Молниеносная разработка вакцин от COVID-19 всего через несколько месяцев после появления вируса стала триумфом современной науки и спасла миллионы жизней. Но при всей пользе, которую они принесли в снижении заболеваемости и смертности, прививки не смогли положить конец пандемии из-за одной заметной слабости: они не смогли остановить распространение вируса.

Новое исследование, проведенное учеными из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, показывает, что вакцины следующего поколения, нацеленные на точки проникновения вируса — нос и рот — могут сделать то, чего не могут традиционные прививки: сдержать распространение респираторных инфекций и предотвратить передачу инфекции .

Используя назальную вакцину от COVID-19 , основанную на технологии Вашингтонского университета, одобренную для использования в Индии и лицензированную Ocugen для дальнейшей разработки в США, исследователи показали, что вакцинированные хомяки, у которых развилась инфекция, не передавали вирус другим, прерывая цикл передачи. Напротив, одобренная вакцина от COVID-19 , которая вводится инъекционно, не смогла предотвратить распространение вируса.

Результаты исследования, опубликованные 31 июля в журнале Science Advances , представляют собой дополнительные доказательства того, что так называемые мукозальные вакцины, распыляемые в нос или закапываемые в рот, могут стать ключом к борьбе с респираторными инфекциями, такими как грипп и COVID-19, которые продолжают циркулировать и вызывать серьезные заболевания и смерть.

«Чтобы предотвратить передачу, необходимо поддерживать низкий уровень вируса в верхних дыхательных путях», — говорит старший автор Джакко Бун, доктор философии, профессор медицины, молекулярной микробиологии, патологии и иммунологии.

«Чем меньше вируса изначально, тем меньше вероятность того, что вы заразите кого-то еще, если вы кашляете, чихаете или даже просто дышите на него. Это исследование показывает, что мукозальные вакцины превосходят инъекционные вакцины с точки зрения ограничения репликации вируса в верхних дыхательных путях и предотвращения распространения на следующего человека. В ситуации эпидемии или пандемии именно такая вакцина вам понадобится».

Разработка вакцин, которые могут контролировать уровень вируса в носу, оказалась сложной задачей. Такие вирусы, как вирус гриппа , SARS-CoV-2 (вирус, вызывающий COVID-19) и респираторно-синцитиальный вирус (РСВ), быстро размножаются в носу и распространяются от человека к человеку в течение нескольких дней после первоначального воздействия.

Традиционные инъекционные вакцины вызывают иммунный ответ, на достижение полной силы которого может потребоваться неделя, и он гораздо менее эффективен в носу, чем в кровотоке, оставляя нос относительно незащищенным от быстро размножающегося и быстро распространяющегося вируса.

В принципе, вакцина, распыляемая или капаемая непосредственно в нос или рот, может ограничить вирусное размножение и тем самым снизить передачу, вызывая иммунный ответ именно там, где он больше всего нужен. Но сбор доказательств того, что мукозальные вакцины действительно снижают передачу, оказался сложной задачей.

Модели передачи вируса на животных пока еще не до конца изучены, а отслеживание передачи вируса от человека к человеку — задача неимоверно сложная, учитывая количество и разнообразие контактов, с которыми сталкивается типичный человек в день.

Для этого исследования Бун и его коллеги разработали и проверили модель передачи инфекции в сообществе с использованием хомяков, а затем использовали ее для оценки влияния мукозальной вакцинации на распространение SARS-CoV-2. (В отличие от мышей, хомяки по своей природе восприимчивы к заражению SARS-CoV-2, что делает их идеальными лабораторными животными для изучения передачи инфекции.)

Исследователи иммунизировали группы хомяков лабораторными версиями одобренных вакцин от COVID-19: назальной вакциной iNCOVACC, используемой в Индии, или инъекционной вакциной Pfizer.

Для сравнения, некоторые хомяки не были иммунизированы. Дав вакцинированным хомякам несколько недель для полного созревания их иммунных реакций, исследователи заразили других хомяков SARS-CoV-2, а затем поместили вакцинированных хомяков к инфицированным хомякам на восемь часов. Этот первый этап эксперимента имитирует опыт вакцинированных людей, которые контактируют с человеком с COVID-19.

Проведя восемь часов бок о бок с инфицированными хомяками, большинство вакцинированных животных заразились. Вирус был обнаружен в носах и легких 12 из 14 (86%) хомяков, которым была сделана назальная вакцина, и 15 из 16 (94%) хомяков, которым была сделана инъекция вакцины.

Важно то, что хотя большинство животных в обеих группах были инфицированы, они не были инфицированы в одинаковой степени. У хомяков, которым была сделана назальная иммунизация, уровень вируса в дыхательных путях был в 100–100 000 раз ниже, чем у тех, кому сделали прививку или кто не был вакцинирован.

В исследовании не оценивалось здоровье животных, но предыдущие исследования показали, что обе вакцины снижают вероятность тяжелого течения заболевания и смерти от COVID-19.

Второй этап эксперимента дал еще более поразительные результаты. Исследователи взяли вакцинированных хомяков, у которых впоследствии развились инфекции, и поместили их со здоровыми вакцинированными и невакцинированными хомяками на восемь часов, чтобы смоделировать передачу вируса от вакцинированного человека к другим.

Ни один из хомяков, которые контактировали с хомяками, вакцинированными через нос, не заразился, независимо от того, был ли вакцинирован хомяк-реципиент или нет. Напротив, примерно половина хомяков, которые контактировали с хомяками, вакцинированными инъекцией, заразились — опять же, независимо от статуса иммунизации реципиента. Другими словами, вакцинация через нос, но не инъекцией, разорвала цикл передачи.

По словам Буна, эти данные могут быть важны, поскольку мир готовится к возможности того, что птичий грипп , в настоящее время вызывающий вспышку среди молочных коров, может распространиться на людей и спровоцировать эпидемию гриппа.

Инъекционная вакцина от птичьего гриппа уже существует, и группа исследователей из Вашингтонского университета работает над назальной вакциной от птичьего гриппа. В эту группу входят Бун и соавтор Майкл С. Даймонд, доктор медицины, доктор философии, профессор медицины Герберта С. Гассера и один из изобретателей технологии назальной вакцины, использованной в этой статье.

«Вакцины для слизистых оболочек — это будущее вакцин против респираторных инфекций», — сказал Бун.

«Исторически сложилось так, что разработка таких вакцин была сложной задачей. Мы все еще многого не знаем о том, какой тип иммунного ответа нам нужен и как его вызвать. Я думаю, что в ближайшие несколько лет мы увидим множество очень интересных исследований, которые могут привести к значительным улучшениям в вакцинах от респираторных инфекций».