Эпитопы это что означает
Эпитоп
Большинство эпитопов, распознаваемых антителами или B-клетками, представляют собой трёхмерные структуры на поверхности молекул антигенов, которые точно совпадают по форме и пространственному расположению электрических зарядов с соответствующими паратопами антител. Исключение составляют линейные эпитопы, которые определяются характерной последовательностью аминокислот (первичной структурой), а не пространственной организацией. Протяжённость эпитопа, который способен распознать B-лимфоцит, может достигать 22 аминокислотных остатков.
Эпитопы для Т-клеток представлены на поверхности антигенпредставляющих клеток, где они связаны с молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC). Эпитопы, связанные с МНС I типа, обычно представляют собой пептиды, состоящие из 8—11 аминокислот, в то время как MHC II типа представляют более длинные пептиды, а нетипичные молекулы MHC представляют непептидные эпитопы, такие как гликолипиды. Эпитопы, которые узнают Т-клетки, могут быть только линейными и принадлежат антигенным молекулам, которые локализуются как на поверхности, так и внутри клеток.
Эпитопы могут определяться такими иммуноферментными методами как ELISPOT и ELISA, а также с использованием биочипов.
Молекулы ДНК, кодирующие эпитопы, которые распознаются известными антителами, могут быть «привязаны» к известным генам. В результате белковый продукт такого гена «с довеском» будет содержать соответствующий эпитоп, что позволяет следить за этим белком в условиях эксперимента. Для этой цели используются эпитопы c-myc, HA, FLAG, V5.
В некоторых случаях эпитопы дают перекрёстную реакцию. Это свойство используется иммунной системой в регуляции антиидиотипических антител, существование которых было предположено нобелевским лауреатом Нильсом Кай Жерне. Если антитело связывается с эпитопом какого-то антигена, его паратоп может стать эпитопом (то есть приобретает свойства антигена) для другого антитела. Если это второе антитело класса IgM, то его связывание усиливает иммунный ответ, если же оно класса IgG, то ослабляет.
«Спутник V», «ЭпиВакКорона» и «КовиВак»: чем отличаются препараты, в чем их плюсы и минусы
На сегодняшний день жителям Петербурга доступны три вакцины от коронавируса: «Спутник V», «ЭпиВакКорона» и «КовиВак». Рассказываем, что известно о препаратах, сравниваем их плюсы и минусы.
В Санкт-Петербурге набирает обороты массовая вакцинация от коронавируса, которую подстегивает рост заболеваемости, опасные штаммы и новые рекорды по смертям от COVID за сутки. Задают темп и власти Северной столицы, которые периодически намекают о введении COVID-free зон и других неприятных ограничений для непривитых.
Сейчас петербуржцам доступны три вакцины на выбор: «Спутник V», «ЭпиВакКорона» и «КовиВак». Рассказываем, что известно о препаратах, сравниваем их плюсы и минусы.
Плюсы и минусы вакцины «Спутник V» от НИИ Гамалеи
«Спутник V» от НИИ Гамалеи — это первая зарегистрированная в России вакцина от коронавируса. На данный момент, это самый распространенный в стране препарат. «Спутник V» — это векторная вакцина. Это означает, что препарат состоит из неспособных к размножению аденовирусов-векторов. Попадая в организм человека, они добавляют в него встроенный ген коронавирусного S-белка.
Основной плюс препарата — это практически отсутствие строгих противопоказаний к его применению, так как он не содержит живого вируса. Они есть, но все же их немного. А также, как рассказал «Царьграду» профессор Анатолий Давидович Альтштейн, вирусолог, сотрудник НИЦ эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи, то, что препарат уже успел доказать свою эффективность.
