Полиомиелит возвращается. Почему казалось бы уничтоженная болезнь снова угрожает человечеству

Этим летом в Нью-Йорке у молодого мужчины был диагностирован паралич, вызванный вирусом, входящим в состав живой вакцины от полиомиелита. Чуть раньше, весной, несколько случаев заражения непривитых полиовирусом из вакцин обнаружились в Иерусалиме. Вирус из живых вакцин регулярно находят в пробах из сточных вод по всему миру. Что происходит, насколько опасны такие вакцины и грозят ли миру новые вспышки, казалось бы, почти полностью уничтоженной болезни, рассказывает молекулярный биолог и научный журналист Ирина Якутенко.

Содержание

• Жертвы гигиены

• Великий успех живых вакцин

• Вернувшаяся патогенность

• Рукотворная потенциальная эпидемия

Жертвы гигиены

Полиомиелит – одна из самых страшных массовых болезней, ежегодно убивавшая тысячи детей и оставлявшая сотни тысяч частично или полностью парализованными. Симптомы полиомиелита известны еще со времен Древнего Египта: например, на стеле времен 18-й династии (1570–1342 годы до н. э.) выбито изображение священника с очень характерным поражением нижней части и ступни правой ноги. У мумии фараона Сиптаха, относящейся к концу 19-й династии (1342–1197 годы до н. э.), после перенесенного полиомиелита парализованной и очень типично искривленной оказалась левая нога.

Но несмотря на столь давнее соседство с людьми, долгое время полиовирус не вызывал крупных вспышек и тем более эпидемий. Медленный рост числа заражений полиомиелитом начался в самом конце XVIII века и привел к настоящей катастрофе в начале XX. Вплоть до запуска глобальной вакцинной кампании по эрадикации вируса ежегодное число симптомных случаев достигало 350 тысяч, причем болели в основном маленькие дети. Причиной внезапной убийственной активности вируса стала…гигиена. До конца XVIII века человечество не особенно ценило чистоту — и следствием этого были сотни тысяч детских смертей из-за различных кишечных инфекций. Распространение мыла и в принципе привычки мыть руки резко снизили значимость этой проблемы, но одновременно все больше детей начали болеть тяжелой формой полиомиелита.

С распространением мыла все больше детей начали болеть тяжелой формой полиомиелита

Если раньше младенцы знакомились с вирусом, передающимся фекально-оральным путем, еще когда питались материнским молоком, то с тех пор, как мамы начали мыть руки прежде, чем взять малыша, первая встреча с полиовирусом часто происходила уже после отлучения. А значит — без защиты антител матери из ее молока. Материнские антитела против полиовируса не давали патогену слишком бурно размножиться, пока организм младенца вырабатывал собственные средства защиты. Без прикрытия материнских антител вирус легко брал верх над детской иммунной системой.

Специфического лечения против симптомной формы болезни или способов как-то снизить риск развития паралича и его тяжесть не было, как нет и до сих пор. Если вирус добирается до центральной нервной системы и начинает размножаться в двигательных нейронах спинного или головного мозга, нервных клетках, передающих сигналы от мозга к мышцам, неизбежная гибель нейронов приводит к отказу в работе конечностей и/или дыхательных мышц. Эти изменения часто необратимы, и если пациенты с более легкими формами паралитического полиомиелита «отделывались» костылями, железными скобами на ногах или инвалидными колясками, то для спасения самых тяжелых больных использовали так называемые железные легкие, металлические камеры с насосом, который то нагнетал, то отсасывал из камеры воздух, заставляя грудную клетку пассивно подниматься и опускаться. Дети и взрослые, у которых полиомиелит привел к параличу дыхательной мускулатуры, вынуждены были проводить в таких камерах от нескольких недель до нескольких лет, а некоторые и всю жизнь.

