Перспективы разработки вакцин против ВИЧ-инфекции

Бекзентеев Р.Р.

Проблемы, стоящие перед разработчиками
Учитывая динамику заболеваемости ВИЧ-инфекцией и длительное время, необходимое для разработки и промышленного производства вакцины для профилактики СПИД, количество вакцин-кандидатов, находящихся в разработке в настоящее время, является неадекватным. По прошествии 15 лет исследований в области профилактики ВИЧ-инфекции только одна вакцина подошла к стадии клинических испытаний III фазы. Одна вакцина-кандидат, относящаяся к другому классу, находится во II фазе клинических испытаний. Количество вакцин-кандидатов, находящихся в I фазе клинических испытаний также сократилось.

До сих пор нет однозначного ответа на вопрос, какие из иммунных механизмов в защите от вируса иммунодефицита человека являются ключевыми. В то же время, существующие исследования по моделированию ВИЧ-инфекции на обезьянах с применением аналогичного (но не идентичного) человеческому вируса иммунодефицита обезьян дали начальные знания о характере иммунных взаимодействий при ВИЧ-инфекции. Помимо этого, существуют исследования характеристик иммунного ответа у лиц, находившихся в очаге ВИЧ-инфекции и оставшихся невосприимчивыми к ней.

ВИЧ-инфекция передается множеством путей и способов. Заражение может происходить как с помощью "свободных" вирусных частиц, так и "спрятанных" внутри клеток вирусов. Так при отсутствии свободно циркулирующих в крови вирусных частиц, вирус, тем не менее, может быть передан от носителя посредством спермы, содержащей инфицированные клетки со спрятанным внутри них вирусом. Таким образом, вакцина должна стимулировать несколько параллельно действующих механизмов иммунной защиты с тем, чтобы защитные барьеры были выставлены на всех путях передачи инфекции.
В настоящее время доступны многочисленные способы активации различных звеньев иммунной защиты - клеточного, гуморального (антительного), местного.

Другой проблемой, стоящей перед разработчиками вакцин, является многообразие типов и подтипов вируса СПИД. Помимо этого, ВИЧ обладает способностью к быстрым мутациям.
В то же время, выявлены некоторые способы формирования перекрестного иммунитета, и они уже частично реализованы в существующих разработках вакцин. Эффект одновременной защиты от нескольких типов вируса СПИД был показан на обезьянах при помощи вакцины на основе вируса иммунодефицита обезьян.

Вирус иммунодефицита поражает и саму иммунную систему, быстро и эффективно при этом, создавая резервуар для генетического материала вируса, который может сохраняться в организме годами.
Обнадеживающим является то, что на сегодняшний день учеными разработаны вакцины против других длительно действующих вирусов, таких как вирус лейкемии и вирус инфекционной анемии лошадей. Помимо этого, разработана и широко применяется вакцина против кори, вирус которой также обладает иммуносупрессивным эффектом.

Перечень существующих вакцин-кандидатов, стадия разработки

Рекомбинантные субъединичные вакцины. Типичным представителем класса рекомбинантных вакцин являются дрожжевые вакцины для профилактики вирусного гепатита В. Суть технологии рекомбинантной ДНК состоит в следующем. Отрезок генома (отвечающий за продукцию нужного антигена) вируса, встраивается в геном другого микроорганизма-носителя - дрожжевую клетку, безвредный для человека вирус и т.п. Размножающийся организм-носитель попутно производит нужный антиген.
Классическим представителем рекомбинантных вакцин против ВИЧ-инфекции является AIDSVAX (Vaxgen Inc., США), содержащая поверхностный белок вируса (gp120) - первая вакцина, которая была испытана на людях.
Текущее состояние разработки субъединичных рекомбинантных вакцин:

• gp120 - фаза III (AIDSVAX, пр-ва Vaxgen Inc., США)
• gp120 - фаза II (ALVAC (Авентис Пастер, Франция и Кайрон, США)
• p24 (основной белок оболочки сердцевины (core) вируса) - фаза I

Инактивированные субъединичные вакцины. В качестве материала для вакцин такого типа также используются составные части возбудителя инфекции. Типичными примерами вакцин такого типа являются гриппозные субъединичные вакцины, препараты для профилактики столбняка и дифтерии (столбнячный и дифтерийный анатоксины соответственно). При создании инактивированных вакцин для профилактики ВИЧ-инфекции в настоящее время используют инактивированный Тат-токсин вируса.
Интересной разработкой является вакцина-кандидат на основе Tat-белка (или токсина) вируса, созданная в лабораториях "Авентис Пастер". Tat-белок обладает токсическими свойствами, является внутренним регуляторным белком ВИЧ, в присутствии которого происходит размножение вируса. Начальные исследования показали, что отсутствие Тат-токсина способно останавливать репликацию вируса, то есть антитела к этому белку теоретически могут иметь и профилактический, и терапевтический эффекты. То есть вакцина на основе Тат-токсина, возможно, способна как защищать от инфекции, так и останавливать ее течение.
Текущий статус разработок инактивированных субъединичных вакцин: доклиническая разработка.

ДНК-вакцины. Препараты основаны на принципе "обнаженной ДНК" (naked DNA) и представляют собой очищенные нуклеотидные последовательности ДНК вируса. Принцип действия препаратов данного типа основан на поглощении клетками организма генетического материала вируса, эндогенном синтезе вирусных белков, которые бы представляли собой вакцину. На основе этого подхода были созданы несколько эффективных экспериментальных вакцин, в числе которых препарат для профилактики у животных инфекции вирусом иммунодефицита обезьян (Simian Immunodeficiency virus, SIV).
Текущий статус разработок ДНК-вакцин: I фаза.

