Вирусный эффект

Современный мир с его глобализацией, мобильностью и стремительным ростом численности населения стал очень уязвим для инфекционных заболеваний — это наглядно показала пандемия коронавируса. Ученые не сомневаются, что приход нового опасного вируса, к которому у человечества не сформирован иммунитет,— вопрос времени. Как на этот вызов может ответить наука и какие направления исследований, в том числе ведущихся в Сеченовском университете, смогут защитить человека от «невидимой угрозы»?

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Опасное соседство

Согласно международной системе мониторинга заболеваний ProMED, ежедневно в различных точках мира, включая Россию, происходит более десяти вспышек самых разнообразных заболеваний: от гепатитов до кори и ветрянки. В то же время, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), сразу в нескольких странах после многолетней борьбы удалось победить несколько болезней: в частности, благодаря вакцинации в Египте и Кабо-Верде исчезла малярия, в Гвинее — столбняк, а в Южной и Северной Америках была побеждена корь.

Борьба с инфекционными заболеваниями тем не менее далека от завершения: в 2024 году группа из более чем 200 экспертов из 50 стран под эгидой ВОЗ констатировала, что основную угрозу для человечества в будущем представляют не отдельные микроорганизмы, а целые семейства вирусов и бактерий. В их числе:

• коронавирусы;
• вирусы гриппа с пандемическим потенциалом (H5, H7, H10);
• филовирусы и флавивирусы (Эбола, Марбург, лихорадка денге, Зика);
• оспа обезьян;
• ряд бактериальных патогенов, устойчивых к антимикробным препаратам (Klebsiella pneumoniae).

Но как будет действовать мировое здравоохранение, если болезнь, ее возбудитель и патологические характеристики будут мало изучены или вовсе неизвестны? Подобный сценарий был описан в ежегодном обзоре заболеваний ВОЗ, где получил условное обозначение «патоген X». Этот гипотетический возбудитель может обладать как высокой смертностью, так и крайне высокой заразностью. Ярким примером «болезни X» как раз можно считать пандемию ковида.

«В качестве потенциальной угрозы особого внимания требуют вирусные зоонозные инфекции, резервуаром которых являются животные. Именно такие возбудители — будь то коронавирусы, флавивирусы или хантавирусы — чаще всего становятся источником новых вызовов для человека»,— рассказал главный внештатный эпидемиолог Минздрава и замдиректора Института общественного здоровья им. Ф. Ф. Эрисмана Сеченовского университета Роман Полибин. Важную роль в изменении инфекционной картины России и мира играют глобальное потепление и связанное с ним изменение климата, приводящие к миграции переносчиков опасных заболеваний в ранее неэндемичные для них регионы. Например, специалисты Минздрава и Роспотребнадзора неоднократно фиксировали появление в Краснодарском крае и Крыму азиатских тигровых комаров, потенциальных переносчиков лихорадки денге и Чикунгунья.

«Большую потенциальную опасность также представляет птичий грипп. Несмотря на высокую летальность отдельных случаев, на сегодняшний день вирус птичьего гриппа не приобрел способность передаваться от человека к человеку. Сегодня мы говорим не о непосредственной угрозе для населения, а о необходимости поддержания постоянной готовности системы здравоохранения»,— подчеркнул Роман Полибин.

ИИ-прогнозирование

Важную роль в ведущихся в России эпидемиологических исследованиях играет кафедра эпидемиологии и доказательной медицины Института общественного здоровья имени Ф. Ф. Эрисмана Сеченовского университета под руководством доктора медицинских наук, академика РАН Николая Брико. Выступая как уникальный образовательный центр, кафедра одновременно ведет и активную научную деятельность, в том числе с использованием актуальных технологических достижений. В частности, для составления эпидемиологических моделей ученые кафедры широко используют нейросетевых агентов. Результатом одного из таких исследований стала агентная ИИ-модель, оценивающая эффективность различных сочетаний противоэпидемических мер в борьбе со вспышками кори.

«Разрабатываемые на кафедре модели позволяют оценивать эффективность различных стратегий вакцинации и карантина как для локализации отдельных вспышек, так и для полной элиминации вируса. Нейросети в целом значительно ускоряют и удешевляют наши исследования»,— рассказывает Николай Брико.