Хотя заразиться полиомиелитом можно в течение всего года, большинство самых мощных вспышек происходило в конце лета-начале осени. Пытаясь уберечь детей, родители не отпускали их в бассейны, кинотеатры и на детские площадки, но эти ограничения мало помогали. На пике эпидемии в 1952 году только в США была зарегистрирована 21 тысяча случаев паралича — в основном у детей. Благодаря развитым медиа, в том числе телевидению, даже люди, которых полиомиелит не коснулся непосредственно, были осведомлены о происходящем.

Великий успех живых вакцин

В те годы ученые уже знали о существовании вирусов и бактерий, умели работать с ними и разрабатывать самые простые вакцины, содержащие либо убитый, либо ослабленный вирус. Созданием вакцины от полиомиелита занималось сразу множество групп, и первые варианты живых вакцин появились еще в середине 1930-х. Однако они не соответствовали даже минимальным стандартам безопасности и надежности, и первая по-настоящему массовая вакцина появилась лишь в 1952 году. Это была инактивированная (то есть содержащая убитый вирус) вакцина, разработанная группой под руководством американского вирусолога Джонаса Солка. Испытания на сотнях тысяч детей показали, что препарат очень эффективно защищает от тяжелой формы полиомиелита и чуть менее эффективно, но тоже неплохо — от заражения.

В 1955 году началась глобальная прививочная кампания против полиомиелита, и практически моментально число случаев заболевания упало на порядок: если в 1953 году в США было зарегистрировано 35 тысяч заражений, то уже в 1957-м — 5,6 тысячи, а в 1961-м — 161 случай. Очевидный успех омрачила крайне неприятная история, случившаяся в 1955 году, когда 40 тысяч детей заразились полиомиелитом, получив неправильно инактивированную вакцину, выпускаемую фармкомпанией под названием Cutter. Десять заболевших скончались. Огласка и последовавшее расследование сильно повлияли на всю вакцинную индустрию, заставив регуляторов существенно ужесточить стандартны проверки вакцин.

Но репутация инактивированных полиовакцин все равно пострадала, и когда в 1961 году в широком прокате появилась живая ослабленная вакцина, созданная под руководством американского ученого польского происхождения Альберта Сэбина и содержащая варианты полиовирусов всех трех известных серотипов, она быстро вытеснила вакцину Солка. Дополнительным плюсом живой вакцины по сравнению с инактивированной была способность генерировать мощный иммунитет на слизистых пищеварительного тракта: именно там размножаются как дикие, так и ослабленные вирусы из вакцин. Инактивированная вакцина (ИПВ, инактивированная полиовакцина), которую вводят в мышцу на плече, отлично стимулирует системный иммунитет, но практически не «добирается» до частично автономного иммунитета слизистых. Живую вакцину капают детям в рот, дают выпить в ложке сиропа или съесть на кусочке сахара, так что она попадает прямиком в пищеварительный тракт, где вирусы из вакцины начинают размножаться.

Привитые вакциной Сэбина (ОПВ, оральная полиовакцина) оказывались защищены не только от тяжелого течения: мощный иммунитет на слизистых кишечника препятствовал размножению вируса, если вакцинированный встречался с ним. А значит, в отличие от привитых ИПВ, такие люди не становились распространителями патогенного вируса, становясь тупиком, прерывавшим цепочки передачи вируса. Более того, свежепривитые работали как источники дополнительной иммунизации: в течение нескольких недель после получения дозы ОПВ, пока ослабленные вакцинные вирусы активно размножались у них в кишечнике, такие люди могли заражать ими неиммунных, обеспечивая тем защиту.

