Когда будет создано лекарство от вирусов

В мире прямо сейчас исследуются десятки потенциальных препаратов против коронавирусной инфекции COVID-19. Некоторые из них уже продемонстрировали свою эффективность, правда, лишь в единичных случаях или в очень ограниченных клинических исследованиях.

Большая часть этих препаратов была ранее создана для борьбы с другими болезнями – гриппом, вирусом Эболы, ВИЧ и малярией, не про все из них ученые понимают, почему эти лекарства оказываются или могут оказаться эффективными против SARS-CoV-2, но главное, прежде чем эти терапии смогут массово применяться, они должны пройти через ряд полноценных клинических исследований. Клинические исследования (двойные слепые, рандомизированные, на больших выборках) важны не только для изучения фактической эффективности лекарства, но и для определения их вредных побочных свойств.

Любой действенный препарат влияет на биохимические процессы живого организма, а значит, приносит не только пользу, но и вред: определение баланса пользы и вреда – основная задача клинических исследований. Лишь немногие лекарства, которые выглядят многообещающими на маленьких выборках или для отдельных пациентов, в итоге преодолевают все барьеры проверок. Для попадания на рынок противоинфекционные препараты как правило проходят три обязательные фазы исследований, и даже из тех, что успешно прошли две фазы, три четверти лекарств (по данным исследования Biotechnology Industry Organization, 2009–2015 годы) так и не попадают в медицинскую практику. Те препараты, которые сейчас рассматриваются как перспективные в лечении коронавирусной инфекции, пока не прошли даже полноценную первую фазу.

Хорошие новости заключаются в том, что в обычной ситуации разработчик лекарства, как правило фармацевтическая компания, может отказаться от дальнейшего изучения лекарства по финансовым соображениям: клинические исследования стоят дорого, а если есть сомнения в окончательном успехе, проект лучше похоронить, пока в него не вложено слишком много денег. В условиях пандемии, можно надеяться, этого не произойдет: в минувшую пятницу, 20 марта, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила о запуске глобального проекта SOLIDARITY ("Солидарность") – общемирового исследования наиболее многообещающих препаратов от COVID-19, в котором примут участие тысячи пациентов из десятков стран. В любом случае, прежде чем какое-то из этих лекарств будет одобрено для массового применения, пройдут месяцы.

Радио Свобода рассказывает об основных претендентах на роль лекарства от COVID-19. Мы подчеркиваем, что все перечисленные препараты пока недостаточно изучены как в отношении эффективности, так и в отношении побочных эффектов, их использование без назначения врача может привести к тяжелым последствиям.

Препарат разрабатывался совместно компанией Gilead Sciences и Институтом инфекционных заболеваний армии США как средство против вируса Эболы и аналогичных вирусов. Осенью 2015 года, на пике общемировой вспышки этой инфекции, было объявлено об эффективности ремдезивира у резус-макак, впрочем, несмотря на ускоренные клинические исследования, препарат так и не успел пройти регистрацию в качестве лекарственного средства. В 2019 году во время очередной вспышки Эболы в Демократической Республике Конго, ремдезивир не продемонстрировал заметной эффективности (в отличие от некоторых других препаратов, которые тестировались одновременно с ним). Но вот принцип действия ремдезивира (останавливает размножение вирусов, ингибируя РНК-зависимую РНК-полимеразу) делает его претендентом на действенное лекарство от других вирусных инфекций, в том числе коронавирусов, таких как атипичная пневмония, MERS и теперь COVID-19.

Первый пациент с официально выявленным коронавирусом в США, молодой человек из штата Вашингтон, получил курс ремдезивира, и уже на следующий день его состояние улучшилось. Еще один пациент в Калифорнии также поправился после лечения ремдезивиром, хотя врачи считали его состояние безнадежным. 18 марта препарат помог 79-летнему пациенту в итальянской Генуе.

Впрочем, специалисты подчеркивают, что несколько случаев удачного лечения ремдезивиром не означают, что он окажется эффективным при массовом применении, кроме того, его побочные эффекты пока мало изучены.

