Как исследования в области вакцин от птичьего гриппа помогают в борьбе с эволюционирующим вирусом

В большинстве случаев птичий грипп протекает у птиц так же, как и обычный грипп у людей: одни вообще ничего не чувствуют, у других развиваются легкие симптомы, но в редких случаях инфекция может заканчиваться смертельным исходом. Как и вирус человеческого гриппа, вирус птичьего гриппа постоянно мутирует и образует множество различных штаммов. Некоторые из этих вирусных штаммов могут быть более заразными или смертельно опасными, вызывающими так называемый высокопатогенный птичий грипп, при этом отдельные из них потенциально могут передаваться человеку. Таким образом, мониторинг развития вируса и поиск решений, позволяющих держать ситуацию под контролем, имеет непосредственное отношение к общественному здравоохранению.

В 1996 году в Китае впервые появился агрессивный высокопатогенный вариант вируса птичьего гриппа, получивший обозначение H5N1. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), к 2003 году ситуация переросла в глобальную проблему — происходившие во всем мире вспышки заболевания привели к гибели миллионов цыплят и нанесли ущерб, исчисляемый миллиардами евро. Птицеводческая отрасль во всем мире несла потери, и повсюду власти поспешно вводили меры контроля для ограничения распространения этой болезни. Особенно сильно пострадали мелкие фермеры и производители в Восточной и Юго-Восточной Азии.

Птичий грипп H5N1 — это зоонозная инфекция, а это означает, что вирус может передаваться людям, находящимся в тесном контакте с инфицированными птицами, и поражать их организм. Хотя общее число случаев передачи инфекции было относительно низким и устойчивая передача инфекции от человека к человеку не отмечалась, последствия для здоровья большинства инфицированных людей были тяжелыми. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в период с 2003 по 2020 год в 17 странах произошло всего 862 случая заражения людей птичьим гриппом H5N1, однако более чем половина этих случаев имела летальный исход.

Сегодня вирус H5N1 все еще активен во многих регионах, поэтому во всем мире действуют строгие меры контроля, чтобы предотвратить его распространение. Однако в любое время могут появиться новые агрессивные варианты вируса, способные нанести серьезный ущерб международной торговле, здравоохранению, международному туризму и поездкам, а также благосостоянию фермеров, занимающихся разведением птицы. Ученые активно ведут поиск новых решений, чтобы держать вирус под контролем.

Вакцинация как часть решения проблемы

Помимо мониторинга заболеваемости среди сельскохозяйственных животных, важнейшую роль в сдерживании птичьего гриппа играет последовательное внедрение санитарных протоколов и других мер, таких как вакцинация. Вместе с тем большинство методов разработки вакцин являются весьма сложными и требуют много времени. Разрабатываемый в настоящее время в лабораториях МАГАТЭ и ФАО в Зайберсдорфе, Австрия, ядерный метод мог бы помочь ускорить разработку вакцин и повысить эффективность борьбы с новыми штаммами.

«В распоряжении МАГАТЭ имеются наиболее передовые ядерные ноу-хау. И в то же время мы обладаем большим опытом в области ветеринарной иммунологии, — говорит Джованни Каттоли, начальник Лаборатории животноводства и ветеринарии Совместного центра ФАО/МАГАТЭ по ядерным методам в области продовольствия и сельского хозяйства. — Благодаря такому сочетанию наши лаборатории имеют все возможности для исследования и разработки вариантов новых и инновационных вакцин для животных».

В настоящее время изучается метод, предполагающий производство вакцин на основе инактивированных вирусов, то есть неспособных к заражению клеток и репликации. После введения таких безвредных вирусов в организм животного, иммунная система запоминает их характеристики и может обеспечить специфическую защиту от реальной инфекции.

Быстрее и эффективнее

При инактивации вирусов крайне важно сохранить их физическую структуру в неизменном состоянии, насколько это возможно. В этом случае иммунная система распознает их как вирусы и сможет эффективно реагировать на будущие вирусные инфекции. Ученые называют это свойство «антигенностью», и пытаются сохранить антигенность инактивированных вирусов для создания эффективных вакцин. С этой целью применяют облучение.

Распространенные стратегии производства вакцин предполагают использование химических или термических методов инактивации. Это может приводить к повреждению вирусов и потере их антигенности. Воздействие на вирусы заранее определенных доз облучения может дать более надежный результат, так как этот метод позволяет лучше сохранить их структуру.

«Мы сохраняем структуру вирусного белка, используя точно дозированное излучение. В результате иммунная система сможет лучше распознавать инфекцию и более эффективно бороться с ней», — говорит Вискам Виджевардана, ведущий ученый МАГАТЭ в области иммунологии и разработки вакцин.

«Используя метод облучения, мы в принципе можем сдерживать постоянно эволюционирующие вирусы и их новые штаммы быстрее и эффективнее, нежели чем с помощью методов, которые применяются в отрасли в настоящее время. В конечном итоге это поможет спасти не только большее число птиц, но, возможно, и сохранить жизни людей», — резюмирует Виджевардана. В настоящее время МАГАТЭ проводит эксперименты, чтобы выяснить, какие дозы облучения необходимы для производства эффективной вакцины.

После облучения вируса ученые МАГАТЭ используют электронную микроскопию для контроля его структурной целостности. Со временем собираемые в ходе таких экспериментов данные помогают сформировать представление о дозе излучения, которую необходимо использовать для получения оптимальных результатов. С помощью дальнейших тестов можно будет установить, позволяет ли вызванный этим прототипом вакцины иммунный ответ все так же распознавать и уничтожать инфекционный агент, тем самым защищая животных от болезни.

МАГАТЭ и ФАО будут публиковать результаты исследований в открытом доступе для сведения научного сообщества, которое сможет использовать эти данные для разработки и производства вакцин. В случае успеха предложенная стратегия позволила бы относительно быстро и экономически эффективно производить вакцины для борьбы с новыми вариантами вирусов. Она могла бы также способствовать борьбе с будущими вспышками птичьего гриппа и другими трансграничными болезнями животных и зоонозными заболеваниями.