Как разрабатывают вакцину против коронавируса и кто занимается этим в Казахстане

Кайсар Табынов — кандидат ветеринарных наук, профессор, стипендиат программы «Болашак», член Национального научного совета по приоритетному направлению «Наука о жизни и здоровье».

— Как в мировой практике проходит процесс разработки вакцины против различных болезней и эпидемий?

Общие принципы разработки вакцин во всем мире схожи. При этом стратегия в выборе типа вакцины и способа его применения основывается на патоиммуногенезе инфекции, высокой изменчивости и других особенностях целевого возбудителя.

Потребность в разработке вакцины обуславливается в первую очередь социально-экономическими последствиями инфекции: смерть, нетрудоспособность, инвалидность людей, финансовые потери и так далее.

Что касается самого технологического процесса получения вакцины, то в зависимости от типа биопрепарата, он отличается достаточно большим разнообразием. На примере гриппозных вакцин, где я в большей степени специализируюсь, могу отметить следующие этапы разработки/производства:

1. Сеть лабораторий ВОЗ проводит обширные мониторинговые исследования циркуляции вирусов гриппа в человеческой популяции и дикой фауне. На основе полученных данных делается прогноз на вероятные возбудители гриппозной инфекции в Северном и Южном полушарии Земли на последующий эпидемический сезон. Сразу отмечу, что эти прогнозы не всегда точны, но по большей части оказываются верными.
2. На основе полученной информации о вероятных возбудителях гриппозной инфекции на следующий эпидемический сезон референтные центры ВОЗ готовят вакцинные штаммы. Эти штаммы лишаются вирулентных свойств, но при этом обладают хорошими ростовыми свойствами в системе культивирования.
3. Вакцинные штаммы на безвозмездной основе передаются всем производителям или разработчикам гриппозных вакцин.
4. Производители вакцин встраивают полученные штаммы в имеющуюся технологию и выпускают препарат в нужных для населения объемах. 

Разработчики используют полученные штаммы для отработки технологии производства, которая включает такие этапы как накопление вируса в системе культивирования, очистка и концентрирование, инактивация/расщепление вируса, формуляция, упаковка и маркировка готовой вакцины. Далее процесс разработки сопровождается лабораторными испытаниями безопасности, иммуногенности, протективности экспериментальных образцов вакцины на животных.

В случае если прототип вакцины выдерживает все эти испытания, он передается на стадии доклинического и I-III фазы клинического испытания. После прохождения всех этих стадий вакцина допускается к процедуре государственной регистрации и на выходе получает разрешение для практического применения. Постмаркетинговый период называют IV фазой клинических испытаний, где также отмечают возможные нежелательные явления и эффективность в полевых условиях. Полный процесс разработки вакцины до ее внедрения в практику может занять долгие годы — 7-12 лет.

В случае наших вакцин Refluvac против пандемического гриппа A/H1N1pdm09, Kazfluvac против препандемического птичьего гриппа A/H5N1, общий процесс разработки, включающий их испытания и государственную регистрацию, составил 5-6 лет. Следует особо отметить, что залогом столь быстрой разработки вакцин, особенно для организации, ранее не имевшей опыта в создании человеческих вакцин, послужили 3 основных фактора: существенное финансирование, коллаборация с опытными партнёрами и невыполнение самой большой III фазы клинического испытания, что в свое время было продиктовано рекомендациями ВОЗ по облегченной процедуре регистрации пандемических гриппозных вакцин. 

Ранее мне задавали вопрос, который звучал следующим образом: «Почему технология разработки вакцины не распространяется ВОЗ для всех?». Дело в том, что технологии производства вакцин являются интеллектуальной собственностью производителей, поэтому вопрос передачи технологий не может регулироваться ВОЗ. Здесь действуют законы рынка, и конечно же производители могут делать трансфер технологий на условиях полной или частичной уступки прав. Но нужно отметить, что покупка технологии  — это весьма дорогостоящее удовольствие, которое далеко не все могут себе позволить. В условиях сильно ограниченного финансирования лучший способ получить технологию производства вакцины — это самим ее разработать. Этот процесс значительно дешевле, но занимает много времени.    

