Как известно вакцина – это медицинский препарат биологического происхождения, обеспечивающий организму появление приобретённого иммунитета к конкретному антигену. Вакцина обычно содержит агент, который напоминает вызывающий заболевание микроорганизм, и часто производится из ослабленных или убитых форм микроба, его токсинов или одного из его поверхностных белков. Агент стимулирует иммунную систему организма распознавать агент как угрозу, уничтожать его и далее распознавать и уничтожать любые микроорганизмы, связанные с этим агентом, с которыми он может столкнуться в будущем. Разработчики вакцин добавляют некоторые странные вещества, такие как алюминий или экстракт из печени акул. Многие вакцины просто не работают без них – но никто не знает почему.

Немного истории

Фото / Cottonbro / pexels.com

В 1925 году французский ветеринар и биолог Гастон Рамон приступил к эксперименту по испытанию новой вакцины против дифтерии. Эксперимент ставился на лошадях, и тогда он сделал случайное открытие: у некоторых животных развивались абсцессы в местах инъекций, и это в свою очередь развивало более сильную иммунную реакцию. Это заставило его задуматься – что еще он мог добавить к вакцине, чтобы это произошло. В течение следующего года Гастон Рамон тестировал причудливый набор ингредиентов, по-видимому, основанный на том, что можно было найти на его кухне. Вместе с вакциной против дифтерии подопытным животным вводили тапиоку, крахмал, агар, лецитин и даже хлебные крошки. Звучит дико? Однако, эксперименты увенчались успехом. Животные, которым давали вакцины, включавшие в себя такие наборы компонентов, вырабатывали значительно больше антител.

Так и родилась область адъювантов, то есть соединений или комплекса веществ, используемых для усиления иммунного ответа при введении одновременно с иммуногеном. Эти вещества можно добавлять в вакцины, чтобы сделать их более эффективными. Они широко используются и по сей день – и они не менее странны, чем были вначале истории вакцинации.

Странные компоненты

Фото / Dmitry Bayer / unsplash.com

Наиболее часто используемым адъювантом в медицинских вакцинах является алюминий. Это химическое вещество содержится в большинстве вакцин, включая вакцины против дифтерии, столбняка и коклюша (DTP), а также те, которые защищают от гепатита А, гепатита В, ВПЧ, японского энцефалита, менингита, сибирской язвы, пневмококка и гемофильного гриппа типа В.

Другое популярное вещество сквален – маслянистое вещество, получаемое из печени акулы и экстракта из коры дерева квиллайя.

Статистика говорит, что вакцины спасают от двух до трех миллионов жизней в год, а также предотвращают пожизненную инвалидность вследствие широкого ряда заболеваний. Никто точно не определил, какая доля этих спасенных жизней приходится на адъюванты. Но, благодаря их работе организм человека начинает реагировать на вакцины более эффективно. В некоторых демографических группах, таких как пожилые люди, некоторые вакцины просто не работают без их помощи.

Без адъюванта антитела обычно исчезают, возможно, через несколько недель или месяцев. Но с адъювантами они могут продержаться несколько лет. Если вакцина не будет включать адъюванты – выработка антител у человека будет очень, очень низкой, потому что сам антиген не может индуцировать выработку антител.

На протяжении более чем столетия, почему эти, казалось бы, случайные ингредиенты так важны для вакцин, оставалось полной загадкой. Теперь ученые спешат разгадать их секреты.

Скандал, изменивший репутацию вакцин

Фото / CDS / unsplash.com

Такая концепция добавок в вакцинах может показаться тревожной, однако они включены в вакцины в микроскопических количествах. В типичной дозе вакцины содержится всего лишь 0,2 мг алюминия, что эквивалентно весу одного макового семени. Весомым доказательством является то, что адъюванты не приводят к серьезным побочным эффектам. На самом деле, безопасность – это причина, по которой адъюванты были популяризированы в первую очередь.

Вот один скандал, который подтолкнул ученых к поиску новых способов изготовления вакцин. В 1970-х годах детский невролог Джон Уилсон выступил с речью в Королевском медицинском обществе, которая вызвала споры, длившиеся десять лет. Джон Уилсон утверждал, что 36 детей получили повреждение мозга  и ошибочно обвинил в этом вакцину от коклюша.