Кроме того, кафедра выработала способы улучшения профилактики и эпидемиологического надзора за вирусом папилломы человека (ВПЧ) и связанных с ним онкологических осложнений, включая рак шейки матки. Схожие исследования также касаются ротавирусов, менингококков, коклюша и других инфекций. Кафедра принимает активное участие в оценке и повышении эффективности и безопасности детских вакцин, изучает биохимические факторы развития психических и неврологических заболеваний, а также проводит генетические исследования онкогенеза астроцитомы (разновидность рака мозга). Среди долгосрочных проектов кафедры — мониторинг молекулярно-генетических маркеров различных заболеваний, в частности бронхиальной астмы, и разработка программ профилактики передающихся воздушно-капельным путем инфекций. Результаты исследований впоследствии систематизируются в зарегистрированных базах данных: например, в один из таких массивов вошли данные исследования эффективности противоопухолевой терапии у пациентов с различными видами рака кожи.

В 2024 году на базе Института имени Эрисмана была сформирована лаборатория изучения полимикробных инфекций, возглавляемая профессором Александром Свидзинским. Среди прочего там изучаются бактериальные вагинозы и роль биопленок в этом заболевании.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Интенсификация исследований по совершенствованию вакцинопрофилактики инфекций особо важна из-за опасности возвращающихся инфекций — ранее побежденных заболеваний, которые вновь начинают представлять угрозу из-за снижения уровня вакцинации населения. Например, в России при низких абсолютных показателях заболеваемости корью фиксируется рост числа инфицируемых, вызванный постепенным снижением охвата населения вакцинацией. Падение уровня доверия к вакцинам и приверженности вакцинации как таковой — одна из ключевых проблем современного здравоохранения, обозначенная ВОЗ перед пандемией COVID-19. «Всему виной низкая информированность населения об опасности инфекционных болезней и исходах заболевания, которые порой могут привести к инвалидизации»,— подчеркнул академик Брико.

Положительное отношение к вакцинации, к сожалению, стало реже встречаться не только у обычных россиян, но и у медицинских работников: исследование, проведенное кафедрой эпидемиологии Сеченовского университета, выявило снижение положительного отношения к вакцинации до 60% у некоторых групп медиков.

По словам Николая Брико, непосредственно работающие с вакцинацией врачи, включая эпидемиологов, педиатров и терапевтов, менее подвержены такому тренду, «но общая тенденция, к сожалению, катастрофическая».

Для исправления ситуации специалисты Сеченовского университета регулярно проводят конференции, семинары и вебинары для медицинских работников, где на научно обоснованном материале рассказывают врачам об иммунологических, эпидемиологических и клинических преимуществах вакцинации. «Вакцинация является одним из самых экономически эффективных способов профилактики болезней. Снижение охвата прививками рискует обратить вспять прогресс, достигнутый человечеством в борьбе с предупреждаемыми вакцинами заболеваниями»,— беспокоится заведующий кафедрой эпидемиологии и доказательной медицины. Наряду с этим ученые кафедры опубликовали целый ряд методических рекомендаций и пособий, касающихся вакцинопрофилактики ветрянки, пневмококков, гемофильной инфекции типа b, ВПЧ, ротавирусов, ковида и многих других. Такие материалы ориентированы на врачебную аудиторию и призваны повысить приверженность вакцинации как у специалистов, так и у обычных россиян.

В интересах науки

Помимо стратегических исследований в области эпидемиологии ученые Сеченовского университета ведут прикладные разработки. Один из таких амбициозных проектов реализуется консорциумом под руководством главного внештатного специалиста по инфекционным болезням Минздрава России, профессора кафедры инфекционных болезней Сеченовского университета Владимира Чуланова. Цель проекта — создание противовирусных препаратов нового поколения с широким спектром действия. В 2025 году исследование получило поддержку РНФ, проект №25-65-00010.

Конечным результатом проекта должны стать четыре принципиально новых препарата, в том числе этиотропные (действующие непосредственно на возбудителя) средства против инфекций, вызываемых вирусом гепатита D, а также различными флави- и коронавирусами.

