Вебинар с разработчиками первой российской вакцины на основе N-белка коронавируса

Вакцина «Конвасэл» интересна тем, что в качестве антигена содержит нуклеокапсидный (N) белок коронавируса, а не шиповидный белок S, как в большинстве разрешенных вакцин. Разработчик — Санкт-Петербургский НИИ вакцин и сывороток ФМБА России; о начале клинических испытаний было объявлено летом 2021 года, в марте 2022 года вакцина зарегистрирована. Препринт с результатами доклинических исследований (ДКИ) опубликован на сайте Autorea 11 февраля. (Защитные свойства вакцины исследовали на мышах, хомячках и кроликах; оценку клеточного иммунитета также проводили на мармозетках.)

Вебинар вел Алексей Водовозов, врач и научный журналист. НИИВС ФМБА представляли Сергей Аракелов, зам. директора по научной работе и разработчик концепции вакцины, Севастьян Рабдано, руководитель центра R&D, разработчик технологии производства вакцины, Эллина Рузанова, руководитель департамента по исследованиям и регистрации НИИВС ФМБА, руководитель клинических испытаний.

Севастьян Рабдано вкратце рассказал о вакцине. Иммуноген — рекомбинантный N-белок уханьского варианта коронавируса SARS-CoV-2, экспрессированный в E.coli с последующей очисткой. Вакцина представляет собой эмульсию, которая содержит сквалан, токоферол, полисорбат. Разработка вакцины началась в 2020 году, однако только в декабре был окончательно выбран N-белок из-за его консервативности и вовлеченности в клеточный иммунитет, до этого рассматривали разные варианты антигенов. С самого начала разработчики понимали, что вакцину на N-белке будет непросто тестировать на эффективность, отметил Рабдано. Тесты in vitro так или иначе связаны с реакцией вируснейтрализации, что удобно для S-белка, но проблематично для внутреннего белка вируса.

В марте 2021 года были начаты ДКИ, они продолжались в течение года, но промежуточный отчет был получен уже через 3 месяца, и в июне подали документы на клинические исследования. Сейчас фаза 1-2 закончена; в фазе 2б сравнивалась однодозовая и двудозовая вакцинации, а также участвовали добровольцы старше 60 лет. Эти исследования закончены в декабре. Сейчас авторы подали документы в Минздрав на расширение возрастной группы, для которой разрешена вакцинация. Собраны отчеты по клинике, готовятся публикации.

Первый вопрос задала Анча Баранова, профессор Университета Джорджа Мейсона (США): КИ показали, что вакцина работает, но каким образом вакцинированный человек узнает, развился ли у него иммунный ответ? Разработчики ответили, что для этого подойдет любой тест, который определяет антитела к N-белку. Что касается того, как долго антитела к N-белку будут персистировать в крови (есть данные, что они уходят раньше, чем антитела к S-белку) — действительно, у тяжелобольных антитела к N-белку определяются не дольше года, отметил Сергей Аракелов. Но поскольку вакцина содержит только N-белок, а не целый вирус, иммунный ответ более продолжительный. По крайней мере, после 350 дней (а именно столько наблюдали добровольцев) титр антител остается высоким, в 12 раз превышая базовый.

Следующий вопрос Анчи Барановой был по сроку хранения препарата. Сквалановые эмульсии влияют на стабильность антигена, он окисляется, поэтому иммунный ответ, который вызывает вакцина, должен снижается со временем (правда, в составе вакцины есть и антиоксидант токоферол). Севастьян Рабдано ответил, что биохимических исследований по этому поводу еще не было, но есть данные по стабильности вакцины. Например, титр антител у мышей оставался постоянным до 9 месяцев хранения вакцины, а на точке 12 месяцев наблюдалось некоторое уменьшение.

На вопрос о сравнительной иммуногенности N-белков разных штаммов разработчики ответили, что количество мутаций не так велико, и они все локализованы в одной области N-белка, так что должны затронуть не более одного-двух эпитопов.

Вопрос, который задала молекулярный биолог Алена Макарова, координатор проекта V1V2, как раз был связан с консервативностью N-белка: большинство людей уже переболело коронавирусной инфекцией, так что им даст вакцинация «Конвасэлом», если N-белок не меняется? И сколько будет длиться защитный эффект?

