векторная вакцина что это такое простыми словами
Может ли вакцина или вирус встроиться в геном человека и навредить ему?
Любая прививка должна выполнять задачу формирования иммунитета для борьбы с опасной инфекцией. Однако если раньше вакцины состояли из мертвых или ослабленных микроорганизмов, то самые новые противовирусные вакцины – это сложные продукты генной инженерии.
Генетика – это наука, которая у многих людей вызывает опасения и недоверие. Сегодня мы расскажем, как на самом деле работают новейшие генные вакцины, о которых так много говорят, и могут ли они изменить ДНК человека. А также мы познакомим Вас с существом, которое действительно меняет наш генетический код.
Как в массовом сознании возникла идея возможности изменения ДНК человека путем инъекции? Все началось с фильмов о зомби-апокалипсисе и комиксов о супергероях.
История человека-паука с точки зрения науки
Многие смотрели фильм про человека-паука, который начинается с того, что студента кусает генно-модифицированный паук. После этого гены паука встроились в ДНК человека, и обычный парень получил сверхспособности – научился лазать по стенам и выпускать паутину.
Зато в новейших вакцинах есть молекулы генетического кода вируса. Давайте рассмотрим две самые передовые вакцины, о которых сегодня можно услышать из каждого утюга.
Векторная вакцина
Огромное преимущество этой вакцины в том, что человеку вводят не сам опасный вирус, как это делалось раньше, а лишь маленький кусочек его генетического кода. Таким образом, вероятность заражения и тяжелых побочных эффектов практически отсутствует.
Но сам по себе этот фрагмент вирусного гена не может попасть в клетку. Поэтому его доставляют с помощью вектора.
Вектор – это другой вирус, который выполняет роль доставщика. И лучше всего с этой ролью справляется обыкновенный аденовирус, который вызывает простуду.
В процессе изготовления вакцины ДНК аденовируса подвергается двум изменениям:
После введения вакцины аденовирус проникает в клетки человека, высвобождая внутри клеточного ядра свою ДНК. Эта ДНК не может копировать сама себя и вызвать инфекцию. Вместо этого она превращает клетку в нано-фабрику по производству шипов опасного вируса.
Важно!
Шипы вируса в отсутствие самой вирусной частицы совершенно безвредны для человека.
Произведенные вирусные шипы выступают на поверхности клетки, а наш иммунитет, распознав в них чужеродный элемент, немедленно блокирует зараженную клетку и вырабатывает антитела к незнакомому белку.
Может ли аденовирусный вектор повредить ДНК человека?
По сути, аденовирусный вектор мало чем отличается от обычного аденовируса, которым в течение жизни заражаются практически все люди на Земле. А манипуляции с ДНК принципиально не меняют его поведение.
По словам Линды Кофлан, исследователя векторных вакцин из Университета Мэрилэнда, аденовирус не имеет ферментативного механизма для присоединения к человеческой ДНК. Дело в том, что две молекулы ДНК не могут объединиться сами по себе, без специального фермента. Аденовирус не обладает таким ферментом и полностью безопасен для генома человека. Именно этим обстоятельством руководствовались разработчики вакцины, выбрав аденовирус в качестве «доставщика».
А учитывая, что вектор лишен способности размножаться, в момент гибели зараженной клетки ДНК вектора поглощается и расщепляется нашими иммунными клетками. Вакцина исчезает без следа, а человек приобретает иммунитет к опасному вирусу, с которым может столкнуться в будущем.
Грегори Поланд, доктор медицинских наук из клиники Мэйо, обратил внимание на то, что изготовители вакцин всегда используют специальные культуры аденовирусов, которые классифицируются как неинтегрирующиеся. Это значит, что безопасность данных векторов для ДНК человека и животных была доказана многократными исследованиями.
Интересный факт!
По мнению ученых, именно векторные вакцины в будущем могут навсегда избавить человечество от рака и ВИЧ-инфекции.
РНК-вакцина
Чтобы понять, как она работает, необходимо знать, что такое матричная РНК.
Главным компонентом таких вакцин служит матричная РНК. Эта информационная молекула является копией небольшого участка ДНК. Каждая наша клетка непрерывно создает большое количество таких информационных молекул. По сути, матричная РНК – это крошечная фабрика по сборке определенного белка, необходимого клетке. Каждый вид матричной РНК способен собирать только один вид белка.
