Что может дать химия для защиты от новых биогенных угроз? Возможно ли было бы предотвратить сегодняшнюю эпидемию, если бы в свое время была создана вакцина от SARS-CoV? Как организовать систему биобезопасности в стране, чтобы в будущем предотвратить биогенные угрозы? И какие выводы и уроки следует извлечь после эпидемии коронавируса? Рассказывает химик, член-корреспондент РАН, руководитель Лаборатории химии гликоконъюгатов Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Николай Эдуардович Нифантьев.
— 16 апреля прошло заседание Научного совета РАН «Науки о жизни», расскажите, что обсуждалось на совете?
— Заседания Научного совета РАН «Науки о жизни», председателем которого является Вице-президент РАН Владимир Павлович Чехонин, всегда проходят содержательно и интересно. Заседание 16 апреля не было исключением, но оказалось примечательным по нескольким причинам. Прежде всего, благодаря актуальной теме, посвященной разработке новых подходов к исследованию коронавируса и созданию средств для профилактики и предотвращения инфекции, вызываемой этим опаснейшим патогеном.
Программа была очень насыщенной, учитывая сегодняшнюю «боевую» обстановку. Она включала выступление специалистов как в области генетики и вирусологии, так и в области иммунологии, которые рассказали о разработках вакцин. Два химических доклада, в том числе и мой, посвящались тем химическим средствам, которые сегодня разрабатываются в российских лабораториях и в мире.
Мы обсуждали исключительно актуальные вопросы. То есть, мы говорили про самые срочные задачи – создание средств оперативного лечения и средств профилактики. Были упомянуты терапевтические антитела, которые распознают те или иные антигены на поверхности коронавируса. Это формирует фактически новый тип лекарственных средств – биотехнологические лекарственные средства, которые сродни вакцине, поскольку их применение является пассивной вакцинацией.
У заседания была удачная публичная форма. Мы сейчас видим в СМИ непрофессиональные по своему содержанию выступления. Здесь же программа включала выступлениями представителей именно ведущих лабораторий. Это очень важно и отличает от большинства той информации, что мы видим и читаем в СМИ.
— На заседании вы сказали, что на ближайшую перспективу химические лекарства – это единственное, что нас будет защищать в течение многих лет. Объясните почему?
— Сегодня мы живем в такое время, которое можно отождествить с военной ситуацией. Ведь действительно, мировая цивилизация столкнулась с серьезной эпидемиологической проблемой. Неслучайно, ВОЗ определила нынешнее состояние инфекции как пандемию. И в этих условиях необходимо учитывать временные шкалы разработки лекарственных средств и методов профилактики. Конечно, в военных условиях процесс регистрации и разработки допустим более короткий. Это не значит, что продукт, который сейчас будет разрешен для применения, будет разрешен в будущем без дополнительных исследований. Такие исследования последуют. И даже то, что сейчас применят, это уже можно считать как раз дополнительными испытаниями, которые должны протоколироваться и учитываться. Но, тем не менее, временная шкала разработки вакцины – достаточно долговременная. И поэтому то, что мы сейчас сможем использовать более уверенно и то, что сейчас рекомендуется для применения – это всё-таки не вакцины, а лекарственные средства, которые зарегистрированы против других инфекционных патогенов, но для которых можно ожидать, что против коронавируса они тоже будут активны.
Это, прежде всего, лекарственные средства, которые зарегистрированы для лечения ОРВИ, гриппа и других заболеваний. По той причине, что это тоже вирусные патогены определенного типа. Поэтому уже можно ожидать, что эти лекарственные соединения будут работать. Кроме того, разработана целая группа лекарственных препаратов, которые относятся к средствам поддерживающей терапии, например, иммуномодуляторы. Это тоже очень важные средства, которые необходимо применять для поддержки людей в сложной ситуации.
