Разработка вакцин против вируса иммунодефицита человека

БИОЛОГИЯ РАЗРАБОТКА ВАКЦИН ПРОТИВ ВИРУСА ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА С. Н. ЩЕЛКУНОВ Новосибирский государственный университет

ВВЕДЕНИЕ

DEVELOPMENT OF VACCINES AGAINST HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS S. N. SHCHELKUNOV

The major trends in the studies on development of various types of vaccine against human immunodeficiency virus, and the problems encountered by the scientists, are discussed.

© Щелкунов С.Н., 2001

Обсуждены основные направления исследований по разработке разных типов вакцин против вируса иммунодефицита человека и проблемы, с которыми сталкиваются при этом ученые.

26

www.issep.rssi.ru

В статье “Эпидемия СПИДа” [1] была описана пандемия ВИЧ-инфекции (СПИДа). И читатель, имеющий склонность к анализу, мог со всей очевидностью представить, что развитие пандемии данного инфекционного заболевания представляет собой большую угрозу человечеству и является одной из важнейших и сложнейших проблем мировой медицины XXI века. Многолетний опыт показывает, что с вирусными инфекциями удается успешно бороться лишь при наличии эффективной, дешевой, безопасной и простой в применении вакцины [2]. Разработка любой вакцины является сложным процессом и требует достаточно хорошего знания свойств инфекционного агента и закономерностей развития различных составляющих иммунного ответа организма на инфекцию данным микроорганизмом. Последние 15 лет большие усилия ученых многих стран направлены на изучение вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и разработку вакцины против него, но пока об успешном решении данной проблемы говорить не приходится. Это обусловлено тем, что ВИЧ является уникальным типом вируса, с которым до сих пор медицинская наука не сталкивалась. Для объединения усилий мирового сообщества в борьбе против этого грозного невидимого врага человечества в 1996 году была создана организация, названная Международной инициативой по вакцине против СПИДа (International AIDS Vaccine Initiative – IAVI). В 1997 году президент США объявил национальную десятилетнюю программу по созданию вакцины против СПИДа. В системе национальных институтов здоровья США организован Центр по разработке вакцины против СПИДа. С 1997 года и в России в рамках Межведомственной научно-технической программы “Вакцины нового поколения и медицинские диагностические системы будущего” проводят активные исследования по направлению “Иммуногены и вакцины антиСПИДа”. Даже это короткое перечисление из

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 0 , 2 0 0 1

БИОЛОГИЯ длинного списка инициатив разных стран указывает на то, какое большое внимание уделяется разработке вакцины против ВИЧ/СПИДа, которая призвана остановить катастрофическое для человечества расползание пандемии данного инфекционного заболевания [1]. ФАКТОРЫ, ОСЛОЖНЯЮЩИЕ РАЗРАБОТКУ ВАКЦИНЫ ПРОТИВ ВИЧ Исследования показали, что ВИЧ обладает свойствами, обеспечивающими ему эффективное избегание атак иммунной системы зараженного организма человека. 1. ВИЧ инфицирует клетки, имеющие на своей поверхности CD4-антиген. К таким клеткам относятся T4-лимфоциты, называемые T-хелперами (помощниками), и макрофаги. T4-лимфоциты обычно находятся в состоянии покоя, но после появления в организме патогена они активируются и запускают развитие как клеточного (цитотоксические T8-лимфоциты), так и гуморального (B-лимфоциты) иммунных ответов [2], то есть играют ключевую роль в регулировании иммунитета. Макрофаги также играют важную роль в индукции прежде всего T-клеточного иммунного ответа. Инфицирование ВИЧ данных типов клеток и их разрушение приводят к нарушению регуляции (подавлению) иммунных механизмов организма. Клетки, которые должны запускать защитные реакции организма, сами являются мишенями данного патогена. Необходимо научиться уничтожать только клетки, зараженные ВИЧ, так как неселективное уничтожение T4-лимфоцитов и макрофагов приведет не к излечиванию зараженного человека, а к уничтожению его иммунной системы, то есть быстрой гибели. 2. Репликация генома ВИЧ характеризуется высокой частотой ошибок, что приводит к постоянному возникновению мутантных форм вируса с измененной антигенной структурой. Такой антигенный дрейф наблюдается, например, у вируса гриппа, что препятствует разработке эффективной вакцины против него. В случае же ВИЧ скорость накопления мутаций в 65 раз выше по сравнению с вирусом гриппа [3]. На первой стадии ВИЧ-инфекции происходит активное размножение вируса, сопровождающееся интенсивным гуморальным (антительным) и T-клеточным иммунными ответами [1]. В результате такой специфичной защитной противовирусной атаки происходит отбор вариантов (мутантов) ВИЧ, которые не узнаются сформированными исходно антителами и цитотоксическими T8лимфоцитами. Таким образом, в организме индивидуума ВИЧ на поздних стадиях инфекции существенно отличается по антигенной структуре от вируса, его заразившего. Более того, расширенное изучение изолятов ВИЧ показало, что кроме внутренней вариабельно-