Вернувшаяся патогенность

Все эти плюсы, а также отсутствие необходимости использовать шприцы, надолго сделали ОПВ вакциной первого выбора в абсолютном большинстве стран. Но практически сразу у живой вакцины обнаружился серьезный недостаток: в редких случаях ослабленные вирусы из этой вакцины могли мутировать, возвращая себе патогенность. Причем это чаще всего происходило не в организме прививаемого: для того, чтобы накопить нужное количество изменений, вирус должен некоторое время путешествовать по телам непривитых, привитых ИПВ (с меньшей эффективностью) или людей с иммунодефицитами (у таких людей, ко всему прочему, в крайне редких случаях паралич может вызывать и собственно вакцинный вирус, который размножается в их телах очень долго). В итоге вновь научившийся вызывать болезнь вирус заражал кого-то из непривитых, и у некоторых из них развивалась тяжелая форма. Средняя частота параличей при использовании ОПВ составляла примерно 3 случая на миллион доз. По сравнению с 5 тысячами случаев паралича разной степени тяжести на миллион человек до начала прививочной кампании, это было приемлемым риском.

В редких случаях ослабленные вирусы из вакцины мутировали и заражали непривитых

Но по мере исчезновения вируса полиомиелита дикого типа — серотип 2 был полностью истреблен в 2015 году, серотип 3 — в 2019-м — сравнительное количество случаев вакциноассоциированного полиомиелита начало превышать количество случаев заболевания, вызванного диким вирусом, очаги которого сохранились только в Афганистане и Пакистане. Чтобы исключить риски болезни, вызванной измененным вирусом из живых вакцин, развитые страны приняли решение полностью отказаться от них и перейти только на ОПВ. С начала 2000-х значительная часть богатых государств перешли на вакцинацию только инактивированной вакциной. Но большая часть мира все еще использует комбинированную схему (сначала ИПВ, потом ОПВ), и, хотя в 2016 году из живых вакцин был практически повсеместно исключен второй серотип полиовируса, вызывавший до 94% всех случаев вакциноассоциированного полиомиелита, случаи заболевания и паралича из-за заражения вакцинным вирусом продолжают детектироваться. С 2017 года было зафиксировано 396 случаев полиомиелита, вызванного диким вирусом, и свыше 2600 случаев болезни, связанной с вирусом из живых вакцин.

Бедные страны не могут отказаться от использования живой полиовакцины прежде всего по финансовым и логистическим соображениям. ОПВ значительно дешевле ИПВ, а вакцинировать ею детей могут не только медицинские работники. Кроме того, в переходный период странам могут понадобиться стоки живых вакцин, содержащих только один серотип полиовируса — для того, чтобы гасить возможные вспышки вакциноассоциированного полиомиелита. Теоретически, способствовать всеобщему переходу на ИПВ могла бы ВОЗ, но, как стало особенно очевидно в ковид, ее возможности влиять на политику государств весьма ограничены.

Рукотворная потенциальная эпидемия

В результате сегодня в мире друг с другом соседствуют люди, привитые ОПВ, привитые ИПВ и непривитые. Такое сочетание, учитывая растущее количество неиммунных детей и возможность за несколько часов попасть на другой конец планеты, создает отличные условия для распространения измененного вируса из живых вакцин. Примерная схема выглядит так: ребенок, недавно получивший дозу живой вакцины и значит активно выделяющий ослабленные полиовирусы с экскрементами, прилетает из страны, где активно применяют ОПВ, скажем, в Штаты, где эту вакцину не используют с 2000 года. То есть все молодые американцы, получившие уже только ИПВ — или вовсе непривитые, — могут служить пассивными распространителями вакцинных вирусов. Передаваясь от человека к человеку, такие вирусы могут приобретать те самые изменения, которые необходимы им для восстановления патогенности. Когда такой вирус окажется в организме непривитого, он может вызвать симптомную болезнь, по клинической картине неотличимую от полиомиелита, вызываемого вирусом дикого типа.

