Yegor Voronin (shvarz) wrote,
Yegor Voronin
shvarz

Category:

Как выбирают штаммы гриппа для вакцин

Почему мне в прошлый раз пришлось писать о том, как производят вакцину от гриппа? Чтобы было понятно, почему выбор штаммов для вакцины происходит за восемь месяцев до начала сезона вакцинации. Одно прямо следует из другого. Если бы на производство уходило не восемь месяцев, а четыре, то выбор штаммов бы происходил не в феврале, а в мае. А так приходится в феврале.

Часто говорят, что специалисты предсказывают или пытаются угадать штаммы гриппа на следующий сезон. Это не так. Реальность одновременно проще и сложнее. Разберемся.

Под эгидой ВОЗ существует так называемая Global Influenza Surveillance and Response System (GISRS). В эту систему входят 143 National Influenza Centers (NICs) в 113 странах. Они каждый год анализируют двести-триста тысяч образцов от людей с респираторными инфекциями. Из них несколько тысяч образцов идут на более детальный анализ в один из шести WHO Collaborative Centers (CCs), расположенных в США, Китае, Австралии, Англии, Японии.



Расположение центров GISRS.



1. Первичная диагностика
Первым делом NICs делают ПЦР-анализ на присутствие в образце вируса гриппа. Понятно, что далеко не каждая респираторная инфекция является гриппом, см. мой старый пост Думаете у вас грипп?
По Штатам картинка получается примерно вот такая:


Голубые столбцы - не-грипп, красные - H3N2, зеленые - инфлуенза типа B. В целом вирус гриппа находят в 25% образцов за сезон.


2. Выделение вируса и первичный анализ
Если ПЦР анализ дает положительный результат на вирус гриппа, то центр пытается выделить вирус, либо выращивая его в яйцах, либо в клеточной культуре. Для дальнейшего анализа вируса нужно вырастить его в некотором количестве. Это непростой процесс и из многих образцов выделить вирус не удается.

Для "птичьего гриппа" гриппа делается исключение. Он считается особо-опасным патогеном и поэтому его выделять и выращивать можно только в специальных центрах, NICs его не выращивают.

ВОЗ бесплатно предоставляет каждому центру набор антител, который можно использовать для того, чтобы определить к какому типу относится выделенный вирус (А или B), и если это А, то определяются варианты гемагглютинина (HA) и нейраминидазы (NA).

Лирическое отступление: Иногда приходится видеть (особенно разные безграмотные антивакцинаторы к этому склонны), что люди совершенно неправильно понимают систематизацию вирусов. Они считают, что сочетание H1N1 или H5N1 совершенно однозначно определяют вирус. Поэтому для них звучит странно "новый H5N1 вирус" - какой же он новый, если H5N1 был описан еще 40 лет назад? Между тем H1 или H5 означают лишь принадлежность одного гена в вирусе к определенному семейству. Внутри семейства H1 выделяется десяток геногрупп (и время от времени появляются новые). Внутри каждой геногруппы (например 6) выделяются под-геногруппы (6А, 6B, 6C...). Внутри каждой под-геногруппы существует постоянно-меняющееся разнообразие вирусов. Практически каждый штамм уникален и отличается от других штаммов. Различия между штаммами небольшие, между под-группами побольше, между группами еще больше, а между семействами самые большие. Поэтому вирус вполне может быть H1, но при этом совершенно новым. В дополнение к этому, помимо генов H и N, у гриппа есть еще пять генов, которые в данной классификации даже не упоминаются.

Протипировав выращенные вирусы, NICs отбирают образцы для того, чтобы послать их в WHO CCs. Отбирают их по двум критериям - центры стараются, во-первых, выбрать вирусы наиболее "типичные" для их местности, а во-вторых, наиболее "необычные" - которые плохо реагируют с присланными от ВОЗ антителами, что говорит о том, что в ВОЗ этих вирусов скорее всего еще нет.

Следующие стадии проходят в WHO CCs.

3. Получение сыворотки в хорьках
Хорьки легко заражаются гриппом и хорошо вырабатывают к нему антитела. Настолько хорошо, что для этого анализа хорьков приходится выращивать в супер-стерильных условиях BSL3 (иначе они подхватывают дикий грипп). Хорьков заражают присланными штаммами гриппа и потом берут из них сыворотку крови. По этой сыворотке мы можем судить насколько "похожи" друг на друга два варианта вируса гриппа. Если антитела из хорька, зараженного вирусом А, хорошо реагируют с вирусом Б, то эти два вируса иммунологически очень похожи друг на друга. Если плохо - то они сильно друг от друга отличаются. Если вирусы антигенно похожи друг на друга, то вакцина против одного из них с большой вероятностью защитит и от другого.