сти для данного вируса характерно наличие множества субтипов, различающихся генетически и серотипически (рис. 1). При этом в Европе и Америке чаще всего встречается субтип B. В Африке кроме наиболее распространенного на земном шаре вида ВИЧ-1 обнаружен другой вид – ВИЧ-2, имеющий значительные отличия от ВИЧ-1. Такое разнообразие вариантов вируса вносит дополнительные сложности в разработку эффективной антиВИЧ-вакцины массового применения. 3. ВИЧ способен существовать как провирус, то есть его геном встраивается в хромосомную ДНК клеток. В этой форме вирус может находиться долгое время, и он защищен от воздействия иммунной системы [1, 5]. Поэтому важной проблемой является разработка такой вакцины, которая препятствовала бы заражению данным вирусом чувствительных клеток. 4. Большой проблемой при разработке антиВИЧвакцины является отсутствие подходящей модели СПИДа на лабораторных животных. Кроме человека ВИЧ-1 может заражать только шимпанзе, однако у этих обезьян не наблюдается развития симптомов иммунной супрессии. Поэтому потенциальные вакцины против ВИЧ на шимпанзе можно проверять лишь по подавлению репликации данного вируса, но не проявления свойств нарушения иммунной системы. Другими недостатками данной лабораторной модели являются дороговизна, малая численность и сложность получения потомства этих приматов. Макаки резусы не заражаются ВИЧ-1, но они высоко чувствительны к вирусу иммунодефицита обезьян (ВИО). Инфекция макак резусов ВИО приводит к развитию у них СПИД-подобного заболевания, завершающегося гибелью животных. ВИО, хотя и имеет принципиальные отличия от ВИЧ по генетической организации, тем не менее является ближайшим родственником человеческого вируса. Макаки резусы многочисленны в природе и легко размножаются в неволе. Поэтому пара ВИО–макака резус очень полезна как лабораторная модель в выработке стратегии создания потенциальной вакцины против ВИЧ/СПИДа [5]. 5. В настоящее время нет четких критериев оценки эффективности вакцин против ВИЧ. Какой уровень антител и/или цитотоксических лимфоцитов необходим для эффективного предотвращения ВИЧ-инфекции, неизвестно. Клинические испытания потенциальных вакцин проходят три фазы. В фазе I оценивается на ограниченном круге добровольцев безопасность потенциальной вакцины. В фазе II определяется иммуногенность, а в фазе III на расширенном круге добровольцев оценивается протективная (защитная) эффективность исследуемой потенциальной вакцины [5].