— Какие страны или компании конкурируют между собой на рынке вакцин, в особенности сегодня, когда ведутся работы по поиску лечебных средств против коронавируса?

Согласно опубликованному списку ВОЗ по состоянию на 20 марта 2020 года, предложены 44 вакцинных кандидата, из них пока только 2 — нереплицируемая векторная вакцина на основе аденовируса и РНК-вакцина — вышли на стадию клинического испытания.

В списке разработчиков можно увидеть как глобальные фармацевтические компании, так мелкие и малоизвестные, в том числе из развивающихся стран. Примечательным является то, что многие компании в условиях всеобщей угрозы пандемии COVID-19 и необходимости быстрого реагирования, объединяют усилия на пути создания вакцин. Среди представленных вакцинных кандидатов, которые еще находятся на стадии доклинических исследований, наблюдается следующее разнообразие: 3 ДНК-вакцины, 1 инактивированная вакцина, 1 живая аттенуированная вакцина, 6 вакцин на основе нереплицируемых вирусных векторов, 15 вакцин на основе рекомбинантных белков, 3 вакцины на основе реплицируемых вирусных векторов, 7 РНК-вакцин, 1 вакцина на основе вирусоподобных частиц и 5 вакцин неизвестного типа. Следует отметить, что данный список далеко неполный, так как не все компании или научные организации представили ВОЗ информацию о разрабатываемых COVID-19-вакцинах. В частности здесь нет никаких сведений о 13 прототипах вакцины, разрабатываемых в России. 

Судя по другим новостям, первой  —в течение 18 месяцев, внедрить COVID-19-вакцину может компания «Санофи», которая собирается использовать свою раннюю SARS-вакцину против текущей коронавирусной инфекции. Дело в том, что вирусы SARS CoV, 2002 года выделения, и COVID-19 (SARS CoV-2), 2019 года, являются родственными и на почти 80% генетически схожи между собой. Данный факт, предположительно должен обеспечивать перекрестную защиту людей, привитых от SARS CoV, против COVID-19.       

— Президент Франции Эмманюэль Макрон недавно отметил, что власти Франции готовы выделить больше средств на научные исследования для создания вакцины против коронавируса. Можно ли сказать, что страны все больше будут вкладывать в науку после этого? Какие барьеры препятствует этому?

В связи с пандемией COVID-19 и страхом правительств перед этой биологической угрозой, конечно же внимание к разработке действенной вакцины стало невероятно высоким. Для этой цели международными организациями и правительствами развитых государств выделяются колоссальные финансы. Для примера, Великобритания обещает 544 миллиона фунтов на поиск вакцины против коронавируса, а США около 1 млрд американских долларов. 

Казахстан не отстает от мирового тренда и намеревается создать собственные COVID-19-вакцины. Для этой цели запускается государственная программа, администраторами которой являются ведущие научные организации страны: Национальный центр биотехнологии и Научно-исследовательский институт проблем биологической безопасности.

Со своей стороны, считаю это решение правительства, которое сейчас всеми силами борется как с эпидемиологическими, так и экономическими последствиями от этой опустошительной инфекции, верным и своевременным. Но уровень финансирования такого рода исследовательской работы у нас на весьма скромном уровне, поэтому ожидать значимых результатов не приходится. Очень надеюсь, что все-таки наше правительство изыщет дополнительное финансирование на программу, что позволит нашим ученым достойно выполнить государственно важную задачу.     

— Как за годы независимости в Казахстане развивалась вирусология? Поспособствует ли коронавирус тому, чтобы власти обратили внимание на проблемы в этой области науки?

