Обяснено: За бързите и бавните тестове и защо още няма ваксина Covid-19

На каква фаза са изследванията за ваксина и лекарства за борба с коронавируса? Кои са най-напредналите страни в изследването на новия коронавирус, и в какво се състои "състезанието"? Какво знаем за мутацията на вируса и как тази информация помага за намирането на лечение (включително - срещу конспиративните теории)? Какви са ползите и недостатъците на т.нар. "бързи" и "бавни" тестове? Кои са най-ефективните начини за предпазване от новия коронавирус, докато все още няма ваксина или медикамент?

Потърсихме отговорите на тези въпроси от български имунолог с докторска степен от Scripps, чиято работа е свързана с разработване на ваксини против вирусни инфекции и рак. В момента работи в биотехнологична компания в САЩ.

Стотици милиони души остават под блокада заради епидемията от новия коронавирус. Страни като Италия, Испания и САЩ съобщават всекидневно за висок брой смъртни случаи от инфекцията. Независимо от всичко, биотехнологичните и фармацевтичните компании работят със скорост, каквато не е виждана никога досега, в търсене на нови ваксини и лекарства за Covid-19. Ако има една добра новина в разгара на пандемията, тя е, че сътрудничеството в научната сфера в момента е на безпрецедентно високо ниво.

„Бързите“ и „бавните“ тестове

Въпросът с тестовете за изследване на Covid-19 не е дали са бързи или бавни - и това е изключително грешна представа за смисъла им. Важното е какъв материал изследват и как се провеждат.

В единия случай, тестваме секрети от носа и гърлото за наличност на вирусно РНК. Във втория случай, тестваме кръв за наличност на антитела против коронавирус (имуноглобулин М за ранна инфекция, имуноглобулин Г за преминала инфекция, и двата едновременно за активна, но към края си инфекция).

Скоростта на провеждането им няма нищо общо с резултата.

Първият вид тест е сигурен, но е по-труден за провеждане от лекари и лаборанти. Той има по-сложен протокол и се изискват по-скъпи машини за анализ на данните (чисто нов апарат за този тип изследвания струва $50,000, на старо - $25,000).

Вторият вид (серологичен) тест също е сигурен и е малко по-лесен за правене от лекари и лаборанти, защото е сходен с всички видове рутинно провеждани инфекциозни тестове (например, за грип, за мононуклеоза, т.н.).

Предимството на серологичния тест на кръвта е, че той дава възможност да се разбере дали е налице минала инфекция, докато тестът на секрет от гърлото доказва само активна инфекция.

Недостатъкът на серологичния тест е, че производството на антитела срещу всяка инфекция в тялото отнема около 1 седмица. Той не може да установи дали човек е болен, ако няма симптоми и е в най-ранната фаза на болестта.

Серологичният тест е по-труден за валидиране от учените. Преди да се пусне на пазара, трябва да сме сигурни, че резултатите ще са правилни във всяка една лаборатория. Това отнема време. Китай и Сингапур има такива разработки, а няколко компании в САЩ чакат одобрение от FDA, за да могат да ги пуснат на пазара.

Крайната цел е (мечта в един идеален свят) всеки пациент да може да се изследва сам, лесно, бързо и надеждно, както например става с тестовете за бременност. Така ще можем да следим къде има най-много случаи и да се праща помощ там, където има клъстъри на зараза.

Защо все още няма ваксина за коронавируса?

Разработките на ваксини все още се намират на много ранен етап просто защото SARS-CoV2 е нов вирус, който досега не се е срещал у хората. Достигането до фазата на клинични изследвания ще отнеме време. Самите клинични изследвания също изискват продължителна работа, и това е напълно правилно. Необходимо е време, за да сме сигурни, че ваксината е безопасна, ефективна и няма да причини проблеми (например – автоимунни заболявания).

Първа стъпка: за мишките и приматите

Първо, новата ваксина се изследва върху животински модели (мишки, плъхове), за да се провери дали тя успява да направи имунна реакция и дали може да защити организма от инфекция.