Щ Е Л К У Н О В С . Н . РА З РА Б О Т К А В А К Ц И Н П Р О Т И В В И Р У С А И М М У Н О Д Е Ф И Ц И ТА Ч Е Л О В Е К А

27

БИОЛОГИЯ

B, a, c, d, g, h

B, a, c, d, f, g B, l B, e

B

B, d, e

B, c HIV-2 A, C, d, g, h

B

C, b, e C

b

E, b E, b

A, D, e B, f, c B C, a, d

B, e

Рис. 1. Глобальная распространенность субтипов вируса иммунодефицита человека [4]. Для вируса типа 1 (HIV-1) субтипы обозначены буквами. Вирус типа 2 (HIV-2), распространенный только в Африке, обозначен отдельным блоком. Заглавными буквами обозначены субтипы, наиболее часто встречаемые в конкретном регионе

В каком случае можно считать иммунизацию успешной? Этические нормы требуют, чтобы добровольцы, на которых испытывается экспериментальная вакцина, были предупреждены о необходимости избегать поведения, ведущего к заражению ВИЧ, и поэтому низкая заболеваемость СПИДом у этих людей может отражать не действие изучаемой вакцины, а переход к безопасному сексу [6]. Учитывая длинный латентный период ВИЧ-инфекции [1], неясно, какой промежуток времени (2–5 лет?) следует проводить наблюдения за вакцинированными по сравнению с контрольной группой добровольцев, не иммунизированных испытываемой вакциной, чтобы убедиться в эффективности вакцины. Все это значительно осложняет выбор наиболее эффективной потенциальной вакцины против ВИЧ и введение ее в практику массовой вакцинопрофилактики СПИДа. Несмотря на перечисленные сложности в разработке и оценке эффективности антиВИЧ-вакцины, последние 10–15 лет проводятся интенсивные исследования в этом направлении. Есть надежда, что накопление как положительных, так и отрицательных результатов в конечном итоге позволит предложить оптимальные схемы вакцинации против ВИЧ/СПИДа. Рассмотрим разные типы вакцин, разрабатываемых против ВИЧ.

28

СУБЪЕДИНИЧНАЯ ВАКЦИНА Первые разработки вакцины против ВИЧ, начатые вскоре после открытия данного вируса, были направлены на получение методами генетической инженерии основного иммуногенного белка оболочки ВИЧ-1, называемого gp120. В экспериментах на шимпанзе для некоторых животных был показан защитный эффект полученной экспериментальной вакцины от заражения ВИЧ. Уже в 1987 году (рекордно короткий срок) 140 здоровым добровольцам был введен препарат такого белка. Полученная субъединичная вакцина индуцировала активный гуморальный иммунный ответ (специфичные антитела), но T-клеточный иммунный ответ был слабым, что характерно для вакцин данного типа [2]. Антитела, взятые у добровольцев, ингибировали репликацию ВИЧ в культуре клеток, но ингибирование было штаммо-специфичным. Ген gp120 был взят от ВИЧ-1 субтипа B, и полученная субъединичная вакцина индуцировала биосинтез в организме человека вируснейтрализующих антител только против данного субтипа ВИЧ. Расширенные испытания вакцины gp120 проводят в настоящее время на добровольцах в Таиланде. Одновременно создается аналогичный вариант кандидатной вакцины gp120 для субтипа E ВИЧ-1, наиболее часто встречающегося в Таиланде (см. рис. 1).

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 0 , 2 0 0 1

БИОЛОГИЯ Для иммунизации планируется использовать смесь этих белков. Другой вариант потенциальной вакцины состоит в получении так называемых псевдовирионов ВИЧ. В провирусной ДНК ВИЧ делетировали последовательность, необходимую для упаковки вирусной РНК в вирион, а также участки провируса, с которых инициируется транскрипция вирусной РНК. Такую провирусную ДНК методами генетической инженерии подстроили под регулируемый промотор человеческого гена и ввели в культуру перевиваемых клеток почки африканской зеленой мартышки. Полученная линия клеток продуцировала вирионы, не содержащие вирусной РНК (называемые псевдовирионами), которые выходили из клеток в окружающую питательную среду, из которой их и собирали. Было показано, что псевдовирионы ВИЧ неинфекционны и иммуногенны. Но, как любая белковая вакцина, псевдовирионы инициируют развитие в основном гуморального иммунного ответа против ВИЧ определенного субтипа. Многообещающим направлением работ является создание методами генетической инженерии неприродных белков, состоящих из различных Т- и В-клеточных эпитопов основных антигенов ВИЧ. Для этого используют экспериментальные данные об аминокислотных последовательностях главных эпитопов (антигенных детерминант) вирусных белков, обеспечивающих протективный (защитный) иммунный ответ. На основании генетического кода составляется нуклеотидная последовательность ген-эквивалента, кодирующего цепочку таких протективных эпитопов. В пробирке химико-ферментативно синтезируется рассчитанный ген-эквивалент, встраивается в подходящую векторную молекулу [7] и экспрессируется в выбранной системе бактериальных, дрожжевых или животных клеток. Получаемый неприродный рекомбинантный белок может явиться удачной субъединичной вакциной сразу против многих субтипов ВИЧ. Работы в данном направлении проводят в нескольких научных центрах, в том числе и в Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии “Вектор” (Кольцово, Россия). ЖИВАЯ РЕКОМБИНАНТНАЯ ВАКЦИНА Благодаря массовой вакцинации вирусом осповакцины удалось избавить человечество от такой опасной инфекции, как оспа, случаев заболевания которой не регистрируется с 1977 года. Отличительными чертами вируса осповакцины являются его высокая иммуногенность против ортопоксвирусов, устойчивость к воздействию тепла (не требуется хранения вируса в условиях замораживания), простота прививания и низкая цена производства.