Вирусологическая наука в Казахстане с момента приобретения независимости развивалась не так хорошо, как хотелось бы. Разруха в 90-х годах внесла свой неизгладимый отпечаток не только в вирусологическую, но и во всю отечественную науку. В тот период, молодые и энергичные, находящиеся на пике своих творческих возможностей, ученые, просто были вынуждены бросить науку и заниматься другим ремеслом для заработка. И, как следствие, образовался серьезный вакуум в кадровой прослойке ученых, а нашим маститым возрастным корифеям стало некому передавать свой опыт и воспитание. Как результат, сегодня мы имеем малочисленное среднее поколение ученых, которым в свое время, ввиду отсутствия финансирования, так и не удалось внести существенный вклад в развитие науки.

Конечно же, есть и исключения — отдельные люди или исследовательские коллективы, которым удалось выехать за рубеж или получить финансирование из международных организаций. В качестве примера могу привести мое бывшее место работы — Научно-исследовательский институт проблем биологической безопасности (НИИПББ), в прошлом секретный институт, где проводились закрытые темы с возбудителями особо опасных инфекционных заболеваний животных. Ввиду специфики своей работы, НИИПББ, согласно межправительственной программе по нераспространению оружия массового уничтожения, стал активно финансироваться со стороны Международного научного-технического центра. Тогда ученым наконец-то стали выплачивать приличные зарплаты и было закуплено современное и дорогостоящее оборудование. Эта поддержка, в конечном счете, позволила НИИПББ не потерять кадровый ресурс, вырасти и стать флагманом отечественной науки в области биологической безопасности. 

Сейчас большой вклад в развитие вирусологической науки вносят и наши молодые ученые, которые, в том числе благодаря стипендиальной программе «Болашак», прошли обучение в лучших учебных заведениях мира.       

— Обладают ли казахстанские фармакологические компании всеми ресурсами и экспертизой для разработки собственных вакцин и лекарств? Что мешает нам разработать собственную вакцину против коронавируса?

Как я ранее уже сообщал, в создании отечественной вакцины против COVID-19 примут участие НЦБ и НИИПББ. Названные организации обладают современнейшей материально-технической базой, а главное — кадрами, способными решать сложные научно-технологические задачи. 

В список организаций-исполнителей программы сейчас правительством рассматривается включение Казахского национального аграрного университета, который предлагает разработку собственного вакцинного кандидата против COVID-19 — нановакцину для интраназального применения. 

Разработку вакцины КазНАУ планирует выполнять совместно с нашими партнерами:

•   Университетом штата Огайо (США), который обладает запатентованной технологией получения наночастиц и готов предоставить ее КазНАУ для разработки ряда вакцин, в том числе против COVID-19. В настоящее время между нашими организациями заключается лицензионное соглашение на использование названной технологии.  

•   Ведущей биотехнологической компанией Vaxine Pty Ltd (Аделаида, Австралия), которая в течение последних 18 лет специализируется на разработке и испытаний вакцин против ряда инфекционных заболеваний, включая SARS  и MERS. В настоящее время компания уже разработала 3 вакцинных кандидата против COVID-19 и через 8-10 недель выходит на I-фазу клинических испытаний в Австралии. Компания предлагает КазНАУ создать научный консорциум в рамках запускаемой в Казахстане программы по созданию и испытанию совместной COVID-19-вакцины. Более того, руководство компании готово создать на базе КазНАУ центр вакцинологии для обучения специалистов, а также реагирования на будущие пандемии инфекционных заболеваний.

КазНАУ располагает соответствующей материально-технической базой и имеет доступ в лаборатории 3 уровня биологической безопасности Алматинского филиала Национального референтного центра по ветеринарии МСХ РК в Центральной референтной лаборатории. Данные условия позволяют работать с патогенами II-IV группы, включая вирус COVID-19.   