Эта история была подхвачена журналистами, и вскоре она превратилась в настоящий скандал – полный специальных новостей в прайм-тайм и заголовков на первых полосах. В последующие годы показатели вакцинации против коклюша в Великобритании упали более чем наполовину, а в некоторых странах и вовсе прекратились.

Хотя некоторые первоначальные исследования, по-видимому, подтверждали эту связь, их методология была поставлена под сомнение, и ряд крупномасштабных исследований впоследствии не смогли найти никаких доказательств в поддержку связи между вакциной и энцефалопатией.

Но вакцина действительно вызывала некоторые легкие немедленные побочные эффекты, такие как лихорадка, и это было легко спутать с чем-то более зловещим. Более серьезные побочные эффекты считались крайне редкими. Однако такой негативный ажиотаж побудил ученых искать новые способы изготовления вакцин.

Ранее большинство вакцин делалось с использованием живых микроорганизмов, которые были ослаблены каким–то образом, чтобы сделать их менее вредными, и в то же время помогая организму распознавать их. В последнем случае речь шла о коклюшной вакцине, которую вводили вместе со столбняком и дифтерией (DTwP). Эти вакцины иногда сопровождались временными симптомами, потому что они имитировали естественные инфекции. И точно так же, как естественные инфекции, они были очень эффективны в создании иммунитета, часто вызывая мощные реакции, которые будут длиться десятилетиями. Многие вакцины, содержащие живые микроорганизмы, также обеспечивали своего рода случайную дополнительную защиту от неродственных инфекций, которая продолжает приносить пользу людям и по сей день.

Новая система была другой. После коклюшной паники ученые стали отдавать предпочтение просто включению определенных частей микроорганизмов, таких как токсины, которые они производят, или фрагменты с их внешней поверхности. Эти новые вакцины были так же безопасны и гораздо более удобны для приема. Но тут была одна загвоздка. Создание вакцин таким образом означает, что они менее иммуногенны – защита, которую они обеспечивают, не так надежна, и она не длится так долго. Чтобы преодолеть это, ученые обратились к адъювантам.

Алюминиевый парадокс

Британский иммунолог Александр Гленни сделал одно случайное открытие. В 1926 году его команда пыталась очистить токсин, вырабатываемый бактериями дифтерии, чтобы он менее быстро растворялся в организме в надежде вызывать более сильный иммунный ответ. Чтобы добиться этого, Гленни попробовал использовать соли алюминия. Когда он привил морских свинок свежеприготовленным дифтерийным токсином, произошло нечто неожиданное. Те, кому ввели токсин плюс соли алюминия, выработали гораздо более сильный иммунитет, чем те, кому ввели только токсин, и не потому, что он был более чистым. Они реагировали на сам алюминий. Сам Дженни посчитал, что соли алюминия помогают связывать основной ингредиент вакцины с частью патогена, тем самым медленнее представляя его иммунной системе. Это может дать иммунной системе больше времени для ответа и, следовательно, привести к усилению иммунитета. Но эта идея оказалась лишь частью более сложной.

Одна из теорий заключается в том, что токсичность солей алюминия является, как это ни парадоксально, причиной их воздействия. Поврежденные клетки высвобождают мочевую кислоту, которая активирует иммунную реакцию, связанную с повреждением. Иммунные клетки стекаются на место, начинают вырабатывать антитела – и только так вакцина делает свою работу.

На самом деле существует много различных типов адъювантов и много различных потенциальных механизмов, которые лежат в основе того, как работают эти компоненты. Но самое главная их черта, это то, что они привлекают внимание иммунной системы, и это приводит к более сильной памяти о патогене, на который похожа вакцина.

Фото / Laura College / unsplash.com

Возьмем сквален, масло из печени акулы и ключевой ингредиент адъюванта MF59. Его добавляют в вакцины против сезонного гриппа, и в настоящее время исследуется на предмет использования в вакцинах против Covid-19. Однако это вызывает некоторые споры, что при производстве коммерческой и широкомасштабной вакцины придётся истребить некоторое количество акул, которые и так находятся на грани исчезновения. Поэтому ученые начинают задаваться вопросом, могут ли они придумать что-то лучше, чем эти случайные адъюванты.

Фото превью / Cottonbro / pexels.com

То, чего вы не знали о компонентах вакцин