Эта вакцина на аденовирусном векторе, она прошла все три стадии клинических испытаний. Во время третьей фазы клинических испытаний она показала защитный эффект на 90%. Вакцину применили уже на порядка 15 млн человек, насколько я помню, было изготовлено больше 20 млн доз. Точно судить как она действует в процессе эпидемии пока что сложно, таких данных не было, но скорее всего она вполне эффективна. Сейчас в мире существуют четыре вакцины на аденовирусном векторе: в России, в Китае, США — вакцина Johnson & Johnson, а также в Великобритании. В общем, наша вакцина наиболее эффективная в отношении профилактики коронавирусной инфекции, — заявил Альтштейн.
Касательно минусов, профессор отметил, что вакцин без минусов не бывает. А главный минус каждого препарата — его побочные эффекты.
Вакцин без минусов не бывает. Обычно минус — это побочные эффекты вакцинации, и здесь они довольно выражены. Может подняться температура до 38 градусов, один-два дня человек может чувствовать себя плохо. Но это происходит далеко не с каждым. Большинство людей переносят вакцинацию легко, — рассказал вирусолог.
Противопоказания к «Спутнику V»
Как упоминалось выше, строгих противопоказаний к вакцине немного. А точнее, всего шесть: гиперчувствительность к компонентам препарата или тяжелая форма аллергии. Кроме того, необходимо повременить с прививкой в случае острых заболеваний или обострения хронических, а также при грудном вскармливании и беременности. Еще один момент: вакцину от COVID не прививают детям, но это актуально для всех препаратов.
Что касается противопоказаний, то в общем, человек, который подвергается вакцинации, должен быть здоров. У него не должно быть температуры, наличие различных хронических инфекций, как правило, при вакцинации допускается, но если это какие-то аутоиммунные болезни, то ему, конечно, нужно консультироваться со своим специалистом-аллергологом, — добавил вирусолог.
Плюсы и минусы вакцины «ЭпиВакКорона» от центра «Вектор»
«ЭпиВакКорона» от центра «Вектор» — это вторая зарегистрированная в России вакцина от коронавируса. «Спутник» — векторная вакцина, а «ЭпиВакКорона» — пептидная. На практике это означает, что первая содержит безопасный для человека вирус, а вторая — целиком синтетическая. «ЭпиВакКорону» вводят вакцинируемому внутримышечно в два этапа с интервалом в две-три недели.
Как сообщается на сайте Роспотребнадзора, ожидаемыми преимуществами «ЭпиВакКороны» являются ее эффективность против разных штаммов, поскольку препарат содержит консервативные эпитопы SARS-CoV-2, а также то, что в отличии от большинства субъединичных препаратов, она содержит только короткие участки вирусного белка. На практике это означает то, что ее могут использовать люди с ослабленным иммунитетом, а также во время иммунодепрессивных и иммуносупрессивных состояниях. Кроме того, плюс вакцины в ее температуре хранения от 2 до 8 градусов, что упрощает логистику препарата.
Касательно минусов, эксперты заявили о не долгосрочности работы антител после прививки «ЭпиВакКороной»:
По состоянию на три и шесть месяцев мы фиксируем наличие антител у всех вакцинированных добровольцев. По состоянию на девять месяцев больше чем у половины добровольцев также наблюдаем детектируемый уровень антител к вирусу, — заявил Ринат Максютов в интервью каналу «Россия 24».
Противопоказания к «ЭпиВакКороне»
Противопоказания к применению «ЭпиВакКороны» примерно такие же, как и для других препаратов. Перед вакцинацией этой вакциной стоит пройти обследование врача или повременить с прививкой людям, которые имеют гиперчувствительность к компонентам препарата, тяжелые формы аллергии, поствакцинальное осложнение после других препаратов, острые заболевания или обострение хронических, первичный иммунодефицит, злокачественные заболевания крови, а также беременные и кормящие женщины. Как и в случае с другими препаратами, прививку не делают несовершеннолетним.