Считаем, что предлагаемый нами вакцинный кандидат, ввиду его принципиального отличия от других биопрепаратов, предложенных НЦБ и НИИПББ, по технологии получения, способу применения и виду формируемого иммунитета, может внести свой ценный вклад в получение безопасной и эффективной COVID-19-вакцины в Казахстане.

— Насколько выгодно с точки зрения национальных интересов приобретение зарубежных лекарств и решений? Существует ли в мире режим обмена между странами вакцинами и лекарствами? Нужно ли его кардинально пересмотреть на фоне участившихся случаев распространения эпидемий и пандемий?

В настоящее время идет настоящая гонка в вопросе создания COVID-19-вакцины. При этом в условиях пандемии COVID-19 национальными правительствами мира ставится  вопрос скорейшего изготовления и внедрения в практику действенной вакцины. Этот факт, а также отсутствие готовности к пандемии COVID-19, побудил к объединению усилий глобальных фармацевтических компаний с академической средой, а также теми, что конкурируют между собой. Простым примером коллаборации является то, когда одна компания предоставляет антиген, а другая — адъювантную платформу. 

В этом отношении КазНАУ предлагает придерживаться мировых принципов в создании, испытании и внедрении вакцин против COVID-19, и видит в этом наибольший успех в достижении поставленной цели. В вопросе создания COVID-19-вакцины, нам, казахстанским ученым, ни в коем случае нельзя вариться в собственном соку, а нужно активно взаимодействовать с более опытными зарубежными коллегами или организациями. Важно отметить то, что продукт, полученный с помощью взаимодействия с известными и признанными организациями зарубежья, будет иметь признание и доверие со стороны международных организаций.                     

— Почему когда возникает распространение какого-либо вируса или болезней как менингит, некоторые СМИ вспоминают о лаборатории США в Алматы? Может руководителям лаборатории стоило бы уделять больше внимания общественным коммуникациям? Чем больше они молчат, тем больше слухов, домыслов и конспирологических настроений.

Согласен, что в последние годы появилось много мифов, на мой взгляд смешных, о Центральной референс лаборатории, которая построена за счет средств Минобороны США. Наверное, людей больше всего настораживает, что американцы построили лабораторию и обучили местный персонал.

Со своей стороны хочу отметить, что лабораторный комплекс ЦРЛ, который в настоящее время разделяют МЗ РК, МСХ РК и МОН РК, является уникальным и не имеющим аналогов в регионе Центральной Азии. Наперекор всем существующим мифам отмечу, что мы настоящие счастливчики, что обладаем лабораторией стоимостью более 100 млн долларов США, где имеются условия для работы с самыми опасными вирусными и бактериальными патогенами планеты. Для примера стоит отметить, что данная лаборатория сейчас активно используется для диагностики COVID-19.

Более того, ЦРЛ располагает лабораторией ABSL-3, которой даже нет в НИИПББ, где будет оцениваться эффективность вакцинных кандидатов против COVID-19 на лабораторных животных. Примечательным является то, что в ЦРЛ исследовательские работы ведутся по самым высоким международным стандартам, поэтому здесь получают достоверные экспериментальные данные.      

— Существует мнение, что чем сильнее распространяется урбанизация и сокращаются естественные места обитания зверей в виде лесов и тропиков, тем больше будут передаваться болезни от животных к человеку. Некоторые эксперты говорят, что многие эпидемии созданы человеком. Так ли это?

Согласен с вами. То, что сейчас с нами происходит, является прямым следствием нашей активной жизнедеятельности. Поменяв климат на планете, мы изменили ареалы обитания дикой фауны и вместе с тем расширили границы многих инфекционных заболеваний, передающихся людям от животных и птиц.

Далеко за примерами идти не надо, стоит лишь отметить, что за последние годы в Казахстане среди домашних животных выявлялись совершенно экзотические заболевания, которые ранее регистрировались только в странах Африки и Ближнего Востока.       