Но когда вирус проникает в человеческую клетку, его геном производит свои собственные, вирусные фабрики, которые используют ресурсы клетки для сборки новых вирусов. Именно матричная РНК собирает те самые шипы вируса, которыми он вскрывает клеточную стенку.
Как действует РНК-вакцина?
Цель генетиков – внедрить в наши клетки матричную РНК, создающую вирусные шипы. Причем ученые создают эту молекулу искусственно, буквально собирают по крупицам, окружая каждую РНК специальной липидной оболочкой.
Благодаря липидной оболочке матричная РНК попадает в наши клетки и начинает активно производить вирусные шипы.
Далее события развиваются так же, как в случае с векторной вакциной – вирусные шипы выступают на поверхности клетки, и на них реагирует наша иммунная система.
Преимущества такого метода вакцинации огромны:
Однако есть и недостатки:
Могут ли РНК-вакцины изменить ДНК человека?
1. Матричные РНК – это естественные информационные молекулы, способные только собирать белки. Каждая такая молекула существуют всего 72 часа, после чего она распадается на части.
2. ДНК – это длинная двуцепочечная молекула, а матричная РНК состоит из одной короткой цепочки. По своей структуре матричная РНК сильно отличается от ДНК и даже теоретически не может соединиться с этой более сложной молекулой.
3. ДНК человека защищена ядром клетки. А матричная РНК работает в цитоплазме и никогда не попадает в ядро.
Завершая разговор о вакцинах, хотим отметить, что единственная возможность для изменения человеческой ДНК – это использование в составе вакцин фермента интегразы, способного объединить две молекулы ДНК в одну. Но производители не используют этот фермент при изготовлении вакцин. Зато этим ферментом обладает существо, которое живет с нами рядом уже миллионы лет.
Что вирус может сделать с нашей ДНК?
Итак, вирус действительно способен изменить ДНК человеческой клетки. Но далеко не каждый! Такой способностью обладают только ретровирусы.
Это семейство вирусов обладает особым ферментом – «интегразой». Этот фермент буквально приклеивает вирусный геном к ДНК человека, подчиняя себе клетку и заставляя ее создавать новые ретровирусы.
В большинстве случаев зараженная клетка с испорченным ДНК погибает. Однако в редких случаях ретровирус заражает сперматозоид или яйцеклетку. И если происходит оплодотворение с участием зараженной клетки, то абсолютно все клетки эмбриона будут содержать вирусную ДНК. Фактически, этот вирус способен создавать мутантов.
К счастью, это происходит крайне редко. Последний раз ретровирус изменил геном человека более 100 тысяч лет назад. Однако за время эволюции это происходило много раз, поэтому ДНК человека на целых 8% состоит из кусочков ДНК древних ретровирусов, которые заражали половые клетки наших предков.
Ученые утверждают, что ретровирусы являются мощным двигателем эволюции. Например, именно благодаря встрече с ретровирусом у предка всех млекопитающих, жившего 160 миллионов лет назад, появился такой важный орган как плацента.
Интересный факт!
Ретровирус может быть как относительно безопасным, так и смертельным. Самым опасным ретровирусом для человека является ВИЧ.
Почему люди относятся с подозрением к новым вакцинам?
Вакцины, созданные методами генной инженерии, совсем недавно вошли в нашу жизнь, но пока не известен ни один случай генных мутаций, связанных с вакцинацией. Однако люди склонны опасаться нового и неизвестного и поэтому часто верят в нелепые теории заговора о массовом чипировании или планах мирового правительства по снижению населения Земли. Как правило, лица, распространяющие подобные теории, имеют весьма приблизительное представление о том, как работают современные вакцины. Покажите им эту статью – возможно, этим Вы кому-то спасете жизнь.
«ЭпиВакКорона». Чем вакцина от COVID-19 Центра «Вектор» лучше остальных
МОСКВА, 3 июл — РИА Новости. Вакцина «ЭпиВакКорона» против коронавирусной инфекции разработана в новосибирском наукограде Кольцово, в гражданском обороте — с декабря прошлого года. Препарат не содержит вируса, его частей и генетического аппарата, практически не дает побочных эффектов. Это очень безопасная вакцина. По состоянию на июнь произведено более трех миллионов доз.
