Печень акулы и мыльное дерево: зачем в вакцины добавляют странные вещества

В состав многих вакцин входят довольно странные вещества, например алюминий или экстракт из печени акулы. Дело в том, что большинство вакцин без них не работает, но почему — никто не знает, пишет ВВС.

Фото: Shutterstock

1925 Гастон Рамон начал эксперимент, который он сам назвал «интересным».

В течение нескольких лет французский ветеринар испытывал на лошадях новую вакцину от дифтерии и вдруг сделал неожиданное открытие. У животных, у которых в месте прививки образовался неприятный абсцесс, иммунная реакция была сильнее.

И врач начал рассуждать, что еще можно добавить к вакцине, чтобы способствовать этому процессу.

В течение следующего года Рамон испытал оригинальный комплекс ингредиентов, которые он, очевидно, нашел у себя на кухне. Вместе с вакциной от дифтерии его несчастным пациентам вводили тапиоку, крахмал, агар, лецитин (эмульсия масла, которое обычно содержится в шоколаде), а также сухари.

Эксперименты были успешными. Животные, которым вводили вакцины с сумасшедшими ингредиентами Рамона, имели гораздо больше антител, чем те, которых прививали вакциной без добавок.

Другими словами, дополнительные компоненты улучшали защитные силы организма перед дифтерией.

Так возникла целая отрасль фармакологии, изучающая адъюванты — вещества, предназначенные для ускорения и усиления действия основного компонента лекарств.

Адъюванты используют по сей день — и теперь они не менее удивительны, чем были изначально.

Самый распространенный в мире адъювант — алюминий. Это химическое вещество содержится в большинстве вакцин, в частности в АКДС, а также в вакцинах от гепатита А, гепатита В, вируса папилломы человека, японского энцефалита, менингита В, сибирской язвы, пневмококка и гемофильной инфекции типа b.

Среди других популярных вспомогательных ингредиентов — сквален. Это маслянистое вещество, которое изготавливают из печени акулы, и экстракта коры дерева квиллайи, из которой коренные американцы изготавливают мыло.

Новейшие добавки (их еще даже не лицензировали) являются, пожалуй, самыми удивительными из всех. Это отделенные от тела хвосты бактерий и «бактериальные призраки», изготовленные из пустой оболочки микроорганизмов.

Известно, что вакцины ежегодно спасают жизни от двух до трех миллионов человек, а также предотвращают инвалидность на всю жизнь.

Какая доля этого успеха приходится на адъюванты, никто не изучал.

Но, заставляя организм сильнее реагировать на вакцину, они делают прививки эффективными и дают более длительную защиту, чем было бы без них. В некоторых возрастных группах, например у пожилых людей, определенные вакцины вообще не имели бы эффекта без адъювантов.

«Без адъюванта антитела обычно исчезают через несколько недель или месяцев. А с ними они могут продержаться несколько лет», — отмечает Бинбин Сан, инженер-химик из Технологического университета Даляня в Китае.

Но почему эти случайные компоненты играют такую ​​важную роль в прививке, более века оставалось загадкой. Однако теперь ученые пытаются ее разгадать.

По теме: У испытуемых российскую вакцину от COVID-19 выявили коронавирус

Ложная тревога

Впрочем, хотя эти причудливые ингредиенты в вакцинах пугают, добавляют их в микроскопических количествах. Например, в обычной дозе вакцины содержится всего 0,2 мг алюминия, а это меньше, чем весит одно семечко мака.

Нет и доказательств того, что любой из применяемых до сих пор адъювантов вызывает побочное действие.

На самом деле именно благодаря своей безопасности адъюванты и стали такими популярными.

Еще в 1970-х детский невролог Джон Уилсон выступил с речью в Королевском медицинском обществе, объявив, что у 36 детей после вакцинации от коклюша произошло повреждение мозга.

Несмотря на то, что он ошибся, история получила огромный резонанс. Ее подхватили журналисты, и в последующие годы вакцинация от коклюша в Великобритании снизилась более чем наполовину. А в некоторых странах ее вообще прекратили.

Опасения не соответствовали действительности — вакцину широко применяли в течение десятилетий без каких-либо инцидентов. Но она действительно имела несколько негативных побочных эффектов, таких как лихорадка, которую было легко спутать с чем-то опасным.

В конце концов, скандал побудил ученых искать новые способы изготовления вакцин.

Ранее большинство из них изготавливали с применением или живых, но ослабленных микроорганизмов, что помогало организму их распознать, или мертвых целых.

Последнее касалось и вакцины от коклюша, которую вводили вместе со столбняком и дифтерией (DTwP).

Прививки такими вакцинами иногда сопровождалось временными симптомами, поскольку они имитировали природные инфекции. И так же как природные инфекции, они были высокоэффективными в формировании иммунитета, который мог длиться десятилетиями.

Многие вакцины, которые содержат живые микроорганизмы, также обеспечивают дополнительную защиту от не связанных с данной прививкой инфекций, что принесло немало пользы человечеству.

Новый подход был кардинально другим. После вызванной коклюшем паники ученые начали включать только определенные части микроорганизмов, например токсины, которые они производят, или фрагменты их внешней поверхности. Эти новые вакцины были таким же безопасными и намного удобнее для использования. Правда, было одно «но».

Изготовленные таким образом вакцины получались менее «иммуногенными», то есть защита от них была не такой надежной и длилась меньше. Чтобы решить эту проблему, ученые обратились к адъювантам.

Парадокс алюминия

Алюминий является не только самым распространенным адъювантом, но и одним из древнейших.