Согласно оценкам ВОЗ, несмотря на наличие вакцин, в 2022 году только гепатитом B во всем мире болело около 254 млн человек. Ежегодно вирусом заражается примерно 1,2 млн человек, умирает от его последствий — 1,1 млн. По подсчетам организации, на Россию, Китай, Бангладеш, Индию, Индонезию, Нигерию, Эфиопию, Пакистан, Филиппины и Вьетнам в совокупности приходится почти две трети глобальной смертности и заболеваемости гепатитами B и C. Вирус гепатита D дополнительно осложняет и без того тяжелое течение гепатита B, приводя к ускоренному развитию печеночной недостаточности, цирроза и рака печени. Разрабатываемые при участии ученых Сеченовского университета препараты предполагается применять для лечения вирусного энцефалита, ряда респираторных инфекций, а также в качестве иммуномодулирующих и противовирусных средств широкого действия.

Для решения этой задачи команда впервые предложила использовать противовирусные белки клеток человека в составе композитных лекарственных препаратов, подавляющих репликацию вирусов.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

«Это стало возможным благодаря более чем десятилетней предварительной работе нашей команды по разработке опережающих нано- и молекулярных технологий. Такие технологии обеспечивают адресную доставку противовирусных факторов в инфицированные клетки, в том числе в труднодоступные — барьерные — органы»,— подчеркивает Владимир Чуланов.

В перспективе вырабатываемая в рамках проекта технология может быть применена к более широкому спектру патогенов. Кроме создания систем доставки и определения композитов противовирусных факторов, ученые Сеченовского университета собирают генетически усовершенствованные биомолекулы, настроенные специально на борьбу с вирусными инфекциями. Широкий характер будущего применения этой технологии требует особого внимания к безопасности препаратов, повышению которой исследователи уделяют много времени. «Залог возможного внедрения препаратов в клинику — высокая переносимость и отсутствие токсичности. В целях повышения безопасности препаратов и факторов мы анализируем их действие на уровне генома и транскриптома, оцениваем функции клетки и отдельных органелл, а также оцениваем гено- и цитотоксичность»,— рассказывает Владимир Чуланов.

Гены болезни

Другой инновационный препарат от хронического гепатита B, который имеет все шансы стать прорывным для мировой клинической практики по этому заболеванию, исследуется командой заведующего лабораторией генетических технологий в создании лекарственных средств Дмитрием Костюшевым.

Лекарство работает на основе наночастиц, доставляющих систему CRISPR/Cas в пораженные вирусом клетки печени. Попадая в зараженную клетку, препарат в специальном месте разрывает вирусный геном, вызывая его практически полную деградацию, тем самым уничтожая вирус.

Исследования в этом направлении ведутся с 2015 года, и в настоящий момент ученые уже провели испытания in vivo на мышах. «Однократное введение препарата снижает репликацию вируса на 99%. Эксперимент длился 28 суток, и в течение этого месяца реактивации вирусной инфекции не наблюдалось. По сути, мы заблокировали вирусный цикл и практически полностью удалили его геномы»,— констатирует Дмитрий Костюшев.

Состоящий из эффекторных молекул препарат прицельно доставляется в клетки печени, инфицированные вирусом гепатита В. Подобный точечный характер действия препарата не только разрушает вирусные геномы, но и минимизирует любые возможные риски, связанные с опасным воздействием на геном человека. Такой подход способен произвести революцию в клинической практике: на данный момент лекарства от хронического гепатита B лишь снижают риски развития цирроза и рака печени, а при прекращении приема риск появления исходов хронического гепатита возрастает более чем в 200 раз.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Сейчас исследователи планируют проводить экспериментальные доклинические лабораторные исследования, в частности по выявлению максимальной безопасной дозы препарата и оценке его токсичности. Параллельно будут организовываться производственные площадки на базе одной из крупных российских фармкомпаний при финансировании из средств индустриального партнера. Заключение договора с Сеченовским университетом и фармкомпанией о доведении до клинических испытаний препарата на пациентах планируется до конца года.

«Мы делаем не дженерик и не адаптацию технологии, а совершенно новый продукт на совершенно новой технологической схеме. Во всем мире сейчас идет настоящая гонка за внедрение технологии CRISPR/Сas в клиническую практику. В этой гонке мы обладаем одной из самых совершенных технологий по практическому использованию таких систем»,— подчеркнул Дмитрий Костюшев.

мРНК-технологии

Помимо разработки терапевтических препаратов Сеченовский университет играет важную роль в сформированном в 2025 году Национальном центре мРНК-технологий, куда в том числе входит Центр им. Н. Ф. Гамалеи.