Состав вакцины «ЭпиВакКорона»
«ЭпиВакКорона» содержит пептидные антигены — короткие куски белков коронавируса SARS-CoV-2, которые способствуют выработке антител в организме. Три пептида имитируют эпитопы шиповидного белка коронавируса (S-белка), то есть участки, сильнее всего активирующие иммунный ответ.
Эти пептиды синтезированы искусственно и объединены в единую молекулу с белком-носителем, который наработан биотехнологическим способом. Белок-носитель представляет собой оболочечный белок SARS-CoV-2 (N-белок).
Для усиления иммунного ответа в композицию добавлен адъювант — гидроксид алюминия. Есть также несколько вспомогательных веществ.
Принцип действия и отличия от других вакцин
Разработка Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора относится к классу пептидных вакцин. По сути, это коктейль из коротких белковых последовательностей — пептидов.
В отличие от «Спутника V» и «КовиВак», в препарате нет вируса, ДНК, РНК. Все пептиды синтетические. Они имитируют маленькие участки белков реального коронавируса, вызывающие выработку защитных антител.
Из-за того, что организму предъявляют не весь вирус, иммунный ответ на «ЭпиВакКорону» слабее. В крови вырабатываются только специфические вируснейтрализующие антитела.
В «Векторе» поясняют, что их разработка эффективна против различных штаммов коронавируса, поскольку содержит консервативные, то есть редко изменяющиеся, эпитопы.
Пептидная вакцина «ЭпиВакКорона» продуцирует антитела против коронавируса. Для этого в ее молекуле содержатся В- и Т-эпитопы S-белка SARS-CoV-2, направленные на активацию разных иммунных клеток. Пептиды вместе с белком-носителем попадают в В-лимфоцит в виде эндосомы, там они расщепляются на части и вместе с белками главного комплекса гистосовместимости II класса выставляются на поверхности для распознания.
Инструкция по применению
Подготовка к вакцинации
В инструкции по применению к «ЭпиВакКороне» не оговаривается необходимость как-то специально готовиться к вакцинации. Ранее один из разработчиков, заведующий отделом зоонозных инфекций и гриппа «Вектора» Александр Рыжиков рекомендовал делать прививку в относительно здоровом состоянии, чтобы «дать организму возможность сосредоточиться на антигенах вакцины».
В Минздраве заявили, что тест на наличие антител к SARS-CoV-2 перед вакцинацией не обязателен, также как и ПЦР-теста на наличие РНК коронавируса.
Как делается прививка «ЭпиВакКороной»
Перед прививкой пациента осматривает врач, чтобы исключить заболевания в острой стадии, измеряет температуру.
Ампулу с препаратом выдерживают несколько минут при комнатной температуре, поскольку она хранится замороженной. Встряхивают, набирают в одноразовый шприц дозу 0,5 миллилитра. Укол делают в дельтовидную мышцу плеча либо латеральную широкую мышцу бедра. После введения необходимо в течение получаса находится под наблюдением медицинских работников.
С недавних пор «ЭпиВакКорона» доступна в шприц-дозах, что значительно облегчает процесс иммунизации.
Уже после первой дозы пациент получает бумажный сертификат, где указаны тип введенной вакцины и дата второй прививки. Информация о процедуре появляется в личном кабинете на сайте «Госуслуги».
Упаковка шприц-доз вакцины «ЭпиВакКорона» для профилактики COVID-19, произведенной на предприятии «Вектор-БиАльгам» в Новосибирске.
Что нельзя делать после прививки
В последующие дни после вакцинации необходимо избегать переохлаждения, перегрева.
Минздрав при проведении вакцинации против COVID-19 не рекомендует мочить место укола в течение трех дней, посещать баню, сауну, принимать алкоголь, испытывать тяжелые физические нагрузки.
Интервал между прививками
Вакцинация проходит в два этапа, интервал между первой и второй прививками составляет не менее 14-21 дня. «ЭпиВакКорона» — однокомпонентная вакцина, то есть состав и объем обеих доз одинаков.
