Чувствуете себя неважно? Насморк, першение в горле? Может быть, кашель, легкий озноб и ломота, возможно, невысокая температура? У всех нас такое бывало. По статистике, каждый человек сталкивается с этими симптомами несколько раз в год. В последние несколько лет было бы заманчиво обвинить в таких симптомах какой-нибудь вариант коронавируса COVID-19 или SARS-CoV-2. Однако существует также большая вероятность того, что это дальний родственник на семейном древе человеческих вирусов, который является причиной большего количества дней болезни и посещений врача каждый год, чем любой другой патоген - риновирус. Симптомы простуды могут быть вызваны многими вирусами, но вероятность того, что вы боретесь с риновирусом, высока: на этот вирус приходится до половины всех случаев простуды.
Традиционно в США существует определенная сезонность респираторных вирусов. Пик заболеваемости гриппом приходится на осень и раннюю весну, а обычные простудные заболевания, такие как респираторно-синцитиальные вирусы (РСВ), коронавирусы, не относящиеся к COVID, аденовирусы и риновирусы, активизируются в середине зимы. Но COVID-19, похоже, нарушил обычную схему. "Обычно мы наблюдаем RSV на пике зимнего сезона", - говорит Ричард Мартинелло, специалист по респираторным вирусам из Йельской школы медицины в Коннектикуте. "Но наша больница уже переполнена. Мы пытаемся понять, куда поместить пациентов и как за ними ухаживать". Это не только RSV. "В этом году мы иногда наблюдаем в больнице детей с довольно тяжелыми риновирусными инфекциями, - добавляет Мартинелло, - и взрослых с тяжелыми риновирусными инфекциями".
Каждый год нас призывают делать ежегодную прививку от гриппа, и, похоже, что вакцинация от COVID идет по тому же пути. Однако мы не делаем прививку от обычной простуды. С более чем миллиардом случаев заболевания ежегодно только в США - намного больше, чем от любого другого вируса, включая COVID-19 и грипп вместе взятые - трудно переоценить тот подъем, который могла бы дать универсальная вакцина от простуды. Поиски такой вакцины начались более полувека назад, о чем журнал Popular Science сообщил в ноябре 1955 года.
Начиная с 19 века, было разработано множество вакцин против многих наиболее распространенных патогенов человечества, начиная с самой первой вакцины от оспы в 1798 году, холеры и тифа в 1896 году и заканчивая вакцинами COVID-19 в 2020 году, но не было вакцины от простуды.
Однако в 1950-х годах, после успеха вакцины от полиомиелита Джонаса Салка, вирусологи были убеждены, что пройдет всего несколько лет, прежде чем простуда будет искоренена с помощью вакцины. В статье, опубликованной в журнале Popular Science в 1955 году, плодовитый вирусолог Роберт Хюбнер предположил, что вакцина от простуды может быть доступна широкой публике уже через год. Хотя Хюбнер, которому приписывают открытие онкогенов (генов, способных вызывать рак), добился успеха в разработке аденовирусной вакцины специально для фарингоконъюнктивальной лихорадки, он так и не реализовал свой замысел по созданию вакцины от простуды.
Хотя в статье Popular Science основное внимание уделялось открытию Хюбнером в 1953 году аденовируса как первопричины простуды, только после открытия Уинстона Прайса в 1956 году вирусологи поняли, что главным виновником простуды является риновирус. Со времени открытия Прайса было обнаружено три вида риновируса (А, В и С), включая более 150 различных штаммов. Кроме того, большинство известных геномов риновирусов были секвенированы в попытке найти общие черты, которые могли бы послужить основой для универсальной вакцины.
"Учитывая, что существует более 100 типов риновирусов А и В, - отмечает Юрий Бочков, специалист по респираторным вирусам из Школы медицины и здравоохранения Университета Висконсина, - для того, чтобы обеспечить защиту только от риновирусов А и В, в один флакон вакцины придется поместить все 100 типов. Добавьте сюда все типы риновируса С (более 50), затем добавьте типы вируса RSV (более 40), и в одну вакцину придется поместить более 200 штаммов. И даже тогда она обеспечит защиту только от двух третей всех распространенных простудных заболеваний. "Это считалось главным препятствием в разработке таких вакцин", - говорит Бочков.
