Проблемы пептидных вакцин24.03.2021 20:33

В последнее время на рынок было выпущено большое количество вакцин от COVID-19, причём впервые массово применяются векторные и мРНК-вакцины. Часть людей опасается генноинженерных технологий (поверьте, вы их уже не раз использовали, например, в белковых субъединичных вакцинах от гриппа и/или гепатита B) и решают подождать выхода на рынок вакцин, основанных на более традиционных (с их точки зрения) технологиях, как, например, инактивированных вакцин.

Отдельной строкой идут пептидные вакцины, которые успешно маскируются под традиционные (белковые, субъединичные рекомбинантные). Почему это не совсем так и почему эти вакцины теоретически работать могут, но пока что в этом есть обоснованные сомнения? Именно заявленные попытки создания пептидных вакцин побудили написать эту статью: см., например, пост на Habr «Почему об этой вакцине молчат?» [1] о некоей пептидной вакцине Винфрида Штёкера, но в гораздо большей степени — развернувшаяся полемика [2] вокруг вакцины ЭпиВакКорона производства «Вектора» (прим.: это не векторная вакцина).

Для начала нам нужно вернуться к базовым понятиям, к биополимерам. Это нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) и белки. Первые состоят из нуклеотидов (азотистое основание + рибоза + остаток фосфорной кислоты), вторые — из аминокислот. Если мы возьмём некоторое количество аминокислот и соединим их пептидными мостиками, то получим пептид; если большое количество — полипептид, или белок.

Иммунитет реагирует именно на белки, причём не на произвольные белки вируса, а только на те, которые в состоянии увидеть: находящиеся непосредственно на поверхности вируса. Антитела распознают не весь вирус целиком, а конкретные участки (называемые эпитопами), причём площадь контакта весьма мала, порядка 7 кв. нанометров.

Идея пептидных вакцин состоит в том, что можно синтезировать какие-то аминокислотные последовательности, которые присутствуют в реальном вирусе, прицепить их к какому-то носителю (например, на основе N-белка коронавируса SARS-CoV-2) и предоставить в таком виде иммунной системе для распознавания.

Звучит достаточно просто — мы дёргаем аминокислотную последовательность, синтезируем пептид и мы уже на полпути к получению готовой вакцины, так? Нам не нужно синтезировать генноинженерный белок огромных размеров, как в случае субъединичных вакцин; не нужно делать вектор (аденовирус со встроенной в его геном последовательностью, кодирующей белки коронавируса), не нужно изготавливать мРНК с заменой уридина на псевдоуридин.

Однако тут возникают проблемы. Дело в том, что реальные белки существуют не просто как аминокислотные последовательности (первичная структура), у них существует многоуровневая структура организации (вторичная, третичная и четвертичная структуры).

Фактически, нам необходимо выбрать последовательность так, чтобы она «свернулась» в нужную пространственную конформацию (конформация — взаимное расположение аминокислот, соединённых друг с другом пептидными мостиками на уровне первичной структуры и водородными мостиками на более высоком уровне организации молекулы). Такое в теории возможно, если попасть в гибкий участок без вторичной структуры или концевой домен [3]. Если, конечно, у нашего вируса вообще есть подходящие участки.

На выбранных нами участках также могут находиться сайты гликозилирования (попросту говоря, аминокислота связана с остатком сахара), которые не дадут антителу прикрепиться. И, конечно, никто не может гарантировать, что мы сразу попадём в нужные эпитопы.

Рассмотрим для примера иллюстрированную структуру вакцинного пептида «ЭпиВакКороны» и структуру белка реального вируса SARS-CoV-2.

Несложно заметить, что две данных пространственных конфигурации непохожи друг на друга. В этом случае антитела тоже могут появляться, только вот в том, что они будут нейтрализовать вирус, существуют серьёзные сомнения.

В случае с вышеописанной вакциной Винфрида Штёкера [1] (которую, надеемся, никто не принял всерьёз) достаточно ясно, откуда берётся высокий титр антител: дело в том, что в вакцине используются те же самые пептиды, что и в тестах. То есть проверяется не нейтрализация вируса SARS-CoV-2, а проверяется соответствие абстрактному тесту.

В случае с вакциной «ЭпиВакКорона», которая уже находится в гражданском обороте, сомнения существуют не меньшие, перечислим самые важные пункты:

1. После вакцинации ЭпиВакКороной в крови вакцинированных появляются некие антитела. При ближайшем рассмотрении они определяются лишь тест-системами, которые были созданы самим Вектором (сравните с предыдущей «вакциной»)

2. Говорится, что у некоторой доли вакцинированных ЭпиВакКороной были обнаружены антитела, нейтрализующие вирус. Откуда эти антитела появились, сказано не было. Не было также сказано, когда они появились. Возможно, эти люди переболели COVID-19 или были вакцинированы другой вакциной (некоторые участники КИ ЭпиВакКороны действительно прервали участие и вакцинировались Спутником V в рамках общегражданской программы) — не было показано то, что данные антитела появились вследствие вакцинации

3. Представители Вектора утверждают, что в опытах над вакцинированными животными у тех не наблюдалось поражения лёгких. Хотя в других источниках они утверждали прямо противоположное

4. Документально зафиксированы случаи КОВИД-пневмонии (подтверждённой результатами тестов, ПЦР+, КТ = матовое стекло, поражение паренхимы, то есть это точно Ковид19-пневмония) у людей, которые принимали участие в тестах ЭпиВакКороны и точно получили не плацебо [2].

Как известно, бремя доказательства лежит на утверждающем. Однако в рецензируемых научных журналах мы не находим ни одной публикации, где бы предоставлялись доказательства эффективности. Таким образом, можно сказать, что таковых доказательств для каких-либо пептидных вакцин на сегодняшний день не существует.

Описанные выше проблемы вакцин этого типа не являются чем-то новым; так, например, они описаны в статье 1982 года. Исследователи пытались получить пептидную последовательность, которая выступала бы в качестве вакцинной для вируса ящура [4]. Если коротко, то в одном случае они получили значимый результат; однако работало это только на одном штамме и для практического применения не годилось (что не умаляет ценности работы в целом).

Благодарности

Инициативной группе добровольцев-исследователей «ЭпиВакКороны» за помощь в подборке материала.

Ссылки

1. Почему об этой вакцине молчат?, Habr

2. Неофициальная гражданская группа «ЭпиВакКорона»

3. Goding J.W. Monoclonal antibodies: principles and practice. — Elsevier, 1996.

4. James L. Bittle et al, Protection against foot-and-mouth disease by immunization with a chemically synthesized peptide predicted from the viral nucleotide sequence, Nature, 1982