Кроме того, в ходе всемирной кампании по искоренению оспы накоплен громадный опыт по применению вируса осповакцины для иммунизации населения. Особый интерес к вирусу осповакцины и другим поксвирусам стал проявляться после разработки методологии создания методами генетической инженерии рекомбинантных вариантов вируса, способных экспрессировать встроенные в вирусный геном чужеродные гены. Многочисленные эксперименты, выполненные к настоящему времени, показали, что рекомбинантные варианты вируса осповакцины могут быть использованы в качестве живых вакцин против самых разных инфекций [2]. Встройка в ДНК вируса осповакцины генов белков-иммуногенов различных инфекционных агентов позволяет создавать живые рекомбинантные вакцины, в том числе поливалентные, которые попрежнему сохраняют все преимущества вируса осповакцины, указанные выше. Необходимо отметить, что встроенные в геном рекомбинантных вирусов осповакцины гены таких цитокинов, как IL-2 и IL-12, приводят к дополнительной активации T-клеточного иммунного ответа, в том числе против синтезируемого вирусом чужеродного антигена. Учитывая все сказанное, вирус осповакцины рассматривается как перспективный объект исследований по созданию рекомбинантных поксвирусов, предназначенных для иммунопрофилактики ВИЧ-инфекции. В США уже проведена первая фаза клинических испытаний рекомбинантного вируса осповакцины, экспрессирующего ген поверхностного белка gp120 ВИЧ-1. При этом не выявлено каких-либо серьезных побочных эффектов у пациентов и показано развитие клеточного и гуморального иммунных ответов против ВИЧ, которые усиливались после дополнительной иммунизации белком gp120. Очевидно, что работы по созданию рекомбинантных поксвирусов необходимо продолжать в направлении использования новых более эффективных иммуногенов против ВИЧ. В последнее время в качестве вектора активно используют безопасный для человека вирус оспы канареек, который лишь частично жизнеспособен в организме человека, но не дает потомства. При этом вирус оспы канареек обеспечивает развитие полноценного иммунного ответа (и прежде всего T-клеточного) против целевых антигенов (в нашем случае антигенов ВИЧ). В настоящее время проводятся клинические испытания такого рекомбинантного вируса на добровольцах в Уганде и Таиланде. ДНК-ВАКЦИНЫ Новейшим подходом к созданию вакцин против различных инфекционных агентов является конструирование