Компания Gilead Sciences, владеющая патентом на препарат, предоставляла ремдезивир врачам США, Китая, Японии и некоторых стран Европы для лечения наиболее тяжелых пациентов. Однако 22 марта компания заявила, что не справляется со все возрастающим спросом и временно прекращает принимать новые заявки для того, чтобы сконцентрироваться на уже полученных запросах – исключение будет делаться для беременных женщин и людей до 18 лет с тяжелыми симптомами.

Ремдезивир вошел в число лекарств, которые будут исследоваться ВОЗ в рамках проекта SOLIDARITY, независимо от этого препарат тестируется в пяти крупных клинических исследованиях, первые результаты которых должны быть получены уже в начале апреля.

Это лекарство разрабатывалось японской компанией Toyama Chemical (входит в группу Fujifilm) как средство от гриппа и других РНК-содержащих вирусов. Изначально создатели надеялись, что препарат сможет потеснить с рынка "Тамифлю", одно из немногих лекарств с доказанной (хотя и довольно небольшой) эффективностью против гриппа, однако у фавипиравира были обнаружены тяжелые побочные эффекты – он способен проникать в сперму и приводит к нарушениям при развитии плода. Кроме того, исследования показали, что фавипиравир имеет низкую эффективность в клетках дыхательных путей. В итоге "Авиган" был рекомендован в Японии только как лекарство резерва на случай серьезных эпидемий гриппа.

В начале 2020 года китайские врачи провели ограниченное исследование эффективности фавипиравира при лечении коронавирусной инфекции. Испытания, проведенные на примерно 200 пациентах больниц в Ухане и Шеньчжене, продемонстрировали, если верить китайским исследователям, ускорение выздоровления (в среднем 4 дня вместо 11 дней в контрольной группе) и снижение необходимости в поддержке дыхания. Китайские власти заявили, что лекарство оказалось безопасным и хорошо переносится пациентами. На фоне этих сообщений стоимость акций Fujifilm выросла на 15 процентов, однако в Японии и Южной Корее относятся к данным китайских врачей с осторожностью, а результаты собственных исследований в Японии ожидают получить не ранее чем через несколько месяцев. Корейские власти пока отказались от импорта "Авигана" из-за недостаточной изученности препарата. Китайская фармацевтическая компания Zhejiang Hisun (с 2016 года производила и продавала в Китае "Авиган" как средство от гриппа по лицензии, полученной от Fujifilm) по требованию властей КНР собирается наладить собственное производство аналога фавипиравира. Собственный дженерик планируют производить и в Индии.

Фавипиравир не включен в список препаратов, которые будут исследованы в рамках проекта ВОЗ SOLIDARITY. Клинические исследования лекарства как средства от коронавируса продолжаются в Японии и Китае, китайские исследователи ожидают получить результаты исследования второй фазы в апреле. В Fujifilm заявили, что изучают возможность увеличить производство препарата для того, чтобы удовлетворить растущие запросы.

С легкой руки президента США Дональда Трампа комбинация противомалярийного препарата гидроксихлорохина с антибиотиком азитромицином стала рассматриваться чуть ли не как главная надежда человечества при лечении коронавирусной инфекции.

"ГИДРОКСИХЛОРИН И АЗИТРОМИЦИН, принимаемые вместе, имеют реальный шанс стать одним из крупнейших поворотных моментов в истории медицины", – написал американский президент в твиттере в субботу, 21 марта. Дональд Трамп сослался на небольшое исследование, проведенное во Франции всего на 36 пациентах, и специалисты считают, что президент, к сожалению, мог поторопиться с выводами.

Хлорохин был разработан как средство от малярии в 1934 году и входит в список важнейших лекарственных средств, который ведет Всемирная организация здравоохранения. Гидроксихлорин (также входит в этот перечень) – одна из производных хлорохина, обладающая менее тяжелыми побочными эффектами, список которых все равно велик: от диареи, рвоты и риска для развития плода при беременности до проблем с сердцем.

Препараты в основном используются при лечении паразитарных инфекций, таких как малярия и амёбиаз, применяют их также при некоторых аутоиммунных заболеваниях. Недавнее китайское исследование показало, что гидроксихлорин останавливает размножение вируса SARS-CoV-2, правда, в пробирке и при высокой дозе препарата. В Китае начались клинические исследования, ученые заявили о первых успехах при лечении группы из 100 пациентов, однако не продемонстрировали конкретных данных. Всего подобных испытаний в Китае прошло уже больше двух десятков, и их результаты в ВОЗ оценивают как противоречивые. Ранее хлорохин и его производные уже пытались применять против других вирусов, например вируса, вызывающего лихорадку Денге, и тогда препараты точно так же показывали себя эффективными в пробирке, но при попытках лечить зараженных животных приносили больше вреда, чем пользы.