Когда появятся антитела к коронавирусу
Согласно результатам I-II фазы клинических исследований, опубликованным в журнале «Инфекция и иммунитет», наибольшая концентрация антител к пептидным антигенам вакцины «ЭпиВакКорона» наблюдалась на 42 день после введения первой дозы.
Иммунологическая эффективность вакцины близка к ста процентам. По сообщению Александра Рыжикова, антительный ответ формируется у 90 процентов людей. В силу особенностей организма антитела могут образоваться не у всех.
Из-за особенностей действия вакцины антительный ответ не выявляется большинством коммерческих тест-систем, они не достаточно чувствительны. «Вектор» разработал собственную ИФА тест-систему «SARS-CoV-2-IgG-Вектор»для определения иммунного ответа у привитых «ЭпиВакКороной».
Побочные эффекты от вакцины «ЭпиВакКорона»
Во время I-II фазы клинических испытаний «ЭпиВакКороны» волонтеры отмечали небольшую боль в месте укола, которая держалась максимум день-два. Никаких аллергических реакций на вакцину не зафиксировано.
Также не было связанных с вакциной гриппоподобных симптомов, включающих головную боль, миалгию, лихорадку, астению. Разработчики оценивают препарат как «низко реактогенный, безопасный и хорошо переносимый». В то же время в описании к «ЭпиВакКороне» говорится, что возможно кратковременное повышение температуры тела не более 38,5 градуса.
Продолжительность действия
Ученые смогли предварительно оценить продолжительность иммунитета у приматов, которым ввели «ЭпиВакКорону» весной прошлого года. У животных до сих пор обнаруживаются антитела. В тоже время для усиления защитного эффекта им потребовалось ввести третью дозу вакцины.
Ученые продолжают наблюдать за привитыми добровольцами. Согласно текущим данным, антитела присутствуют в крови и спустя девять месяцев. Ожидается, что они сохраняют защитные функции год. Точная длительность иммунитета, которую дает «ЭпиВакКорона», будет известна после завершения III фазы клинических исследований на трех тысячах добровольцах.
Противопоказания для вакцинации
В целом для всех вакцин существуют общие противопоказания — острые инфекции, обострение хронических болезней, жизнеугрожающие и неотложные состояния. Прививку проводят через месяц после выздоровления, а в случае нетяжелых ОРВИ, острых инфекционных заболеваний ЖКТ — после снижения температуры.
Согласно рекомендациям оперштаба Москвы, вакцинацию не проводят перенесшим COVID-19 менее полугода назад.
Наличие антител к SARS-CoV-2 не входит в число противопоказаний.
В инструкции к «ЭпиВакКороне» перечислены особые противопоказания, такие как гиперчувствительность к гидроксиду алюминия и другим компонентам препарата, тяжелые аллергии, реакции на предыдущие введения вакцины, первичный иммунодефицит, злокачественные заболевания крови и новообразования.
Есть также ряд состояний, при которых прививку делают с осторожностью, включая хронические заболевания печени и почек, сахарный диабет II типа, тяжелые заболеваниях системы кроветворения, эпилепсии, инсульты.
В настоящее время «ЭпиВакКорону» не делают беременным, кормящим материям и детям до 18 лет, поскольку клинические испытания вакцины на этой категории граждан еще не проведены.
Ревакцинация
По словам генерального директора «Вектора» Рината Максютова, вакцина «ЭпиВакКорона» подходит для ревакцинации. Сейчас ученые работают над трехкратной системой вакцинации. Еще одну дозу можно будет вводить через шесть, девять или двенадцать месяцев после второй.
Отзывы врачей и привитых «ЭпиВакКороной»
Разработчики испытали «ЭпиВакКорону» на себе в числе первых. Так, по словам Александра Рыжикова, после нескольких вакцинаций у него сохраняется хороший титр антител.
Среди привитых «ЭпиВакКороной» еще осенью прошлого года — глава Роспотребнадзора, главный санитарный врач России Анна Попова и вице-премьер Татьяна Голикова. Они отмечали хорошее самочувствие после вакцинации.
«В условиях эпидпроцесса, который сейчас идет, эта вакцина показана для предупреждения коронавируса для категории лиц, которые имеют хронические заболевания, для старшего поколения, потому что на нее реакция минимальна», — такое мнение высказал врач-инфекционист Евгений Тимаков.
