Ученые приблизились к победе над самой смертельной болезнью в мире, создав первую вакцину за более чем 100 лет

Ученые, возможно, находятся на пороге разработки новой вакцины для борьбы с туберкулезом (ТБ) — одним из самых смертельных заболеваний в мире.

Туберкулез ежегодно уносит более миллиона жизней и особенно опасен в развивающихся странах, где доступ к современным антибиотикам ограничен. Устойчивость заболевания к некоторым методам лечения сделала респираторные инфекции основной причиной смерти от инфекционных заболеваний во всем мире.

Более века назад исследователи разработали вакцину на основе бациллы Кальметта-Герена (БЦЖ), которая значительно сократила число случаев заболевания туберкулезом в США — с более чем 80 000 в год до всего лишь нескольких сотен в течение последующих десятилетий.

Хотя вакцина эффективна для детей, она менее эффективна для взрослых, особенно в регионах с высокой распространенностью туберкулеза.

Сейчас ученые Массачусетского технологического института (MIT) работают над вакциной нового поколения с использованием белков, вырабатываемых Mycobacterium tuberculosis — бактериями, вызывающими туберкулез.

Группа ученых заразила человеческие фагоциты — белые кровяные клетки, которые повышают иммунитет, поглощая и уничтожая патогены, — M. tuberculosis.

Затем они извлекли белки MHC-II с поверхности этих клеток и идентифицировали специфические пептиды — короткие цепочки аминокислот, которые связываются с этими белками.

Исследователи обнаружили, что 24 пептида вызывают реакцию Т-клеток — клеток иммунной системы, борющихся с патогенами, что позволяет предположить, что эти пептиды могут помочь Т-клеткам более эффективно распознавать и уничтожать бактерии туберкулеза.

Хотя ни один из пептидов не вызвал реакцию Т-клеток во всех случаях, команда полагает, что вакцина, использующая их комбинацию, скорее всего, подойдет большинству людей.

Брайан Брайсон, доцент кафедры биологической инженерии Массачусетского технологического института и сотрудник Института Рагона при больнице имени генерала Массачусетса в Бостоне, сказал: «Во всем мире по-прежнему существует огромное бремя туберкулеза, на которое мы хотели бы повлиять».

«В этой первой вакцине против туберкулеза мы попытались сосредоточиться на антигенах, которые мы часто видели в нашем скрининге и которые, по-видимому, также стимулируют реакцию Т-клеток у людей с предшествующей инфекцией туберкулеза».

Читать далее

Сегодня туберкулёз ежегодно поражает несколько тысяч американцев и уносит жизни около 500 человек, что значительно меньше, чем рак, сердечно-сосудистые заболевания и деменция. Однако эта угроза гораздо более распространена в развивающихся странах, и ежегодно туберкулёз уносит жизни 1,2 миллиона человек во всем мире.

Заболеваемость туберкулёзом в США неуклонно снижалась с 1993 по 2020 год, когда общее число случаев достигло исторического минимума в 7170. Однако в 2021 году это число подскочило до 7866.

С тех пор распространенность растет с каждым годом.

По последним данным CDC, в 2024 году в США предварительно зарегистрировано 10 347 случаев туберкулеза, что на восемь процентов больше, чем годом ранее, и является самым высоким показателем с 2011 года, когда было зарегистрировано 10 471 случай.

В настоящее время число случаев заболевания растет в 80 процентах штатов США, что, по мнению экспертов, обусловлено пропуском случаев заболевания и недоверием к врачам, возникшим из-за пандемии COVID-19.

Демографические данные по туберкулезу также изменились, начиная с 2001 года. Это был первый год, когда CDC зафиксировал большее количество больных, не являющихся гражданами США, чем среди граждан США, что означает, что движущей силой инфекций были иммигранты и путешественники.

Во всем мире туберкулез в первую очередь предупреждают с помощью вакцины БЦЖ, разработанной в 1921 году. С тех пор никакие другие вакцины не были одобрены для использования, в основном потому, что Mycobacterium tuberculosis вырабатывает более 4000 белков, что затрудняет выявление тех из них, которые вызывают сильный иммунный ответ.

Брайан Брайсон, доцент кафедры биологической инженерии Массачусетского технологического института, сказал: «Вместо того, чтобы изучать все эти 4000 белков туберкулеза, мы хотели спросить, какие из этих белков на самом деле в конечном итоге отображаются для остальной части иммунной системы через белки MHC».

«Если бы мы могли ответить на этот вопрос, мы могли бы разработать соответствующие вакцины».

Поскольку риск заболевания туберкулезом в США низок, вакцина БЦЖ обычно не вводится, за исключением детей, регулярно контактирующих с людьми, больными активной формой туберкулеза, или работников здравоохранения в районах высокого риска.

В тех случаях, когда она применяется, она обеспечивает более сильную защиту у детей, чем у взрослых.

В исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Science Translational Medicine, исследователи инфицировали человеческие фагоциты Mycobacterium tuberculosis и через три дня извлекли комплексы MHC-пептид с поверхностей клеток.

Эти комплексы представляют фрагменты белков туберкулеза Т-клеткам, помогая исследователям выявлять перспективные мишени для вакцин.

Они обнаружили, что 27 пептидов туберкулеза из 13 белков были представлены наиболее часто, и при воздействии на Т-клетки, собранные из образцов крови, полученных от людей, ранее инфицированных туберкулезом, 24 пептида вызвали реакцию по крайней мере у некоторых доноров.

Однако ни один из пептидов не подошел каждому донору.

Брайсон сказал: «В идеальном мире, если бы вы разрабатывали вакцину, вы бы выбрали один белок, который присутствует у каждого донора.

«Это должно сработать у всех. Однако, судя по нашим измерениям, мы пока не нашли туберкулёзный белок, подходящий для всех доноров, которых мы проанализировали».

В настоящее время у команды есть смесь из восьми белков, которая, по их мнению, может защитить от туберкулеза большинство людей, и они продолжают тестировать эту комбинацию с использованием образцов крови доноров по всему миру.

Они также планируют провести дополнительные исследования на животных, поскольку испытания на людях, скорее всего, пройдут через несколько лет.

Туберкулез распространяется воздушно-капельным путем при кашле, чихании или разговоре человека с активной формой туберкулеза. Ранние симптомы включают постоянный кашель, иногда с кровью, боль в груди, необъяснимую потерю веса, лихорадку, ночную потливость и потерю аппетита.

На поздних стадиях у пациентов могут возникнуть серьезные затруднения дыхания и обширное поражение легких, а инфекция может распространиться на другие органы, включая головной мозг и позвоночник.

Туберкулез головного мозга, также известный как туберкулёзный менингит, может повреждать жизненно важные ткани, повышать внутричерепное давление и уничтожать нервные клетки, что может привести к параличу или инсульту. Смерть чаще всего наступает из-за дыхательной недостаточности, вызванной бактериальным поражением лёгких.