По лекарственным соединениям разработана хорошая группа, которая уже находится на стадии регистрации или недавно зарегистрирована. На заседании Научного совета я отмечал Триазавирин, Фортепрен, Фавипировир, Дигидрокверчетин, Ремдесевир. Есть и группа других соединений, которая сегодня на слуху и, видимо, будет взята в арсенал средств по предотвращению коронавирусной инфекции. Но существует еще одно важное обстоятельство, которое надо отметить. От междисциплинарных групп исследователей можно ожидать более скорого создание лекарства нежели разработки вакцин. Создание вакцин, их испытания, отбор нужных вакцинных кандидатов, освоение производства – это все требует продолжительного времени. В моей Лаборатории химии гликоконъюгатов мы занимаемся вакцинами - противобактериальными и противогрибковыми. У нас есть серьезная вакцина уже во второй фазе международных клинических испытаний. Здесь очень много этапов, которые сложны в технической реализации, начиная от подбора пациентов, дозировок, даже с создания животной модели – это все очень небыстро. Именно поэтому я не ожидаю, что в ближайшем будущем появятся зарегистрированные вакцины против коронавируса с убедительно подтверждённой высокой активностью.
— Что может дать химия для защиты от новых биогенных угроз?
— Действительно, химия может дать очень многое в борьбе с коронавирусом. Если говорить о создании лекарственных соединений противокоронавирусного действия, то с помощью современных химических подходов, используя те данные молекулярной биологии, которые уже есть о коронавирусе, структуре его клеточных антигенов, о механизме инфицирования, можно даже провести рациональный дизайн библиотек потенциально активных соединений. Более того, химики сегодня располагают соединений, которые уже показали перспективную активность. И данные для этих соединений, и сами структуры соединений могут быть стартовой точкой для дизайна более активных лекарственных кандидатов. В этом отношении у нас очень серьезный потенциал, поскольку классы потенциально активных соединений известны.
— Есть ли в России необходимые лаборатории?
— У нас есть лаборатории, которые могут либо выполнять синтез конкретных финальных структур либо те, которые способны выполнять синтез отдельных частей этих соединений, а потом их собирать. Например, из того массива информации, которую мы ежедневно анализируем, про потенциально активные противокоронавирусные вещества. Уже есть понимание, что среди них - особый тип нуклеозидных производных, то есть соединений, которые построены из двух функциональных фрагментов – гетероциклического и углеводного. На основе такого соединения можно синтезировать эффективные продукты именно для лечения коронавирусной инфекции. И у нас в стране необходимые коллективы есть. В Екатеринбурге, например, есть успешные выдающиеся исследовательские лаборатории в Институте органического синтеза им. И.Я.Постовского УрО РАН и УПИ, где работают всемирно известные специалисты, способные синтезировать любое гетероциклические соединения. Кстати, Триазавирин получен именно там. В нашей же лаборатории есть все необходимое для получения производных углеводов и для соединения этих углеводных производных с какими-то неуглеводными производными либо с белками-носителями и так далее.
Если будет сформирован госзаказ, мы достаточно быстро сможем синтезировать библиотеки активных кандидатов, которые при формировании необходимой скрининговой системы в стране, могут выдать активные лекарственные кандидаты. Причем, эти соединения перспективны для применения не только против коронавируса, но и против других опаснейших вирусов.
— Помимо COVID-19, какие вирусы угрожают человеку?
— В сегодняшнюю горячую пору мы много говорим о коронавирусе. Но, тем не менее, коронавирусная инфекция – не чрезвычайная катастрофа для человечества. Ежегодно мы сталкиваемся с другими патогенами, например, с вирусом гриппа. Мы уже свыклись с этими инфекциями: они хорошо держатся под контролем, подкреплены вакцинами и лекарствами. Тем не менее, ежегодно большое количество людей ими болеют: их значительно больше, чем больных коронавирусом.
Ротовирусные инфекции – это тоже чрезвычайно опасные инфекции, которые поражают не меньшее количество населения, только смертность значительно выше. Ежегодные инфекции, вызванные бактериями, грибами, имеют масштаб существенно больше, чем коронавирус сегодня. Поэтому, говоря о необходимых действиях для создания противокоронавирусных препаратов, мы должны не забывать о глобальной задаче внутри нашего государства. Это создание объединений специалистов, которые могут активно, эффективно и оперативно разрабатывать препараты для предотвращений и профилактики биогенных угроз.