Плюсы и минусы вакцины «КовиВак» центра им. Чумакова
«КовиВак» от центра им. Чумакова зарегистрировали в конце февраля. Это третья отечественная вакцина от коронавируса, а от предыдущих ее отличает то, что она создана по схеме, которую можно назвать классической. В основе препарата находится инактивированный, другими словами — «убитый», цельный вирус SARS-CoV-2. Для сравнения: в «Спутнике» используются два типа аденовируса человека со встроенными фрагмента гена SARS-CoV-2, а в «ЭпиВакКороне» — пептидная платформа, состоящая из искусственно синтезированных фрагментов гена вируса.
Как и в случае с другими вакцинами, «КовиВак» — двухфазный препарат. Интервал между введением доз составляет две недели.
Стоит отметить, что в Санкт-Петербурге эта вакцина оказалась весьма популярна, настолько, что достаточно быстро закончилась и сейчас запись на вакцинацию этим препаратом приостановлена.
К плюсам «КовиВака» можно отнести его проверенную классическую схему создания. Кроме того, как и «ЭпиВакКорона», этот препарат хранится при температуре от 2 до 8 градусов, что значительно упрощает его логистику. Для сравнения, «Спутник» требует при транспортировке очень низких отрицательных температур около 27-28 градусов.
С вопросом об эффективности «КовиВака» «Царьград» обратился к профессору Анатолию Альтштейну, вирусологу, сотруднику НИЦ эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи. Как отметил эксперт, этот препарат был сделан по классической проверенной временем схеме.
Так была сделана вакцина от клещевого энцефалита, хороший препарат, против гриппа делают такие же вакцины. Принцип, по которому делается «КовиВак», он правильный. Что конкретно получится с этой вакциной, пока не ясно. Потому что принципы — это хорошо. Если вакцина делается против принципов, то там могут быть серьезные трудности. Но как она реально будет работать, мы пока не знаем, потому что третьей фазы клинических испытаний не проводилось. А в принципе, это может быть и неплохая вакцина, она может быть даже менее реактогенна (реактогенность – свойство вакцины вызывать при введении в организм побочные эффекты, например, повышение температуры тела – Ред.), чем «Спутник», но будет ли она так же эффективна, сказать трудно, потому что мы сейчас имеем пример китайских и индийских вакцин такого же рода и боюсь, что они не блещут, — рассказал Альтштейн.
Еще один минус «КовиВака» — его малая масштабируемость. В России, по словам экспертов, очень мало производственных площадок, которые в состоянии работать с необходимыми для создания этого препарата технологическими процессами. А они требуют особой биологической безопасности, так как вакцина содержит настоящий цельный вирус.
Противопоказания к «КовиВак
Как отметил Альтштейн, «Спутник» скорее всего более реактогенный, чем «КовиВак», потому противопоказаний у второй вакцины должно быть меньше. Но в целом, они примерно одинаковые.
Препарат противопоказан при тяжелых аллергических реакциях, при беременности и грудном вскармливании. Повременить с прививкой стоит в случае острых заболеваний и обострениях хронических. В этих случаях необходима консультация лечащего врача. В инструкции к «КовиВаку» указано, что препарат не противопоказан людям с иммуносупрессивным или иммунодефицитным состоянием.
Выводы
Заболеваемость и число летальных случаев в Северной столице растет, а власти и эксперты все чаще говорят о необходимости ускорения темпов вакцинации для скорейшего достижения коллективного иммунитета. Сейчас у петербуржцев есть выбор из трех вакцин, а тем временем вакцинация из добровольной становится добровольно-принудительной. Впрочем, как отмечают эксперты, это вынужденная мера.
Эпитоп
Из Википедии — свободной энциклопедии
Эпитоп (англ. epitope ), или антигенная детерминанта — часть макромолекулы антигена, которая распознаётся иммунной системой (антителами, B-лимфоцитами, T-лимфоцитами). Часть антитела, распознающая эпитоп, называется паратопом. Хотя обычно эпитопы относятся к чужеродным для данного организма молекулам (белкам, гликопротеинам, полисахаридам и др.), участки собственных молекул, распознаваемые иммунной системой, также называются эпитопами.