И именно это, очевидно, произошло в Нью-Йорке, где паралич развился у молодого непривитого мужчины в районе Каунти Рокленд. Там компактно проживает ортодоксальное еврейское коммьюнити, уровень вакцинации против полиомиелита в котором составляет около 37%. Вирус, вызвавший паралич, относится ко второму серотипу вакцинных вирусов, но по дороге от вакцины к заболевшему он приобрел около 10 мутаций. При анализе сточных вод в Нью-Йорке был найден точно такой же вирус, а сравнение его генома с геномами полиовирусов, ранее в этом году обнаруженных в сточных водах Лондона и Иерусалима, показало, что эти патогены родственны друг другу. Нью-йоркский заболевший незадолго до проявления симптомов не ездил в области, где он мог бы встретиться с полиовирусом, то есть можно предположить, что он заразился от кого-то из передатчиков вакцинного вируса второго типа — привитых ИПВ или непривитых, — которые и оставили вирусный след в сточных водах. Кто и когда завез вирус в Нью-Йорк — неизвестно, но ясно, что этот человек так или иначе был частью «молчащих» цепочек заражений, связанных с Лондоном и Иерусалимом.

И это не первый случай проявления таких цепочек. В марте 2022 года в Иерусалиме паралич развился у непривитой от полиомиелита трехлетней девочки, анализ образцов показал, что он был вызван вирусом из вакцины Сэбина 3 типа. От исходного вируса его отличали 17 мутаций. Родственников этого вируса ранее обнаруживали в сточных водах Иерусалима и Вифлеема, то есть в данном случае можно говорить не о случайном заражении, а о длительной циркуляции и изменениях исходного вакцинного вируса. К 15 апреля медики обнаружили еще шестерых детей (позже еще двоих), заразившихся тем же полиовирусом. Пятеро были непривиты, один ребенок был вакцинирован частично.

Можно предположить, что реальное распространение циркулирующих полиовирусов из живых вакцин намного шире. Анализ сточных вод на наличие патогенов — трудозатратное мероприятие, и во многих регионах его не проводят на постоянной основе. Спорадические замеры обнаружили полиовирусы из живых вакцин в Лондоне (хотя там как раз сточные воды исследуют регулярно) и Нью-Йорке, а в Израиле найдены даже два разных варианта. Вероятно, если исследовать канализационные стоки системно, можно узнать много интересного и про другие регионы.

Скрытая циркуляция вакциноассоциированных полиовирусов представляет опасность прежде всего для неиммунных. После того как прививки избавили человечество от множества смертельно опасных патогенов, которые раньше уносили сотни тысяч детских жизней, вакциноскептицизм начал планомерно расти. Дополнительный резкий провал в вакцинации случился из-за коронавирусных ограничений, и сегодня количество детей, уязвимых к вирусам и бактериям, которые не истреблены окончательно, особенно велико. В ответ на случаи вызванного полиовирусом паралича в Израиле и Лондоне развернули экстренные кампании по вакцинации всех неиммунных детей — впрочем, вакцинация не являлась обязательной, и родителям только предлагали привить детей.

Но чтобы глобально решить проблему, необходимо прекратить использование ОПВ во всем мире, параллельно вакцинировав всех непривитых ИПВ. Без этого «сбежавшие» вакцинные штаммы будут продолжать циркулировать, периодически возвращая себе патогенность. Теоретически, этот вариант выглядит рабочим, но на практике вероятность централизованной замены ОПВ на ИПВ в бедных странах близка к нулю — достаточно вспомнить полный провал кампании Covax по снабжению нуждающихся стран вакцинами от коронавируса. Например, в Африке в начале июля 2022 года полный курс вакцинации от коронавируса прошел 21,1% процент населения, а во многих государствах континента доля вакцинированных не достигла даже 10%.

Другой вариант — заменить второй серотип полиовируса в живых вакцинах (он изменяется чаще остальных и вызывает большинство случаев вакциноассоциированного полиомиелита) на более генетически стабильный. ОПВ, содержащая такой измененный штамм, получила разрешение на экстренное использование в 2020 году, однако пока ее массового распространения не произошло. Может быть, случаи вызванного полиовирусом из вакцин паралича в развитых странах подстегнут усилия по ее внедрению. Если же ситуация останется как есть, стоит ждать все более широкого распространения вируса из живых вакцин и новых болезней, паралича и смертей.