Гемагглютинин: ахиллесова пята вируса гриппа — Naked Science
22 минуты
Ростех

Гемагглютинин: ахиллесова пята вируса гриппа

На пороге сезона гриппа многие задумываются о прививках. Основной компонент противогриппозных вакцин – гемагглютинин. Специалисты Ростеха, главного поставщика таких препаратов в России, рассказали, что это за вещество, откуда оно берется и как помогает нашему иммунитету справиться с возбудителем.

Модель вируса гриппа
Модель вируса гриппа / ©ru.diphealth.com

От «простудных» вирусов никуда не деться. Каждый год среднестатистический взрослый человек переносит от двух до четырех ОРВИ, дети – от шести до десяти, и это не предел. Чаще всего удается отделаться небольшим повышением температуры, заложенностью носа, кашлем и недомоганием в течение 5–7 дней, после чего происходит самоизлечение. Но возбудители гриппа стоят среди прочих вирусов ОРВИ особняком. Нередко они вызывают тяжелую инфекцию, которая может привести к серьезным осложнениям и даже гибели.

В результате ежегодных эпидемий по всему миру гриппом заражаются 5 миллионов человек, из них до 500 тысяч погибают. В первую очередь в опасности дети и пожилые люди.

«Методов лечения, которые бы эффективно убивали вирус в организме и гарантированно помогали избегать серьезных последствий, практически не существует. Реально могут защитить только меры профилактики. Наиболее действенная из них – вакцинация. Ежегодные прививки помогают не заболеть или, по крайней мере, смягчить течение инфекции», – объясняет исполнительный директор Ростеха Олег Евтушенко.

Орудие преступления и главная мишень для иммунной системы

Вирус гриппа – шар диаметром 100 нанометров (хотя встречаются и похожие на нити длиной 300 нанометров и больше). Внутри него спрятан генетический материал в виде РНК – рибонуклеиновой кислоты. Именно она, проникая в клетку, превращает ее в фабрику по производству новых вирусных частиц.

Поверхность шара усеяна шипами. Они состоят из двух белков (если быть точнее, гликопротеидов): гемагглютинина и нейраминидазы. Эти вещества нужны для того, чтобы вирус мог прикрепиться к поверхности клетки и внедрить в нее свой генетический материал. То есть это нечто вроде отмычки в руках опытного преступника. В качестве «замочной скважины» выступают сиаловые кислоты на поверхности клеток. «Преступник» – РНК, которая находится внутри вирусной частицы. Без нее «отмычка» не сможет вызвать инфекцию.

Микрофотография вируса гриппа, снятая при помощи микроскопа, увеличивающего примерно в сто тысяч раз / ©Википедия

Если для вируса гемагглютинин и нейраминидаза – важные инструменты, то для организма человека это чужеродные частицы, антигены. Иммунитет умеет их распознавать с помощью антител, в результате чего развивается реакция, направленная на борьбу с инфекцией. Антитела против гемагглютинина не дают вирусу инфицировать клетки, а против нейраминидазы – выходить из клеток новым вирусным частицам. Причем, самым сильным антигеном является гемагглютинин. Именно он привлекает наиболее пристальное внимание иммунной системы. И это его свойство лежит в основе работы противогриппозных вакцин.

В 2009 году весь мир паниковал из-за эпидемии свиного гриппа, вызванной новым штаммом H1N1. Эти буквы как раз обозначают гемагглютинин (H) и нейраминидазу (N). Цифры рядом с ними указывают на подтипы этих веществ. Ученым известно 16 антигенных подтипов гемагглютинина (H1–16) и 9 подтипов нейраминидазы (N1–9). Они характерны для вируса гриппа A – он является самым распространенным и может инфицировать не только людей, но и животных.

Довольно часто встречается инфекция, вызванная вирусом гриппа B – она протекает немного легче и распространяется только среди людей. Однако, как и вирус гриппа A, он может вызывать серьезные осложнения. Все современные вакцины направлены против этих двух возбудителей. Есть еще вирус гриппа C – им тоже заражаются только люди, он встречается редко и вызывает легкие симптомы. Если говорить о вирусе A, то у людей чаще всего встречаются антигенные подтипы H1–3 и N1–2.

Как гемагглютинин применяют в вакцинах?

Гемагглютинин применяют в качестве антигена, для того чтобы «обучить» иммунитет и обеспечить защиту во время очередной эпидемии. Само по себе, без вирусной РНК, это вещество не заразно и не может вызвать инфекцию. Но оно вызывает иммунный ответ, и во время настоящей эпидемии организм встретит вирус уже во всеоружии.

