Настоятельная необходимость в универсальных вакцинах против коронавирусов (аннотация)Настоятельная необходимость в универсальных вакцинах против коронавирусов
За последние 20 лет произошли четыре вспышки коронавирусов со смертельными исходами: SARS (тяжелый острый респираторный синдром, 2002 и 2003 годы), MERS (ближневосточный респираторный синдром, с 2012 года) и теперь Covid-19 (с 2019 года).
Научные данные и экологическая реальность говорят о том, что коронавирусы появятся снова в будущем, потенциально представляя собой экзистенциальную угрозу, так как:
- бетакоронавирусы, вызвавшие эти эпидемии, распространены во всем мире среди многочисленных видов летучих мышей. Полный вирусологический и географический масштаб этого энзоотического резервуара неизвестен, однако он все чаще проникает в организм человека и других млекопитающих.
- благодаря генетическому и структурному сохранению рецепторов среди видов млекопитающих, многие из этих животных-хозяев бетакоронавирусов "преадаптированы" для заражения человека путем связывания с рецепторами ангиотензин-конвертирующего фермента 2 (АСЕ2), что способствует распространению вируса и его текущей передаче.
- некоторые животные коронавирусы, которые могут иметь пандемический потенциал, уже идентифицированы, а многие другие еще предстоит обнаружить.
Нам необходим исследовательский подход, который позволит охарактеризовать глобальную "коронавирусную вселенную" во множестве видов, охарактеризовать естественную историю и патогенез коронавирусов у лабораторных животных и человека, а также применить эту информацию при разработке широкопрофильных "универсальных" вакцин (защищающих от всех бетакоронавирусов, а в идеале - от всех коронавирусов).
На данный момент мы имеем слабое представление о вселенной эндемичных и потенциально новых коронавирусов. Хотя коронавирусы распространены по всему миру, наиболее важные горячие точки бетакоронавирусов находятся в юго-восточной Азии и прилегающих районах южного и юго-западного Китая. Предварительная идентификация и секвенирование адаптированных к летучим мышам и другим млекопитающим коронавирусов из этого региона свидетельствуют о быстрой эволюции и огромной сложности вируса. Многочисленные виды летучих мышей передают сарбековирусы (SARS-подобные вирусы, включая SARS-CoV-2) друг другу и многочисленным млекопитающим, включая человека, с высокой скоростью. Генерирование новых геномов в результате смешанной инфекции и гомологичной генетической рекомбинации приводит к значительному генетическому разнообразию коронавирусов, аналогичному тому, которое наблюдается при эволюции вируса гриппа А у диких птиц, других животных и человека. Тот факт, что различные коронавирусы, каждый из которых содержит большую часть генома SARS-CoV-2, были обнаружены в одной местности в Лаосе, говорит о том, что строительные блоки для пандемических коронавирусов постоянно обновляются путем генетической рекомбинации.
Чтобы полностью охарактеризовать экосистему коронавирусов, совместные международные усилия должны включать обширный отбор образцов вирусов у нескольких видов летучих мышей в разных местах, у диких и сельскохозяйственных животных, включая пальмовых циветт (Paguma larvata) и енотовидных собак (Nyctereutes procyonoides), которые часто инфицированы коронавирусами, а также вирусное и серологическое исследование людей, вовлеченных в торговлю дикими и сельскохозяйственными животными, и тех, кто по роду профессиональной деятельности контактирует с летучими мышами. Такой отбор образцов может способствовать своевременному выявлению возникновения пандемии или предотвращению ее; он также позволит изучить перекрестно реагирующие эпитопы, что важно для разработки вакцин, и поддержит эпидемиологические и серологические исследования инфекции человека.
Чтобы получить представление о естественной истории и патогенезе, важно изучить коронавирусы, которые, вероятно, когда-то были пандемичными, а сейчас стали эндемичными. Эти четыре вируса - бетакоронавирусы OC43 и HKU1 и альфакоронавирусы 229E и NL63 - вызывают в основном легкие инфекции верхних дыхательных путей и могут быть изучены на лабораторных животных и на людях для характеристики их эпидемиологии, клеточного тропизма, вызываемых иммунных ответов, перекрестно-реактивных и перекрестно-защитных эпитопов, а также механизмов, благодаря которым они выживают и эволюционируют в условиях высокого популяционного иммунитета. По этическим соображениям исследования на людях можно проводить с использованием современных геномных, транскриптомных и иммунологических инструментов.
Наконец, нам срочно нужны универсальные вакцины против коронавирусов. В США пандемия Covid-19 частично контролируется стандартными мерами общественного здравоохранения, такими как социальное дистанцирование, ношение масок, изоляция больных и зараженных людей, предотвращение скопления людей в тесных помещениях и другие меры, а также вакцинами против SARS-CoV-2 (две вакцины с мессенджерной РНК и одна вакцина с аденовирусным вектором). Однако, как бы ни были важны эти вакцины, их защитная эффективность со временем ослабевает, что приводит к необходимости введения повторных доз. Вакцинация также не смогла предотвратить "прорывные" инфекции, позволяющие впоследствии передавать инфекцию другим людям, даже если вакцина предотвращает тяжелое и смертельное заболевание.
Люди, которые естественным образом заразились SARS-CoV-2, могут также реинфицироваться естественным путем, как это было показано на примере эндемичных коронавирусов, вирусов гриппа, респираторно-синцитиального вируса (РСВ) и многих других респираторных вирусов. Более того, иммунитет после естественного заражения SARS-CoV-2 в сочетании с иммунитетом, вызванным вакциной, до сих пор не предотвратил появление и быстрое распространение вирусных вариантов, таких как высокотрансмиссивный вариант Дельта (B.1.617.2) и недавно выявленный вариант Омикрон (B.1.1.529) "вариант, вызывающий беспокойство", который по состоянию на конец ноября оказался высокотрансмиссивным. Остается неизвестным, можно ли и как достичь постоянного защитного иммунитета, и может ли он предотвратить появление иммуноускользающих вариантов SARS-CoV-2.
Эти отрезвляющие факты говорят о том, что SARS-CoV-2 вряд ли удастся уничтожить, не говоря уже об искоренении; вероятно, он будет продолжать циркулировать неопределенно долгое время в виде периодических вспышек и эндемий. Между тем, в обозримом будущем вполне возможно появление неизвестного числа коронавирусов животных, с неизвестной трансмиссивностью и летальностью. Поэтому мы должны значительно ускорить наши усилия в области вакцинологии коронавирусов.
Недостатки вакцин против SARS-CoV-2 указывают на то, что в конечном итоге они должны быть заменены вакцинами второго поколения, которые вызывают более широкую защиту и более стойкий иммунитет. Сейчас мы должны сделать приоритетной разработку широкопрофильных защитных вакцин, подобных универсальным вакцинам против гриппа, над которыми мы работали в последние годы. Универсальная вакцина против коронавируса в идеале должна защищать от SARS-CoV-2 и многих коронавирусов животного происхождения, которые могут стать причиной будущих зоонозных вспышек и пандемий. Идеальные характеристики таких вакцин включают свойства, связанные с индивидуальной и общественной защитой при пандемиях.
