Линии, которые могут уклоняться от иммунитета, побуждают производителей вакцин искать способы изменить свои прививки.
Юэн Кэллавей и
Искать этого автора в:
- Паб Мед
- Nature.com
- Google ученый
Хайди Ледфорд
Искать этого автора в:
- Паб Мед
- Nature.com
- Google ученый
Люди ждут вакцинации от коронавируса в больнице в Глазго, Великобритания. Предоставлено: Джефф Дж. Митчелл / Гетти.
По мере роста доказательств того, что новые варианты коронавируса SARS-CoV-2 могут уклоняться от иммунитета, вызванного вакцинами или предыдущими инфекциями, ученые изучают идею модернизации вакцин, которые в настоящее время внедряются во всем мире.
Исследователи до сих пор обсуждают, могут ли новые варианты снизить эффективность этих вакцин против COVID-19 первого поколения. Но некоторые разработчики вакцин продвигаются с планами обновить свои прививки, чтобы они могли лучше нацеливаться на появляющиеся варианты, такие как те, которые были выявлены в Южной Африке и Бразилии. Эти линии несут мутации, которые, по-видимому, ослабляют действие антител, критически важных для отражения инфекции. Исследователи также рассматривают возможность того, что вакцины против коронавируса, возможно, придется периодически обновлять, как и против гриппа.
Быстро распространяющийся вариант COVID может ускользать от иммунного ответа
По словам Мани Фороохара, аналитика по биотехнологиям инвестиционного банка SVB Leerink в Бостоне, штат Массачусетс, лучший и самый незамедлительный способ борьбы с угрозой появления новых вариантов — это быстро вакцинировать как можно больше людей текущими прививками. получить вакцины и задушить этот вирус, прежде чем он снова взорвется у нас ».
Но Фороохар и другие ожидают, что в будущем появится множество новых вакцин, которые будут бороться с вариантами COVID. Природа исследует открытые вопросы об обновлении мировых вакцин против коронавируса.
Нужны ли нам обновленные вакцины против COVID-19?
«Я думаю, это начинает выглядеть так», — говорит Канта Суббарао, вирусолог из Института инфекций и иммунитета Питера Доэрти в Мельбурне, Австралия.
Лаборатории по всему миру стремятся понять угрозу, которую новые варианты коронавируса представляют для вакцин. Но первые выводы из этих исследований неоднозначны и неполны. Вариант, обнаруженный в конце 2020 года в Южной Африке, под названием 501Y.V2 (также известный как вариант B.1.351), является одним из наиболее тревожных. Лабораторные анализы показали, что он несет в себе мутации, снижающие эффективность инактивирующих вирус «нейтрализующих антител», которые были созданы людьми, получившими РНК-вакцины Pfizer или Moderna.
По словам Суббарао, неясно, достаточно ли этих изменений для снижения эффективности этих вакцин. «Это вопрос на миллион долларов, потому что мы не знаем, сколько антител вам нужно». Другие иммунные ответы, которые вызывают вакцины, могут помочь защитить от эффектов вариантов.
Но 28 января биотехнологическая компания Novavax опубликовала данные клинических испытаний, показывающие, что ее экспериментальная вакцина, разработанная для борьбы с исходным вирусом, была эффективна примерно на 85% против варианта, идентифицированного в Соединенном Королевстве, но менее чем на 50% против 501Y.V2. . Это падение беспокоит, говорят исследователи, потому что оно указывает на то, что 501Y.V2 и другие подобные ему варианты могут вызвать значительное снижение эффективности вакцин.
«Я думаю, что вакцины неизбежно сохранят максимальную эффективность, их нужно будет обновить. Вопрос только в том, как часто и когда », — говорит Пол Биениас, вирусолог из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке, который был одним из руководителей одного из исследований нейтрализующих антител.
Как нам решить, когда обновлять вакцины?
Ученые, представители здравоохранения и производители вакцин начинают это выяснять. Исследователи только начинают понимать, как различные мутации влияют на реакцию вакцины и как эволюционные силы могут вызывать распространение мутаций. «Я бы определенно не стал обновлять их сейчас», — говорит Бениаш.