Где можно привиться «ЭпиВакКороной»
Вакцинация «ЭпиВакКороной», как и двумя другими российскими вакцинами от коронавируса, бесплатна. Препарат поставляют в медицинские учреждения всех регионов России и прививочные пункты. Уточнить его наличие можно по телефону горячей линии регионального органа здравоохранения.
Какая вакцина от коронавируса лучше? Все о достоинствах и недостатках зарегистрированных вакцин
Какая вакцина от коронавируса лучше? Все о достоинствах и недостатках зарегистрированных вакцин
Всего за один год было создано 9 зарегистрированных вакцин от коронавируса и еще более 50 кандидатов на регистрацию. По данным ВОЗ, число привитых в мире уже превзошло число инфицированных.
Вакцины от коронавируса: сравнительный анализ
Можно ли назвать лучшую вакцину от коронавируса? Для начала нужно сравнить их по составу, принципу действия и удобству использования.
Векторные вакцины
Вектор – это вирус, который доставляет в организм нужный генетический материал. Вектор лишен гена размножения и не опасен для здоровья.
В вакцинах от коронавируса в качестве вектора используют аденовирус, возбудитель простуды. В него вставляют генетическую часть SARS-CoV-2, чтобы иммунная система отреагировала на нее выработкой антител.
Векторные вакцины на основе аденовируса хорошо изучены. Они легко проникают в клетки человека, безопасны и способны вызывать длительный иммунный ответ. Однако повторно одну и ту же аденовирусную вакцину использовать не получится, так как в следующий раз уже не будет выраженного иммунного ответа.
К векторным вакцинам от коронавируса относятся отечественная «Спутник V», англо-шведская AstraZeneca и китайская «Конвидеция».
Вакцина «Спутник V» от Центра им. Гамалеи (Россия)
В качестве вектора в ней используется аденовирус человека. В него встроен ген, кодирующий S-белок на поверхности шипов коронавируса, с помощью которого вирус проникает в клетки. По данным испытаний третьей фазы, эффективность вакцины составила 91,6%. В ста процентах случаев она предотвратила развитие тяжелой формы коронавируса. Вакцина испытывалась на участниках от 18 до 84 лет. Среди наиболее частых побочных эффектов – гриппоподобные симптомы, высокая температура, отечность и болезненность в месте инъекции.
Кроме России вакцина используется в Алжире, Гвинее, Сербии, Венгрии, Индии, Казахстане, а также в двадцати латиноамериканских странах, в том числе в Аргентине.
Вакцина AZD1222 от компании AstraZeneca (Великобритания, Швеция)
Разработана совместно с Оксфордским университетом. В ней тоже используется вектор на основе аденовируса, но не человека, а шимпанзе. По результатам клинических испытаний, вакцина AstraZeneca показала эффективность 70% на участниках в возрасте 18-55 лет. Побочные эффекты включают в себя мышечную и головную боль, местные реакции.
Вакцина AstraZeneca разрешена для использования в Северной и Латинской Америке, Западной Европе, Северной Африке, Юго-Восточной Азии и Океании.
Вакцина Ad5-nCoV или «Конвидеция» от CanSinoBiologics (Китай)
Вектором выступает аденовирус человека. Испытания вакцины еще не завершены: III фаза проходит в Пакистане, Мексике, России, Чили. Этой вакциной уже привили китайских военнослужащих. Данные об эффективности препарата пока не опубликованы.
Генетические вакцины
Другая разновидность вакцин – препараты на основе нуклеиновых кислот. Они содержат пустую оболочку вируса с его генетическим материалом. Суть таких вакцин в том, чтобы в организме вырабатывались вирусные белки, на которые среагирует иммунная система.
Генетические вакцины уже разрабатывались ранее и были признаны безопасными. Однако до пандемии ни одна из них не прошла регистрацию: доставить препарат в клетки организма оказалось непросто.
ВакцинаBNT162b2 от компаний Pfizer и BioNTech (США, Германия)
Препарат содержит матричную рибонуклеиновую кислоту коронавируса (мРНК). В клинических испытаниях вакцина показала эффективность 95%. Побочные эффекты случались редко, но в трех случаях прививка вызвала анафилактический шок. Препарат не испытывался на людях старше 75 лет.
Препарат разрешен для использования в 27 странах Евросоюза и США.