Большинство эпитопов, распознаваемых антителами или B-клетками, представляют собой трёхмерные структуры на поверхности молекул антигенов, которые точно совпадают по форме и пространственному расположению электрических зарядов с соответствующими паратопами антител. Исключение составляют линейные эпитопы, которые определяются характерной последовательностью аминокислот (первичной структурой), а не пространственной организацией. Протяжённость эпитопа, который способен распознать B-лимфоцит, может достигать 22 аминокислотных остатков.
Эпитопы для Т-клеток представлены на поверхности антигенпредставляющих клеток, где они связаны с молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC). Эпитопы, связанные с МНС I типа, обычно представляют собой пептиды, состоящие из 8—11 аминокислот, в то время как MHC II типа представляют более длинные пептиды, а нетипичные молекулы MHC представляют непептидные эпитопы, такие как гликолипиды. Эпитопы, которые узнают Т-клетки, могут быть только линейными и принадлежат антигенным молекулам, которые локализуются как на поверхности, так и внутри клеток.
Эпитопы могут определяться такими иммуноферментными методами как ELISPOT и ELISA, а также с использованием биочипов.
Молекулы ДНК, кодирующие эпитопы, которые распознаются известными антителами, могут быть «привязаны» к известным генам. В результате белковый продукт такого гена «с довеском» будет содержать соответствующий эпитоп, что позволяет следить за этим белком в условиях эксперимента. Для этой цели используются эпитопы c-myc, HA, FLAG, V5.
В некоторых случаях эпитопы дают перекрёстную реакцию. Это свойство используется иммунной системой в регуляции антиидиотипических антител, существование которых было предположено нобелевским лауреатом Нильсом Кай Жерне. Если антитело связывается с эпитопом какого-то антигена, его паратоп может стать эпитопом (то есть приобретает свойства антигена) для другого антитела. Если это второе антитело класса IgM, то его связывание усиливает иммунный ответ, если же оно класса IgG, то ослабляет.
Энциклопедичный YouTube
Субтитры
Линейные В-эпитопы гликопротеина S SARS-CoV-2
Теперь о пептидах. Естественным путём они получаются при переваривании белков соответствующими ферментами (их называют протеолитическими). Из тех, что на слуху это трипсин, пепсин, папаин. Но для сегодняшней темы важнее синтетические пептиды. Впервые они были «сделаны» в 1963г. Сейчас синтез пептидов автоматизирован, и современные синтезаторы позволяют «изготавливать» пептиды с заданной аминокислотной последовательностью длиной до 100-120 аминокислот. Но такие длинные пептиды дороги и готовятся редко. А вот синтез пептидов длиной около 20 аминокислот поставлен на поток. Такие пептиды очень широко используются в иммунологии.
Полученные результаты оказались несколько неожиданными. Пожалуй, главная неожиданность, это почти полное отсутствие линейных B-эпитопов в RBD области белка S. Как это стыкуется с тем, что определение антител против RBD широко используется в диагностических тестах? Очень просто – в этих тестах определяются антитела против конформационных эпитопов, которые не моделируются пептидами. Ещё один интересный и неожиданный результат – распределение линейных B-эпитопов не коррелировало с местами (сайтами) гликозилирования. Считается, что гликозилирование «экранирует» аминокислоту от связывания с антителом. Но достаточно взгляда на рисунок (сайты гликозилирования показаны вертикальными чёрточками под картой белка S), чтобы убедиться, что в отношении линейных B-эпитопов белка S это не так. Ещё одно важное наблюдение – исключительно высокая вариабельность реактивности сывороток больных с пептидами, моделирующими линейные В-эпитопы. С индивидуальными эпитопами реагировало положительно от 11% до 69% сывороток больных. Профессионалы найдут в этой работе и другие интересные результаты, но на сегодня, думаю, достаточно.
