Симптомы гриппа всем известны: резкое повышение температуры, головная боль, недомогание, боли в мышцах, интоксикация, позднее присоединяются сухой кашель, насморк и боль в горле. Некоторые из этих симптомов типичны для острых респираторно-вирусных инфекций (ОРВИ), но только для гриппа характерна выраженная интоксикация с лихорадкой, преобладающая над катаральными явлениями. Заболевание может протекать и бессимптомно, и инфицированные граждане заражают контактирующих с ними людей.

Грипп опасен осложнениями. При гриппе даже у здоровых людей часто нарушаются функции почти всех систем и органов, включая ЦНС, дыхательную и кровеносную системы, пищеварительный тракт, мышцы, почки, эндокринную и иммунную системы. Борьба с болезнью делает иммунную систему уязвимой, и организм становится мишенью для многих бактериальных инфекций. Дети в качестве осложнения нередко страдают отитом, а бактериальной пневмонией – люди всех возрастов.

У заболевших гриппом обостряются хронические заболевания, что может привести к летальному исходу. По данным ВОЗ, при сезонных эпидемиях гриппа каждый год заболевают до 10% взрослых и 30% детей, а осложнения уносят до 500 тыс. жизней (общемировой показатель).

Есть и другая сторона проблемы – экономическая: болеть гриппом дорого. Сумма прямых затрат, включающих стоимость лекарств и лечения, госпитализацию, оплату работы врачей; и непрямых, обусловленных выбыванием трудоспособного населения из рабочего процесса по болезни, колеблется от $1 млн до $6 млн на каждые 100 тыс. населения. Для России с населением в 147 млн человек речь идет о потерях порядка $1,5 млрд в год, а в США ущерб достигает $15 млрд. Проведенные в США исследования показали, что иммунизация работающего населения снижает потери рабочего времени в денежном эквиваленте на $40 тыс. на каждые 10 тыс. жителей страны. В Англии получены схожие данные.

Впервые эпидемия острого респираторного заболевания, схожая с гриппом, описана Гиппократом в 409 году до н. э. у солдат, участвовавших в Пелопоннесской войне. Анализ исторических хроник позволяет проследить эпидемии гриппа с XVI века; пять были описаны в XVIII веке; в XIX веке – эпидемии 1830, 1847, 1857 и 1889 годов; а в XX эпидемии гриппа регистрировали каждый год.

До XX века считалось, что грипп вызывает не вирус, а бактерия Haemophilus influenzae, которую нередко выделяли от больных, особенно с осложнениями. Лишь в 1933 году от заболевшего во время эпидемии в Англии был выделен реальный возбудитель – вирус гриппа серотипа А.

Существует три типа гриппа: A, B и С, отличающиеся друг от друга входящими в вирус антигенами. Грипп А, сверх того, разделяют на подтипы в соответствии со специфичностью белков, содержащихся в наружной оболочке вируса: гемагглютинина и ней раминидазы. Гемагглютинин отвечает за распознавание клеток, куда может проникнуть вирус, а ней раминидаза помогает ему размножаться.

В последние годы среди людей циркулировали в основном два подтипа гриппа А и два – типа В. Грипп C редко проявляется клинически, хотя антитела к нему у взрослых людей встречаются часто. Кроме человека, вирусы гриппа могут инфицировать птиц, свиней лошадей, собак, китов, моржей, однако от одного вида животных к другому они передаются крайне редко.

Причиной ежегодных эпидемий является способность гемагглютинина быстро и часто менять антигенную специфичность. В вирусологии это называется дрейфом. Новые варианты вируса, попадающие в организм человека, ускользают от антител, образовавшихся к предыдущему штамму, поэтому раз и навсегда выработать защиту от вируса гриппа невозможно.

ВОЗ постоянно следит за эпидемической ситуацией, и на основе серьезного анализа данных из лабораторий со всех континентов мира выделяет наиболее вероятные в качестве эпидемических на новый сезон штаммы, рассылая их производителям для приготовления актуальных вакцин.

Первая попытка получить иммунобиологический препарат против гриппа была сделана уже через несколько лет после открытия возбудителя. Вакцинировали живым вирусом, выращенным в куриных эмбрионах, или фильтратом легких зараженных гриппом мышей.

В Англии для иммунизации военных стали применять убитую вакцину из такого фильтрата, а в США в 1943 году – концентрированную инактивированную вакцину на основе выращенного в куриных эмбрионах вируса. Такие вакцины давали хороший иммунный ответ и были достаточно эффективны, но при введении вызывали серьезные местные реакции, среди детей даже в 20% случаев.