В зависимости от того, насколько сильно разрушен вирус, противогриппозные вакцины делятся на три вида. Цельновирионные – содержат целые инактивированные вирусы; расщепленные (сплит-вакцины) – содержат отдельные фрагменты вирусов, а субъединичные – поверхностные и внутренние антигены вируса.

Побочные эффекты после введения вакцины возможны, но они бывают очень редко. У некоторых людей повышается температура, возникает легкое недомогание и боли в мышцах. Иногда болит место укола. Это происходит из-за того, что иммунная система реагирует на антигены и вызывает воспалительный процесс. Обычно симптомы сохраняются один день, потом проходят.

Историческая справка

В XIX веке ученые активно пытались понять причину гриппа. Основными подозреваемыми были бактерии, но иногда высказывались и более экзотические теории о том, что болезнь вызывает пороховой дым, загрязнение воздуха, курение некачественных сигар. Только во время эпидемии 1918–1919 годов появились подозрения, что виновниками являются некие вирусы. Впервые они были выделены из носовой слизи больных людей (вирус гриппа A) в 1932 году английскими учеными Уилсоном Смитом, Кристофером Эндрюсом и Патриком Лейдлоу.

В 1936 году удалось получить нейтрализованные антитела, и начались испытания вакцины. Поначалу она защищала только от вируса A. Во время испытаний в 1942–1945 годах ученые обнаружили вирус B, и была создана двухвалентная вакцина (против двух возбудителей).

Молекула гемагглютинина / ©Википедия

Большой вклад в развитие противогриппозных вакцин внесли советские ученые. Выдающийся русский вирусолог Анатолий Александрович Смородинцев, основавший Научно-исследовательский институт, который сейчас носит его имя, впервые в мире создал живую аттенуированную (ослабленную, – NS) вакцину против гриппа. Результаты его работы с соавторами были опубликованы в 1937 году в журнале American Journal of the Medical Sciences. Анатолий Александрович активно занимался вопросами комплексной профилактики гриппа, разработки живых ассоциированных вакцин, коллективного иммунитета к гриппу.

Во время очередной пандемии в 1978 году была создана трехвалентная вакцина против двух штаммов A и одного B. Наконец, в 2012 году появились четырехвалентные вакцины, которые и рекомендуется использовать сегодня.

Как производят вакцины против гриппа?

Есть разные технологии. Чаще всего, для того чтобы получить гемагглютинин, вирусы выращивают на куриных эмбрионах. В первую очередь важно понимать, от каких штаммов вируса нужна защита в текущем сезоне. Эксперты из Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) дважды в год проводят обзор мировой эпидемиологической ситуации и выпускают соответствующие рекомендации. Производители вакцин получают нужные штаммы из лабораторий ВОЗ.

Чтобы они стали более безопасными и лучше культивировались — их нужно правильно подготовить. Для этого штамм, против которого разрабатывают вакцину, «скрещивают» со стандартным лабораторным штаммом. Далее возбудителя нужно размножить, чтобы получить необходимое количество антигена. Для этого отлично подходят куриные яйца. Производитель их тщательно отбирает, ведь можно использовать только яйца абсолютно здоровых, не инфицированных другими возбудителями кур.

В специальной «зоне заражения» в яйцо через прокол вводят вирусы и инкубируют его в течение 48 часов. Затем из него извлекают жидкость с возбудителем и обрабатывают ее с помощью специального оборудования, чтобы удалить все лишние примеси, инактивировать вирус и очистить антигены.

Готовую вакцину нельзя сразу отправлять в больницы. Ее нужно протестировать с помощью реагентов, полученных из лаборатории ВОЗ. Обычно процесс занимает две недели. Сотрудники лаборатории проверяют, содержится ли в вакцине нужное количество антигена, нет ли посторонних примесей, насколько она безопасна, стерильна и так далее. Когда проверка окончена, препарат можно разливать по одноразовым шприцам. Каждый шприц повторно проверяют, чтобы убедиться, что он не поврежден, и в нем находится необходимая доза.