Вакцина дает другой тип иммунного ответа, объяснил Сергей Аракелов. Репродукция вируса подавляет не только Т-клеточный иммунитет, но и ответ NK-клеток. Когда вирус не реплицируется, в организме присутствует только N-белок, ответ на него полноценен, в том числе наблюдается ответ NK-клеток. Данные КИ, в частности, по титрам антител и стимуляции NK-клеток N-белком, позволяют предположить, что защита сохранится в течение года.

Затем Алена Макарова спросила, чем был обусловлен выбор модельных животных. (Золотым стандартом ДКИ считается приматы либо гуманизированные мыши и летальные дозы вируса, это позволяет максимально наглядно показать протективность вакцины. В ДКИ «Конвасэла» были нелетальные сирийские хомячки.)

Сергей Аракелов ответил, что он входил в рабочую группу ВОЗ по изучению животных моделей COVID-19, созданную в 2020 году, и может сказать, что адекватной животной модели не существует. У хомячков нет цитокинового шторма, тромбозов, коморбидности. Но также ни один вид приматов не является адекватной моделью, у них очень легкие патологические изменения, нет летальных моделей; хомячки даже лучше приматов. Гуманизированные мыши — тоже спорный вариант: «мы придаем им другие свойства».

Следующий вопрос Алены Макаровой относился к группе плацебо, которая получала только адъювант сквалан. Было видно, что он сам по себе защищает легкие, разница с вакциной небольшая; каков может быть механизм?

Защитные свойства сквалана описаны для пандемийных гриппозных вакцин, сказал Севастьян Рабдано, это известный способ стимулировать врожденный иммунитет; неудивительно, что группа животных, получившая сквалан, оказалась лучше защищенной от инфекции, чем группа, которая не получила ничего. Тем не менее эффект вакцины статистически значим. Кроме того, у животных, получивших вакцину, не изменилась масса легкого по отношению к телу, чего нельзя сказать о группе плацебо.

Затем Алексей Водовозов зачитал вопросы подписчиков: вакцинировались ли сами разработчики и рекомендуется ли перед вакцинацией «Конвасэлом» проверять уровни антител? —Да, большинство разработчиков вакцинировалось; уровень антител проверить можно, однако их присутствие не должно быть противопоказанием для вакцинации; следует помнить, что антитела не показывают напряженность клеточного иммунитета, который является основным преимуществом «Конвасэла».

Денис Лагуткин, иммунолог, (департамент медицины Каролинского института, Швеция) задавал жесткие вопросы по методической части исследований. Например, почему в публикации, посвященной иммунному ответу на новые штаммы у вакцинированных, нет контроля, хотя бы образцов крови одних и тех же людей, взятых до вакцинации и после нее. Разработчики на это ответили, что это было небольшое исследование, целью которого была только проверка наличия ответа на новые штаммы, и по данным КИ будет отдельная большая работа.

Пока еще не было никем продемонстрировано, что антителозависимая клеточная цитотоксичность защищает от вируса, заметил Денис Лагуткин. Эксперименты на животных показывают, что инъекции сывороток с высокими титрами антител к N-белку не защищают — не только не нейтрализуют вирус (что естественно), но животные болеют. Сергей Аракелов напомнил, что у животных отличается патогенез COVID-19, например, только у человека описано присутствие N-белка в цитозоле и на поверхности клеток.

Вообще говоря, неясно, откуда N-белок, не имеющий трансмембранного домена, появляется на поверхности клеток, заметил Денис Лагуткин, возможно, он активно секретируется и просто налипает на поверхностные гепарансульфаты. Разработчики подтвердили, что эта особенность COVID-19 у человека может объяснить некоторые особенности патогенеза: при проглатывании мокроты N-белок попадает в ЖКТ, может прилипать к клеткам кишечника, и их атакуют клетки иммунной системы.

На вопросы от подписчиков о наборе добровольцев для фазы 3 ответила Эллина Рузанова: набор добровольцев пока не начат, им будут заниматься исследовательские центры, у них есть критерии включения-невключения. Вакцинированные другими вакцинами могут участвовать, если прошло не менее месяца.

Сергей Токарев, профессор Надымского филиала Тюменского государственного университета, задавал практические вопросы: планируются ли КИ групп риска (детей, пожилых, беременных, коморбидных) и когда вакцина будет доступна в разных регионах и округах? Разработчики ответили, что, вероятно, весной вакцинация будет одобрена вакцинация лиц старше 60, а КИ с участием детей и беременных пока не планируется. Что касается доступа — Минздрав не закупает вакцину «Конвасэл», она представлена только в коммерческом секторе, в Москве, Санкт-Петербурге и еще нескольких городах; но если будет запрос, разработчики смогут поставлять эту вакцину и в другие регионы.