Еще в 1940 году эффективность вакцинации среди военных в США составляла 70%. А в недавних исследованиях было показано, что иммунизация против гриппа здоровых взрослых защищает от гриппа до 90% вакцинированных, на 87% снижает госпитализацию людей с хроническими заболеваниями и смертность – на 70%.

Поразительно, но в России массовая иммунизация детей повлияла на невакцинированных пожилых людей: грипп – и как следствие обострение хронических заболеваний – наблюдаются у них в три раза реже.

Японские исследователи опубликованы аналогичные данные. По результатам математического анализа, при охвате вакцинацией 20% детей заболеваемость гриппом среди невакцинированной части населения снизится на 46%, а при охвате 80% – на 91%.

Ученые непрерывно ищут усовершенствованную формулу вакцины для эффективной борьбы с изменчивым вирусом. Большинство современных вирусов гриппа имеет малую иммуногенную активность (которая характеризуется кратностью прироста антител к их гемагглютинину), за счет чего очищенные антигены этих вирусов в препаратах не всегда могут эффективно и одновременно безболезненно обучить организм человека защищаться от инфекции при следующей встрече.

Для начала в 1960-х годах научились с помощью детергентов или органических растворителей расщеплять полноценные единицы вируса – вирионы. Так была приготовлена расщепленная вакцина, состоящая из всех – внутренних и внешних – белков вируса. В середине 1970-х разработали субъединичную гриппозную вакцину, которая содержала только поверхностные антигены вируса – гемагглютинин и ней раминидазу, ответственные за выработку защитных антител. Обе вакцины отличались от цельновирионных меньшей реактогенностью, но были и менее эффективны.

На протяжении многих лет ученые пытались найти компромисс между высокими показателями иммуногенности – способностью препарата за счет наличия в нем антигена «обучать» иммунную систему нейтрализовать патоген при следующей встрече – и низкой реактогенностью, которой можно добиться, только максимально очистив препарат от примесей. Чем чище антиген, тем он менее иммуногенный, поэтому выбирать приходилось между эффективностью и безопасностью вакцин. В иммунологии такое соотношение не имеет права на жизнь. Долгие годы исследований привели ученых к идее вместо увеличения количества антигенов крепить белки вируса гриппа на компонент-носитель, усиливающий полезное действие вакцины.

В это время активно исследовались возможности создания конъюгатов – препаратов-конструкторов на основе модулирующего иммунный ответ вещества-помощника, к которому крепятся антигены вируса. Такие компоненты называются адъювантами и обладают собственными свойствами. Их задача – стабилизировать антиген, пролонгировать его представление в организме и сделать интенсивнее процесс образования антител – проще говоря, усилить действие иммуногенов не экспрессивным, а интенсивным путем.

На роль адъювантов в разные времена пробовались различные природные соединения. Однако большая часть этих веществ воспринимается человеческим организмом как антиген, за счет чего появлялся выраженный побочный эффект. Например, использовавшиеся в качестве адъювантов соли алюминия, помимо слабого увеличения иммуногенности препарата, часто приводили к местным реакциям.

Вакцины, в составе которых есть адъюванты в виде микрокапсульной масляной эмульсии на основе природного компонента сквалена, получаемого из жира печени акул, при лучших, по сравнению с препаратами без адъюванта, показателях эффективности дают и повышенную реактогенность. Адъювантом, при котором за счет его особых свойств гриппозная вакцина смогла в равной степени удовлетворить всем требованиям иммунологов, оказался изобретенный советскими учеными синтетический полимер.

Во второй половине XX века начались активные исследования свойств синтетических полимеров – рукотворных химических соединений, первый из которых был запатентован еще в 1906 году, – и путей их применения в различных областях жизнедеятельности человека.

В московском Институте профессиональных заболеваний проводились исследования синтезированного в ФРГ карбоцепного полимера, который в теории был способен помочь в лечении профессионального заболевания шахтеров – силикоза. Постоянное вдыхание пыли, содержащей свободный диоксид кремния, запускало в легких необратимый процесс фиброза. От полимера требовалось антиоксидантное, детоксирующее действие. Несмотря на то что экспериментальные данные показывали высокую эффективность препарата, на первой стадии клинических испытаний работу пришлось остановить: выяснилось, что такие вещества плохо выводятся из организма. То есть требовались биодеградируемые полимеры.

