ганизм к встрече с настоящим врагом, необходимо время. И первым делом исследователи выясняют, на какую именно часть патогена нужно натаскивать иммунную систему, чтобы она выработала защиту, которая сработает и против полноценного вируса (дальше для экономии букв и страниц мы будем говорить только о вирусах, но в случае с бактериями смысл тот же). Для этого важно понять, на какой фрагмент вируса (ученые говорят «эпитоп») реагирует иммунитет при естественном заражении.
Ученые, создающие новые вакцины, так долго возятся с различными проверками не потому, что не умеют работать или пытаются состричь с государства побольше денег, как думают некоторые. Жесткие требования возникли не на пустом месте — это страховка от весьма неприятных последствий, которые могут наступить, если слишком поторопиться. И это не теоретические опасения: в истории внедрения вакцин было несколько печальных случаев, когда разработчики недостаточно тщательно подошли к тестированию и такое легкомыслие привело к реальным смертям. Первый произошел в 1955 году, когда компания Cutter Laboratories произвела партию «мертвой» — как они думали — вакцины от полиомиелита. Инактивированная вакцина Солка (названная по имени разработавшего ее американского вирусолога Джонаса Солка из Питтсбургского университета) представляла собой выращенный на линиях человеческих клеток и убитый формалином вирус полиомиелита. Однако в Cutter Laboratories нарушили некоторые стадии производственного процесса, и на рынок попал живой вирус. Результат — 40 000 заражений полиомиелитом среди привитых, 51 случай паралича и пять смертей. Еще 113 случаев паралича и пять смертей были зарегистрированы среди тех, кто контактировал с инфицированными детьми[286]. После этой трагедии FDA резко ужесточило требования к проверкам для производителей вакцин, что неизбежно привело к удлинению сроков их производства.
Второй инцидент, намного более безобидный, случился в самом конце 1990-х, когда в США была зарегистрирована первая в мире вакцина от ротавируса RotaShield. Спустя несколько месяцев после того, как педиатры начали капать ее младенцам, врачи заметили увеличение числа госпитализаций по поводу инвагинации кишечника. Это редкая, но довольно серьезная патология, когда одна часть тонкой кишки как бы вкладывается в другую. При правильно поставленном диагнозе она лечится, так что никто из детей не умер. Расследование показало, что в предварительных испытаниях, которые проводила компания — производитель вакцины, повышенный риск инвагинации был замечен, однако из-за недостаточной выборки добровольцев его недооценили. RotaShield запретили к применению, а разработчики двух других ныне существующих вакцин — RotaTeq и Rotarix — организовали масштабные клинические испытания, чтобы определить вероятность инвагинации. Для этих вакцин риск оказался примерно в десять раз ниже, чем при использовании RotaShield. Учитывая, что потенциальная польза от антиротавирусной вакцины намного превышает возможные риски инвагинации (в 2015 году, до запуска новых вакцин, в мире было зарегистрировано 950 млн случаев вызванной ротавирусом острой диареи у детей до пяти лет; 500 000 малышей погибли), надзорные ведомства в сфере здравоохранения разрешили применять RotaTeq и Rotarix[287].
Может показаться, что эти истории подтверждают доводы противников вакцинации об опасности прививок. На самом деле они свидетельствуют ровно об обратном. Невероятный успех массового вакцинирования случился не просто так: это результат тысяч исследований и внимательного анализа всех доступных данных, в том числе и о неудачах. По итогам любых косяков, которые неизбежно случаются, когда имеешь дело со сложными живыми системами, регуляторы вносят изменения в правила создания и тестирования вакцин, чтобы в будущем подобных инцидентов не происходило. В создании вакцин действует та же парадигма, что и при эксплуатации самолетов: любая катастрофа приводит к пересмотру и улучшению существующих практик, и очень редко следующая авария происходит по тем же причинам, что и предыдущие. Итог подобной «исключающей» политики — радикальное сокращение числа происшествий с течением времени.
Чтобы вычислить такое слабое место вируса, неплохо выяснить, как устроена вирусная частица, и особенно тщательно изучить ее поверхность, потому что иммунным стражам легче заметить и зацепиться за торчащие наружу белки, а значит, именно их логично выбирать в качестве мишени{49}. Для этого приходится использовать множество весьма трудоемких методов исследования — от рентгеноструктурного анализа до создания мутантных вирусов с «выбитыми» белками, которыми ученые заражают клетки в культуре и экспериментальных животных. Все эти операции требуют времени, денег и специально оборудованных лабораторий. В случае SARS-CoV-2 это должна быть лаборатория класса BSL-3.