Оптимизм Дональда Трампа основан на проведенном во Франции клиническом исследовании: несколько пациентов с коронавирусной инфекцией в Марселе получали лечение либо гидроксихлорохином, либо его комбинацией с антибиотиком азитромицином, их состояние сравнивалось с состоянием инфицированных COVID-19 пациентов в нескольких других госпиталях. В результате у тех, кто получал комбинацию из двух препаратов (таких было всего 6 человек), количество вируса в крови снижалось быстрее всех, относительно хорошую динамику показали и пациенты, получавшие только гидроксихлорохин. Для того чтобы делать далеко идущие выводы, объем выборки слишком мал, а дизайн исследования не совершенен: пока нельзя сказать, смогут ли препараты помочь тяжелым пациентам, насколько эффективность лекарств перевешивает опасность побочных эффектов и так далее.

Теперь необходимы более крупные клинические исследования, их проводят в Китае и собираются начать в США; хлорохин включен ВОЗ в программу SOLIDARITY, впрочем, сделано это не столько из-за особых надежд на его эффективность, столько потому, что "лекарство привлекло очень большой общественный интерес".

Эта комбинация препаратов еще в 2000 году была зарегистрирована в США как средство при лечении ВИЧ. Лопинавир ингибирует протеазу-ВИЧ-1 – фермент, играющий большую роль в жизненном цикле вируса иммунодефицита, а ритонавир, еще один ингибитор протеазы, является второстепенной составляющей терапии, замедляя разложение лопинавира в организме.

Было замечено, что комбинация этих веществ может аналогичным образом ингибировать и протеазы других вирусов, в частности коронавирусов. Лопинавир с ритонавиром тестировали при лечении пациентов с атипичной пневмонией и MERS, впрочем, их эффективность доказана так и не была. Тем не менее, эти результаты поставили препараты в число кандидатов на лечение нового коронавируса SARS-CoV-2 и соответствующие клинические исследования были проведены в Ухане вскоре после начала эпидемии. Группа из 199 пациентов получала по две таблетки препаратов дважды в день, их состояние сравнивалось с пациентами, которые получали обычный уход. К сожалению, больные из первой группы не показали заметных улучшений по сравнению с пациентами из второй. Впрочем, авторы работы подчеркивают, что среди участников исследования было много пациентов в очень тяжелом состоянии, все еще сохраняется надежда, что комбинация лопинавира и ритонавира окажется эффективной на более ранних этапах инфекции.

Несмотря на то что комбинация лопинавира с ритонавиром пока не имеет доказанной эффективности при лечении COVID-19, этот препарат еще в начале февраля попадал во временные методические рекомендации российского Минздрава, видимо, авансом.

Несмотря на отрицательный результат проведенного в Ухане исследования, ВОЗ включила "Калетру" в список препаратов, которые будут тестироваться по глобальной программе SOLIDARITY (как отдельно, так в и сочетании с интерфероном бета).

Еще один класс исследуемых терапий основан на использовании антител – особых белков, которые синтезируются в плазме крови в ответ на попадание в нее вредоносного агента, в частности вируса. Антитела, как естественного происхождения, так и синтетические, могут стать своего рода "пересаженным иммунитетом" к вирусу. Работа над терапиями этого класса активно идет: исследуется возможность использовать плазму крови уже переболевшего COVID-19 человека или создать "коктейль" из наиболее эффективных к вирусу SARS-CoV-2 антител.

У этих подходов есть свои преимущества по сравнению с антивирусными препаратами, но разработка основанной на антителах терапии может занять много времени. Так, препарат ZMapp против Эболы так и не успели до конца протестировать, прежде чем эпидемия закончилась. Впрочем, другую терапию, основанную на антителах, REGN-EB3, во время вспышки Эболы все же успели использовать, и она помогала вдвое снижать вероятность летального исхода.

Еще одна потенциальная проблема терапии с использованием антител – она может оказаться значительно более дорогой по сравнению с препаратами других классов, а производство лекарства настолько трудоемко, что им вряд ли удастся быстро обеспечить всех нуждающихся.

Всего в настоящий момент на разных стадиях исследования находится более 20 потенциальных препаратов против COVID-19, об эффективности некоторых из них, вероятно, можно будет достаточно уверенно судить уже в апреле. В то же время по многим причинам найти лекарство против вирусной инфекции очень сложно: примером тому служит обычный грипп, действенных препаратов против которого, по большому счету, до сих пор не существует. Даже если лекарство от коронавируса будет найдено, на это уйдут еще месяцы, оно будет помогать не всем, а его побочные эффекты будут существенны. В борьбе с пандемией COVID-19 человечеству придется полагаться на собственный иммунитет и карантинные меры, а также надеяться на успехи в разработке вакцины. О том, какие вакцины разрабатываются и скоро ли они могут быть готовы, Радио Свобода расскажет завтра.

Корреспондент московского бюро, ведущий телепрограмм

Ученые во всем мире работают над созданием вакцины против нового коронавируса. Если исследования окажутся успешными, ее выпуск начнется летом 2020 года. Пока что самым действенным способом борьбы остается карантин.

Вирусологи из университета в Марбурге тоже работают над созданием вакцины

Для начала хорошая новость: первый решающий шаг на пути к созданию эффективной вакцины против нового коронавируса 2019-nCoV сделан. Врачам Китайского центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC) удалось изолировать новый вирус и проанализировать его генетическую информацию, заявил китайскому информационному агентству "Синьхуа" глава Института вирусных заболеваний Сюй Вэньбо.

Еще никогда биологам не удавалось так быстро обнаружить патоген, передавшийся человеку от животного, и полностью расшифровать геном вируса. Затем его образцами были заражены клеточные культуры, что позволило понять механизм проникновения вируса в клетки человека. Результаты исследования были опубликованы в научных медицинских журналах и мгновенно разошлись по всему миру.

Работы над созданием вакцины во всем мире

Работа над созданием вакцины против нового коронавируса, получившего название 2019-nCoV, в Китае идет полным ходом. Не отстают от своих китайских коллег и ученые в Соединенных Штатах, Австралии и других странах. В американском Национальном институте здравоохранения (NIH) была создана специальная исследовательская группа во главе с Энтони С. Фаучи, руководителем Национального института аллергии и инфекционных заболеваний США (NIAID).

В статье, недавно появившейся в международном медицинском еженедельнике Journal of the American Medical Association, Фаучи допускает, что хорошей основой для разработки лекарства против 2019-nCoV могут стать уже существующие вакцины, использовавшиеся в борьбе с двумя другими опасными коронарными вирусами: возбудителем атипичной пневмонии (SARS) и MERS.

В работе над созданием вакцины американские ученые используют так называемый платформенный подход, при котором в относительно безобидный вирус простуды встраиваются элементы коронавируса, чтобы стимулировать иммунную реакцию.

Коронавирус под микроскопом

В 2003 году на волне эпидемии SARS, Андреа Гамботто из Университета Питтсбурга и ее коллеги вырастили три разных вакцинных вируса, которые были составлены из различных наборов протеинов: спайкового (отростчатого) протеина S1, отвечающего за образование короноподобных шипов на поверхности коронавируса, мембранного протеина и нуклеокапсидного белка оригинального вируса атипичной пневмонии. Быстрая разработка вакцинных вирусов стала возможной благодаря тому, что полный геном вируса атипичной пневмонии SARS был расшифрован в рекордные сроки.

Однако разработка вакцины против атипичной пневмонии в 2003 году не вышла за пределы тестирования на животных - к тому времени, как вакцина была успешно опробована на макаках, эпидемия SARS завершилась.

Высокая изменчивость коронавирусов как фактор риска

Разработку вакцин против коронавирусов затрудняет тот факт, что они чрезвычайно изменчивы. Сходная проблема возникла и при создании лекарства от SARS: врачи опасались, что введение вакцины, активным ингредиентом которой является спайковый протеин, может даже ускорить проникновение определенных типов вируса в организм человека.