Создать такие удалось аспиранту Института химической физики РАН Аркадию Некрасову, синтезировавшему новый класс гетероцепных полиаминов и их производных. Совместные исследования с учеными из Института профзаболеваний, начавшиеся в 1974 году, показали, что в отличие от карбоцепных, содержащих в основной цепи макромолекулы только атомы углерода, гетероцепные полимеры, в структуре основной цепи которых есть атомы различных элементов, не накапливаются в организме и эффективно тормозят развитие экспериментального силикоза.

Новое вещество позже получит название полиоксидоний, а в качестве международного наименования – азоксимера бромид.

По свойствам оно было схоже с биологическими полимерами, в частности с белками, и обладало собственной выраженной иммуномодулирующей активностью.

В ходе последующих исследований в 1980 году Некрасов создает экспериментальный образец конъюгата полиоксидония с ферментом гиалуронидаза, способным расщеплять основной компонент фиброзной ткани. Без носителя фермент быстро терял активность при попадании в кровь, и до сих пор найти другой компонент, способный стабилизировать и пролонгировать действие этого фермента, ученым не удалось. Эксперименты по изучению свойств и областей применения нового вещества продолжались, пока, как нередко бывает в медицине, работу нескольких ученых не вывели на новый уровень совместные усилия.

В 1970-х годах академик Рэм Викторович Петров, руководивший лабораторией иммунологии в Институте биофизики Минздрава СССР, вместе с коллективом разработал теоретические основы создания полимер-адъювантных вакцин. В 1983 году на базе своей кафедры он создал новый Институт иммунологии Минздрава СССР и пригласил Аркадия Васильевича Некрасова возглавить лабораторию искусственных антигенов и вакцин.

Некрасов со своей командой должен был целенаправленно создавать и внедрять в практику вакцины нового поколения в рамках государственной программы. Увлеченные общей идеей ученые начали работу, сосредоточившись на разработке гриппозной вакцины.

Чтобы сделать препарат более безопасным, доказал Рэм Петров, нужно снизить в нем содержание белков вируса гриппа, а это было возможно только в присутствии усиливающего антигенные свойства носителя. Азоксимера бромид позволил уменьшить количество антигенов в препарате втрое.

К 1986 году была создана первая в мире гриппозная полимер-субъединичная вакцина «Гриппол». За счет снижения антигенной нагрузки она безвредна, не вызывает болезненных ощущений в месте введения и воспалений. Препарат содержит по 5 мкг гемагглютинина каждого из трех актуальных штаммов вируса в противовес 15 мкг на каждый вариант гриппа в других наиболее распространенных инактивированных расщепленных и субъединичных вакцинах. При этом гриппол эффективно индуцирует длительный гуморальный ответ и, что важно, – клеточный иммунитет, который играет большую роль в защите от дрейфовых вариантов вируса.

Кроме того, сам полиоксидоний оказывает детоксирующее и антиоксидантное действие и способен мягко корректировать иммунные показатели у людей с исходно измененным иммунным статусом – например, у тех, кто страдает аутоиммунными заболеваниями, врожденным или приобретенным иммунодефицитом.

Все эти свойства, выявленные в доклинических и клинических исследованиях, делают препарат при сохранении эффективности безопасным для тех групп людей, у которых большая доза антигена может вызывать нежелательные реакции, – для детей, пожилых людей, людей с хроническими заболеваниями и нарушениями иммунной системы, для беременных женщин.

Чтобы получить разрешение на клинические исследования, сотрудники института провели «авторский опыт», испытав гриппозную вакцину на себе. К концу 1990 года вакцина прошла два этапа клинических испытаний. Но тогда завершить испытания и внедрение препарата помешали политические события, всколыхнувшие всю страну.

С началом «лихих девяностых», вспоминают сотрудники института, финансирование исследований прекратилось, ученые должны были начать зарабатывать самостоятельно. Были и сокращения, и задержки зарплаты, работа в неотапливаемых помещениях. Но ученых поддерживала идея, да и к внедрению своих разработок они подобрались уже совсем близко.

В 1996 году оба препарата – полиоксидоний и гриппол – были зарегистрированы в России. Для выпуска промышленных партий необходимо было создать и наладить производство. С этого момента начинается история компании НПО «Петровакс Фарм», основанной Аркадием Некрасовым и его коллективом.

