На роль адъювантов в разные времена пробовались различные природные соединения. Однако большая часть этих веществ воспринимается человеческим организмом как антиген, за счет чего появлялся выраженный побочный эффект. Например, использовавшиеся в качестве адъювантов соли алюминия, помимо слабого увеличения иммуногенности препарата, часто приводили к местным реакциям.
Вакцины, в составе которых есть адъюванты в виде микрокапсульной масляной эмульсии на основе природного компонента сквалена, получаемого из жира печени акул, при лучших, по сравнению с препаратами без адъюванта, показателях эффективности дают и повышенную реактогенность. Адъювантом, при котором за счет его особых свойств гриппозная вакцина смогла в равной степени удовлетворить всем требованиям иммунологов, оказался изобретенный советскими учеными синтетический полимер.
Во второй половине XX века начались активные исследования свойств синтетических полимеров – рукотворных химических соединений, первый из которых был запатентован еще в 1906 году, – и путей их применения в различных областях жизнедеятельности человека.
В московском Институте профессиональных заболеваний проводились исследования синтезированного в ФРГ карбоцепного полимера, который в теории был способен помочь в лечении профессионального заболевания шахтеров – силикоза. Постоянное вдыхание пыли, содержащей свободный диоксид кремния, запускало в легких необратимый процесс фиброза. От полимера требовалось антиоксидантное, детоксирующее действие. Несмотря на то что экспериментальные данные показывали высокую эффективность препарата, на первой стадии клинических испытаний работу пришлось остановить: выяснилось, что такие вещества плохо выводятся из организма. То есть требовались биодеградируемые полимеры.
Создать такие удалось аспиранту Института химической физики РАН Аркадию Некрасову, синтезировавшему новый класс гетероцепных полиаминов и их производных. Совместные исследования с учеными из Института профзаболеваний, начавшиеся в 1974 году, показали, что в отличие от карбоцепных, содержащих в основной цепи макромолекулы только атомы углерода, гетероцепные полимеры, в структуре основной цепи которых есть атомы различных элементов, не накапливаются в организме и эффективно тормозят развитие экспериментального силикоза.
Новое вещество позже получит название полиоксидоний, а в качестве международного наименования – азоксимера бромид.
По свойствам оно было схоже с биологическими полимерами, в частности с белками, и обладало собственной выраженной иммуномодулирующей активностью.
В ходе последующих исследований в 1980 году Некрасов создает экспериментальный образец конъюгата полиоксидония с ферментом гиалуронидаза, способным расщеплять основной компонент фиброзной ткани. Без носителя фермент быстро терял активность при попадании в кровь, и до сих пор найти другой компонент, способный стабилизировать и пролонгировать действие этого фермента, ученым не удалось. Эксперименты по изучению свойств и областей применения нового вещества продолжались, пока, как нередко бывает в медицине, работу нескольких ученых не вывели на новый уровень совместные усилия.
В 1970-х годах академик Рэм Викторович Петров, руководивший лабораторией иммунологии в Институте биофизики Минздрава СССР, вместе с коллективом разработал теоретические основы создания полимер-адъювантных вакцин. В 1983 году на базе своей кафедры он создал новый Институт иммунологии Минздрава СССР и пригласил Аркадия Васильевича Некрасова возглавить лабораторию искусственных антигенов и вакцин.
Некрасов со своей командой должен был целенаправленно создавать и внедрять в практику вакцины нового поколения в рамках государственной программы. Увлеченные общей идеей ученые начали работу, сосредоточившись на разработке гриппозной вакцины.
Чтобы сделать препарат более безопасным, доказал Рэм Петров, нужно снизить в нем содержание белков вируса гриппа, а это было возможно только в присутствии усиливающего антигенные свойства носителя. Азоксимера бромид позволил уменьшить количество антигенов в препарате втрое.
К 1986 году была создана первая в мире гриппозная полимер-субъединичная вакцина «Гриппол». За счет снижения антигенной нагрузки она безвредна, не вызывает болезненных ощущений в месте введения и воспалений. Препарат содержит по 5 мкг гемагглютинина каждого из трех актуальных штаммов вируса в противовес 15 мкг на каждый вариант гриппа в других наиболее распространенных инактивированных расщепленных и субъединичных вакцинах. При этом гриппол эффективно индуцирует длительный гуморальный ответ и, что важно, – клеточный иммунитет, который играет большую роль в защите от дрейфовых вариантов вируса.
Кроме того, сам полиоксидоний оказывает детоксирующее и антиоксидантное действие и способен мягко корректировать иммунные показатели у людей с исходно измененным иммунным статусом – например, у тех, кто страдает аутоиммунными заболеваниями, врожденным или приобретенным иммунодефицитом.
Все эти свойства, выявленные в доклинических и клинических исследованиях, делают препарат при сохранении эффективности безопасным для тех групп людей, у которых большая доза антигена может вызывать нежелательные реакции, – для детей, пожилых людей, людей с хроническими заболеваниями и нарушениями иммунной системы, для беременных женщин.