Щ Е Л К У Н О В С . Н . РА З РА Б О Т К А В А К Ц И Н П Р О Т И В В И Р У С А И М М У Н О Д Е Ф И Ц И ТА Ч Е Л О В Е К А

29

БИОЛОГИЯ так называемых ДНК-вакцин [2], которые представляют собой бактериальные плазмиды, содержащие кодирующие последовательности (ген-эквиваленты) протективных антигенов определенных микроорганизмов, помещенные под контроль эукариотических промоторов и снабженные сигналами присоединения поли(А)последовательностей на 3'-концах целевой мРНК. В разных лабораториях показано, что введение очищенных гибридных плазмид такого типа в организм лабораторных животных различными методами – внутримышечно, внутривенно, подкожно, внутрикожно, интраназально, орально или вагинально – приводит к развитию специфического иммунного ответа. Большим преимуществом ДНК-вакцин является то, что они индуцируют развитие полноценного иммунного ответа, характерного для живых вакцин, но при этом не используется живой вирус, который может в определенных случаях приводить к побочным эффектам. Поэтому ДНК-вакцины существенно безопаснее живых противовирусных вакцин. Имитация инфекции при ДНК-вакцинации возникает в связи с тем, что плазмидная ДНК после инъекции проникает в клетки организма и в их ядрах происходит экспрессия целевого гена(ов) гибридной плазмиды, приводящая к синтезу и процессингу белка(ов)-иммуногена, характерных для соответствующей вирусной инфекции. В связи с этим может индуцироваться эффективный сбалансированный иммунный ответ против соответствующего вируса. ДНК-вакцины производить просто, дешево и безопасно, так как этот процесс включает в себя лишь культивирование непатогенных бактерий (обычно кишечной палочки Escherichia coli), содержащих гибридную плазмиду, с последующим разрушением клеток и выделением плазмидной ДНК. Плазмиды более стабильны при хранении по сравнению с большинством вакцин другого типа. Поскольку ДНК-вакцины направляют синтез в организме, как правило, лишь одного-двух целевых белков, они менее аллергенны по сравнению с цельновирионными вакцинами. Вся совокупность выявленных свойств ДНК-вакцин привлекает большое внимание разработчиков новых поколений безопасных и эффективных вакцин. Большую роль ДНК-вакцины могут сыграть при разработке стратегии вакцинопрофилактики ВИЧ/СПИДа. Относительная простота (по сравнению с классическими методами аттенуации инфекционных агентов) создания разных вариантов ДНК-вакцин позволяет в обозримые промежутки времени проверить на модельных животных большое разнообразие кандидатных ДНК-вакцин против определенной инфекции, что значительно повышает вероятность положительного исхода проводимых исследований.

30

Показано, что в случае использования ДНК-вакцин одновременно можно инъецировать несколько разных плазмид, что опять же повышает вероятность создания искомой вакцины. Так, можно вводить две или более гибридные плазмиды, экспрессирующие два и более иммуногена. Более того, для эффективной активации нужного типа иммунного ответа можно дополнительно вводить плазмиду, экспрессирующую определенный цитокин (например, интерлейкин-2 (IL-2) или IL-12), необходимый для усиления T-клеточного иммунного ответа. Появляются данные о том, что тип иммунного ответа, индуцируемый ДНК-экспрессируемым иммуногеном, может существенно зависеть от формы биосинтеза этого иммуногена, то есть является ли синтезируемый белок внутриклеточным, или он секретируется из клетки в окружающую среду или секретируется на поверхность клетки. Совсем неожиданным явилось обнаружение японскими исследователями коротких иммуностимулирующих ДНК-последовательностей (ISS), введение которых в состав гибридных плазмид приводит к усилению T-клеточного иммунного ответа. Таким образом, накапливающиеся в последние годы данные демонстрируют большую перспективность научного направления по разработке ДНК-вакцин. Возможность выполнения многофакторных экспериментов с ДНК-вакцинами и их белковыми (цитокины) и олигонуклеотидными (ISS) усилителями клеточного иммунного ответа особенно важна для разработки метода вакцинопрофилактики такой сложной инфекции, какой является ВИЧ-инфекция. В настоящее время варианты антиВИЧ ДНК-вакцин изучают на моделях шимпанзе и макак резус и демонстрируют обнадеживающие результаты. Начаты первые испытания на ограниченном круге добровольцев. ИНАКТИВИРОВАННАЯ ВАКЦИНА Предпринимаются попытки использования инактивированной цельновирионной ВИЧ-вакцины. Стимулом для этих исследований явились результаты, полученные в экспериментах на модельных системах. ВИО был инактивирован обработкой формальдегидом, полученным препаратом иммунизировали макак. Затем макак заражали живым ВИО в дозе, значительно превышающей минимальную инфекционную дозу. У всех контрольных неиммунизированных животных после этого развился синдром иммунодефицита, в то время как ни у одной из вакцинированных макак признаков заболевания выявлено не было, хотя некоторые из них оказались инфицированными ВИО. Инактивированный ВИЧ-1 был тестирован на шимпанзе и показал защитный эффект против ВИЧ-инфекции. Однако как в