В 2006 году субъединичная инактивированная полимер-адъювантная вакцина «Гриппол» будет включена в Национальный календарь профилактических прививок России. Субъединичная вакцина третьего поколения состоит из поверхностных антигенов, культивированных на куриных эмбрионах здоровых кур, вирусов гриппа типа А и В. А содержащийся в ней в качестве адъюванта полиоксидоний обладает иммуностимулирующим действием и повышает устойчивость организма к другим инфекциям.

Компания «Петровакс Фарм» продолжала исследовать свойства пригодного для использования в других конъюгированных препаратах адъюванта и вела разработки своей гриппозной вакцины, адаптируя ее действие под актуальные задачи и требования иммунологии. В 2008 году на рынок была выведена усовершенствованная версия препарата. За счет новой барьерной технологии производства, подразумевающей ограниченный доступ к продукту, полную автоматизацию розлива и упаковки и контроль качества на всех этапах, этот препарат произ водится без используемого ранее консерванта тиомерсал. Вакциной, получившей название «Гриппол Плюс», к сегодняшнему моменту привито более 140 млн человек.

Следующей ступенью развития будет вывод на российский рынок квадривалентной вакцины. До 2000 года в мире превалировали штаммы А/Н1N1, A/H3N2 и штамм В Ямагатской линии, однако уже в сезоне 2010 года до 94% случаев гриппа от общего уровня заболеваемости вызывал штамм В Викторианской линии.

В сентябре 2018 года произведена первая партия вакцины «Гриппол Квадривалент», включающая антигены четырех актуальных штаммов вируса гриппа. По прогнозу, замена тривалентной вакцины на квадривалентную позволит предотвратить в России почти 270 тыс. случаев заболевания, а в денежном выражении – сохранить более 2,5 млрд рублей. Распространенность таких вакцин в мире пока невелика – помимо России, независимое производство есть в Австралии, США, Канаде, Новой Зеландии, Германии и Франции.

Кроме ежегодных сезонных эпидемий раз в 60 или 70 лет в мире вспыхивают пандемии гриппа, не обусловленные дрейфовыми вариантами вируса и более опасные для людей. Геном вируса гриппа состоит из восьми относительно независимых сегментов РНК. При попадании двух различных штаммов в одного хозяина может произойти пересортировка этих сегментов – обмен участками генов различных видов вируса между собой. Возникает абсолютно новый штамм-реассортант, который, в отличие от сезонных (эпидемических) вариантов вируса гриппа, заранее определить невозможно. При встрече с таким штаммом организму нечем ответить – с точки зрения наличия антител население оказывается стерильным. За счет этого пандемические варианты вируса отличаются намного более высокими, по сравнению с эпидемическими, показателями заболеваемости, возникновения осложнений и смертности инфицированных.

После повальной болезни домашней птицы в Гонконге, вызванной в 1997 году вирусом птичьего гриппа Н5N1, заболели 18 человек, шестеро из которых умерли. Поэтому ученые стали уделять особое внимание птичьему гриппу, как возможному возбудителю пандемии гриппа у людей. По данным ВОЗ, с 2003 по 2019 год в мире зарегистрировано 879 подтвержденных случаев заболевания людей птичьим гриппом A(H5N1), 460 из которых – с летальным исходом.

В XX веке фиксировали несколько пандемий – в 1918, 1957 и 1968 годах, и все они были вызваны мутирующими в результате обмена генетическим материалом штаммами птичьего гриппа.

В 1918 году, по разным оценкам, в результате заболевания и от осложнений во время пандемии гриппа («испанки») погибли от 20 до 40 млн человек. С 2000 года ВОЗ, зафиксировав учащение вспышек птичьего гриппа и случаев передачи его человеку, начала глобальную подготовку к новой пандемии. Несмотря на то что наиболее активно проявляет себя штамм H5N1, кандидатами в пандемические считаются и другие подтипы птичьего гриппа серотипа А: H5N2, H5N3, H9N2.

До начала пандемии ученые не знают, на основе какого штамма нужно будет приготовить вакцину, а процесс ее производства с момента определения штамма займет не меньше полугода и потребует срочной наработки огромных объемов вирусного материала.

Ученые считают, что использование полиоксидония может стать в этом случае спасением: за счет его адъювантных свойств понадобится в разы меньше антигена вирусного штамма, и вакцина гарантированно будет ареактогенной. Кроме того, в отличие от других существующих компонентов-носителей в случае с полиоксидонием не придется подбирать собственную комбинацию антигена с адъювантом для каждого вакцинного препарата, теряя драгоценное время.