Когда речь идет о создании универсальных вакцин, ученые ищут наименьший общий знаменатель - общий признак, на который может быть направлена вакцина, общий для всех вариантов вируса. К сожалению, вирусы не настолько сговорчивы. Разобрать их на части, чтобы найти общие черты, не так-то просто. Чтобы вызвать выработку антител, иммунная система человека должна быть способна распознать эти общие черты вируса как принадлежащие чужаку. Это означает, что черты должны быть открыты или находиться на поверхности вируса. Признаки, запертые внутри вирусной частицы или в ее капсидной структуре, можно обнаружить только после того, как вирус начнет реплицироваться, а это слишком поздно, чтобы избежать инфекции.
Антитела, состоящие из белковых иммуноглобулинов, таких как IgM и IgG, представляют собой Y-образные клетки, которые постоянно циркулируют в нашей крови и прикрепляются к вторгающимся патогенам, распознаваемым по определенным последовательностям в их поверхностных белках. Антитела способны вывести из строя захватчиков до тех пор, пока войска белых кровяных клеток, или лейкоцитов, не прибудут для их уничтожения. Задача универсальной вакцины - не только найти признак, вызывающий образование антител, общий для многих различных типов одного и того же вируса, но и найти признак, который медленно мутирует или не мутирует вообще. В случае универсальных вакцин против коронавируса и гриппа, находящихся в стадии разработки, исследователи сосредоточились не только на поверхностном белке, но и на других частях вируса, таких как ножка поверхностного белка, которые все еще обнаруживаются нашими иммунными системами, но менее склонны к мутации от одного варианта к другому.
Вирусы путешествуют налегке, другими словами, они не носят с собой механизмы для самостоятельной репликации. Вместо этого они используют свои поверхностные белки для связывания с клетками нашего организма, а затем обманывают их, заставляя реплицироваться вирусные частицы. Коронавирусы, например, известны своими характерными шиповидными поверхностными белками, которые стали объектом внимания вакцин COVID-19. Аналогичным образом, риновирусы имеют свой собственный отличительный поверхностный белок в форме клеверного листа, который играет важную роль в способности вируса захватывать клетки и реплицироваться. К сожалению, поверхностные белки имеют тенденцию быстро мутировать, что позволяет вирусам менять форму и ускользать от обнаружения нашими иммунными системами. Это главная причина, по которой вакцины против гриппа, а теперь и вакцина COVID-19, должны обновляться как минимум ежегодно.
К счастью для RSV, ученые выявили такие общие черты. RSV считается одним из самых опасных вирусов простуды, особенно для младенцев и детей, восприимчивых к инфекциям дыхательных путей. После неудачного испытания на людях в 1960-х годах, которое привело к смерти двух младенцев, прошло еще полвека, прежде чем ученые выявили неизменную общую черту - поверхностный слитный белок RSV, или белок F, который связывается с клетками. Сейчас четыре различные вакцины уже находятся на заключительной третьей стадии испытаний на людях. "И они работают, - отмечает Мартинелло, - работают удивительно хорошо. Сейчас для РСВ наступило очень интересное время".
Но для того, чтобы вакцина против простуды помогла решить проблему ежегодных инфекций, необходимо разработать защиту и от риновируса. В то время как в отношении RSV был достигнут прогресс, поиску универсальной вакцины против риновируса уделялось меньше внимания. Возможно, ситуация меняется.
С 1960-х годов было проведено несколько клинических испытаний кандидатов на вакцину против риновируса, но ни одно из них не было универсальным. Тем не менее, некоторые результаты были многообещающими - в одном испытании количество симптоматических простудных заболеваний сократилось с 47% до 3,5%. Однако вакцины оказались эффективными лишь в отношении нескольких из более чем 150 штаммов. В 2010-х годах исследователи разработали синтетические пептидные иммуногены, способные вызывать иммунный ответ у кроликов, подвергшихся воздействию 48 различных штаммов; пептиды - это строительные блоки белков, которые придают клеткам форму, а пептидные иммуногены привлекают антитела, стимулируя их выработку. В исследовании 2019 года ученые выявили способ лишить риновирусы (и другие вирусы) специфического фермента, необходимого им для репликации.