Чтобы получить разрешение на клинические исследования, сотрудники института провели «авторский опыт», испытав гриппозную вакцину на себе. К концу 1990 года вакцина прошла два этапа клинических испытаний. Но тогда завершить испытания и внедрение препарата помешали политические события, всколыхнувшие всю страну.
С началом «лихих девяностых», вспоминают сотрудники института, финансирование исследований прекратилось, ученые должны были начать зарабатывать самостоятельно. Были и сокращения, и задержки зарплаты, работа в неотапливаемых помещениях. Но ученых поддерживала идея, да и к внедрению своих разработок они подобрались уже совсем близко.
В 1996 году оба препарата – полиоксидоний и гриппол – были зарегистрированы в России. Для выпуска промышленных партий необходимо было создать и наладить производство. С этого момента начинается история компании НПО «Петровакс Фарм», основанной Аркадием Некрасовым и его коллективом.
В 2006 году субъединичная инактивированная полимер-адъювантная вакцина «Гриппол» будет включена в Национальный календарь профилактических прививок России. Субъединичная вакцина третьего поколения состоит из поверхностных антигенов, культивированных на куриных эмбрионах здоровых кур, вирусов гриппа типа А и В. А содержащийся в ней в качестве адъюванта полиоксидоний обладает иммуностимулирующим действием и повышает устойчивость организма к другим инфекциям.
Компания «Петровакс Фарм» продолжала исследовать свойства пригодного для использования в других конъюгированных препаратах адъюванта и вела разработки своей гриппозной вакцины, адаптируя ее действие под актуальные задачи и требования иммунологии. В 2008 году на рынок была выведена усовершенствованная версия препарата. За счет новой барьерной технологии производства, подразумевающей ограниченный доступ к продукту, полную автоматизацию розлива и упаковки и контроль качества на всех этапах, этот препарат произ водится без используемого ранее консерванта тиомерсал. Вакциной, получившей название «Гриппол Плюс», к сегодняшнему моменту привито более 140 млн человек.
Следующей ступенью развития будет вывод на российский рынок квадривалентной вакцины. До 2000 года в мире превалировали штаммы А/Н1N1, A/H3N2 и штамм В Ямагатской линии, однако уже в сезоне 2010 года до 94% случаев гриппа от общего уровня заболеваемости вызывал штамм В Викторианской линии.
В сентябре 2018 года произведена первая партия вакцины «Гриппол Квадривалент», включающая антигены четырех актуальных штаммов вируса гриппа. По прогнозу, замена тривалентной вакцины на квадривалентную позволит предотвратить в России почти 270 тыс. случаев заболевания, а в денежном выражении – сохранить более 2,5 млрд рублей. Распространенность таких вакцин в мире пока невелика – помимо России, независимое производство есть в Австралии, США, Канаде, Новой Зеландии, Германии и Франции.
Кроме ежегодных сезонных эпидемий раз в 60 или 70 лет в мире вспыхивают пандемии гриппа, не обусловленные дрейфовыми вариантами вируса и более опасные для людей. Геном вируса гриппа состоит из восьми относительно независимых сегментов РНК. При попадании двух различных штаммов в одного хозяина может произойти пересортировка этих сегментов – обмен участками генов различных видов вируса между собой. Возникает абсолютно новый штамм-реассортант, который, в отличие от сезонных (эпидемических) вариантов вируса гриппа, заранее определить невозможно. При встрече с таким штаммом организму нечем ответить – с точки зрения наличия антител население оказывается стерильным. За счет этого пандемические варианты вируса отличаются намного более высокими, по сравнению с эпидемическими, показателями заболеваемости, возникновения осложнений и смертности инфицированных.
После повальной болезни домашней птицы в Гонконге, вызванной в 1997 году вирусом птичьего гриппа Н5N1, заболели 18 человек, шестеро из которых умерли. Поэтому ученые стали уделять особое внимание птичьему гриппу, как возможному возбудителю пандемии гриппа у людей. По данным ВОЗ, с 2003 по 2019 год в мире зарегистрировано 879 подтвержденных случаев заболевания людей птичьим гриппом A(H5N1), 460 из которых – с летальным исходом.
В XX веке фиксировали несколько пандемий – в 1918, 1957 и 1968 годах, и все они были вызваны мутирующими в результате обмена генетическим материалом штаммами птичьего гриппа.
В 1918 году, по разным оценкам, в результате заболевания и от осложнений во время пандемии гриппа («испанки») погибли от 20 до 40 млн человек. С 2000 года ВОЗ, зафиксировав учащение вспышек птичьего гриппа и случаев передачи его человеку, начала глобальную подготовку к новой пандемии. Несмотря на то что наиболее активно проявляет себя штамм H5N1, кандидатами в пандемические считаются и другие подтипы птичьего гриппа серотипа А: H5N2, H5N3, H9N2.