Живые рекомбинантные вакцины на основе вирусных векторов. Препараты данного типа создаются на основе относительно безвредных вирусов, которые являются переносчиками (векторами), продуцирующих антигены вируса СПИД, которые в свою очередь стимулируют иммунный ответ. Существует множество вирусных векторов, которые теоретически могут быть использованы при создании ВИЧ-вакцины: альфавирусные векторы (вирус Венесуэльского лошадиного энцефалита, вирус Синдбис и вирус леса Семлики); аденовирусные векторы: аденовирус-ассоциированный вирус (AAV) и осповирусы (вирус птичьей оспы, вирус куриной оспы, немодифицированный и модифицированный вирусы вакцины против натуральной оспы Анкара (modified vaccinia virus, Ankara; MVA). Несмотря на существование большого числа разработок, в клинических испытаниях участвуют только две вакцины.
Текущее состояние разработки векторных вакцин:

• Вакцина на основе вируса птичьей оспы (ALVAC (Авентис Пастер, Франция и Кайрон, США) - II фаза.
• Препарат на основе вакцинного вируса натуральной оспы - I фаза

Живые рекомбинантные вакцины на основе бактериальных векторов. Концепция таких препаратов в целом сходна с таковой для вирусных векторных вакцин. Генетический материал вируса иммунодефицита человека встраивается в геном бактерии. Потенциальным преимуществами таких вакцин являются относительное недорогое производство и простота введения (перорально). В настоящее время в качестве бактериальных носителей рассматриваются представители родов Salmonella (вызывают брюшной тиф, паратиф, сальмонеллез), Schigella (дизентерия), Listeria (листериоз) и БЦЖ.
Текущее состояние разработок вакцин на основе бактериальных векторов: Salmonella - I фаза.

Живые аттенуированные (ослабленные) вакцины широко используются по всему миру для профилактики таких вирусных инфекций, как полиомиелит (ОПВ), корь, паротит, краснуха, ветряная оспа. Такие вакцины содержат ослабленные живые вирусы, не способные вызвать в организме привитого натуральную инфекцию, однако способные сформировать эффективный в плане защиты иммунитет.
Главной проблемой в создании живых ВИЧ-вакцин, является безопасность. Как показал опыт создания вакцины против вируса иммунодефицита обезьян, в небольшом проценте случаев вакцинация приводила к клинически выраженной инфекции у животных, привитых SIV-вакцинами на основе определенных штаммов.
Текущее состояние разработок аттенуированных вакцин : нет.

Цельновирионные инактивированные вакцины. Вакцины подобного типа широко используются для профилактики других инфекций (грипп, гепатит А, ИПВ). Очевидным преимуществом является презентация в вакцине полного спектра вирусных антигенов при отсутствии опасности размножения вируса. Ввиду технологических и других проблем к настоящему времени была разработана только одна вакцина-кандидат. В клинических испытаниях она оказалась неэффективной в предотвращении ВИЧ-инфекции. Тем не менее, разработчики препарата возлагают надежду на вакцины подобного типа ввиду возможности их применения для лечения СПИД и ревакцинации после прививок вакцинами других типов.
Текущие разработки инактивированных цельновирионных вакцин в клинических исследованиях: Нет.

Вакцины на основе вирусоподобных частиц. Такие вакцины содержат небольшое количество синтезированных белков вируса, которые при введении в организм создают иллюзию присутствия целого вируса.
Текущие разработки вакцин на основе вирусоподобных частиц в клинических исследованиях: Нет.

Синтетические пептидные вакцины. Состоят из небольших, наиболее иммуногенных отрезков белков вируса, являющихся достаточно репрезентативными для формирования иммунного ответа.
Текущие разработки синтетических пептидных вакцин в клинических исследованиях:

• p17 (один из белков сердцевины вируса) : I фаза
• Липопептиды : I фаза
• Основанные на V3 (одна из фракций белка gp120): I фаза

"Дженнеровские" вакцины. Принцип такого типа вакцин открыт самим Эдвардом Дженнером и состоит в том, чтобы защищать от возбудителей инфекций подобными, но не идентичными им вирусами. В случае ВИЧ-инфекции такими подобными возбудителями являются вирус иммунодефицита обезьян (SIV), более слабый штамм вируса иммунодефицита ВИЧ-2 и лентивирусы других видов, таких как вирус энцефалита и артрита коз (Carpine Arthritis and Encephalitis Virus, CAEV).
Текущие разработки дженнеровских вакцин-кандидатов в клинических исследованиях: Нет.

Комплексные вакцины. Принцип действия таких вакцин состоит в том, чтобы индуцировать иммунный ответ не к самому вирусу, а к рецепторам на поверхности клеток, в которые этот вирус может проникнуть. В случае ВИЧ, необходимо блокировать особые рецепторы вируса на клетках человека такие как CD4 и CCR5.
Текущие разработки комплексных вакцин-кандидатов в клинических исследованиях: Нет.

Комбинированные вакцины сочетают в себе одновременно несколько подходов в формировании иммунного ответа к ВИЧ. Одна из существующих разработок состоит из векторной вакцины и рекомбинантного gp120, в другой используется ДНК для первичного стимулирования иммунной системы, а в качестве ревакцинирующего препарата используется вектор MVA.
Текущие разработки комбинированных вакцин-кандидатов в клинических исследованиях: векторная вакцина на основе вируса птичьей оспы + gp120.