Тук идва проблем номер 1: нормалните лабораторни мишки не се инфектират ефективно от този вирус, не се разболяват. Тогава как тестваме ефективността на лекарство или ваксина? В случая със SARS-CoV2 имаме късмет - през 2007 г., след епидемията с първия SARS вирус, лаборатория публикува изследване за създаването на генетично изменена мишка, която експресира рецепторa АСЕ2. Вирусът ползва този рецептор, за да инфектира човешките клетки.

Имаме късмет, че този вид мишка вече съществува и можем да я ползваме за предклинични изследвания, които са важни за правилен дизайн на ваксината или за тестване на антивирусните препарати.

След като ваксината се тества върху мишките, тя се прилага върху примати. Тези изследвания биха предвидили най-точно каква трябва да бъде човешката доза, дали ваксината е безопасна и дали се проявява правилната имунна реакция. Биологията и имунната система на приматите е много по-близка до нашата; все пак еволюционно сме по-близко един до друг отколкото до мишка.

Тук идва друг проблем, който сега изследователите се опитват да предотвратят:

За да има достоверни резултати от тестване на ваксина върху животното, то никога не трябва да е срещало този патоген. Затова всички центрове, които провеждат изследвания върху примати, трябва да ги опазят да не се заразят с коронавирус.

Ако се заразят със SARS-CoV2, резултатите от каквато и да била ваксина ще са неправилни, защото приматите ще са развили имунитет по естествен начин. А понеже еволюционно са близко до нас, шансът да се заразят от този вирус е по-висок, отколкото при мишки или кучета, например.

В момента Food and Drug Administration (FDA, американската служба за безопасност на храните и лекарствата), работи много усилено да ускори влизането в клинични изследвания на ваксина против SARS-CoV2.

Един от начините, по които този процес може да стане по-бърз, е да проверят дали платформата на въпросната ваксина вече е тествана върху мишки и върху примати (например, дали вече са правени тестове на друга версия на ваксината срещу грип, срещу аденовирус, срещу туберкулоза, и др.; въпросът е дали платформата е “derisked”).

Друг начин за сваляне на риска е ваксината да се произведе по синтетичен път, а не чрез производство на части от вируса в бактерии или други видове организми, които може да имат токсични елементи. Много от новите ваксини се произвеждат по този метод – те са тип ДНК или РНК ваксини.

Втора стъпка: Клиничните изследвания на ваксини върху хора

Клиничното изследване върху хора има няколко фази. Първата фаза изследва безопасността. Здрави, платени доброволци, между 20 и 100 души, се ваксинират и се наблюдават няколко месеца. Проследява се как ваксината се абсорбира, как активните вещества се метаболизират в организма, как се изхвърлят.

И още: доброволците се наблюдават за странични ефекти, като се тестват няколко дози и се проследява дали се проявява реакция на мястото на инжектирането, дали се развиват автоимунни заболявания, и т.н.

Най-важното за имунолозите при тази фаза е да разберат дали имунната система на пациента реагира срещу това, което сме ваксинирали - тоест дали произвежда антитела срещу конкретния патоген. Проверява се какви са произведените антитела, могат ли да неутрализират този патоген, колко дълго паметните клетки се намират в кръвта, дали намаляват след време и др.

Ваксината на лабораторията Moderna вече влезе в първа фаза клинични изследвания в Сиатъл. Това се случи само 65 дни след началото на епидемията в САЩ, което беше рекорд – никога досега не се е влизало толкова бързо в клинични изследвания на ваксина. Тяхната ваксина е derisked, защото е синтетично произведена (РНК-базирана), а платформата й вече е допусната до първа клинична фаза за разновидност на ваксината, насочена срещу Зика, и във втора фаза на изследвания върху хора за меланома.

Очаква се да започнат изследвания и на много други видове ваксини – и това е добра новина. Необходимо е да се тестват поне 4-5 подхода, защото е вероятно много от тях да не успеят да стигнат до крайната фаза на клинични изследвания заради неправилен дизайн, заради странични ефекти, заради дизайна на самия клиничен протокол. Около 70% от експерименталните лекарства/ваксини преминават първа фаза.

