40 години по-късно: защо все още няма ваксина срещу ХИВ

Началото на ХИВ пандемията в САЩ е белязано с много противоречия. За голяма част от хората тогава СПИН е болест, която засяга само хомосексуалните.

Преди 40 години учени за първи път описват няколко мистериозни случая на петима хомосексуалисти, които се разболяват от пневмония*, причинена от гъбичката Pneumocystis carinii, като двама от тях вече не са сред живите. Този вид пневмония обикновено засяга хората с изключително компрометирана имунна система, пишат експертите в седмичния доклад „Morbidity and Mortality Weekly Report“ на 5 юни 1981 г.

По-късно лекарите ще открият, че болест, известна като СПИН, е сринала значително имунитета на петимата пациенти.

Три години след това става ясно, че СПИН се причинява от вируса HIV, или човешки имунодефицитен вирус. През 1984 г. американските здравни власти уверяват, че до 2 години ще има разработена ваксина, която да се тества върху хора. Уви, одобрен препарат все още няма.

История на ХИВ пандемията

Вероятно всичко започва през 20-те години на миналия век в Конго**. Оттогава нанесените поражения и загубените животи са безброй. До края на 2019 г. заразените в целия свят са повече от 72 милиона души. Близо 32,7 милиона губят битката с болестта.

Смъртните случаи биха били много повече, ако междувременно не бе открито антивирусно лечение, което да предпазва инфектираните с ХИВ и да възпрепятства предаването на вируса на околните. Към днешна дата едва 3% са преборили успешно ХИВ инфекцията. За всички останали тя е доживотна присъда.

Инфекция до живот

Именно дълготрайната инфекция е една от причините все още да не е създадена успешна ваксина срещу вируса. Освен това той е трудно уловим, има много варианти и завидната способност да заобикаля имунната система на човека.

Финансиране

Друг проблем е финансирането. На фона на бързо разработените и одобрени ваксини срещу коронавируса, за които бе нужна около година, парите за препарат срещу ХИВ се отпускат на 5-годишен интервал, което прави много трудно ефективното им разпределение. Въпреки това те позволиха на учените да продължат своите изследвания, а за някои компании направените открития във връзка с ХИВ вируса бяха отправна точка за бързото създаване на ваксини срещу COVID-19.

Технологията, използвана от компанията „Johnson & Johnson’s“ при създаване на ваксината срещу коронавирус, първоначално е замислена да атакува ХИВ вируса, тъй като отключва силен имунен отговор. Използва се добре познатият вирус, който причинява грип, но променен така, че да не разболява човека. Той служи като преносител на инструкциите до клетките, че трябва да произвеждат вирусните протеини, благодарение на които имунната система би могла да разпознае натрапника. Ваксината на „Johnson & Johnson’s“ срещу COVID-19 инжектира аденовирус 26, а първата ваксина кандидат срещу ХИВ използва аденовирус 5.

За съжаление, клиничните изпитания върху ваксини срещу ХИВ показват, че участниците, които по-рано са прекарали инфекция с аденовирус 5, е по-вероятно да се заразят с HIV. Това налага и преустановяване на експеримента. Експертите смятат, че те са по-податливи на вируса, защото вече имат изграден имунитет срещу аденовирус 5, което потиска имунния отговор срещу ХИВ, предизвикан от самата ваксина.

Липсата на добра ХИВ ваксина не се дължи на недостатъчно усилия. Според Марк Файнберг, главен изпълнителен директор на Международната инициатива по създаване на ваксина срещу СПИН в Ню Йорк Сити, „няма друг препарат, върху който учените да са работили толкова съсредоточено и отдадено.“

Защо няма ваксина срещу ХИВ?

Повечето спънки при създаването на ефективна ваксина са свързани със сложната биология на самия вирус.

ХИВ вирусът притежава много варианти, също както и коронавирусът

Както коронавирусът, така и ХИВ вирусите са много разнообразни в генетичен аспект и имат голям брой варианти. Те успяват наистина бързо да направят свои нови копия на генетичния материал и да се размножат до десетки хиляди в рамките на 24 часа само в един човек. Всяко от тези копия пренася средно по една уникална мутация. С годините човекът се оказва преносител на безброй много варианти, макар само няколко от тях да могат да бъдат предадени на останалите хора.

Основният проблем при вариантите е, че някои от техните мутации се намират в части от вируса, които имунната система обикновено атакува. Промените помагат на патогена да остане незабелязан и да продължи да се размножава. Добрите ваксини трябва да отключат имунна реакция, която да засегне всички варианти и техните мутации, за да осигурят достатъчно висока степен на защита.

Част от повърхността на вируса е скрита под слой от захарни молекули

Една от многобройните тактики, прилагани от ХИВ вируса, е да се скрие от имунната система. Често той покрива част от повърхността си с плътен слой захарни молекули. Обикновено това са онези участъци от неговата повърхност, които при други обстоятелства протеините на имунната ни система, или антителата, биха атакували.

Тялото възприема захарните молекули като свои. Същевременно вирусът сякаш казва на имунната система: Добре, няма проблем да отключиш имунен отговор, продължавай“. Ако обаче антителата нападнат молекулите, организмът ги разпознава като „предатели“ и ги унищожава. Накратко, тялото не успява да се защити достатъчно ефективно от вируса.

Дълъг живот на ХИВ вируса

Може би най-сериозното предизвикателство пред учените е фактът, че ХИВ вирусът не изчезва от тялото, както става с много други. Той има способността да оставя част от основния си генетичен материал в човешката ДНК. По този начин Т-клетките, които по принцип имат за задача да се справят с инфекциите, се превръщат в негов таен резервоар за генетична информация. Веднъж попаднал там, вирусът не може да бъде унищожен нито от имунната система, нито с медикаменти.