С большой уверенностью скажу, что COVID-19 далеко не первая и не последняя пандемия. На моей памяти это уже вторая глобальная пандемия вирусной инфекции за последние 10 лет — в 2009 году была пандемия свиного гриппа A/H1N1pdm09. Думаю, что в будущем частота появлений пандемии может только повыситься. 

Не думаю, что COVID-19 —это рукотворный вирус, хотя имеющиеся технологии позволяют это сделать. В данном случае природа сама об этом позаботилась. И зародился этот вирус там, где население с высокой плотностью в своем рационе активно потребляют диких животных — кладезь немыслимых для человечества инфекционных болезней. Общеизвестно, что порядка 70% всех инфекционных болезней людей имеют происхождение или напрямую передаются от животных. Поэтому очень важно, чтобы медицинская и ветеринарная службы работали слаженно и тесно взаимодействовали с друг-другом. При этом нужно существенно укреплять ветеринарную службу, обеспечить систематический мониторинг возбудителей инфекций в дикой фауне и проводить другие мероприятия для предупреждения передачи инфекций от животных к людям.           

— Помогают ли вирусологам большие данные и математические модели при выстраивании гипотез и прогнозов? Занимались ли вы сами чем-то подобным или все-таки необходима кооперация между специалистами из разных областей? Как в Казахстане обстоит дело с моделированием и коллаборацией? 

Я не являюсь специалистом в этой области. Но отмечу, что большие данные активно используются в области вирусологии, в частности при конструировании новых молекул для стимулирования различных звеньев иммунного ответа у человека. По крайней мере, в австралийской биотехнологической компании Vaxine Pty Ltd, где я работал постдоком, биоинформационный инструмент мы использовали для этой цели. На основе полученных данных наш молекулярный биолог синтезировал эти молекулы и передавал их группе по испытанию на лабораторных животных, а в дальнейшем — на людях.

Следует отметить, что все эти этапы исследований проводились в одной компании, но даже им необходимо было активно коллаборировать с зарубежными коллегами по отдельным вопросам. Поэтому хочу отметить, что коллаборация жизненно важна в науке, особенно если вы нацелены на получение хороших результатов.         

— Существуют теории, что чума пришла в Европу из Центральной Азии и некоторых частей Китая. Является ли наш регион и Казахстан притягательным для вирусов местом сегодня? Мы все-таки не центр мировой торговли, туризма и логистики. Может некоторая периферийность нас спасает?

Насколько я знаю, историками доказано, что чума в Средние века распространилась из Китая в Европу через монгольские войска. Не могу сказать, что Казахстан, даже в силу своего территориального расположения, притягателен для распространения инфекций. Как вы правильно заметили, мы также не являемся центром мировой торговли, туризма и логистики. Плюс население Казахстана не увлекается поеданием всякого рода экзотической дичи. Наверное поэтому наша страна не являлась местом, где появлялись на свет новые опустошительные инфекции. Но все же нынешняя ситуация с COVID-19 показывает, что Казахстан также является частью глобального мира и нам не чужды его проблемы.         

— Какие рекомендации вы бы дали властям в вопросе развития научных и прикладных исследований в вакцинологии, вирусологии и биотехнологий? 

Сейчас настало то время, когда нужно больше внимания уделять развитию отечественной науки. Пора уже начать ее достойно финансировать. Страна сейчас располагает материально-технической базой, а главное — квалифицированными кадрами, способными не только разработать, но и внедрить в практику вакцинные препараты, в том числе против возбудителей будущих пандемий. 

Единственное, чего наши ученые не могут сделать, так это построить биофармацевтический завод по производству медицинских вакцин, где могли бы промышленно производиться наши разработки. Поэтому, пользуясь случаем, я призываю наше правительство, а также наших патриотично настроенных бизнесменов из списка Форбс, наконец-то взяться это дело и внести свой реальный вклад к противодействию будущим пандемиям.