Одна из моделей, которой могут следовать обновления вакцины COVID, — это вакцина против сезонного гриппа, — говорит Суббарао, руководитель Центра сотрудничества Всемирной организации здравоохранения по справочным материалам и исследованиям гриппа в Мельбурне. Центры, в том числе ее центр, отслеживают новые штаммы гриппа на предмет генетических изменений, которые могут повлиять на эффективность вакцин. Исследователи используют исследования с антителами хорька и человека, чтобы определить, может ли новый штамм гриппа избежать вакцинации предыдущего сезона и, следовательно, потребуется обновление. Эти обзоры проводятся ежегодно для каждого сезона гриппа в каждом полушарии, и изменения вносятся только тогда, когда широко распространен штамм, уклоняющийся от вакцинации, говорит Суббарао. «Если она будет локализована в одном регионе, в одной стране, мы не будем менять вакцину для всего полушария».
Тревожные варианты COVID демонстрируют жизненно важную роль геномного надзора
Как правило, порог обновления вакцин против гриппа аналогичен по величине порогу изменений в ответах нейтрализующих антител, которые исследователи связывают с вариантом 501Y.V2. Но пока неясно, как эти сдвиги — и географическое распределение различных вариантов и мутаций — будут влиять на обновления вакцины COVID-19. «Эти обсуждения только начинаются», — говорит Суббарао. «Мы не можем гнаться за каждым появляющимся вариантом».
Как будут обновляться вакцины?
Это еще один открытый вопрос. Некоторые вакцины против COVID, в том числе основные вакцины, произведенные Moderna, Pfizer и AstraZeneca, инструктируют клетки производить спайк-белок вируса — ключевую мишень иммунной системы для коронавирусов. Варианты, включая 501Y.V2, несут спайковые мутации, которые изменяют целевые области с помощью нейтрализующих антител.
Одна из возможностей заключается в замене старых версий спайк-белка в вакцинах, основанных в основном на вирусе, который был впервые идентифицирован в Ухане, Китай, на обновленную молекулу, которая имеет определенные аминокислотные изменения, которые препятствуют ответу антител. Но сначала исследователям необходимо определить, имеют ли такие изменения побочные эффекты, которые изменяют реакцию иммунной системы на вакцину. Другая возможность — включить в один укол как новые, так и старые формы белка-шипа — ученые называют это мультивалентной вакциной.
Moderna начала работу над обновлением своей мРНК-вакцины, чтобы она соответствовала спайковым мутациям в 501Y.V2. Биотехнологическая компания, базирующаяся в Кембридже, штат Массачусетс, заявляет, что также намеревается протестировать эффективность третьей дозы своей оригинальной вакцины против коронавируса и изучает возможность создания поливалентной вакцины, сказал главный научный сотрудник Moderna Тал Закс в своем интервью. 25 января звонок с инвесторами. Но прежде чем выбрать какой-либо путь, исследователи должны будут изучить, как животные и, возможно, люди реагируют на любое возможное обновление вакцины, говорит Суббарао. «Это не будет так просто, как [изменить] аминокислотный сайт и сказать:« Хорошо, мы понял'.»
Вирус SARS-CoV-2 приобрел несколько мутаций, которые меняют его поведение. Предоставлено: NIAID-RML / NIH / Flickr.
Как вакцины будут проверяться и утверждаться?
Разработчики вакцин протестировали имеющиеся в настоящее время вакцины против COVID в испытаниях «фазы III» с участием десятков тысяч участников, прежде чем регулирующие органы разрешили их использование. Но такое тестирование обновленной вакцины будет медленным и трудным сейчас, когда вакцины первого поколения внедряются по всему миру, говорит иммунолог Дрю Вайсман из Пенсильванского университета в Филадельфии: «Я не могу представить, как они могли провести этап III испытание варианта ».
Неясно, сколько клинических данных потребуется для утверждения обновления вакцины COVID. Новые вакцины против сезонного гриппа обычно не требуют новых испытаний. Но регулирующие органы не имеют уверенности в многолетнем опыте и клинических данных с вакцинами COVID. «Они могут сказать:« Это совершенно новая вакцина, давайте проведем пару клинических испытаний », — говорит Вайсман.