Наряду с вирусами, туберкулез, бактериальные и грибковые инфекции, как, например, малярия– это заболевания, которые поражают миллионы людей, но только не в пандемию, а из года в год. И, судя по всему, будут продолжать и в длительной перспективе. Особенно важны и противобактериальные препараты, поскольку пневмония, как сопутствующее осложнение при вирусных поражениях, часто ассоциируема именно с бактериальными инфекционными действиями. ВОЗ и бактериологи даже сформировали группу из шести патогенов – «ESKAPE», которые являются одной из основных угроз для человечества. Причем, не сегодняшнего дня, а будущего, потому что опасность этих бактериальных патогенов растет изо дня в день и из года в год.
Поэтому тот важнейший урок, который мы выносим сейчас, — это необходимость создавать горизонтально-образованные межведомственные объединения специалистов, которые будут направленно разрабатывать те или иные типы лекарственных препаратов. Для этого, они будут синтезировать потенциально активных веществ, проводить постоянный скрининг массивов органических соединений с целью найти лекарственные вещества, активные в отношении известных сегодня и новых возбудителей опаснейших инфекционных заболеваний.
Но химия дает и много других вещей. Вакцины от коронавируса разрабатываются на основе биополимерных молекул, относящихся к нуклеиновым кислотам и к белкам. Но получение такого рода соединений, например, тех, которые отражают функциональные фрагменты, тоже во многом достигаются методами химии. Создание тест-систем и мобилизация антигенов на поверхности детектирующих устройств – это тоже химия.
В своем докладе на заседании научного совета РАН академик Габибов уделил большое внимание матрицам, вирусоподобным частицам. Но Александр Габибович отметил также, что финальные вакцины должны формулироваться в виде липосомальных форм, на поверхности которых должны быть помещены углеводные векторы. Это необходимо для того, чтобы направлять эти структуры к нужным клеткам. Методами химии можно разрабатывать такие углеводные молекулы, которые будут наиболее эффективно работать в качестве вектора. Они будут хорошо распознаваться теми рецепторами, которые представлены на клетках-мишенях.
Роль химии многогранна и незаменима. И что хорошо, в ведущих академических и университетских лабораториях и у нас есть большое количество специалистов, которые могут создать лекарственные средства для лечения коронавирусной инфекции и в целом для предотвращения развития эпидемий в будущем. Ведь сегодня мы все ожидаем вторую волну пандемии.
— Можно ли было бы предотвратить сегодняшнюю эпидемию, если бы в свое время была создана вакцина от SARS-CoV?
— COVID-19 относится к той же группе вирусных патогенов, которые в свое время вызвали эпидемию SARS и MERS в начале 2000-х годов. До сих пор не создано ни вакцин, ни специфических лекарств, которые были бы активны против тех патогенов. Это очень важная информация, которую необходимо всем принимать во внимание. Особенно людям, которые преувеличивают вероятность очень быстрого достижения результатов по созданию вакцин и лекарств.
Сегодня мы ежедневно получаем все новую информацию о коронавирусе. Сейчас мы говорим уже о трех разновидностях COVID-19. Даже если бы создали вакцину против предыдущих разновидностей коронавируса, нет точной уверенности, что она была бы активна против COVID-19. Но что касается лекарственных соединений, действенных против тех видов, то есть вероятность, что они бы проявляли серьезную активность и против сегодняшнего вируса.
— Чему коронавирус должен нас научить?
