличенный иммунный ответ», провоцируя обширные повреждения в организме. Двое детей скончались.

Через несколько десятков лет, когда произошла атипичная пневмония, ученые начали работу над вакциной против нее. На ранних стадиях испытания с лабораторными животными они увидели страшное: иммунные клетки атаковали легкие, вызывая повреждения, подобные тем, которые были описаны при испытаниях RSV. Для сообщества исследователей коронавирусов это стало сигналом о том, что существует определенный предел повышения иммунитета.

Существует способ избежать негативных последствий, но он построен на очень аккуратном, «точечном» использовании белков вируса при изготовлении вакцины. «Это действительно усложнит задачу и замедлит ее решение. Я не думаю, что у кого-то появится что-то готовое через 12—18 месяцев», — признался Хотез.