Размер и продолжительность этих испытаний могут зависеть от того, смогут ли исследователи найти «корреляты защиты»: измеримые характеристики иммунного ответа, такие как определенный уровень нейтрализующих антител, которые могут служить маркером защиты от COVID-19. С такими маркерами исследователям не нужно было бы ждать, пока участники испытаний заразятся коронавирусом, чтобы узнать, работают ли вакцины — они могли бы просто измерять иммунный ответ после каждой дозы.
Нет никакой гарантии, что появится надежный коррелят, говорит Пол Оффит, исследователь вакцин из Детской больницы Филадельфии в Пенсильвании. Но даже без точной корреляции исследователи все равно смогут продемонстрировать, что их новая вакцина производит уровни антител, аналогичные вакцинам первого поколения. Moderna заявила, что рассчитывает, что сможет положиться на клинические испытания с участием сотен, а не тысяч участников, чтобы продвигать свою вакцину против варианта 501Y.V2. Foroohar ожидает, что компании потребуется около пяти месяцев, чтобы перейти от производства новой вакцины к передаче данных испытаний регулирующим органам.
Как люди отреагируют на обновленные вакцины, если они уже были иммунизированы?
Исследователи еще не знают, как человек, полностью вакцинированный вакциной COVID первого поколения, отреагирует на новую вакцину против нового варианта. Иммунологи давно наблюдали, что люди склонны вызывать более устойчивые иммунные ответы на первый вариант патогена, с которым они сталкиваются, чем на последующие варианты. Это явление может означать, что обновленные вакцины могут вызывать более приглушенный иммунный ответ, чем реакция на первую вакцину. «Есть опасения, что усиление кого-то одним из вариантов не приведет к новому ответу на этот вариант», — говорит Вайсман. «Это только усилит старый отклик».
Но Вайсман утверждает, что есть некоторые свидетельства того, что вакцины с РНК не могут стать жертвой этой тенденции. По неясным причинам некоторые РНК-вакцины вызывают неожиданно сложные иммунные ответы, давая антитела, которые нацелены на области вирусных белков, которые часто не обнаруживаются ответами на другие виды вакцин. Это может означать, что вакцины с РНК также смогут лучше воздействовать на изменения, присутствующие в варианте, говорит Вайсман.
И Оффит отмечает, что вариант-специфический ответ может не потребоваться: даже если обновленная вакцина в основном усиливает ответ на более раннюю вакцину против коронавируса, этого все равно может быть достаточно, чтобы парировать варианты, говорит он.
Что делают производители вакцин?
Как и Moderna, другие производители вакцин против коронавируса заявили, что они изучают возможность обновления своих вакцин. В их числе Johnson & Johnson из Нью-Брансуика, штат Нью-Джерси, которая разрабатывает однократную вакцину против коронавируса.
Некоторые начинающие производители вакцин с самого начала заметили угрозу, которую могут представлять варианты побега. Команда Gritstone Oncology решила сосредоточиться на этой потенциальной проблеме, разработав вакцину, которая нацелена на несколько участков на нескольких вирусных белках, в отличие от уколов первого поколения, нацеленных только на спайковый белок, говорит Эндрю Аллен, президент компании в Эмеривилле. Калифорния. Есть надежда, что вакцина, клинические испытания которой должны скоро начаться, затруднит уклонение вируса от иммунитета, потому что для этого потребуются многие генетические изменения. «Вы можете либо сыграть в« бей крота »и преследовать варианты, либо попытаться опередить их», — говорит Аллен.
По оценкам Вайсмана, поскольку обновление конструкции существующих вакцин относительно просто, новая РНК-вакцина может быть разработана и изготовлена для клинических испытаний в течение шести недель.
Но это только начало. «Сложно производить вакцину массово. Будет сложно начать все сначала », — говорит Оффит.
Некоторые исследователи ожидают, что периодические обновления вакцин против коронавируса, как и в случае с гриппом, станут образом жизни. «В этом нет ничего необычного, — говорит Стэнли Плоткин, консультант, консультирующий компании по вакцинам. Но это может означать, что беспокойство по поводу цепочек поставок и логистики будет продолжаться еще некоторое время.