Пептидные вакцины: ЭпиВакКорона и другие
Пептидная платформа – одна из нескольких, на которых в теории можно делать вакцины. Ее суть заключается в том, чтобы взять белковый фрагмент патогена (бактерии, вируса, раковой опухоли) – пептид, и доставить его в организм. После встречи с пептидом иммунная система должна научиться бороться с ним. Столкнувшись с реальным патогеном, содержащим этот пептид в виде фрагмента белка, иммунитет защитит организм от болезни – или, по крайней мере, от самых неприятных последствий заболевания.
На тех же принципах работают и другие вакцины, разница только в размерах «платформы»: в цельновирионных препаратах – против оспы, клещевого энцефалита, в отечественном КовиВаке и китайских вакцинах от коронавируса – используют патоген целиком. В субъединичных вакцинах – к их числу относится большая часть вакцин от гриппа – используются крупные фрагменты патогена. Новые технологии позволяют использовать не сам патоген и не его фрагменты, а генетическую информацию для производства отдельных частей патогенов внутри наших клеток: так устроены мРНК-вакцины Pfitzer и Moderna, а также Спутник V.
Пептидная платформа подразумевает использование очень маленького фрагмента патогена, размерами сильно уступающего и целому, и белкам, и их субъединицам. Пептид – это короткая цепочка аминокислот, от нескольких штук до сотни. Для сравнения, шиповидный белок коронавируса состоит из 1273 аминокислот. Пептидные вакцины давно кажутся хорошей идеей. Во-первых, пептиды легко производить. Для этого не нужно работать с активными патогенами – а значит, не нужно соблюдать строгие меры безопасности, которые усложняют производство цельновирионных вакцин.
Пептиды можно собирать методами обычного химического синтеза, в то время как для производства белков нужны живые организмы – бактерии, такие как кишечная палочка. Вставив в ее геном соответствующую последовательность ДНК, можно заставить бактерию производить нужные белки; этот метод широко применяется для синтеза лекарств, но у него есть недостатки. Бактерии работают медленно; кроме того, в промышленном реакторе они живут – а значит, эволюционируют и обмениваются генетической информацией, – что может приводить к мутациям и ошибкам синтеза.
Во-вторых, пептиды (по крайней мере в теории) безопаснее белков. Последние, как правило, ядовиты: многие специфические белки раковых клеток и бактерий – опасные токсины, шиповидный белок коронавируса – тоже очень вредное вещество, способное повреждать нервные и мышечные клетки. В отличие от них, пептиды в организме быстро распадаются на отдельные аминокислоты, и навредить не успевают. Наконец, крупные фрагменты патогенов и белки запускают не один, а несколько видов иммунного ответа; эти реакции могут приводить к нежелательным эффектам. Маленький пептид должен вызывать всего один, предсказуемый тип иммунного ответа. А для большей эффективности можно использовать в одной вакцине несколько пептидов.
Давно разработана и принципиальная схема разработки и производства пептидной вакцины: на этот счет ВОЗ выпустила руководство еще в 1999 году. Но до 2020 года ни одна такая вакцина не применялась – и неспроста: разработать ее очень сложно. При помощи нескольких экспертов – некоторые из которых пожелали остаться анонимными – мы разобрались, как это может быть сделано, и как это могло быть сделано в «Векторе».
Выбираем пептид
Чтобы получить эффективную вакцину, нужно правильно подобрать пептиды. Искать их нужно в тех частях патогена, с которыми «работает» иммунная система. Казалось бы, самые заметные для нее части патогенов – обычно это поверхностные белки – состоят из сотен или тысяч аминокислот, а значит – десятков и сотен пептидов, и что-нибудь обязательно найдется. Но не все так просто. Белки – это сложно организованные клубки аминокислотных нитей. Подчиняясь законам физики, они скручиваются в причудливые структуры, для каждого белка разные. В такой структуре часть белковой нити скрывается в глубине клубка, а часть образует ее поверхность, где даже удаленные участки последовательности могут оказаться рядом.
