Четыре десятка макак-резусов, возможно, успешно боролись с обезьяньим эквивалентом ВИЧ в ходе серии испытаний того, что на сегодняшний день выглядит как самая мощная вакцина-кандидат от ВИЧ.
Но ровно столько же обезьян не отреагировали на вакцину, и исследователи размышляют над тем, как превратить вакцину, которая эффективна для некоторых, в вакцину, которая работает для всех, не превращая ее во что–то вредное.
Первоначально эта статья была опубликована в информационном бюллетене NAM “Обновление о лечении ВИЧ”, который издавался с 1992 по 2013 год.
Этой статье более 11 лет. Ознакомиться с более свежими статьями на эту тему
Вакцина
Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature в прошлом месяце1, а обновленные результаты были представлены главным исследователем Луисом Пикером на конференции “Вакцина против СПИДа 2013” 8 октября.
Вакцина RhCMV/SIV содержит фрагменты вируса иммунодефицита обезьян (ВИО), аналога ВИЧ, полученного от обезьян-резус (Rh), инкапсулированного в оболочку обезьяньей версии цитомегаловируса (ЦМВ), почти повсеместно распространенного вируса семейства герпесвирусов.
Это работает как имитация заражения. Оболочка одного вируса – переносчик – используется для заражения клеток с помощью инструкций по производству белков, которые принадлежат другому вирусу. Эти белки SIV, лишенные важнейших компонентов, сами по себе не могут вызвать инфекцию, как не может завести разобранный автомобиль. Но они предупреждают иммунную систему, так что, когда появляется настоящая инфекция, она немедленно распознается и локализуется.
Часть иммунной системы, на которую воздействуют подобные вакцины, – это клеточная иммунная система, а именно клетки CD8. Если CD8-клетки могут быть сенсибилизированы вакциной, они уничтожат клетки, инфицированные настоящим вирусом.
Это имеет решающее значение в случае ВИЧ–инфекции, поскольку при активном анальном сексе существует короткий промежуток времени – возможно, всего четыре часа – для того, чтобы остановить проникновение вируса вглубь организма инфицированными клетками слизистых оболочек. Там они встраивают свои гены в ДНК долгоживущих клеток памяти в лимфатических узлах, становясь в процессе невидимыми для иммунной системы и, следовательно, хронической инфекцией. (При вагинальном сексе этот процесс, по-видимому, занимает около четырех дней, что является одной из причин меньшей эффективности в передаче ВИЧ.)
В отличие от обычной вакцины, которая стимулирует другое звено иммунной системы, основанное на антителах, вакцина против CD8 не обязательно полностью остановит инфекцию. Вместо этого она будет сдерживать ее, отгоняя и нейтрализуя клетки, пораженные вторгшимся вирусом.
Вакцины против ВИЧ, стимулирующие клеточный иммунитет, не новы. Но до сих пор их эффективность в испытаниях на людях была разочаровывающей. Предыдущая вакцина, в ходе испытания которой использовался вирусный переносчик на людях, STEP, возможно, на самом деле повысила уязвимость некоторых людей к ВИЧ.
Интересным аспектом этой вакцины на основе ЦМВ является то, что мы впервые увидели, как вакцина действует настолько эффективно, что полностью уничтожает инфицированные клетки.
Вакцина на основе ЦМВ, по-видимому, более эффективна, поскольку она предупреждает другую подгруппу иммунных клеток о ранее опробованных вакцинах. Это клетки “эффекторной памяти”, которые выстилают мембраны и ткани организма, уже готовые к появлению чужеродных захватчиков, в отличие от клеток центральной памяти, которые находятся глубоко внутри тела и находятся на дежурстве, но не на патрулировании.
Другое действительно важное отличие вакцины против ЦМВ заключается в том, что предыдущие переносчики вирусов выводятся из организма точно так же, как мы это делаем при простуде. Но ЦМВ, независимо от того, является ли он вирусом или переносчиком, продолжает размножаться в организме, а это означает, что иммунный ответ, который он вырабатывает на себя и ВИЧ, также не ослабевает.
Исследование
Недавний отчет в журнале Nature Journal3 о вакцине на основе ЦМВ был подхвачен основной прессой и, как и многие недавние научные достижения в области борьбы с ВИЧ, воспринят как следующий шаг на пути к излечению.
Это не. В ходе этого испытания произошло следующее: в трех отдельных группах 46 макакам-резус была введена вакцина против RhCMV/SIV. Затем, 13 месяцев спустя, они подверглись заражению ВЧК: 24 обезьянам мужского и женского пола еженедельно вводили до десяти инъекций вируса в прямую кишку для имитации анального секса, 16 самок были инфицированы аналогичным образом вагинально, а шестерым – до трех прямых инъекций ВЧК в низких дозах для имитации совместного использования игл. Как показывают анализы крови и клеток, взятые вскоре после заражения, все они заразились ВМС.
