Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Вакцинацию живым ослабленным вирусом можно сравнить с межвидовой передачей вирусов, вызывающих зоонозную инфекцию. Если вакцинный штамм является РНК-содержащим вирусом, то можно ожидать, что введение вакцины приведет к появлению популяции генотипов, представляющих квазивиды, возникающие во время репликации и амплификации вируса в клетках хозяина. Больше того, репликация вируса в реципиенте вакцины создает генетическое разнообразие, обеспечивая возможность для реверсии ослабленного генотипа. Это реальное, но редко проявляющееся осложнение вакцинации живыми ослабленными вирусами.

Разработанная Альбертом Сэбином для приема внутрь вакцина, приготовленная из ослабленного живого вируса полиомиелита и введенная в клиническую практику в пятидесятые годы, является главным оружием в кампании глобального искоренения полиомиелита. Можно надеяться, что это будет второй (после натуральной оспы) вирус, который будет уничтожен благодаря технологии производства вакцин. Заболеваемость полиомиелитом в мире сократилась на 99 %, но вирус остается эндемичным в некоторых странах, где охват населения вакцинацией остается низким (WHO, 2015b). Вакцина высокоэффективна, потому что вирус инфицирует клетки нашего кишечника и реплицируется там до высоких титров. Он не вызывает заболевание, но приводит к мощному и пожизненному иммунному ответу на вирус. Но эта репликация, однако, с необходимостью влечет за собой появление генотипических вариантов с потенциально высокой патогенностью и, самое главное, вирулентностью в отношении нервных клеток. В местах с недостаточным охватом населения вакцинацией эволюция таких производных от вакцин вирусов полиомиелита привела к вспышкам этого заболевания, которые угрожают успеху программы искоренения полиомиелита (Burns et al., 2014). Неспособность полиовирусной РНК-полимеразы без ошибок редактировать свой продукт приводит к неверному включению нуклеотидов во время каждого цикла репликации генома. Вакцинный штамм Сэбин-1 серотипа 1 вируса полиомиелита отличается от родительского вирулентного дикого вируса P1/Mahoney 56 отдельными мутациями, рассеянными среди 7600 нуклеотидов РНК-генома (Christodoulou et al., 1990). Тем не менее некоторые из этих мутаций оказывают большее влияние на ослабленный фенотип, чем другие, и во время репликации в клетках кишок реверсия всего одной или нескольких из этих ослабляющих мутаций может породить вирулентные штаммы, способные вызвать заболевание полиомиелитом (Burns et al., 2014).

Так как вакцинация от полиомиелита призвана защитить от инфекции всеми тремя циркулирующими серотипами вируса полиомиелита, вакцина включает в себя три различных ослабленных штамма (Сэбин1–3), и каждый из них характеризуется уникальным распределением ослабляющих мутаций. Следовательно, существует возможность генетического обмена или рекомбинации между различными вакцинными штаммами, если они инфицируют одновременно одну клетку кишечника. В некоторых местностях в популяции циркулируют близкородственные энтеровирусы, не вызывающие полиомиелит, и возникающие межвидовые рекомбинанты могут приводить к появлению патогенных штаммов (Arita et al., 2005; Joffret et al., 2012). Несмотря на то что вирусы, производные от вакцин против полиомиелита, могут вызывать вспышки полиомиелитной инфекции в местностях, где выполняют мало вакцинаций, они не приводят к столь тяжелым последствиям там, где вакцинация находится на должном уровне. Несмотря на появление реверсивных вирусов у отдельных реципиентов вакцины, риск того, что такие вирусы смогут вызвать явное поражение нервной системы, не превышает одного случая на полмиллиона. Тем не менее возвращение к применению инактивированной вакцины может оказаться необходимым в местностях, где охват населения вакцинацией низок, несмотря на кампанию всеобщей вакцинации (Grassly, 2013).

Ослабление по плану