Именно к поверхности крепятся антитела, на нее реагируют другие виды иммунной защиты. Антителам без разницы, как устроено место, к которому они крепятся, но нам, – разработчикам пептидной вакцины, – это важно. Если место крепления антитела (эпитоп) образовано несколькими удачно сложившимися изгибами, воссоздать его мы не сможем. Нам нужны такие части поверхности белка, которые состоят из единых участков белковой нити – линейные эпитопы. Для того, чтобы найти их, нам нужно внимательно рассмотреть белок или его 3D-модель.
Как это сделано в ЭпиВакКороне?
Создатели ЭпиВакКороны выбрали три пептида шиповидного белка коронавируса Sars-Cov-2. В опубликованной в журнале «Инфекции и иммунитет» статье не описывается методика выбора пептидов. Но судить об их положении в шиповидном белке можно по имеющимся 3D-моделям. Ниже приведена одна из них; красным цветом показан один из пептидов, входящих в состав ЭпиВакКороны. На изображении видно, что пептид находится не на поверхности белка; некоторые его участки скрыты другими частями молекулы.
Предположим, что мы нашли несколько линейных эпитопов. Теперь нужно проверить, к каким из них вырабатываются антитела. Все люди разные, и одни и те же фрагменты патогена могут вызывать ответ у одних, но не срабатывать у других. Мы хотим сделать вакцину, которая защитит большинство людей, поэтому эпитопы будем выбирать те, антитела к которым вырабатываются у 70, 80, а лучше 90% населения. Такие эпитопы называются иммунодоминантными.
Чтобы выяснить, к каким участкам белка антитела вырабатываются, а к каким – нет, ученые закрепляют отдельные пептиды S-белка на подложке и наливают на нее плазму крови переболевших ковидом. Через некоторое время находят те пептиды, с которыми связались антитела – так делается первичное картирование. У разных людей находятся разные пептиды. Чаще всего на один и тот же пептид реагируют антитела не больше чем у 20% переболевших ковидом людей. Но есть «горячие точки» – пептиды, с которыми реагируют антитела у 70% переболевших.
Затем избранные пептиды проверяют на способность помешать антителам связывать настоящий вирус и определяют самые эффективные. Этот метод позволяет составить «карту» иммунодоминатных линейных эпитопов белка, и найти пептиды, которые с большей вероятностью могут провоцировать выработку нейтрализующих вирус антител у человека.
Как это сделано в ЭпиВакКороне?
В начале 2020 года, когда разработчики ЭпиВакКороны приступали к работе, экспериментальное картирование иммунодоминатных линейных эпитопов вирусного S-белка коронавируса еще не было выполнено. Однако позднее как минимум шесть лабораторий в разных странах провели эту работу. Ни один из выявленных иммунодоминантных фрагментов вирусного белка не совпал с пептидами, вошедшими в состав ЭпиВакКороны.
Итак, «правильный» пептид должен быть линейным эпитопом, целиком расположенным на поверхности белка. При этом антитела, выработанные на этот пептид, должны уметь связываться с вирусным белком и должны уметь нейтрализовать вирус. Однако недостаточно просто синтезировать такой пептид и вставить в вакцину. Важно еще и стабилизировать его в той геометрической форме, которую он имеет в природном белке. Отделенный от основной цепочки, пептид может изменить форму: то, что было петлей, станет нитью, спиралью и т.п. Потеря формы в биохимии означает потерю функции: тщательно выбранный пептид может оказаться бесполезным в своей новой геометрии.
И еще один важный момент: выбранный пептид (или соответствующий ему эпитоп) в белке должен быть одинаковым у большей части вариантов патогена. Бактерии и вирусы быстро эволюционируют, и аминокислотны, последовательность, а также структура их белков (особенно тех, что часто подвергаются атаке иммунитета) меняется от штамма к штамму. Для вакцины нужно выбрать консервативные участки, которые с большой вероятностью будут идентичны у разных штаммов бактерии, вируса или у разных вариантов раковой клетки.
Как это сделано в ЭпиВакКороне?