Плохая новость и причина, по которой это не является “лекарством”, заключается в том, что у 22 (48%) обезьян вакцина не сработала. (К октябрю было инфицировано 96 обезьян, и вакцина не сработала у 48 из них.) У них развились ВМС-инфекции с высокой вирусной нагрузкой, в том числе у четырех из шести обезьян, инфицированных путем инъекции. Это также означает, что они умрут в течение года или двух, если их не лечить антиретровирусными препаратами: выбранный штамм SIV является высокопатогенным и, как правило, в течение длительного времени поддерживает вирусную нагрузку в крови на уровне миллиона копий/мл или более. Еще одна причина, по которой это не является “лекарством”, заключается в том, что это исследование проводится на животных, и до сих пор многообещающие признаки успеха в исследованиях на животных часто не приводили ни к чему большему.
Третья причина для более осторожных сообщений заключается в том, что некоторые исследователи обеспокоены тем, что ЦМВ недостаточно безопасен для использования в вакцине для людей; сам факт того, что он настолько активен и стимулирует такой сильный иммунный ответ, беспокоит людей тем, что в результате рекомбинации (так называемого “вирусного секса”, при котором эти вирусы маленькие существа обмениваются генами), ВИЧ мог бы реконструировать себя с помощью вакцины.
Хорошая новость заключается в следующем: другая половина вакцинированных обезьян также заразилась ВИО. В том, что ВИО был там, не было никаких сомнений: как мы уже говорили выше, он обнаружился в клетках. Но это была такая жалкая, малозаметная инфекция, что у этих обезьян даже не вырабатывались антитела к вирусу, а это означало, что тест на SIV был отрицательным. Вирусная нагрузка в крови у большинства из этих 24 обезьян никогда не превышала пяти копий/мл, хотя у пяти наблюдались нерегулярные всплески до 10 000 копий/мл в первые три месяца после заражения, но никогда после (за одним важным исключением, о котором мы подробнее расскажем ниже).
Пять вакцинированных обезьян были умерщвлены через пять недель после вакцинации для проведения аутопсии. У них были обнаружены следы ВМС в 2% образцов иммунной ткани (из лимфатических узлов, селезенки, кишечника, костного мозга и печени). Это сопоставимо со 100% образцов, взятых у инфицированных, но непривитых обезьян; 16% образцов у обезьян, у которых вирусная нагрузка спонтанно контролировалась; и 6% образцов у обезьян, получавших антиретровирусные препараты (тенофовир, ралтегравир и дарунавир в усиленной форме).
Исключив вирусный белок vif из состава вакцины, исследователи смогли показать, что инфекцию контролируют иммунные реакции, вызванные вакциной, а не вирусом.
Хотя сильные иммунные реакции на другие белки уже присутствовали на момент заражения, иммунный ответ на vif достиг аналогичного уровня только через две недели после заражения.
Однако самое интересное в этой вакцине то, что даже эта незначительная инфекция со временем исчезла. Однако впервые об этом исследовании сообщалось два года назад, когда у 72% обезьян, инфицированных ректально, через год после заражения исчезли все следы вирусной инфекции. Теперь, спустя три года после заражения у обезьян, инфицированных ректально, и по прошествии как минимум года у обезьян, инфицированных вагинально и с помощью инъекций, анализы крови и образцы клеток не смогли обнаружить следов вируса ни у одной из обезьян, у которых вирусная нагрузка в крови не определялась. Более того, в то время как уровень иммунного ответа на вакцину оставался высоким, уровень иммунитета к самой ВИЧ-инфекции снизился до нуля через год после заражения, потому что к тому времени вокруг было так мало вируса, что иммунная система не могла его распознать.
На некоторых обезьянах были проведены более тщательные тесты. Еще более высокочувствительные анализы на шести вскрытых обезьянах не выявили следов вируса. У трех из них иммунодепрессанты истощили количество клеток CD8: вирус не появился вновь. И, наконец, в ходе эксперимента, который вы никогда не смогли бы провести на людях, иммунные клетки были пересажены от семи вакцинированных обезьян, двух обезьян, получавших АРТ, и одной обезьяны – “элитного контролера” десяти незараженным обезьянам. Ни у одной из семи обезьян, получивших клетки от вакцинированных обезьян, не развилась вирусная инфекция, в отличие от остальных трех.
Дальнейшие шаги
Таким образом, это похоже на вакцину, которая также действует как лекарство. Но почему она сработала только у половины обезьян? Как мы можем заставить это работать на другую половину?
Очевидно, что это будет следующий важный исследовательский вопрос, на который предстоит ответить. Одной из подсказок, которые у нас есть, являются две “прорывные” инфекции. У одной из вакцинированных обезьян, которая была инфицирована ректально, и у другой – вагинально, через несколько месяцев после заражения началась выявляемая вирусная нагрузка SIV. У обезьяны, инфицированной вагинально, этот показатель был довольно низким, обычно в пределах тысячи копий/мл, и сопровождался внезапным повышением реакции CD8-клеток на SIV. По сути, она превратилась из обезьяны, вакцина которой контролировала ее инфекцию, в обезьяну, чей собственный организм (не полностью) контролировал ее, – она превратилась в элитного контролера. У обезьяны, инфицированной ректально, вирус распространился на полную инфекцию.