Втората фаза на клинични изследвания върху хора се състои в определяне на ефикасността на лекарството. Тя обикновено е между няколко месеца и няколко години (в зависимост от вида изследване) и се провежда върху няколкостотин здрави пациенти от различни раси, полове, възраст.

В тази фаза пациентите се разбъркват - половината от тях получават контрола (плацебо), а втората половина получават истинското лекарство/ваксина. Изследването се провежда “на сляпо“ - нито лекарят, нито изследваното лице знае дали получава плацебо или лекарство. Това условие е важно, за да може да се убеди FDA, че ефективността наистина идва от медикамента.

Tрета фаза - тази, в която искам да сме, но все още не сме достигнали – се провежда върху няколко хиляди пациенти и може да отнеме няколко години.

Ако експерименталната ваксина е стигнала до този етап, тя се поставя върху здрави хора от групи, за които има по-висок риск от инфекция. Ваксинираните лица се наблюдават за проява на странични ефекти, създаване на защита против зараза и т.н.

Това е фазата, в която пропадат много ваксини, защото просто няма как да предвидиш успешността, преди да се тестват на голям брой хора под риск. Преди FDA да одобри една ваксина и да я пусне на пазара, трябва да се докаже, че статистически е безопасна и ефективна в предотвратяването на инфекция по естествен път. А това ще отнеме време.

Намирането на решение е трудно, защото това е нов вирус у хората и защото всички лекарства или ваксини трябва да са проверени, преди да достигнат до хората. Това е най-голямата отговорност на всички медицински и регулаторни органи. И е трудно да се намери решение, защото вирусите се разпространяват експоненциално, а науката изисква време.

Най-добрата надежда в момента - антивирусните медикаменти

Много от тях вече се намират в различни фази на клинични изследвания или са одобрени, но за друг вид инфекция. Сега е нужно просто да се тестват върху малък брой болни хора off-label (тоест - не по предписание) и да е с условието, че пациентите нямат друг вариант за лечение (compassionate care). Това са пациенти с Covid-19 в много тежко състояние, които са опитали всички други варианти на терапия, без успех; на път са да загубят живота си заради болестта и са съгласни лекарите да експериментират с новите антивирусни медикаменти върху тях.

Gilead произвежда медикамента Remdesivir, за който се знае, че работи в клетъчна култура и вече се тества върху пациенти.

Японската компания Fujifilm Toyama Chemical също е разработила антивирусен медикамент (Favipiravir / Avigan), който според малко китайско клинично изследване е ефективен.

Regeneron и Sanofi имат друг вид терапия, която може да проработи - антитяло срещу молекула, която имунната система произвежда. Целта на тази терапия е да успокои имунната реакция срещу вируса, която при някои пациенти е толкова силна, че ги убива. Терапията би трябвало да даде време на белия дроб да оздравее.

И последно: Губернаторът на Ню Йорк Андрю Куомо обяви, че ще се започне извличнаето плазма от пациенти, които са оздравели от коронавирус. Този процес цели изолиране на защитните антитела или клонирането им в лабораторията, благодарение на което ще може да се произведе серум за масово ползване или инжектиране в тежко болни пациенти.

Това е подходът, който беше приложен срещу Ебола – прехвърляне на защитни антитела от един пациент на друг.

Кой е най-напреднал, и в какво се състои "състезанието"?

Трудно е да се каже кой е най-напреднал. Имайте предвид, че аз работя в научната сфера в САЩ, така че моето мнение със сигурност е повлияно от опита ми в научните изследвания тук. Аз лично искам да видя резултати от научни изследвания извън Китай, защото там данните някой път не са 100% достоверни, дизайнът на клиничните изследвания е различен и понякога не всичко е направено по етичен начин.

Това не значи, че изследванията им не са истински; напълно е възможно хората да са свършили работата си добре и резултатите да отговарят на публикуваните данни. Но, докато някой не повтори подобно изследване със същите резултати, независимо от коя държава е, аз имам едно наум.

Биотехнологичните и фармацевтичните компании в САЩ, Япония, Корея, Западна Европа са много по-напред в иновацията на такива медикаменти и ваксини. Но Китай тества много по-експедитивно и върху много по-голям брой хора. Затова е трудно да се каже кой ще стигне пръв до целта.

