Интраназальные вакцины против COVID-19 – будущее, которое наступает уже сегодня

Несмотря на огромный потенциал «назального» подхода в блокировке передачи SARS-CoV-2 посредством прививок, пока что разрабатывается лишь небольшое количество экспериментальных вакцин против COVID-19 в виде интраназальных спреев.

Согласно последним данным, из почти сотни экспериментальных вакцин против COVID-19 только семь разрабатываются для интраназального введения и проходят на данный момент клинические исследования (1-2 фаз). Естественно, на этом этапе пока трудно просчитать все преимущества этой технологии, равно как и потенциальные риски, которые воспрепятствуют выходу таких кандидатов на рынок.

Преимущества интраназальной вакцины против COVID-19

Научный мир пока что обсуждает потенциальные преимущества и недостатки интраназальной вакцины против COVID-19.

Пожалуй, самое очевидное преимущество такой прививки – доставка без иглы, что, например, поможет склонить к иммунизации людей, которые боится инъекций.

Кроме этого, такие препараты может использовать человек без медицинского образования и соответствующих навыков. далеко не все умеют делать внутримышечные инъекции! В идеале, при разрешении регулятора, любой желающий сможет привиться таким препаратом в домашних условиях самостоятельно.

Еще одно – и в контексте ковида, наверное, одно из основных – преимущество заключается в том, что этот способ доставки позволит направить вакцину в то место, где инфицирование коронавирусом наиболее вероятно. По мнению ученых, определенные аспекты иммунного ответа возникают локально, и наличие иммунитета в носоглотке должно лучше защищать от респираторной инфекции, чем собственно, и является COVID-19.

Во-первых, интраназальные вакцины могут производить антитела и вовлекать в противовирусный ответ другие компоненты иммунной системы непосредственно на слизистой оболочке носа и верхних дыхательных путей, формируя таким образом первую линию защиты от инфекции. Проще говоря, такие прививки помогут остановить вирус до того, как он получит возможность реплицироваться.

Основные недостатки интраназальной вакцины против COVID-19

Ключевой недостаток интраназальной вакцины от COVID-19 – в транспорте. Для того, чтобы такая прививка эффективно сработала, она должна проникнуть через эпителий. Этого проще добиться при помощи иглы. Сейчас в вакцинах для интраназального введения используются

• либо «векторы» (живые ослабленные вирусы), которые инфицируют эпителий – такие интраназальные прививки похожи на традиционные живые аттенуированные вакцины;
• либо белки или их субъединицы, которые связываются с рецепторами на эпителиальных клетках;
• мРНК-вакцины, но они проверялись пока что только в экспериментах на животных моделях.

Из семи разрабатываемых на данный момент интраназальных вакцин против SARS-CoV-2 в трех используется живой ослабленный вирус: один — вирус гриппа, один — респираторно-синцитиальный вирус, а другой — вирус SARS-CoV-2. Какой именно вид интраназальной вакцины лучше справится с задачей транспорта, покажут клинические исследования и время.

Хотя уже сейчас можно предугадать некоторые проблемы. Например, первый вариант: заразить респираторные эпителиальные клетки и стимулировать желаемый иммунный ответ. С этой целью используются живые аттенуированные вирусы – они «изготавливаются» из респираторных патогенов, которые обычно инфицируют людей, то есть с ними может быть «знаком», условно говоря, каждый второй. Поскольку эти «векторы» искусственно ослаблены в лаборатории, они не вызывают заболевания у вакцинируемого человека. Но люди, которые до вакцинации уже подвергались воздействию таких «векторных» вирусов, успели синтезировать против них нейтрализующие антитела, которые предотвращают заражение. Эти нейтрализующие антитела также могут снижать эффективность ковидной вакцины или вовсе сводить ее действие на нет.

Эта проблема характерна не только для прививок от SARS-CoV-2 – она также препятствует попыткам профилактики гриппа, тяжелого острого респираторного синдрома, респираторно-синцитиальной вирусной инфекции и заболеваний, вызываемых другими вирусами.

Интраназальные вакцины против COVID-19 на основе мРНК

Большой интерес представляют интраназальные вакцины с матричной РНК (мРНК). Но эти кандидаты пока что не проверялись в исследованиях с участием людей. Они вводились грызунам интраназально и вызывали достаточный иммунный ответ, так что теоретически их можно уже проверить на людях, но пока что сообщений об этом нет. Также предполагается, что мРНК-кандидатам тоже может потребоваться альтернативный состав для эффективного прохождения через эпителий в слизистой оболочке носа человека.