В публикации исследователей из центра «Вектор» нет описания трехмерной структуры пептидов – ни в составе шиповидного белка, ни в свободной форме, ни в форме, которую пептиды приобретают, связываясь с белком-носителем. Собеседники «ПМ» считают, что создатели ЭпиВакКороны не исследовали трехмерную структуру пептидов ни в каком варианте.
Создатели ЭпиВакКороны неоднократно заявляли, что с самого начала ставили цель подобрать консервативные участки шиповидного белка – так, чтобы вакцина не теряла эффективность по мере появления новых штаммов коронавируса. Парадоксальным образом эта стратегия могла исключить из кандидатов в пептиды иммуногенные участки белка – те, к которым с большой вероятностью образуются антитела. Ольга Матвеева, молекулярный биолог и основатель биотехнологической компании Sendai Viralytics, а также другие консультанты «ПМ», считают, что создатели ЭпиВакКороны выбрали действительно консервативные участки. Они очень редко меняются, но с антителами взаимодействовать, скорее всего, не могут – а значит, вряд ли способны защитить от коронавируса.
Подключаем средство доставки
Эксперимент продолжается. Мы нашли на поверхности патогена консервативные, линейные, иммунодоминантные эпитопы, которые вне белка сохраняют функциональную форму (или мы научились стабилизировать их в нужной форме). Можно ли просто взять и впрыснуть эти молекулы в организм? Увы. Ферменты, странствующие в межклеточной среде, быстро расщепят их на отдельные аминокислоты. К тому же пептиды слишком малы, и иммунные клетки плохо «видят» их.
Пептиды нужно модифицировать так, чтобы продлить им жизнь и сделать их крупнее. Есть много вариантов: можно посадить пептиды в липидную каплю или на другую наночастицу, можно защитить от ферментов химической модификацией, удлинить их, связав между собой, или прикрепить к белку-носителю. С некоторыми из этих методов могут возникнуть сложности: удлиненные молекулы могут не дать правильного иммунного ответа, а белок-носитель может привести к появлению антител к нему самому, никакого отношения к защите от настоящего патогена не имеющие. Выбор не из легких.
Как это сделано в ЭпиВакКороне?
Каждый из трех пептидов, входящих в состав ЭпиВакКороны, закреплен на основании из модифицированного нуклеокапсидного белка коронавируса (N-белка). Вирусный N-белок, по имеющимся на середину 2021 года данным, не провоцирует выработку нейтрализующих антител (с этим согласны и создатели ЭпиВакКороны). Однако нецелевые, балластные антитела к нему вырабатываться могут. Собеседники «ПМ» считают, что именно антитела к этому белку в крови привитых ЭпиВакКороной составляют основной массив антител, детектируемых специальной тест-системой, разработанной в центре «Вектор». Тот факт, что коммерческие тест-системы не обнаруживают антител в крови привитых этой вакциной, также объясняется наличием антител к белку-носителю.
Проверяем на иммуногенность
Ура! Пептидная вакцина почти готова. Осталось ее протестировать. В самом общем виде нам нужно проверить препарат на три параметра: безопасность, иммуногенность и протективность. Иммуногенность – это способность вызывать иммунный ответ. Протективность – это способность защитить от заражения или некоторых вариантов течения заболевания. Вакцина может быть иммуногенной, но не протективной, но без иммуногенности о защите от заболевания говорить, конечно, нельзя.
Проверку на иммуногенность начинают с животных. Им вводят вакцину – в нашем случае пептиды, соединенные с носителем, – выжидают время, за которое должны появиться антитела, затем забирают кровь и исследуют ее. Обыкновенного анализа на антитела здесь будет мало, потому что они бывают разные. Нам нужно проверить, получилось ли у нас вакцинацией заставить организм животных вырабатывать нейтрализующие антитела – именно те, что способны обезвредить патоген.