Расследование показало, что вирус “прорыв” был тем же вирусом, которым были заражены две обезьяны, так что это не было связано с устойчивостью к вирусу.
“По сути, это случайность. SIV – и ВИЧ–инфекции прячутся в самых разных местах организма, и патрулирующие клетки CD8 иногда могут пропустить место, где они размножаются”. – сказал Луис Пикер
Некоторые исследователи, с которыми я беседовал, обеспокоены тем, что вакцина на основе ЦМВ может быть опасной. “ЦМВ – это живая, продолжающаяся инфекция”, – сказал один из них. “Иммунный ответ силен, потому что он ведет себя как активно размножающийся вирус, и ЦМВ в целом действительно вызывает заболевания, в том числе связанные со СПИДом, у людей с очень ослабленной иммунной системой”.
Луис Пикер настроен более оптимистично. Он считает, что в ЦМВ есть что–то особенное – возможно, тот факт, что, с точки зрения эволюции, обезьяны и люди жили с ним долгое время. Таким образом, он вызывает иммунную реакцию “Златовласки”, которая не является ни слишком холодной и не дает эффекта, ни слишком горячей и сама по себе вызывает заболевание (большинство симптомов таких вирусов, как грипп, вызваны сильной иммунной реакцией организма, а не воздействием этого конкретного вируса). Это означает, что достаточно низкая доза вакцины обеспечивает защиту. В настоящее время изучается множество других вакцин-кандидатов против ВИЧ, в том числе на основе представителей того же семейства, что и ЦМВ. Беглый поиск показывает, что в настоящее время только в Англии и еще во многих странах мира проводится по меньшей мере восемь отдельных испытаний вакцины фазы 1 (измерение безопасности и иммунного ответа), и все они проводятся на людях. Один из них может дать достаточно положительные результаты, чтобы начать масштабное испытание эффективности вакцины раньше, чем через пять лет, которые могут потребоваться для превращения вакцины Пикера в вакцину, адаптированную для человека, и последующего проведения испытаний первой фазы – мы надеемся, что это действительно произойдет.
Возможны и другие сюрпризы, а также токсичность. Многие лабораторные животные скрещиваются и генетически схожи. Что, если 48% не ответивших на лечение животных были генетически разными? Это не сулит ничего хорошего для вакцины, которая будет работать в генетически разнообразной человеческой расе.
Но это испытание вакцины в чем-то отличается от предыдущих испытаний. Дело не только в том, что это может быть как лекарство, так и вакцина (хотя ее действие может длиться очень долго, чтобы уничтожить хроническую инфекцию у человека), но и в том, что она действительно что–то делает – устраняет инфекцию, а не просто вызывает поддающиеся измерению иммунные реакции.
Одним из препятствий на пути разработки вакцины против ВИЧ стала проблема суррогатных маркеров: хотя наши знания улучшаются, у нас по-прежнему нет набора иммунных реакций, которые мы могли бы измерить в организме и которые однозначно указывали бы на то, что вакцина имеет большие шансы сработать и должна быть принята в дальнейшем. только усугубляется при изучении различных видов.
Но эта вакцина действительно сработала, хотя и только на половине обезьян, и таким образом, что дает надежду не только людям, уязвимым к ВИЧ, но и тем, кто уже живет с ним.
Список литературы
- Хансен С.Г. и др. Иммунный контроль над высокопатогенной SIV-инфекцией. Nature, раннее онлайн-издание, 2013.
- Пикер Л. Доклиническая разработка вектора цитомегаловируса. Вакцина против СПИДа 2013, Барселона, выступление на симпозиуме, 03.03.2013.
- Хансен, 2013. указ. соч.
Помогите войти в историю – присоединяйтесь к испытаниям вакцины
Как мы упоминали выше, в настоящее время изучается множество других подходов к вакцинации против ВИЧ, включая некоторые испытания на людях в Англии. Только что начались два испытания, проводимые Имперским колледжем в Лондоне, и в настоящее время ведется поиск новых участников.
В одной из них три различных вида вакцины – ДНК ВИЧ, белки ВИЧ, заключенные в оболочку другого вируса, называемого MVA, и белок ВИЧ, называемый gp140, – вводятся в виде инъекций по двум разным схемам.
В другом случае вакцина под названием GTU®-Multi-HIV, которая уже была изучена в качестве терапевтической вакцины для людей с ВИЧ, будет вводиться в виде стандартной инъекции или двумя новыми методами: в виде раствора, наносимого на кожу, и в виде вакцины, вводимой методом электропорации, который использует легкий удар электрическим током, чтобы открыть каналы в клетках, чтобы вакцина могла попасть туда, где она действует более эффективно.
Заинтригованы? Хотите принять участие в исследовании? Вам необходимо быть ВИЧ-инфицированным (и пройти подтверждающий тест), возраст от 18 до 45 лет, а также соответствовать ряду других критериев.
Для получения более подробной информации, в том числе о том, как подать заявку на участие в обучении, смотрите www.helpmakehistory.mrc.ac.uk