Вакцина mRNA-1273 от компании Moderna (США)
Разработана совместно с Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний США (NIAID). Это первая мРНК-вакцина, которую стали применять на людях. Вакцина показала эффективность 94,1%. Около 10% участников испытаний сообщали о слабости после введения вакцины. Однако были случаи аллергический реакций и паралича лицевого нерва. Пока неизвестно, связаны ли эти явления напрямую с вакциной.
Препарат разрешили использовать в 37 странах, среди которых США, Великобритания и страны ЕС.
Белковые вакцины
Белковые или пептидные вакцины используют белок внешней оболочки вируса. При попадании в организм, белок быстро вызывает реакцию иммунной системы. В будущем, если она столкнется с реальным вирусом, она его распознает и атакует. На этом принципе построены вакцины от гепатита B и вируса папилломы человека.
Белковые вакцины безопасны и не требуют больших затрат на производство.
«ЭпиВакКорона» от научного центра «Вектор» (Россия)
Содержит фрагменты S-белка, которые не менялись в процессе эволюции коронавируса. Поэтому вакцина высокоэффективна против мутаций. В клинических испытаниях I и II фазы вакцина показала эффективность, результаты пострегистрационных испытаний пока не опубликованы. Вакцину рекомендуют при наличии тяжелых заболеваний у пациентов.
Препарат удобно хранить – при температуре от 2° до 8°С.
Инактивированные вакцины
В инактивированных вакцинах используется «мертвый» вирус: он не может размножаться. Но у него сохраняются белки, на которые вырабатывается иммунный ответ. К инактивированным вакцинам относится прививка от гепатита A.
По своему составу инактивированные вакцины похожи на настоящий вирус, поэтому они вызывают сильный иммунный ответ. В то же время они подходят для людей с ослабленным иммунитетом. Еще одно преимущество – их легко модифицировать под разные штаммы.
Инактивированные вакцины сложны в производстве, поэтому имеют высокую стоимость. Среди препаратов от COVID-19 пока что зарегистрировано три таких вакцины. Больше всего изучена китайская разработка.
Вакцина «Коронавак» лаборатории Sinovac Biotech (Китай)
Согласно результатам испытаний третьей фазы, вакцина показала высокую безопасность и эффективность на уровне 78%. Она предотвращает среднюю и тяжелую формы коронавируса в 100% случаев. У каждого третьего испытуемого были обнаружены легкие побочные эффекты.
Сейчас ей прививают население Китая. Ее используют в Бахрейне, Ираке, Иордании, ОАЭ, Пакистане, на Сейшеллах, в Египте, Сербии, Украине и др.
Сравнение вакцин от коронавируса: таблица
Вакцина
Достоинства
Недостатки
«Спутник V», Центр имени Гамалеи, Россия
AZD1222, AstraZeneca, Великобритания и Швеция
«Конвидеция», CanSino Biologics, Китай
Нет данных о результатах клинических испытаний на 16.02.2021
BNT162b2, Pfizer и BioNTech, США и Германия
mRNA-1273, Moderna, США
«ЭпиВакКорона», «Вектор», Россия
«Коронавак», Sinovac Biotech, Китай
Назвать какую-то из вакцин лучшей для всех не получится, поскольку эффективность – не единственный параметр для оценки препаратов. Так, если у пациента ослаблен иммунитет, то лучше использовать инактивированную вакцину, у которой эффективность оценивается на уровне 79%. Если имеются тяжелые заболевания, то главным критерием становится безопасность. В таком случае подойдет та же инактивированная или белковая вакцины.
Из-за разницы в стоимости и условиях хранения препараты распределены по разным странам. В лучшем случае, населению приходится выбирать из двух-трех вакцин. Если в Европе преобладают РНК-вакцины, то в России на данный момент доступны векторная «Спутник V» и белковая «ЭпиВакКорона».
Какую бы вакцину вы ни использовали, самое главное – формирование иммунитета. Все препараты достаточно эффективны, чтобы у человека появились антитела. Это значит, что зарегистрированные вакцины могут сформировать у населения коллективный иммунитет и прервать цепь передачи инфекции.
По оценкам ВОЗ, чтобы вернуться к нормальной жизни, достаточно 65-70% привитых людей.