Исследователи из университета Буффало разработали новый тип вакцины от пневмонии – в отличие от других вакцин она не создает иммуннитет от пневмококков, а предотвращает переход любых штаммов пневмококков в опасное состояние. Статья опубликована в журнале Science Advances, с пресс-релизом можно ознакомиться на сайте университета.

Бактерии Streptococcus pneumoniae у многих людей являются компонентом здоровой микрофлоры верхних дыхательных путей. Однако эти же бактерии являются самой частой причиной развития пневмонии, вызывают менингит, инфекции носоглотки и уха. Пневмококковые инфекции особенно опасны для детей, пожилых людей и людей с ослабленным иммунитетом. По данным ВОЗ, в 2008 году в результате инфекции умерли 500 тысяч детей в возрасте до пяти лет. От пневмококковой инфекции существуют вакцины, и ВОЗ настоятельно рекомендует их применение для людей, входящих в группы риска. В России пневмококковая вакцина внесена в Национальный календарь профилактических прививок.

Streptococcus pneumoniae в мазке мокроты. Microbe World / flickr

Существует более 90 серотипов (разновидностей) *Streptococcus pneumoniae, *однако вакцины покрывают максимум 23 наиболее агрессивных. Серотипы отличаются составом полисахаридов на поверхности бактерий. Существующие вакцины либо содержат несколько видов полисахаридов, присоединенных к белку, увеличивающему иммуногенность препарата (так называемые конъюгированные вакцины, например, Prevnar 13, покрывающая 13 серотипов), либо просто содержат очищенные полисахариды (Pneumovax 23, покрывающая 23 серотипа).

Схема получения конъюгированной вакцины и липосомной (LEPS). Charles H. Jones et al / Science Advances, 2017

Несмотря на успешную профилактику бактериальной пневмонии и других инфекций благодаря вакцинации, уровень смертности от нее все равно остается высоким. Примерно десять процентов случаев развития заболевания приходится на оставшиеся серотипы пневмококка. Ученые рассматривают различные стратегии по оптимизации вакцин, чтобы расширить их защитный эффект. Просто включить в вакцину все 90 серотипов довольно сложно -производство такой вакцины будет очень дорогим. К тому же, превентивное уничтожение бактерий, которые входят в состав нормальной микрофлоры человека, нежелательно — штаммы, к которым организм уже «привык», быстро замещаются патогенной микрофлорой.

Исследователи из университета Буффало комплексно подошли подошли к вопросу улучшения вакцины. Вместо того чтобы «пришивать» полисахариды к белку, авторы работы предложили упаковать их в липосомы — пузырьки, окруженные липидной мембраной (эту технологию назвали LEPS — liposomal encapsulation of polysaccharides). Белковый компонент добавили в состав мембраны липосом. Такая стратегия позволяет легко добавлять в состав вакцины новые серотипы при сохранении высокой иммуногенности.

В своей предшествующей работе ученые обнаружили, что большинство серотипов *Streptococcus pneumoniae *(около 70) при переходе из «мирного» в вирулентное состояние начинает синтезировать определенные маркеры — белки GlpO и PncO. Выработка иммунитета против этих белков позволит организму атаковать бактерии только в том случае, если они перейдут в опасную форму.

Эффективность иммунизации мышей вакцинами PCV13 (красным), PPSV23 (зеленым), LEPS20/PncO + GlpO (синим) против серотипов 19F, 11A, 35C. Серотип 35С не покрывается существующими вакцинами, поэтому заражение приводит к повышенной смертности животных. Тем не менее, вакцина LEPS20/PncO + GlpO обеспечивает защиту от всех трех серотипов. Черным цветом обозначен контроль (физраствор). Charles H. Jones et al / Science Advances, 2017

Авторы работы добавили в мембрану липосом также белки GlpO и PncO. Получившейся вакциной LEPS20/PncO + GlpO иммунизировали мышей и кроликов и подтвердили выработку антител. При сравнении с существующими вакцинами LEPS20/PncO + GlpO показала лучший защитный эффект даже против серотипов, которые не входили в ее полисахаридную компоненту, при искусственном заражении животных.

Исследователи подсчитали, что введение в профилактический календарь новой вакцины, предотвращающей переход пневмококков в вирулентное состояние, к 2030 году позволит снизить в пять раз количество пневмококковых инфекций среди детей и пожилых людей.

Частота развития пневмококковых инфекций среди детей. После введения вакцин PCV7 (красным), PCV13 (оранжевым) число случаев инфицирования серотипами, входящими в состав вакцин, уменьшилось в 100 раз, однако частота инфекций, вызванных оставшимися серотипами, остается на постоянном уровне. Введение в профилактику вакцины LEPS20/PncO + GlpO должно снизить этот уровень. Charles H. Jones et al / Science Advances, 2017

Ранее мы писали, что основной причиной токсичности бактерий пневмококков является выделяемая ими перекись водорода, которая повреждает ДНК в клетках эпителия легких.

Автор: Дарья Спасская