В 2016 году на макаках-резусах была успешно испытана 50-валентная вакцина против риновируса, или 50 штаммов в одном уколе, а на мышах - вакцина с 25 штаммами. Но даже если такие вакцины пройдут испытания на людях, останется более 100 неучтенных штаммов риновируса.
"Что если бы вы могли разделить [все различные штаммы] на несколько групп?" говорит Бочков. "Тогда, я думаю, у вас было бы больше шансов найти что-то, что сохранилось бы внутри группы". Это похоже на разбиение дробей на похожие группы и поиск наименьшего общего знаменателя для каждой из них - или, в данном случае, на выделение групп штаммов с общими признаками и разработку индивидуальных вакцин для каждой из них, которые затем объединяются в одну суперупакованную вакцину. Именно в этом направлении движутся исследовательские группы, подобные группе Бочкова, в отношении риновируса вида С. После разработки отдельных вакцин для отдельных групп они могут быть объединены в одну прививку, которая называется поливалентной вакциной. Этот подход, направленный на несколько штаммов в одном уколе, уже доказал свою эффективность в борьбе с вирусными заболеваниями. Например, ежегодная вакцина против гриппа - это поливалентная вакцина, предназначенная для борьбы с тремя или четырьмя штаммами гриппа, циркуляция которых наиболее вероятна в данном году. Аналогичным образом, новые бивалентные бустерные прививки COVID создают иммунный ответ как на оригинальный штамм SARS-CoV-2, так и на недавние штаммы Omicron.
Улучшенные инструменты для секвенирования генома также находятся на подъеме, включая программное обеспечение ИИ, которое можно использовать для анализа поверхностных белков и предсказания возможных мутаций, как AlphaFold от Google. Все это в сочетании с технологиями платформы мРНК, ускоряющими разработку вакцин, дает Мартинелло и Бочкову основания полагать, что в ближайшие годы будет разработано больше вакцин против респираторных вирусов. "Возможно, мы увидим вакцину против гриппа, COVID и RSV, объединенные в одну", - говорит Бочков, добавляя, что "вакцинация была бы наилучшим способом борьбы с простудой".
Даже несмотря на прогресс, достигнутый в создании универсальной вакцины против гриппа и универсальной вакцины против коронавируса, поиску универсальной вакцины против простуды уделяется меньше внимания. Отчасти это объясняется тем, что усилия общественного здравоохранения должны быть направлены и направлены на разработку вакцин в первую очередь против самых смертоносных и инфекционных патогенов. Как бы ни были заразны вирусы простуды - они распространяются воздушно-капельным путем или остаются на поверхностях - COVID-19 по крайней мере в 10 раз смертоноснее гриппа, а грипп смертоноснее простуды. Тем не менее, обычная простуда может привести к серьезным осложнениям у людей с ослабленным иммунитетом или с заболеваниями легких, такими как астма и хроническая обструктивная болезнь легких.
Хотя поиски универсальной вакцины от простуды начались несколько десятилетий назад, они вряд ли будут завершены в ближайшее время, несмотря на последние достижения, такие как испытания вакцины против RSV. Поэтому держите под рукой салфетки и часто мойте руки. Ношение масок в качестве профилактической тактики не ограничивается борьбой с COVID - они также помогают противостоять распространению других респираторных заболеваний, включая обычную простуду. "Мы должны осознавать риски и тщательно подходить к тому, как защитить себя от болезни", - отмечает Мартинелло. "Если вы заболели, оставайтесь дома, держите детей дома, потому что вы знаете, что когда вы выходите на улицу, это способствует дальнейшему распространению инфекции".
А когда вакцины от простуды появятся, даже если сначала они будут специфичными для вирусов, не медлите с вакцинацией.