По международной классификации все лаборатории, где работают с живыми организмами, делятся на четыре класса защиты. Обычным лабораториям, в которых ученые не имеют дела с опасными существами или вирусами, присваивается класс биобезопасности 1 (Biosafety level 1, BSL-1). Чем выше риск, что объект исследования может серьезно навредить людям, тем выше уровень защиты. С самыми опасными патогенами, скажем с возбудителями сибирской язвы, чумы, лихорадки Эбола или Крым-Конго, желтой лихорадки, бактериями, выделяющими ботулинический токсин, работают в лабораториях BSL-4. Лаборатории повышенных классов защиты проектируются и оснащаются особым образом, чтобы не допустить заражения персонала и «убегания» опасного патогена: на все каналы, которые так или иначе сообщаются с окружающей средой, устанавливаются фильтры, работа с патогенами проводится в комнатах с пониженным давлением, чтобы при случайном открытии двери потенциально зараженный воздух не вышел наружу, сотрудники обязаны носить защитные костюмы и так далее. Чем выше класс биобезопасности, тем серьезнее используемые меры защиты. С предшественниками нынешнего коронавируса SARS и MERS, убивающими 10 % и 30 % зараженных соответственно, работали в лабораториях BSL-4. SARS-CoV-2 менее опасен, и тем не менее все манипуляции непосредственно с вирусом можно проводить только в BSL-3-лабораториях.
Определив наиболее перспективные мишени, которые, с высокой вероятностью, будут привлекать внимание иммунных клеток (в случае ослабленных и инактивированных вакцин используются вирусы целиком), ученые приступают собственно к созданию препарата. Здесь тоже не все очевидно. Некоторые типы вакцин проще в производстве, но менее эффективны, другие же обещают хороший иммунный ответ, но их получение и транспортировка могут быть связаны с серьезными финансовыми издержками, а для неразвитых стран и вовсе невозможны. В обычное время, когда спешки с выпуском вакцины нет, эти сложности можно обойти, но в нынешней ситуации миллиарды доз вакцины необходимо произвести очень быстро, и эти соображения — те самые практические причины, о которых мы упоминали выше, — становятся серьезными аргументами за или против различных типов препаратов.
Определившись с типом вакцины и наработав некоторое количество доз, ученые приступают к тестированию (так как разработкой обычно занимается не одна лаборатория и/или компания, на этой стадии оказываются несколько возможных вариантов препарата). Первым делом исследователи проверяют эффективность вакцины в лабораторных условиях — на культурах клеток и животных. Если результат их устраивает, они начинают, так сказать, большое тестирование, которое включает минимум четыре фазы. Бравурные пресс-сообщения о перспективных вакцинах чаще всего пишутся именно в этот момент — и не столько для публики, сколько для инвесторов, потому что, хотя все предыдущие стадии разработки были весьма затратными, по сравнению с предстоящими расходами это просто семечки.
Первый раунд проверок, которые требуются для того, чтобы вакцина могла претендовать на официальную регистрацию, — доклинические, или предклинические, испытания. На этом этапе ученые вкалывают или иным способом вводят вакцину экспериментальным животным и в первую очередь смотрят, какие возникают нежелательные побочные эффекты. Заодно проверяют, насколько хорошо вакцина дает иммунный ответ, но это не основная цель на данной стадии. Если что-то идет не так, вакцину подправляют, а если это не помогает, отказываются от дальнейшей разработки. На этой же стадии исследователи приблизительно определяют максимальную безопасную и минимальную эффективную дозы — это дает диапазон концентраций для использования препарата.
Если предклиника проходит успешно, разработчики подают официальную заявку о работе над вакциной в надзорные органы, и тестирование продолжается уже в клинических испытаниях на людях. Начинается все с фазы один. Вакцину дают нескольким десяткам здоровых добровольцев, чтобы убедиться, что у нее нет серьезных нежелательных эффектов («несерьезные» вроде подъема температуры или боли в месте введения бывают неизбежно, и это не повод отказываться от вакцины). Если они есть — препарат возвращается на доработку или выкидывается. Также ученые проверяют, есть ли иммунный ответ на вакцину у людей.
Во время второй фазы клинических испытаний вакцину тестируют уже на сотнях добровольцев. Причем это должны быть не только здоровые и крепкие молодые взрослые, а люди из всех категорий, которым предполагается давать вакцину, в том числе дети и старики. Идея, что тестировать новые препараты на слабых и беззащитных — жестоко, в корне неверна: если этого не сделать, то под возможный удар попадают не десятки добровольцев в контролируемых условиях, а миллионы людей, которые могут не успеть обратиться за помощью. Собственно, основная цель фазы два — убедиться, что вакцина безопасна для массового применения. Вторая задача — понять, одинаково ли формируется иммунный ответ у разных когорт прививаемых. Чаще всего это не так, и, например, у пожилых он развивается хуже, чем у молодых. В этом случае необходимо оптимизировать схему вакцинирования для разных возрастов — к примеру, вводить людям старшего поколения несколько доз. Именно на второй фазе окончательно подбирается доза. Обычно на этой фазе отваливается большинство тестируемых препаратов.