Поэтому для эксперимента нам понадобится сам вирус. Работать с живыми патогенами, вызывающими опасные заболевания, сложно и дорого, поэтому иногда можно обойтись и целевыми фрагментами – например, теми белками, из которых мы отобрали свои пептиды. Но и здесь важно помнить о том, что патоген или его части должны быть точно такими же, как у активного вируса или живой бактерии. Добиться этого не всегда просто: белки легко меняют форму (денатурируют) от химической обработки, повышения или падения температуры.
Денатурированный белок теряет структуру и обнажает ранее недоступные эпитопы, с которыми могут связаться антитела из крови наших подопытных животных. Качественные реагенты – залог успеха. Лишь после прохождения этого этапа мы можем приступить к исследованию на людях. После вакцинации добровольцев нужно будет повторить тесты на наличие нейтрализующих антител в крови, проверив их активным патогеном.
Как это сделано в ЭпиВакКороне?
В статье создателей вакцины содержится прямое указание на то, что для исследования плазмы крови подопытных животных использовался шиповидный белок коронавируса, который до эксперимента был денатурирован специальным раствором. По мнению Ольги Матвеевой, использование частично денатурированного белка даже после последующей ренатурации могло исказить результаты эксперимента и привести к ложному заключению разработчиков вакцины о способности антител вакцинированных животных связываться с белком коронавируса и, соответственно, с самим вирусом.
Добровольцы, участвовавшие в третьей фазе клинического исследования ЭпиВакКороны, самостоятельно сдавали анализы в коммерческих лабораториях и не обнаружили у себя антител. Они решили, что попали в группу плацебо; но когда отрицательных результатов стало много, инициативная группа ученых, сформировавшаяся из группы добровольцев при участии вирусолога Александра Чепурнова, провела собственный эксперимент для определения не только уровня антител к вирусу, но и уровня именно защитных антител, в том числе способных нейтрализовать вирус.
Инициативная группа добровольцев собрала плазму крови людей, вакцинированных ЭпиВакКороной, Спутником V, а также переболевших Covid-19, и отправили их в зашифрованном виде в лабораторию класса BSL3, аккредитованную для работы с опасными патогенами. Там с образцами провели реакцию нейтрализации коронавируса. Нейтрализующие коронавирус антитела обнаружились у переболевших и привитых Спутником V людей, но только у одного человека, привитого ЭпиВакКороной – как выяснилось позднее, все же переболевшего перед забором крови. Эти результаты заставляют усомниться в иммуногенности вакцины, в ее способности провоцировать выработку нейтрализующих вирус антител – а значит, и в ее способности защищать людей от болезни.
Есть ли будущее у пептидных вакцин?
Собеседник «ПМ» из структуры Минздрава полагает, что пептиды – плохие кандидаты для вакцины, которая должна стимулировать выработку антител. Слишком сложно соблюсти все условия: найти у патогена консервативные линейные эпитопы, к которым у большинства людей могут вырабатываются антитела, стабилизировать их на частице-носителе – да так, чтобы иммунные клетки правильно распознали пептид и в ответ смогли бы синтезировать нейтрализующие антитела, не реагируя на сам носитель.
Разработки пептидных вакцин, ориентированных на формирование клеточного иммунитета, ведутся не только и не столько по коронавирусу. Гораздо раньше их начали создавать для борьбы с некоторыми видами рака и малярией. Над созданием такой вакцины от Covid-19 сейчас работают иммунологи из университета Тюбингена; недавно она вошла в первую стадию клинических исследований.
Неизвестно, станет ли такая вакцина эффективным средством борьбы с текущей пандемией. По некоторым данным, клеточный иммунитет не способен надежно защитить от Covid-19 – к такому выводу пришла группа российских ученых, хотя результаты этой работы еще не опубликованы. Это не значит, что работать над пептидными вакцинами не нужно. Патогены бывают разные, и борьба с ними тем эффективнее, чем больше разных способов мы сможем применить. Новые вакцинные платформы появляются и проходят проверку; не все вакцины оказываются удачными, и это нормально.