Неестественный отбор. Почему иммунитет от вакцины может быть надежнее естественного

В разговорах про вакцины, которые сейчас ведут, кажется, вообще все, а не только врачи или озабоченные родители младенцев до года, можно часто услышать аргумент, что прививка, в любом случае, не даст такой же сильной защиты, как встреча с реальным вирусом. Это очень распространенная точка зрения – но при этом неверная. Молекулярный биолог и научный журналист Ирина Якутенко объясняет, почему вакцины нередко дают лучшую защиту, чем естественное заражение, и какие есть основания полагать, что в случае коронавируса может быть именно так.

Причин превосходства искусственно созданного иммунитета над естественным несколько. С точки зрения биохимии клетки, вирус – довольно большая конструкция. И когда он попадает в организм, иммунная система вырабатывает защитные антитела и Т-клеточный ответ на множество его различных кусочков, как тех, что находятся на поверхности вируса, так и тех, которые спрятаны внутри. Но далеко не все созданные таким образом защитные инструменты одинаково эффективны. Так, из всего многообразия антител заражение способны эффективно предотвращать только нейтрализующие – грубо говоря, те, которые связываются с фрагментами вируса, необходимыми ему для проникновения внутрь клетки, и физически блокируют их. Все остальные антитела, хотя и приклеиваются к вирусу, привлекая тем самым к нему клеток-пожирателей, но не способны предотвратить попадание вируса в новые клетки.

Такой подход – синтезировать множество не слишком эффективных антител – выглядит нерациональным, но у иммунной системы нет иного выхода: когда она впервые видит патоген, то старается как можно быстрее закидать его как можно большим количеством разных «снарядов». Какие-то их них оказываются неточными и отбрасываются, какие-то подходят лучше и иммунитет начинает срочно улучшать их, добиваясь все большего совершенства (этот процесс называется созреванием аффинности антител). Постепенно – в среднем, примерно за две недели – иммунная система методом последовательных улучшений выходит на оптимальную конструкцию антител. Инструкции по их созданию сохраняются в клетках памяти – но и схемы некоторых не совсем оптимальных вариантов тоже.

Но ученые, в отличие от иммунной системы, часто заранее знают, какой фрагмент вируса нужно заблокировать антителами, чтобы предотвратить проникновение в клетки. И многие вакцины предъявляют иммунной системе именно этот целевой фрагмент, а не весь вирус целиком. Она по-прежнему не знает, что нужно производить антитела именно к этому фрагменту, но, так как других кусочков нет, сразу начинает нарабатывать антитела именно к нужному. И хотя при такой тренировке иммунитета процесс созревания аффинности сильно ограничен, так как исходно мы даем только целевой фрагмент, результат все равно оказывается очень хорошим.

Вторая причина, из-за которой вакцинный иммунитет может отказаться лучше естественного, в том, что вирусы – страшно хитрые создания и умеют обманывать иммунную систему. Многие их белки либо прячут следы вирусной жизнедеятельности, либо выводят из строя защитные механизмы клетки, не давая им распознать вторженца и включить сигнал тревоги. В результате, даже если организм побеждает вирус, это часто происходит криво и косо, наиболее эффективные инструменты не формируются и память о них не сохраняется. При помощи вакцин мы даем организму, так сказать, дистиллированные образцы врага, содержащие его самые уязвимые места, но лишенные вражеских механизмов защиты.

При помощи вакцин мы даем организму дистиллированные образцы врага, содержащие его самые уязвимые места

Далее, вакцины часто содержат адъюванты – специальные вещества, которые привлекают внимание иммунной системы, заставляя ее сразу работать на высоких оборотах и производить множество защитных инструментов. В случае естественной инфекции, особенно когда исходная доза патогена была не очень высокой, иммунитет работает расслабленно и побеждает врага, не активируя ресурсы, необходимые для создания долговременной памяти. Мол, болячка-то несерьезная, чего напрягаться, обойдемся силами врожденного иммунитета, который не подстраивается под конкретного возбудителя. Ну или включим механизмы адаптивного иммунитета, но ненадолго.

Наконец, для многих болезней важен не иммунитет вообще, а защита именно в том месте, где преимущественно размножается патоген. Для респираторных заболеваний это дыхательные пути, а, например, для полиомиелита – кишечник. Не в последнюю очередь поэтому живая полиовакцина, которую дети глотают, оказалась такой эффективной: она прицельно стимулирует иммунный ответ именно в кишечнике. Ученые уже давно обсуждают необходимость создавать от инфекционных респираторных заболеваний вакцины, которые прыскают в нос. От гриппа такая даже есть, но без встряски, которую коронавирус дал человечеству, их разработка шла ни шатко ни валко.

Говоря о вакцинах, нельзя не упомянуть о клеточном иммунитете, который связан не с антителами, а с клетками-убийцами, которые активируются, когда в организм попадает вирус. Ученые предполагают, что в случае COVID-19 клеточная иммунная компонента может играть существенную роль, и некоторые типы вакцины – например, мРНК-вакцины – очень хорошо стимулируют формирование именно этого типа иммунитета. Опять же, может случиться так, что этот процесс идет эффективнее, чем при естественном заражении, так как ему не препятствуют разные трюки вируса по уходу от защитной реакции клетки.

Разумеется, сказанное выше относится не ко всем вакцинам. Многие из них защищают от инфекции так же или хуже, чем естественное заражение. Но любые вакцины лишены главного недостатка встречи с настоящим вирусом – риска тяжелого течения, осложнений и смерти. Более того, математические модели и более чем полувековой опыт вакцинации показывают, что при хорошем покрытии вакцинами реально свести число случаев заболевания к минимуму или даже полностью избавиться от него (см. натуральная оспа). До изобретения вакцин, несмотря на стойкий иммунитет ко многим патогенам после перенесенного заболевания, ни одно из них не было снижено до приемлемого уровня и тем более не было уничтожено.