Жизнь на скорости света

Предварительные испытания совершенства и надежности технологии производства синтетических источников вакцин прошли 29 августа 2011 года. За основу были взяты последовательности генов HA и NA низкопатогенного североамериканского штамма птичьего гриппа H7N9, полученного у CDC и предоставленного BARDA. Синтез олигонуклеотидов стартовал в восемь утра. К полудню 2 сентября, ровно через четверо суток и четыре часа от начала процедуры, вакцинный штамм был получен. После завершения этой подтверждающей демонстрации процесс был успешно повторен на множестве других штаммов и подтипов гриппа, в том числе на H1N1, H5N1 и H3N2. Ко времени написания этой главы штаммов, которые нельзя было бы собрать и «спасти» искусственно, больше не осталось.

Проект синтетического гриппа теперь входит в следующую важную фазу развития. Быстрое и эффективное производство материала для вакцин дает возможность гораздо лучше подготовиться к пандемии – в сочетании с пониманием того, как вирус эволюционирует. Вирусы гриппа динамичны и меняются двумя основными способами: антигенный дрейф и антигенный сдвиг. Дрейф, который происходит постоянно, означает небольшие постепенные изменения, которые происходят за счет точечных мутаций в двух генах, кодирующих главные поверхностные белки – упоминавшиеся выше гемагглютинин и нейраминидазу. Антигенный сдвиг означает резкое крупное изменение, приводящее к появлению совершенно нового вируса гриппа – путем прямой передачи его к людям от животных (обычно от свиней или птиц) или через генетическую реассортацию, т. е. смешивание генов человеческого гриппа А с гриппом животных А, в результате чего получается новый подтип человеческого вируса гриппа А. Наблюдая и и анализируя сдвиги штаммов гриппа и вновь возникающие штаммы, мы можем начинать готовиться к наиболее вероятным штаммам, а не только спешно реагировать, когда вспышка уже станет фактом. Для штаммов, которые представляют потенциальную угрозу, вакцинный материал можно делать заранее и хранить в банках вакцинных штаммов, доступных и готовых к использованию, когда понадобятся.

Подготовка к будущей пандемии идет полным ходом. Создается всеобъемлющая база данных, которая будет включать данные секвенирования прошлых гриппов, антигенные вариации и характеристики роста штаммов, и в нее уже внесены почти 66 000 выделенных последовательностей и 33 000 наборов данных по парам антигенов. Разрабатываются продвинутые алгоритмы для предсказания изменений соотношения субпопуляций циркулирующего вируса во времени, чтобы автоматически оценивать, какая вакцина (или кандидат в вакцины) даст наилучшую защиту, и улучшать возможности предсказания отбора штаммов.

Другой критический шаг к продвинутым вакцинам от гриппа на синтетической основе – это наращивание объема синтетического вакцинного материала и включение его в технологический процесс для перехода к коммерческому производству вакцин. Novartis начинает воплощать это в реальность – реальность, чрезвычайно важную для ответа на глобальную пандемию. Скорость, легкость и точность, с которыми синтетические технологии позволяют производить «высокоурожайные» вакцинные штаммы гриппозных вакцин, обещают не только более быстрые ответы на будущие пандемии, но и более надежное снабжение вакцинами от пандемического гриппа.

Хотя вакцины – это лучшие средства предотвращения пандемий, и синтетическая биология помогла нам сделать их более эффективными, мы теперь сталкиваемся с другой большой инфекционной угрозой, поскольку одно из важнейших орудий человечества в борьбе с болезнями, антибиотики, быстро теряют свою эффективность. Мы наслаждались перемирием в исторической войне с микробами с середины прошлого века, после случайного открытия пенициллина британским микробиологом Александром Флемингом (1881–1955) в 1928 году и разработки технологии массового производства этого лекарства австралийцем Ховардом Уолтером Флори (1898–1968) вместе с немцем Эрнстом Борисом Чейном (1906–1979) и английским биохимиком Норманом Хитли (1911–2004){245}. Флори и Чейн разделили с Флемингом Нобелевскую премию за 1945 год по медицине за их далеко идущую работу. В последние восемьдесят лет антибиотики использовались для лечения многих ранее смертельных инфекционных болезней, спасая миллионы жизней, и чрезвычайно расширили применение хирургии – вообразите без них хотя бы попытку удаления аппендикса, не говоря уж об операциях на сердце, почке или бедре.