Повечето ваксини не изграждат такъв тип „ударен“ имунитет от самото начало. Те по-скоро предпазват от тежко протичане на инфекцията. Така е и с препаратите срещу коронавирус. Проблемът е, че изчакване да се изградят антитела при ХИВ инфекцията не бива да се допуска, защото всеки ден отдалечава заразения от шанса му да се излекува.

Тестване на ваксини срещу ХИВ инфекцията

До днес само няколко препарата са достигали етап на клинични изпитвания върху хора. От шестте само един осигурява добра защита срещу тежката инфекция. Става въпрос за препарата RV144, от който всеки доброволец получава общо по 6 дози. Първите четири дози съдържат вируса, който причинява шарка по канарчетата (CNPV). Той не може да се репликира в клетките и само пренася генетичните инструкции за точно определени ХИВ протеини. Човешките клетки успяват да изградят нужните вирусни протеини и след това да осигурят имунна защита срещу тях.

Участниците получават още две бустерни дози, в чийто състав влиза фрагмент от ХИВ протеина, благодарение на който той може да прониква в клетките. Надеждата на екипа е с петата и шестата инжекция да се даде възможност на хората да се предпазят от по-голям брой подтипове на ХИВ вируса.

Крайният резултат от клиничните изпитания показва понижен с 31,2% риск от заразяване сред ваксинираните доброволци. Скромно постижение в цифри, но все пак то показва на експертите вярната посока и какъв имунен отговор трябва да се отключи, за да се предотврати развитие на инфекция.

До този момент основна тема на научния спор е кое е по-важно, когато се търси решение на проблема – Т-клетките или антителата. Заключенията на изследователите са, че антителата трябва да бъдат основен приоритет при разработване на ваксина, макар ролята на имунните клетки също да е от съществено значение.

С течение на годините обаче действието на препарата RV144 по време на изпитванията започва да отслабва и резултатите вече не са така обещаващи. С избухването на пандемията от коронавирус екипът, който провежда тестове върху хора в Южна Африка, преустановява работата си. На 25.03.2020 г. в списание „New England Journal of Medicine“ учените разкриват, че ваксината не намалява риска от ХИВ инфекция.

Според Зола Пазнер, имунолог в болници „Mount Sinai“, изследванията, свързани със СПИН и създаването на ваксина срещу ХИВ инфекцията, са се нуждаели от много по-сериозно финансиране, с което да се извършат бързо тестовете върху животни. В действителност, те се провеждат в продължение на десетилетия и то върху отделни и малко на брой животни.

Предизвикване на подходящ имунен отговор

Днес има няколко обнадеждаващи знака, че все пак може да се създаде ваксина, която да осигурява така наречения „стерилизиращ“ имунитет, или имунитет, предпазващ тялото още от първа доза на препарата.

Един от методите се основава на идеята, че някои заразени хора създават по естествен път антитела, които могат да преборят голяма част от ХИВ вариантите и да спрат инфектирането на клетките. За изграждането на тези антитела е нужно повече време, понякога дори години след развитието на инфекцията. Експертите трябва да съсредоточат усилията си върху ускоряване на целия процес.

Как да се ускори изграждането на антитела срещу ХИВ вируса?

Компанията „Johnson & Johnson“ в момента извършва клинични опити, като използва ХИВ протеин***, състоящ се от различни ХИВ щамове, срещани по света, за да отключи силен и всеобхватен имунен отговор.

Друг начин е да се „обучи“ имунната система да произвежда неутрализиращи антитела, които могат да се справят с широк набор от варианти на ХИВ вируса.

Учените, които прилагат втория метод, имат за цел да разгадаят как точно хора, заразени с ХИВ инфекция, създават неутрализиращите антитела. Отговорът на този въпрос ще лежи в основата на ваксина, която ще „инструктира“ човека да произвежда подобни антитела, когато тялото му е изложено на специфични вирусни фрагменти.

През декември 2019 г. Кевин Сондърс, експерт по ваксини, и Бартън Хейнс, имунолог от Института по ваксини за човека към медицинското училище на университета „Duke“, провеждат проучване, публикувано в списание „Science“. Резултатите сочат, че ваксината активира производството на антитела срещу ХИВ при мишки и макаци, които по-късно могат да се преобразуват в неутрализиращи.

Екипът на Марк Файнберг наскоро проведе клиничен експеримент, при който 97% от доброволците изграждат същите тези рядко срещани имунни клетки, когато са изложени на въздействието на модифицирана част от ХИВ вируса.

Други екипи анализират ролята на Т-клетките при борба с инфекцията. Луис Пикър и Клаус Фрюх например разработват ваксина, която да накара специфични Т-клетки да унищожат други, вече заразени с ХИВ, Т-клетки. Изследването им е публикувано в списание „Science Immunology“. Изпитанията са проведени върху маймуни, заразени с първия вариант на ХИВ – СИВ. Половината от ваксинираните животни изграждат добра защита. Предстои клиничните изпитания да продължат върху хора.

След близо 40 години на опити и провали учените сякаш виждат светлина в края на тунела. Кога обаче ще стигнат дотам е въпрос, на който все още трудно може да се отговори. 

* M.S. Gottlieb et al. Pneumocystis pneumonia — Los Angeles. Morbidity and Mortality Weekly Report. Vol. 21, June 5, 1981.

** N.R. Faria et al. The early spread and epidemic ignition of HIV-1 in human populations. Science. 2014.

*** Johnson & Johnson. Johnson & Johnson announces new clinical data on mosaic-based HIV preventative vaccine regimen. Press release, 2019.