— Если говорить о том выводе, который важно сделать после эпидемии, то сначала следует констатировать серьезную проблему организационного плана. К сожалению, начавшаяся перестройка РАН в 2013 году, отделила институты Академии и видоизменила кадровый состав, руководство институтов, часто не в лучшую сторону. Это повлияло на развитие, укрепление и продолжение эффективной работы научных школ. Эта тяжелая для отечественной науки перестройка привела к тому, что разобщились институты не только между собой, но и с теми научными ведомствами, организациями, которые подконтрольны, например, Министерству здравоохранения, Министерству обороны и другим. Это разобщение принесло большие проблемы для оперативного решения таких глобальных задач и вызовов, с которыми мы сегодня столкнулись. Данная эпидемия должна преподать большой урок именно в этом плане. Необходимо искать методы интеграции ученых разных областей и специализаций и из разных научных учреждений. К сожалению, мы сейчас все разобщены.
Сейчас мы обсуждаем замечательные идеи, которые сгенерированы учеными академических институтов. Однако, исследования ведутся и в «Векторе», и в Военном институте микробиологии, и во многих других учреждениях. И мы могли бы принести для этих работ пользу именно благодаря тому, что у нас накоплен значительно больший потенциал в тех областях исследований, которые нужны в разработке таких востребованных препаратов.
Приведу один пример. Мы знаем, с начала эпидемии на Векторе и ряде других организаций была начата разработка диагностикумов на основе ПЦР. Известно, что созданные продукты оказались, к сожалению с большими недостатками. Почему к выполнению этой срочной работы не были приглашены коллективы, имеющие и опыт, и передовые разработки? Например, под руководством академика Алексея Георгиевича Дедова, члена нашего химического Отделения РАН (ОХНМ РАН), разработаны эффективные устройства для оперативного, буквально за 30 минут, обнаружения микроорганизмов с помощью усовершенствованной методики ПЦР. Конечно такие специалисты, в активе которых уже есть внедрения, должны были быть привлечены к разработке диагностикумов, но – нет…
На мой взгляд, произошедший разрыв межведомственных научных связей, который мы сегодня особенно чётко видим – это главный урок сложившейся ситуации. Руководство страны должно серьезно подумать, как организовать науку, какая роль должна быть у РАН в системе организации науки, какие связи должны быть между организациями различных типов и ведомственных подчинений. Важно понимать, что вслед за коронавирусной инфекцией мы столкнемся с другими биогенными угрозами, которые могут оказаться существенно большими.
Например, согласно статистическим данным, ежегодная смертность от малярии – это 400 тысяч человек, ротавируса – еще больше, а от туберкулеза – около 2-ух миллионов. И, кстати говоря, сопоставимая смертность и от инвазивных микозов. Здесь нет статики, поскольку нигде нет хороших диагностикумов таких заболеваний. Один из диагностикумов мы впервые зарегистрировали в стране в 2019 году. Этот единственный в России ИФА-диагностикум инвазивного аспергиллёза – действительно высококачественный продукт, который диагностирует это опаснейшее фатальное заболевание. Международные организации, которые проводят статистические исследования опасности и смертности от различных заболеваний, оценивают смертность от инвазивных микозов как сопоставимую и больше (в два или в три раза), чем от туберкулеза. Такая приблизительная оценка обусловлена тем, что нет надежных диагностиков. Это очень важная проблема.
В свое время я участвовал в программе «Вакцины и диагностика нового поколения», которая действовала еще в СССР. Это был прекрасный проект, который объединял специалистов самых разнообразных областей исследований из разных по своей подчиненности организаций. Несомненно, в России необходимо создавать такое же объединение и специализированные ученые советы, которые должны заниматься не только оперативными задачами, но и стратегическими по противодействию биогенным угрозам.
Новые угрозы будут нас преследовать всегда. Например, на прошедшем заседании Научного совета академик Малеев привел эффектный факт. Сегодня мы вспомнили про вирус Зика, а предыдущая эпидемия была 60 лет назад. Кто мог предположить, что этот вирус вернётся и когда? Этот пример еще раз показывает, что нам жизненно необходима серьезная база, чтобы оперативно отзываться на те биогенные вызовы, с которыми мы сталкиваемся. Потенциал РАН в этой области не должен быть недооценен.
Дата интервью: 20.04.2020
Интервью осуществлено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.