Таким образом можно не только сравнить друг с другом штаммы из свежих образцов, но и посмотреть насколько свежие штаммы похожи на штаммы из прошлых лет и на штаммы из прошлых вакцин.

Получающийся набор попарных сравнений существует в N-мерном пространстве, но для наглядности и с некоторым упрощением его можно показать на двумерном графике, например вот так:


Карта антигенности вирусных штаммов вируса гриппа типа H1N1. Каждая точка соответствует отдельному штамму вируса гриппа. Желтым показаны вирусы 2014 года, синим - 2013 года, серым - из предыдущих лет, большая красная точка - "классический" H1N1 штамм для сравнения.


Эту карты антигенности можно использовать для подбора штамма для вакцины. Общий принцип таков, что мы хотим выбрать штаммы, которые находятся как можно ближе к центру распределения, потому что иммунный ответ на них даст защиту против наибольшего количества других штаммов. Но при этом нужно учитывать и другие факторы, о которых сейчас и пойдет речь.

4. Генетический анализ
Схожесть двух штаммов по вызываемому иммунному ответу не обязательно означает близкую родственность штаммов, а большие различия не обязательно означают что штаммы давно имели общего предка. Для того, чтобы лучше понимать, что именно происходит в популяции вирусов гриппа, часть штаммов секвинируют и строят филогенетические деревья. В идеале антигенная карта должна хорошо согласовываться с филогенетическим деревом. Если есть серьезные расхождения, например, если окажется, что какой-то штамм антигенно близок к другим штаммам, но генетически сильно от них отличается, то ему следует уделить особое внимание. Он может повести себя не так, как штаммы окружающие его на антигенной карте и антигенно быстро измениться в сторону от остальных.


Филогенетическое дерево генов гемагглютинина типа H1. Разными цветами помечены штаммы выделенные в разные месяцы. В названии каждого штамма указано место, где он был выделен. Черным цветом показаны стандартные штаммы. Обратите внимание на то, о чем я писал в лирическом отступлении выше - большинство штаммов друг от друга отличаются, но при этом все выделенные в этом сезоне штаммы имели ген H1 под-геногруппы 6B.


5. Анализ человеческой сыворотки
Принцип антигенного анализа, описанный выше для сывороток хорьков, можно применить и к человеческим образцам сыворотки. WHO CC собирают образцы сыворотки крови от взрослых и от детей, привитых прошлыми вакцинами, а также от переболевших гриппом в прошлые года. Сделав анализ на реакцию этой сыворотки с новыми штаммами гриппа, можно определить насколько эти люди будут защищены от новых штаммов. Влияние этой информации на выбор штамма для новой вакцины двоякое. С одной стороны, если мы видим, что вакцина использованная в предыдущем году хорошо защищает от штаммов этого года, то можно опять выбрать этот же штамм. С другой стороны, можно считать, что большая доля популяции уже и так защищена от части циркулирующих штаммов и отдать предпочтение отличающемуся штамму, который даст защиту от штаммов, от которых предыдущая вакцина не защищает. Я не уверен, какой из этих факторов важнее, и думаю, что однозначного ответа тут нет. Все зависит от конкретных обстоятельств и от мнений конкретных экспертов.

Все вышеперечисленные данные собираются круглый год. В феврале эксперты ВОЗ рассматривают все собранные данные и на их основании выбирают штаммы для вакцины. Выбор штамма это не попытка предсказать будущее - на сегодняшний день у нас нет моделей, которые бы даже грубо могли бы предсказать какие штаммы будут ходить в популяции через 8-10 месяцев. В лучшем случае это линейная апроксимация по последним данным, и в этом смысле этот процесс гораздо проще "предсказания". Но при этом, как должно быть ясно из описанного выше, выбор штаммов для вакцины основан не просто на распространенности штаммов, но и на анализе антигенной схожести или отличия между штаммами и вакцинами, и этот аспект делает всю процедуру намного сложнее, чем "предсказание" того, какие штаммы будут циркулировать.

В этом году эксперты ВОЗ уже собирались и результаты можно найти на сайте ВОЗ. FDA будет обсуждать выбор штаммов для американской вакцины 4 марта. Они всегда проводят свою консультацию при открытых дверях и если вам влом ехать в Washington DC, то вы можете вживую понаблюдать этот процесс (все презентации и обсуждения) на сайте FDA.

Полезные ссылки:
Selecting the Viruses in the Seasonal Influenza (Flu) Vaccine (CDC)
Antigenic Characterization (CDC)
Recommended composition of influenza virus vaccines for use in the 2016-2017 northern hemisphere influenza season (WHO)
2016 Meeting Materials, Vaccines and Related Biological Products Advisory Committee (FDA)
Global Surveillance and Virus Characterization (pdf)
A Description of the Process of Seasonal and H5N1 Influenza Vaccine Virus Selection and Development (pdf)
Tags: вакцины
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 13 comments