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 0 , 2 0 0 1

БИОЛОГИЯ случае ВИО, так и ВИЧ инактивированные вакцины обеспечивали защиту лишь по отношению к штаммам вирусов, использованным для получения данных вакцин. Испытание инактивированной вакцины на группе ВИЧ-инфицированных добровольцев с ранними симптомами СПИДа дало неоднозначные результаты. Предполагали, что такая иммунизация может активировать иммунный ответ против ВИЧ-антигенов. У части пациентов наблюдали повышение уровня T4-клеток, в то время как у других была обратная реакция – снижение уровня T-хелперов после вакцинации. В чем причина такой индивидуальной реакции на проведенную вакцинацию, пока неясно, и требуются дополнительные исследования. Некоторые исследователи считают, что потенциальная опасность инактивированной антиВИЧ-вакцины также может состоять в том, что ретровирусная РНК, даже химически убитая, все еще содержится в препарате такой вакцины и в принципе может подвергаться обратной транскрипции с последующей интеграцией в хромосомную ДНК клеток и как результат этого – представлять опасность в плане онкогенной трансформации клеток. Таким образом, на пути возможного введения в медицинскую практику инактивированной вакцины против ВИЧ предстоит еще провести большой объем исследований как на модельных животных, так и на добровольцах. ЖИВАЯ АТТЕНУИРОВАННАЯ ВАКЦИНА Исходя из того что наиболее полноценного иммунитета против патогенного вируса удается достичь при использовании живой аттенуированной вакцины [2], в некоторых лабораториях проводят исследования по разработке вакцины данного типа против ВИЧ. Обнадеживающие результаты получены на модели ВИО. Аттенуации вируса добивались делециями некоторых генов, приводящими к значительному снижению скорости размножения ВИО. Заражение макак полученным вариантом ВИО не приводило к развитию СПИД-подобного заболевания, но обеспечивало надежную иммунную защиту от последующего инфицирования этих животных высоковирулентным ВИО. По аналогии с ВИО был получен делеционный вариант ВИЧ, который реплицировался очень медленно по сравнению с исходным вирусом. Однако при вакцинации этим аттенуированным вариантом ВИЧ двух шимпанзе не удалось зафиксировать последующей их защиты от инфицирования природным ВИЧ (клинических проявлений СПИД-подобного заболевания у шимпанзе не наблюдается). Тем не менее попытки со-