Какво знаем и какво не знаем за мутациите на вируса?

Всички вируси мутират, просто защото когато се копират, те нямат ензим, който да им проверява дали са си копирали генетичния материал правилно. Някои мутират по-бързо от други (напр. ХИВ или сезонният грип) и затова е трудно да се направят ваксини против тях. Знаем, че SARS-CoV2 също мутира. Не знаем точно колко бързо и дали ще е трудно да се направи ваксина. На първо четене, като че ли е възможно, но експериментите ще покажат.

Кристиян Андерсен, епидемиолог от Scripps, публикува статия в Nature Medicine, в която екипът му проследява различните мутации на този вирус, за да провери дали той се е появил спонтанно или, както мнозина вярват, е направен от китайска лаборатория.

Резултатът е, че вирусът е мутирал спонтанно на няколко места. Може да се пренася от човек на човек и това може да се проследи. Вирусът, който в момента намираме в пациенти в САЩ, Европа, Китай, Южна Корея, всъщност идва от един предшественик и е резултат на естествен подбор.

Накратко, мутации имат всички вируси. Още не е ясно този дали мутира много, но мутациите му ни помагат да видим откъде идва, как се променя по време на епидемията и накъде се мести епидемията. Тази информация е важна поради още една причина - помага да разберем колко защитени са хората, които вече са преболедували инфекцията. Ако вирусът мутира много бързо, антителата може да не са защитени при следащата вълна на зараза. Тогава откриването на ваксина става изключително важно.

От какво умира новият коронавирус?

Най-сигурният метод е измиването на ръцете. Миенето на ръце със сапун разгражда плика на самия вирус (обвивката, която предпазва генетичния му материал и му помага да се захване за чуждите клетки).

Убива го белина (10%), дезинфекциращи препарати с белина, над 60% алкохол (спирт), ултравиолетова светлина (тя също поврежда генетичния материал, но го прави по-бавно), препарати за чистене. И пак – Защо сапунът е толкова ефективен срещу разпространението на вируси !

Нагряването на висока температура на храна винаги е препоръчително, въпреки че възможността от инфекция със SARS-CoV2 на клетки от стомашно-чревния тракт е по-ниска от инфекцията на клетки на дихателните пътища (това заключение се прави на база на по-ниския процент пациенти с Covid-19, които проявяват симптоми като разстройство и гадене).

Вирусът има различна продължителност на „живот“ върху различните повърхности. Скорошно изследване показа, че новият коронавирус живее 24 часа върху картон, 6 часа – върху медни повърхности, до 72 часа върху пластмаса.

Разбира се, това са ориентировъчни числа, защото условията в домовете на хората не съвпадат с перфектно регулираната температура, влага и др. в лабораториите.

Може ли да се направи достоверна прогноза за въздействието на лятото и високите температури върху епидемията?

Засега имаме сведения, че този вирус се разпространява в Сингапур, където е топло и влажно по принцип. По-малкият брой пациенти се дължи на това, че властите в страната вземат много сериозни мерки за проследяване на случаите както в Китай, Япония и Южна Корея.

Вирусът се разпространява без проблеми в Южна Калифорния, където е сухо и топло, както и във Флорида, където е топло и влажно. Има случаи в южното полукълбо, където в момента е лято/есен и в държави близо до екватора.

Не можем да кажем, че топлите температури ще го елиминират; това, поне според мен, са само надежди. Времето ще покаже дали сме прави или не.

Дали осъзнаването на мащабите от кризата с Covid-19 ще доведе до края на антиваксърското движение по света? За съжаление - категорично не. Те продължават да вярват, че пандемията е конспирация, която цели да принуди всички хора да се ваксинират, правителството да контролира всичко и да нямаш избор за нищо. Единственият начин тези хора да се разубедят, за съжаление, е да се сблъскат с личен пример на тежко заболяване или смърт от тази инфекция. Засега това е единственото нещо, което е успяло да убеди антиваксърите в ползата от ваксини срещу смъртоносни инфекции като полиомиелит или морбили.