«Ранее использовались только трехвалентные вакцины против двух штаммов вируса гриппа A и одного B. Сейчас рекомендуется использовать четырехвалентные вакцины, в которые добавлен еще один штамм B. На каждый штамм должно приходиться по 15 мкг гемагглютинина на дозу. На российском рынке новую четырехвалентную вакцину «Ультрикс Квадри» в 2019 году представил холдинг «Нацимбио» Госкорпорации Ростех. Это первый в России препарат такого состава. На сегодняшний день в мире нет ничего совершеннее таких четырехвалентных вакцин – они защищают от гриппа эффективнее всего», – подчеркивает Олег Евтушенко.

Опасны ли вакцины против гриппа для людей, у которых аллергия на яйца?

Даже после очень тщательной очистки в противогриппозной вакцине остается минимальное количество яичного белка. Теоретически это опасно для аллергиков, но на практике все не так однозначно. Еще в 1976 году в Америке было проведено крупное исследование, которое показало, что на 48 миллионов введенных доз вакцины описано 11 случаев тяжелой аллергической реакции – анафилаксии. Но ни один пациент не погиб. При этом, до прививки ни один из этих 11 людей не сказал, что у него есть аллергия на яйца.

По последним данным, анафилактические реакции на противогриппозные вакцины встречаются в одном случае на миллион. Если в препарате содержится не более 0,12 мкг/мл яичного белка, это считается безопасным даже для аллергиков. И все же людей, у которых были анафилактические реакции на куриные яйца, рекомендуется прививать в стационаре, где за их состоянием может наблюдать врач.

Уличный пункт бесплатной вакцинации от гриппа в Москве / ©Википедия

Производство гемагглютинина для противогриппозных вакцин – процесс сложный. Для него требуется высокотехнологичное оборудование. Производитель должен соблюсти массу требований и обеспечить тщательный контроль. Ситуация осложняется еще и тем, что во время пандемии может потребоваться очень много доз в короткие сроки.

Крупнейший производитель гемагглютинина в России на данный момент – предприятие «Нацимбио» Госкорпорации Ростех. Сейчас предприятия холдинга выпускают порядка 1,6 килограмма этого вещества в год, в 2022 году планируется выйти на ежегодные объемы в 5 килограммов.

«В ближайшей перспективе холдинг «Нацимбио» войдет в пятерку крупнейших в мире производителей гемагглютинина. Рост выпуска антигена необходим для решения сразу двух стратегических задач. Во-первых, это переход на производство вакцин без адъюванта, в которых, будет использоваться рекомендованное ВОЗ количество антигена на каждый штамм гриппа. Во-вторых, увеличение доли выпуска четырехвалентных вакцин, для производства которых также требуется больше антигена», – говорит генеральный директор «Нацимбио» Андрей Загорский.

Зачем прививаться каждый год?

Когда в организм попадает «незнакомый» вирус, иммунной системе требуется некоторое время, чтобы изучить его и правильно спланировать ответную реакцию. В следующий раз, если тот же возбудитель решит проникнуть в наш организм, иммунитет «вспомнит» его и сразу встретит во всеоружии. Человек не заболеет, либо болезнь будет протекать в легкой форме.

Проблема в том, что вирусы гриппа очень быстро меняются. Каждый раз наша иммунная система сталкивается с новыми антигенами, как будто это совершенно другая инфекция. И всякий раз приходится снова тратить время на «обучение». Здесь и приходят на помощь вакцины: они «знакомят» организм с новым вариантом вируса заранее.

Ученые пытаются создать универсальную противогриппозную вакцину, которую можно было бы ввести один раз и защититься надолго, как бы вирус ни «маскировался» в будущем. Но пока такого препарата нет. А значит, прививаться нужно ежегодно. Лучшего способа профилактики гриппа еще не придумано.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Ростех
23 статей
Ростех — российская государственная корпорация, созданная в конце 2007 года для содействия в разработке, производстве и экспорте высокотехнологичной промышленной продукции гражданского и военного назначения. В её составе более 700 организаций, из которых сформировано 14 холдинговых компаний. 11 из них — в оборонно-промышленном комплексе, 3 — в гражданских отраслях промышленности, а также более 80 организаций прямого управления.
Вчера, 20:22
3 минуты
Денис Гордеев

Эта награда вручается за деятельность в области научно-популярной и просветительской литературы.

6 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Астрономы сообщили об открытии OGLE-2016-BLG-1928 — самой маленькой из «планет-сирот», свободно летящих между звездами.

5 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Немецкое судостроительное предприятие Pella Sietas, принадлежащее российской «Пелле», заложило линейный дизель-электрический ледокол проекта 21900М2. Его будет эксплуатировать «Росморпорт».

27 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: