Уход от традиционных схем
Современный животноводческий бизнес работает в условиях высокой биологической нагрузки и, как следствие, сопряжен с большими финансовыми рисками. Так, птицеводам приходится сталкиваться с десятками вирусных и бактериальных инфекций, а игнорирование правил биобезопасности чревато многомиллионными потерями.
«Основным способом профилактики заболеваний птицы до сих пор остается вакцинация, — говорит директор Научно-исследовательского консультационно-диагностического центра по птицеводству ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины» академик РАН, доктор ветеринарных наук Эдуард Джавадов. — Но в сложившейся сегодня ситуации традиционные схемы вакцинации с применением живых препаратов уже не так эффективны, как прежде».
Цикл выращивания бройлеров сократился до 38 дней, и вакцинацию всего поголовья необходимо закончить в течение 20–21 дня. За это время нужно успеть сделать не менее шести прививок. Согласно принципам классической иммунологии, между живыми вакцинами необходимо выдерживать двухнедельные интервалы — это значит, что уложиться в срок просто нереально.
Ассоциированные генно-инженерные вакцины призваны заменить сразу несколько традиционных ветеринарных препаратов. Они могут защитить птицу от нескольких заболеваний одновременно, что особенно актуально в условиях сверхкороткого цикла выращивания и высокой плотности содержания поголовья.
«Классические вакцины, массово применяемые в сельском хозяйстве, имеют ряд серьезных ограничений. В первую очередь здесь требуется учет уровня материнского иммунитета, способного нейтрализовать вакцинный вирус. Если титр материнских антител достаточно высокий, живая вакцина вызовет временную иммуносупрессию и снизит эффективность последующих вакцинаций», — поясняет Эдуард Джавадов.
Вакцины, создаваемые с помощью методов генной инженерии, принято называть векторными. Ученые изменяют геном вируса-вектора, в результате чего он способен кодировать несколько антигенов возбудителей различных болезней и доставлять их прямо в клетки животного. Среди отечественных разработок рекомбинантных вакцин есть примеры, когда в один вирус включают частички генома болезни Гамборо и генома болезни Ньюкасла, а в другой — генома реовируса и метапневмовируса.
Быстро и безопасно
Применение вакцин нового поколения открывает перед современной ветеринарией более широкие возможности и снимает многие проблемы. Благодаря их уникальным свойствам число сторонников и популярность таких препаратов в России со временем растет.
«Гибкость генно-инженерных технологий позволяет ученым за короткое время сконструировать вакцины, нацеленные на новые, недавно выявленные возбудители, — отмечает заведующий референтной лабораторией вирусных болезней птиц ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных» (ФГБУ «ВНИИЗЖ») кандидат биологических наук Дмитрий Андрейчук. — В первую очередь это касается эмерджентных инфекций, которые появляются внезапно и могут распространяться очень быстро».
Другим преимуществом генно-инженерных вакцин является то, что для их получения не нужна стадия накопления высоковирулентных патогенов. Это дает возможность создавать масштабированные производства без всякого биологического риска, ведь вероятность попадания такого патогена в окружающую среду сведена к нулю. Сама вакцина абсолютно безопасна, она не содержит болезнетворных вирусов или бактерий, а только отдельные их компоненты — не вызывающие заболевания структурные белки.
«Классическая вакцина проигрывает рекомбинантной еще по одному важному критерию, — дополняет эксперт. — В геном вакцины, созданной генными инженерами, возможно введение маркерных генов для осуществления стратегии DIVA (Differentiating Infected from Vaccinated Animals) согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения. Стратегия DIVA позволяет отличить в организме животного антитела, которые были выработаны на вакцину, от антител на высоковирулентный полевой вирус».
На разных скоростях
При неоспоримых достоинствах ассоциированных генно-инженерных вакцин не стоит считать их панацеей от всех бед. На авторитетных дискуссионных площадках ученые задаются вопросом, насколько подобные препараты эффективны в борьбе с вирулентными вирусами.
«Разница в скорости формирования иммунитета ощутима, и она не в пользу векторных вакцин, — рассказывает заведующий лабораторией профилактики болезней птиц ФГБУ «ВНИИЗЖ» кандидат ветеринарных наук Наталья Мороз. — В отличие от классических препаратов, которые начинают работать уже к 14-му дню после введения, они защищают птицу только к 30-му дню».
Кроме того, не все векторные вакцины создают у животных напряженный иммунитет, когда активная и стойкая иммунная реакция сдерживает патоген и не дает болезни развиться. Сравнивая различные схемы вакцинации птицы против ньюкаслской болезни, инфекционного ларинготрахеита, болезни Гамборо, специалисты ВНИИЗЖ выяснили, что уровень защиты представленных на рынке рекомбинантных вакцин не превышает 40–60%.
«Обойтись исключительно векторными вакцинами можно только на эпизоотически благополучных территориях, — считает Наталья Мороз. — Если же обстановка в сфере биобезопасности напряженная, их обязательно следует комбинировать с живыми».
Выводы науки подтверждает и сложившаяся по всей стране практика. Опыт крупнейших птицеводческих хозяйств России показывает, что применение продукции генной инженерии ведется наряду с использованием классических вакцин.
«Генно-инженерные вакцины не могут полностью заменить традиционные, способные обеспечить полноценный иммунитет на патоген, — уверен Дмитрий Андрейчук. — Результаты многочисленных исследований, проводимых с конца прошлого века, говорят об их высокой эффективности именно в комплексе с цельновирионными вакцинами, создаваемыми на основе патогенных вирусов путем их инактивации».
Рекомбинантные вакцины, обеспечивающие выработку антител на иммунодоминантные компоненты вируса, обычно используются для первичной вакцинации птицы. Для вторичной — в ход идут классические живые вакцины, которые формируют комплексный иммунитет на все структурные белки вируса. Таким образом достигается максимальный, практически 100-процентный уровень защиты животного от высоковирулентных возбудителей.
«Говорить о том, что применения только рекомбинантной вакцины может быть достаточно для достижения полной защиты от искомого патогена, пока рано, — рассуждает заведующий референтной лабораторией вирусных болезней птиц ФГБУ «ВНИИЗЖ». — Над решением этого вопроса еще предстоит серьезно поработать, и ученым придется доказывать эффективность новых препаратов в одиночном использовании».
Школы особого назначения
Генно-инженерная вакцина — наукоемкий продукт, создание которого требует применения комплекса сложных биотехнологических методов, глубоких знаний в области молекулярной биологии, генетики и иммунологии. Для его получения необходимы не просто отдельные высококлассные специалисты, а сформировавшиеся научные коллективы.
«В отличие от классических, разрабатывать и выпускать рекомбинантные вакцины могут лишь коллективы с мощной молекулярной генно-инженерной школой, — утверждает Дмитрий Андрейчук. — Они должны быть созданы под решение конкретных задач и иметь многолетний опыт работы по нужному профилю. К сожалению, в России таких недостаточно, чтобы говорить о массовом производстве препаратов и их внедрении в ветеринарии».
Для формирования результативной команды генных инженеров, способной по запросу заказчика создать необходимую вакцину за два-три месяца, понадобится до 20–30 лет. И пока подобные коллективы не появятся в каждом ветеринарном исследовательском центре и институте, исследования по-прежнему будут носить ограниченный характер.
«В отечественной ветеринарии вообще нет молекулярных биологов, которым по силам успешное редактирование генов, — констатирует Наталья Мороз. — В нашей стране они встречаются только в медицине, поэтому работы над генно-инженерными вакцинами ведутся совместно с учеными Федерального медико-биологического агентства».
От уровня профессионализма генного инженера зависит и то, насколько рекомбинантная вакцина окажется эффективной в действии. И если Россия заинтересована в массовом производстве и применении таких препаратов, в первую очередь придется решать вопрос с кадрами.
«Нам остро не хватает хороших специалистов по иммунитету и биотехнологии производства ветеринарных вакцин, — подтверждает проблему Эдуард Джавадов. — Для восполнения этого дефицита потребуются дополнительное финансирование со стороны государства, более эффективная работа учебных и научных учреждений, нацеленных на подготовку вирусологов нового поколения».
Успешный старт
История использования ассоциированных генно-инженерных вакцин в России насчитывает около 10 лет. И до сих пор отечественные птицефабрики применяли продукцию, произведенную иностранными компаниями.
«Крупные холдинги включили векторные вакцины в свои графики вакцинации и планируют использовать их в дальнейшем, — поясняет Наталья Мороз. — Их применяют в комбинации с более дешевыми классическими вакцинами, и в результате аграрии видят желаемый экономический эффект. Необходимо сохранить для них возможность свободного приобретения таких препаратов в условиях снижения объемов импорта. В интересах науки, бизнеса и государства в целом мы все равно придем к импортозамещению в данной области».
На организацию производства генно-инженерных вакцин в промышленных масштабах уйдут десятилетия. Но при налаженной технологии выпуска создание новой вакцины будет занимать от нескольких месяцев до двух лет.
«В последние годы попытки создания отечественных рекомбинантных вакцин начали давать реальные, ощутимые результаты, — говорит Дмитрий Андрейчук. — Можно сказать, что, наконец, сложились все условия для разработки пионерных препаратов с перспективой их массового производства. Объединенные усилия разных научных учреждений уже привели к появлению экспериментальных образцов с доказанной эффективностью. С учетом скорости разработки векторных вакцин Россия могла бы вывести свое птицеводство на новый уровень оперативности реагирования на возникающие биологические угрозы».
За рубежом генно-инженерные технологии становятся частью обычной практики и в медицине, и в сельском хозяйстве. Показателен пример стремительно развивающегося в экономическом плане Китая, где сегодня большинство ветеринарных вакцин — рекомбинантные, в том числе против гриппа птиц и ньюкаслской болезни.
В нашей стране разработка ветеринарных генно-инженерных вакцин стартовала после масштабного обновления лабораторий в профильных научных центрах. Дополнительный импульс этому направлению дала Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019–2030 годы.
В Санкт-Петербургском государственном университете ветеринарной медицины в 2022 году получена рекомбинантная вакцина против болезни Гамборо. Сегодня ученые ФГБУ «ВНИИЗЖ» трудятся над созданием вакцины на основе вектора болезни Марека со вставкой гена ньюкаслской болезни субгенотипа VII L, актуального для нашей страны. Планируется, что заявка на регистрацию препарата будет подана в 2027 году.
«Мировой опыт показывает, что затраты, понесенные на разработку и производство векторных вакцин, полностью оправданы, — резюмирует Эдуард Джавадов. — И в России грамотные руководители хозяйств понимают, что экономия на передовых технологиях в ветеринарии противоречит их же интересам. За генно-инженерными вакцинами — будущее отечественной вакцинологии, и отечественным научно-исследовательским институтам пора приступать к их разработке, чтобы идти в ногу с прогрессом и быть готовыми к новым вызовам в сфере биобезопасности».