Вскоре после того как Рамон обнаружил, что его лошади лучше реагируют на вакцины с добавлением кулинарных ингредиентов, британский иммунолог Александр Гленни сделал еще одно случайное открытие.

В 1926 году его команда пыталась очистить токсин, который вырабатывают бактерии дифтерии, чтобы он не растворялся в организме так быстро. Исследователи надеялись, что токсин задержится дольше в месте инъекции и повлечет более сильный иммунный ответ.

Для этого Гленни попытался использовать соли алюминия. Как гласит легенда, это было первым, что он увидел на полке с химическими веществами в своей лаборатории — кто знает, возможно, они были расположены в алфавитном порядке.

Но когда он привил только что изготовленным дифтерийным токсином морских свинок, произошло нечто неожиданное. Животные, которые получили токсин с солями алюминия, производили намного более сильный иммунитет, и причина была именно в применении алюминия.

Алюминий до сих пор добавляют в вакцины в форме солей. Это обычно гидроксид алюминия (который также используют при изжоге), фосфат алюминия (входит в состав стоматологических пломб) и сульфат алюминия-калия, который иногда содержится в разрыхлителях.

Одним из объяснений действия алюминия является токсичность его солей. Они заставляют клетки высвобождать мочевую кислоту, которая активирует иммунную реакцию.

Иммунные клетки отправляются в места, где оказались чужеродные микроорганизмы, — и вуаля, вакцина сработала.

Другая идея основывается на том, что в процессе прививки центральную роль играет рецептор Nalp3.

Как показали исследования, алюминий в вакцинах активирует этот рецептор, который действует как своеобразный сигнал тревоги, предупреждая остальную иммунную систему.

Впрочем, хотя существует много различных видов адъювантов и множество потенциальных механизмов их действия, по сути все они привлекают внимание иммунной системы.

Это усиливает память в иммунной системе о возбудителе, следовательно, иммунитет против него длится дольше.

Возьмем, к примеру, сквален — масло, которое изготавливают из печени акулы. Оно является ключевым ингредиентом адъюванта MF59.

Его уже добавляют к вакцинам от сезонного гриппа и сейчас исследуют для использования в вакцинах от COVID-19.

(Кстати, это вызвало беспокойство по поводу того, что производство вакцины от COVID-19 для всего населения планеты потребует уничтожения около 250 000 акул. Подсчеты, однако, довольно сомнительны).

MF59 вызывает высвобождение хемокинов (сигнальнех химические вещества) в соседних клетках, которые в свою очередь побуждают другие клетки вырабатывать еще больше хемокинов.

В конце концов, этот каскад привлекает иммунные клетки, которые поглощают вакцину, — в частности узнаваемые части возбудителя, от которого она защищает, — и транспортируют ее к лимфатическим узлам, которые отфильтровывают патогены из организма и помогают выявить инфекции.

По теме: Российский вирусолог дважды заразил себя COVID-19: зачем ему это нужно

Следующее поколение

«Разработчики вакцин — люди очень консервативные, — говорит Сан. — Поэтому каждый раз, когда они пытаются найти адъювант для нового типа вакцины, то обращаются к проверенным временем, безопасным и эффективным вариантам».

Однако ученые начали задумываться, могут ли они придумать что-то лучше веществ, случайно изобретенных в 1920-х и 1950-х годах, когда о ДНК еще ничего не знали, на Луну не летали, а компьютеров или не существовало, или они были размером с дом.

Это прежде всего важно из-за трагической иронии: люди, которые являются наиболее уязвимыми к инфекциям, как правило, имеют слабую иммунную реакцию на вакцины.

И это очень актуально для вакцин от COVID-19 , болезни, в сотни раз чаще убивающей людей старше 80 лет, чем людей до 50.

Если учесть, что 70-, 80-, 90- и 100-летних людей в мире становится все больше, эта проблема будет только усугубляться.

Вот почему так важна разработка нового поколения эффективных адъювантов.

Один из новых кандидатов — белок флагелин. Он содержится, например, в бактериях сальмонеллы, точнее в их хвостах, с помощью которых они передвигаются.

Флагелин получают отделяя хвост от тела бактерии, хотя совсем недавно его начали выращивать в генетически модифицированных клетках.

Флагелин пока не разрешили использовать в вакцинах для людей, но он показывает очень положительные результаты в испытаниях.

Еще один вариант — это так называемые бактериальные призраки, которые состоят из пустых оболочек бактерий. Их образуют путем расщепления открытых бактериальных клеток, например кишечной палочки, в результате чего остается только клеточная мембрана.

Как и адъюванты на основе сквалена, они производят химические сигналы, которые зовут иммунные клетки на помощь и привлекают их внимание к вакцине.

«Разработка адъювантов — кропотливая работа, — поясняет Бинбин Сан. — Вы должны убедиться как в их безопасности, так и в эффективности, а это требует времени. Чтобы лицензировать обычную вакцину, нужно в среднем 10-12 лет».

Кто знает, возможно, спустя почти век после того, как Гастон Рамон экспериментировал с панировочными сухарями, у нас появятся новые адъюванты. Однако следующее поколение добавок может быть таким же причудливым, как и первое.

Читайте также на ForumDaily:

Мутации коронавируса: правда ли, что штаммы SARS-CoV-2 становятся опаснее

У троих американцев подтвердились грипп и COVID-19 одновременно: как часто такое бывает

Сдали в утиль: почему США отказались использовать аппараты ИВЛ из России

В Украине разрабатывают ‘уникальную вакцину’ от COVID-19: что о ней известно

Хотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» —  и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram  и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.