Почему вакцины укрепляют иммунитет лучше, чем собственно инфекции

+7 926 604 54 63 address
Вакцина от коронавируса может оказаться самым эффективным средством против пандемии
Эффективная вакцина против нового коронавируса, обеспечивающая длительный иммунитет, сможет, наконец, остановить пандемию.

Два недавних исследования подтвердили, что люди, ранее заражённые вирусом SARS-CoV-2, могут быть инфицированы им повторно, причём с различными исходами. Иммунитет, приобретённый в результате однократного заболевания, не может гарантировать защиты от тяжёлого течения болезни при повторном заражении. Но вакцина, несмотря на это, возможно, всё-таки способна обеспечить устойчивость к вирусу.

Практика показывает, что бывают разные случаи течения повторной инфекции: например, пациент из Гонконга, подхватив коронавирус во второй раз, не проявлял никаких симптомов, а у пациента из Рино, штат Невада, США, во второй раз заболевание протекало тяжелее. Означает ли это, что вакцина также не сможет гарантированно защитить от коронавируса? Скорее всего, сможет.

До сих пор неясно, насколько распространены случаи реинфекции. Но то, что иммунная реакция на естественную инфекцию затухает, не означает, что невозможно разработать успешную защитную вакцину. Это подтверждает случай из Невады.

Любая инфекция изначально активирует неспецифический врождённый иммунный ответ, при котором фагоциты реагируют не на конкретные специфические антигены, а на целые классы антигенов, характерные для патогенных организмов. Иногда этого достаточно, чтобы избавиться от патогена. Но если врождённый иммунитет не справляется и инфекция продолжается, активизируется адаптивная иммунная система. Теперь Т- и В-клетки распознают различные органические структуры — антигены — полученные организмом от вируса. Т-клетки могут обнаруживать и убивать инфицированные клетки, а В-клетки вырабатывают антитела, нейтрализующие вирус.

Во время первичной инфекции — то есть, когда человек впервые заражается определённым вирусом — адаптивный иммунный ответ возникает не сразу. Проходит несколько дней, прежде чем иммунные клетки, распознающие конкретный патоген, активизируются и начинают вырабатываться в достаточном количестве, чтобы подавить инфекцию.

Некоторые из этих T- и B-клеток в результате взаимодействия с антигенами преобразуются в так называемые клетки памяти и сохраняются в течение долгого времени после выздоровления. Именно эти клетки имеют решающее значение для долгосрочной защиты организма от инфекции. При последующем заражении тем же самым вирусом, клетки памяти быстро активизируются и вызывают мощный и специфический ответ, чтобы воспрепятствовать инфекции.

Вакцины имитируют первичную инфекцию, давая адаптивной иммунной системе обучиться на инактивированных антигенах. В этом процессе формируются и клетки памяти, которые могут быстро среагировать в случае реальной инфекции. Однако, поскольку антигены, содержащиеся в вакцине, получены из ослабленного или незаразного вирусного материала, вакцина не вызывает собственно заболевания.

У прививок есть и другие преимущества перед тем, чтобы обычным образом переболеть. Во-первых, они могут быть разработаны таким образом, чтобы «заточить» иммунную систему против специфических антигенов, реакция на которые будет наиболее эффективной.

Например, вакцина против вируса папилломы человека (ВПЧ) вызывает более сильную иммунную реакцию, чем непосредственное инфицирование вирусом. Одна из причин заключается в том, что вакцина содержит высокие концентрации белка вирусной оболочки — большие, чем при болезни. Это провоцирует мощную антительную реакцию, что делает вакцину более эффективной в плане формирования специфического иммунитета, чем первичная инфекция.

Естественный иммунитет против ВПЧ обычно слабый, так как вирус разными способами уклоняется от воздействия иммунной системы больного. Многие вирусы, включая ВПЧ, имеют белки, блокирующие иммунный ответ, или просто умеют скрываются от иммунной системы. А вакцина предоставляет организму антигены без этих белков, помогающих вирусу прятаться или препятствовать организму бороться с ним, поэтому позволяет выработать такой иммунный ответ, который не обеспечивает естественная инфекция.

Иммуногенность вакцины — способность антигена вызывать иммунный ответ вне зависимости от его иммунной специфичности — также может быть отрегулирована. Агенты, называемые адъювантами, могут усилить иммуногенность вакцины.

Наряду с этим можно контролировать дозу и способ введения вакцины, чтобы вызывать иммунную реакцию нужной силы в нужных местах. Традиционно вакцины вводятся путем инъекций в мышцы даже для респираторных вирусов. В этом случае вакцина вызывает такую сильную реакцию, что антитела и иммунные клетки достигают слизистой оболочки носа.

Но не всегда важен широкий иммунный ответ: пероральная вакцина против полиомиелита успешна благодаря локализованному иммунному ответу в кишечнике, где размножается полиовирус. Аналогичным образом, доставка коронавирусной вакцины непосредственно в нос может способствовать укреплению иммунитета слизистой оболочки носа и лёгких, обеспечивая защиту в месте проникновения вируса.

Пероральная вакцина против полиомиелита вызывает иммунную реакцию в кишечнике
Пероральная вакцина против полиомиелита вызывает иммунную реакцию в кишечнике.

Для разработки хорошей вакцины, усиливающей естественный иммунитет против того или иного патогена, нужно сначала понять естественную иммунную реакцию на вирус. На данный момент нейтрализующие антитела против SARS-CoV-2 обнаруживаются в организме вплоть до четырёх месяцев после инфицирования.

Предыдущие исследования показали, что антитела против родственных коронавирусов, как правило, сохраняются в теле в течение нескольких лет. Однако и снижение уровня антител не всегда приводит к ослаблению иммунных реакций. И более многообещающим является недавнее исследование, показавшее, что Т-клетки памяти вызывали специфическую иммунную реакцию против вируса атипичной пневмонии SARS-CoV в течение всего времени вплоть до двух десятилетий после того, как люди им впервые заразились.

Наконец, повторные заболевания случаются в том числе потому, что вирус мутирует и естественный иммунитет, специфический для одного штамма вируса, может не так активно реагировать или вовсе не реагировать на другой штамм. Разрабатывая же вакцину, учёные стараются сделать её такой, чтобы она либо предоставляла организму для формирования специфического иммунитета антигены, общие для наибольшего числа изученных разновидностей патогена, либо сочетала антигены, характерные для разных штаммов.

Таким образом, даже когда перенесённое инфекционное заболевание не становится причиной возникновения долгосрочного иммунитета, это не означает, что невозможно создать вакцину, которая такой иммунитет всё же будет формировать. И из разрабатываемых сейчас, примерно, трёхсот двадцати вакцин против COVID-19, наиболее удачными, видимо, станут те, что будут способствовать сильному T-клеточному ответу, специфическому для большинства разновидностей вируса. Такой ответ может быть ключом к длительному эффективному иммунитету.

.
Комментарии