Решающее значение для стабильности мРНК вакцины имеет липидный состав. Таким образом, будущий успех интраназальных мРНК-вакцин, вероятно, будет также зависеть от успешной разработки липидных наночастиц, нацеленных на соответствующие типы клеток в носовых ходах. В отличие от вирусов и вирусных векторов, липидные наночастицы не имеют белков на своей поверхности, а значит, не должны нейтрализоваться антителами.

Интраназальные вакцины против COVID-19: потенциальные противопоказания и ограничения

Исследователи акцентируют внимание на том, что любые интраназальные вакцины предназначены для воздействия на слизистую оболочку носа и не должны проникать глубоко в нижние респираторные пути и попадать в легкие.

«Учитывая, что доставка вакцины в нижние дыхательные пути может напрямую вызывать воспаление или обострять такие состояния, как астма или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), интраназальные вакцины обычно вводятся людям таким образом, чтобы предотвратить доставку антигена в легкие», — сообщают американские эксперты Трой Рэндалл и Фрэнсис Лунд, недавно проводившие обзор таких прививок.

Впрочем, и эти авторы согласны с тем, что даже с некоторыми ограничениями вакцины «для слизистых оболочек» смогут предложить здравоохранительным органам лучшую стратегию для борьбы с будущими пандемиями, ведь «идеальная вакцина безопасна, стабильна при комнатной температуре, может вводиться самостоятельно и хорошо работает во всех демографических группах».

Родом из 1960-х

Такая терпимость неудивительна, потому что на самом деле, идея создания интраназальной вакцины для защиты от респираторных вирусов не нова – как и гипотеза о том, что такие прививки лучше защищают от респираторных инфекций. Например, еще в 1960-х годах в Соединенных Штатах проводилась разработка живой аттенуированной вакцины против гриппа (LAIV), одобренной впоследствии Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA).

У детей назальная вакцинация LAIV обычно превосходит внутримышечную вакцинацию по эффективности. Этот успех, по всей видимости, отражает иммунологическую наивность педиатрических пациентов: большинство из них не подвергалось воздействию вируса гриппа. Прививки LAIV также эффективны у взрослых, но не более, чем стандартные внутримышечные вакцины против сезонного гриппа.

Что касается текущей ситуации, интраназальные вакцины против COVID-19 на данный момент проверяют в Гонконге, Великобритании, Индии и даже на Кубе.

«Запах вакцины»: немного иммунологии напоследок

Иммунологам давно известно, что назальная иммунизация стимулирует выработку иммуноглобулина A (IgA) как в сыворотке крови, так и в респираторных жидкостях, тогда как внутримышечные вакцины в первую очередь стимулируют синтез IgG.

IgA особенно важен в верхних дыхательных путях, где он активно транспортируется через эпителий в конфигурации, которая позволяет ему более эффективно нейтрализовать вирусы, втом числе такие, как SARS-CoV-2.

Что касается IgG, он проникает и защищает нижнюю часть легкие посредством пассивной транссудации через тонкий альвеолярный эпителий. IgG также обнаруживается в верхних дыхательных путях и носовых ходах, так как, вероятно переносится из нижних отделов легких посредством механизма известного как мукоцилиарный эскалатор.

Однако действенная защита верхней части респираторного тракта с помощью IgG возможна только при условии достижения высоких концентраций этого иммуноглобулина в сыворотке крови.

Еще одним важным компонентом противовирусного иммунитета являются CD8 + Т-клетки, которые непосредственно убивают инфицированные клетки организма хозяина, тем самым снижая репликацию вируса. Некоторые CD8 + Т-клетки эволюционируют в клетки иммунологической памяти, которые сами по себе не предотвращают инфекцию, но готовы к быстрой реактивации – они первыми реагируют на инфекцию и содействуют быстрой элиминации вируса. Считается, что именно интраназальные вакцины помогают сформировать популяции таких иммунных клеток в респираторном тракте.

Таким образом, по сравнению с внутримышечными вакцинами, интраназальные вакцины лучше обеспечивают два дополнительных уровня иммунной защиты, описанных выше.