Биоинформатик Александр Александров спросил, каким образом проверялось, происходит ли презентация внеклеточных антигенов на белках главного комплекса гистосовместимости МНС I. (Аналогичный вопрос возникал в связи с печально известной вакциной «ЭпиВакКорона». — PCR.NEWS) На МНС I обычно презентируются внутриклеточные белки, например, вирусные или наработанные при проникновении в клетку вакцины на вирусной или мРНК-платформе. Белки, которые не производятся в клетке, а попадают в нее путем эндоцитоза, должны презентироваться на MHC II. Но такая презентация не приводит к появлению цитотоксических CD8⁺ Т-клеток (Т-киллеров), которые могли бы уничтожать инфицированные клетки при последующем контакте с вирусом (хотя явление кросспрезентации эндоцитированных белков на МНС I в принципе известно). В препринте по результатам ДКИ говорилось, что у животных наблюдались N-специфичные CD8⁺ T клетки.

Севастьян Рабдано ответил, что не проводили отдельных исследований по кросс-презентации эпитопов N-белка на МНС I, но в будущем планируют такие исследования. Главную же роль в иммунном ответе, сформированном вакциной, играет успешная активация NK-клеток.

Далее модератор зачитал еще вопрос: верно ли, что механизмы иммунной защиты после вакцинации нацелены не на стерилизующий иммунитет, а на защиту от тяжелого течения? — На этот вопрос, скорее всего, ответит только третья фаза, сказал Сергей Аракелов; но пока что ни одна вакцина, к сожалению, не дает стерилизующего иммунитета, не предотвращает передачу вируса.

Во второй части вебинара, в которой разработчики не принимали участия, снова выступил Денис Лагуткин. Он отметил, что существование защитного механизма, который осуществляется через NK-клетки, нужно доказывать. Даже если клетки из крови вакцинированных или переболевших пациентов активируются, неясно, каков их вклад в защиту. Далее, по существующим данным о вакцинным препаратам, содержащим N-белок («не знаю, были ли внедренные, но какое-то количество публикаций на эту тему есть», отметил докладчик), сложно сделать вывод о протективности. Докладчик сослался на несколько  работ, в которых наблюдались незначительное снижение вирусной нагрузки (хотя антитела к N-белку и активированные Т-клетки могли присутствовать). Есть статья о вакцине, экспрессирующей N-белок, которая защитила 12 из 16 трансгенных мышей от смерти. Но в большинстве случаев, где вакцина на N-белке работает, используется другое средство доставки — вектор либо мРНК. Правда, есть и публикация, где цельный N-белок с адъювантом способствовал выживанию животных, но вирусные нагрузки снижал незначительно.

Андрей Кочетков добавил, что данные по гистологии легких в препринте, полученные на пяти животных и без негативного контроля, сложно назвать достоверными. Кроме того, необходимо уделить внимание вопросам безопасности: как уже говорилось, антитела к N-белку могут быть связаны с ухудшением прогноза. Важно понимать, как будут работать антигенные тесты во время КИ, смогут ли они отличить вирусный N-белок от вакцинного; вероятно, только ПЦР-тесты позволят надежно диагностировать инфекцию. Он также вернулся к вопросу об экспериментальных животных и заметил, что гуманизированные мыши вдвое дешевле мармозеток, а были бы более адекватной моделью, чем сирийские хомячки.

Анча Баранова отметила, что продукция антигена в клетках E.coli, а не в эукариотических клетках, может повлиять на сворачивание белка, на его способность связываться с полисахаридами и мембранами.

Андрей Криницкий и Алена Макарова напомнили, что о потенциальной опасности антител к N-белку и их роли в долгом ковиде говорится в статье Дарьи Матюшкиной и соавторов, опубликованной в журнале Viruses. Эти антитела кроссреактивны к многим человеческим белкам, поэтому хотелось бы дополнительно изучить вопрос безопасности вакцины, в том числе для страдающих аутоиммунными заболеваниями. Надо заметить, однако, что про цельновирионные вакцины, которые содержат N-белок, как и все белки вируса, таких данных нет.

В итоге все участники дискуссии согласились, что появление препринта с достаточно подробными результатами — положительный момент, и очень хорошо, что возникает тенденция к большей прозрачности разработки вакцин.