здать аттенуированный вакцинный штамм ВИЧ продолжаются. Следует отметить, что некоторые исследователи возражают против использования аттенуированного ВИЧ в качестве живой вакцины. Аргументы противников данного подхода состоят в том, что живой вирус, хотя и ослабленный, будет способен к рекомбинации с эндогенными ретровирусными нуклеотидными последовательностями человека, в результате интеграции провирусной ДНК в хромосомы клеток может наблюдаться инсерционный (вставочный) мутагенез. Кроме того, нельзя исключить возможности реверсии аттенуированного штамма ВИЧ к вирулентному варианту. Более того, ВИЧ выращивают на культуре раковых клеток, а биопрепараты, получаемые на таких клетках, не разрешены для использования в медицине. Чтобы обойти данное препятствие, предлагают провирусную ДНК будущего аттенуированного ВИЧ встроить в состав бактериальной плазмиды и выращивать такую гибридную ДНК в бактериальных клетках с последующим выделением ее в высокоочищенной форме. Такую гибридную плазмиду можно будет инъецировать человеку. После попадания в клетку провирусная ДНК будет интегрироваться в хромосомы клетки, а затем с нее будут считываться вирусная геномная РНК и вирусные белки, что приведет к образованию инфекционных частиц ВИЧ. Это и обусловит вакцинацию человека аттенуированным ВИЧ. Из-за отмеченных выше потенциальных опасностей пока неясно, будет ли создана и использована в массовом масштабе для иммунизации людей живая аттенуированная ВИЧ-вакцина. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В процессе изучения пандемии СПИДа удалось обнаружить, что существует небольшое количество людей, которые остаются серонегативными (не производят антител против ВИЧ) несмотря на интенсивную экспозицию ВИЧ. Эти индивидуумы имеют строгий T-клеточный иммунитет против ВИЧ-инфекции. Полагают, что такой необычный иммунный ответ может развиться при заражении низкой дозой ВИЧ. В экспериментах на макаках было показано, что иммунизация низкой дозой ВИО приводит к формированию строгого протективного эффекта против ВИО-инфекции. При этом в основном регистрируется T-клеточный иммунный ответ. При введении макакам ВИО в высокой дозе формировался в основном сильный антительный ответ и развивалась вирусная инфекция. Гуморальный и клеточный иммунные ответы взаимосвязаны, и активное развитие одного типа иммунитета автоматически приводит к снижению другого. Таким образом, многие предыдущие разработки потенциальных вакцин, ориентирующиеся на индукцию сильного антительного

Щ Е Л К У Н О В С . Н . РА З РА Б О Т К А В А К Ц И Н П Р О Т И В В И Р У С А И М М У Н О Д Е Ф И Ц И ТА Ч Е Л О В Е К А

31

БИОЛОГИЯ антиВИЧ-ответа, скорее всего, окажутся малоэффективны. Вакцина против ВИЧ/СПИДа прежде всего должна активировать специфичный T-клеточный ответ. Вполне возможно, что вакцина против ВИЧ будет комбинированной, многокомпонентной. В качестве перспективных компонентов такой вакцины предлагаются иммуногены на основе поксвирусного вектора, рекомбинантные белки, ДНК-вакцины и, возможно, инактивированный вирус. Это должна быть поливалентная вакцина, содержащая набор эпитопов различных субтипов ВИЧ. Важным направлением исследований является выбор оптимальной схемы иммунизации. В целом, учитывая необычные свойства ВИЧ и отсутствие адекватной лабораторной модели вызываемой им инфекции, следует признать, что предстоит сложный путь с привлечением новейших достижений современной науки для разработки эффективной и дешевой вакцины против ВИЧ. Последний аспект особенно важен для проведения массовой вакцинации населения развивающихся стран. ЛИТЕРАТУРА 1. Щелкунов С.Н. Эпидемия СПИДа // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 11. С. 22–28. 2. Щелкунов С.Н. Противовирусные вакцины: От Дженнера до наших дней // Там же. 1998. № 7. С. 43–50. 3. Kuby J. Immunology. N.Y.: Freeman and Co., 1992. P. 478–485.

32

4. Progress in AIDS Vaccine Development // IAVI Rept. 1996. Vol. 1, № 1. P. 4–5. 5. AIDS and HIV in Perspective: A Guide to Understanding the Virus and Its Consequences / B.D. Schoub. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1994. 268 p. 6. Маттьюз Т.Дж., Болонези Д.П. Вакцины против СПИДа // В мире науки. 1988. № 12. С. 90–98. 7. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия: Учеб. пособие: В 2 ч. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1994. Ч. 1. 304 с.

Рецензент статьи В.И. Агол *** Сергей Николаевич Щелкунов, доктор биологических наук, профессор кафедры молекулярной биологии Новосибирского государственного университета, членкорреспондент РАЕН, зав. отделом молекулярной биологии геномов Научно-исследовательского института молекулярной биологии Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии “Вектор” (Кольцово Новосибирской обл.). Область научных интересов – структурно-функциональная организация и эволюция вирусных геномов, противовирусные вакцины, генетическая инженерия, экспрессия генов. Автор трех монографий и двухтомного учебного пособия для вузов по генетической инженерии, а также более 200 научных публикаций.

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 0 , 2 0 0 1