Вакцины и препараты, разработанные на основе мРНК-технологий, применяются для лечения рака, предотвращения опасных инфекций (например, COVID-19), а также редких генетических заболеваний.

Информация об антигенах конкретного заболевания упаковывается в матричную РНК и доставляется в организм, который дает на них соответствующий иммунный ответ — именно так работают мРНК-вакцины. Кроме того, с помощью этой платформы можно настроить иммунитет на уничтожение раковых клеток, вырабатывающих несвойственные для организма белки, однако это уже требует индивидуального подхода.

«Использование мРНК как основы позволяет создавать лекарства, которые воздействуют на организм на молекулярном и генетическом уровне, активируя иммунный ответ требуемым образом или обеспечивая персонализированный подход, когда это необходимо. Широкий спектр медицинских направлений Клинического центра Сеченовского университета позволяет в среднесрочной перспективе включиться в апробацию лекарственных средств на основе мРНК, в том числе для индивидуального назначения, что особенно актуально в онкологии, а также при лечении орфанных заболеваний»,— отметил заведующий кафедрой медицинской генетики Института клинической медицины им. Н. В. Склифосовского Сеченовского университета Владимир Гущин. Наличие уникальной базы для доклинических и клинических исследований позволяет университету участвовать в исследованиях как терапевтических, так и профилактических препаратов на основе мРНК-технологий.

Для нужд Центра мРНК-технологий специалисты кафедры медицинской генетики и постгеномных технологий Института имени Склифосовского разработали первый в стране курс подготовки специалистов в этой области, предназначенный для врачей и научных сотрудников. Курс входит в программу работы Центра мРНК-технологий на 2025–2030 годы и подразумевает 72 академических часа практических и теоретических занятий, проводимых ведущими специалистами в области молекулярной биологии, генетики, вирусологии, биоинформатики, эпидемиологии и иных смежных областей науки.

«Первыми разработанными Сеченовским университетом и нашими партнерами препаратами, вероятнее всего, станут персонализированные терапевтические вакцины для лечения меланомы, рака легкого и других онкозаболеваний»,— сообщил Владимир Гущин.

По его словам, препараты такого рода войдут в клиническую практику в России уже в ближайшие годы вместе с совершенствованием соответствующей нормативной базы. «Постепенно круг заболеваний, которые пока не научились лечить ученые и врачи, будет сужаться: от наиболее распространенных до самых редких»,— перечисляет Гущин.

Эволюция вирусов

Создание средств профилактики и терапии вирусных инфекций практически невозможно без наблюдения за появлениями новых вирусов и распространением и мутациями уже существующих. Этой теме посвящен фундаментальный проект «Высокопроизводительные методы для изучения эволюции и молекулярного надзора за вирусными инфекциями», реализуемый командой под руководством директора Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е. И. Марциновского Александра Лукашева. Проект реализуется уже несколько лет, в том числе при грантовой поддержке РНФ. Благодаря научным достижениям в области биологии и медицины, объем известных ученым геномных данных вирусов вырос в несколько раз. Для качественной и быстрой обработки больших геномных данных требуются новые подходы и новые вычислительные методы. Изучая эти данные, ученые смогут понять, как вирусы распространяются по планете, адаптируются к новым хозяевам, а также с какой частотой происходят эволюционные события (появление новых вариантов и штаммов вируса).

«Анализ этих данных необходим для прогнозирования вирусной ситуации. Понимая, как те или иные вирусы изменялись в прошлом, мы сможем лучше отслеживать появление и распространение вирусов в будущем»,— подчеркнул Александр Лукашев.

Одним из недавних достижений в рамках этого проекта стала разработка новой для всего мира системы классификации вызывающих гастроэнтерит астровирусов. На основе этой работы сотрудница Сеченовского университета старший научный сотрудник НИО Института имени Марциновского Юлия Алешина возглавила рабочую группу по классификации астровирусов в составе Международного комитета по таксономии вирусов (входит в Международный союз микробиологических обществ).

«Вирусы как высокодинамичная система похожи на морские волны. До этих работ мы даже не представляли, насколько часто вирусы перетасовывают свои геномы и обмениваются фрагментами геномов друг с другом»,— заключает Лукашев.

Подготовлено при поддержке Сеченовского университета