Тем не менее Энтони С. Фаучи рассматривает вакцины, агентами которых служат спайковый протеин и нуклеокапсидный белок, в качестве потенциальной основы для дальнейших исследований по созданию вакцины против 2019-nCoV. Поиск лекарства против коронавируса ведет и компания Novavax из Мэриленда, ранее создавшая вакцину против MERS.

Работает над созданием новой вакцины и исследовательская группа под руководством Кита Чеппела из Университета Квинсленда в Австралии. Объединившись с учеными из Коалиции инновации в области обеспечения готовности к эпидемиям (CEPI), они пытаются создать биологический препарат с помощью другого подхода - "молекулярного зажима". Эта технология заключается в модификации белков вируса таким образом, чтобы они приобрели вид живого вируса. "Обманутая" иммунная система в этом случае начинает производить антитела, атакующие вирус, еще до его соединения с клеткой.

Врачи пытаются бороться с 2019-nCoV с помощью существующих противовирусных препаратов

Данный метод, по сути, тоже представляет собой "платформенный подход", применяемый американскими учеными, заявил Кит Чеппел в интервью информационному агентству Reuters. Он уже доказал свою действенность - правда, только в лабораторных условиях - при лечении таких опасных заболеваний как Эбола, MERS или атипичная пневмония.

Как и в случае с SARS, самая большая сложность состоит в том, что вакцину нужно создать быстро. Группа ученых под руководством Фаучи надеется провести клинические испытания на людях уже через три месяца. Если они окажутся успешными, выпуск лекарства можно будет начать не ранее июня 2020 года. Это стало бы рекордом по разработке биологического препарата. Во время эпидемии атипичной пневмонии с момента секвенирования генома вируса до разработки вакцины прошло 20 месяцев.

Медикаменты против коронавируса

Помимо создания вакцины, врачи возлагают надежду еще на один способ борьбы с коронавирусом. Речь идет о лечении противовирусными препаратами. В статье для Journal of the American Medical Association Фаучи допускает, что действенными могут оказаться такие препараты широкого спектра как ингибитор протеназы Ремдесивир, применявшийся при лечении Эболы, или комбинация ритонавира и лопинавира - лекарств, используемых при лечении ВИЧ-инфекции. Китайские власти уже заказали более крупные партии "Калетры" (торговое название сочетания ритонавира и лопинавира), сообщила агентству Reuters Адель Инфанте - представитель производящей медикамент американской фармацевтической компании AbbbVie.

Существует также вероятность того, что в качестве терапии могут помочь моноклональные антитела - иммунологически активные белки, вызывающие специфический иммунный ответ со стороны организма. Герберт Вирджин из американской компании Vir-Biotechnologies заявил, что его коллеги уже разработали антитела, доказавшие в лабораторных исследованиях свою эффективность против атипичной пневмонии и MERS. Исходя из этого, Вирджин допускает, что некоторые из них могут оказаться действенными и в борьбе с новым коронавирусом. "Возможно, у них есть потенциал и для лечения Уханьского вируса", - говорит он.

Пока что карантин - самый действенный способ борьбы

Появится ли новая вакцина на рынке, зависит и от дальнейшего развития ситуации со вспышками вируса. Пока что китайские власти используют наиболее эффективное средство сдерживания болезни: изоляцию пациентов и карантин целых городов. Эти меры коснулись 43 миллионов человек.

В условиях пандемии многие государства приступили к созданию лекарств и вакцин от нового коронавируса. Сообщается, что в России разработка прошла первую фазу — так ли это? Значит ли, что скоро можно ждать появления препарата? Чтобы разработать новое лекарство от неизвестного заболевания по всем правилам научного поиска нужно от 5 до 15 лет. Разобрали весь процесс на примере COVID-19 вместе с Равилем Ниязовым, специалистом по регуляторным вопросам и разработке лекарств Центра научного консультирования.

COVID-19 — инфекционное заболевание, вызываемое коронавирусом SARS-CoV-2. В тяжелых формах оно поражает легкие, иногда — сердце и другие органы. Особенно тяжело заболевание протекает, если у больного есть другие нарушения со стороны дыхательной или сердечно-сосудистой систем. Молниеносно возникшая пандемия COVID-19 поставила вопрос разработки лекарств и вакцин от новой инфекции. Это долгий процесс с множеством стадий, на каждой из которых исключают вещества-кандидатов. Только одно или небольшая группа таких веществ в итоге сможет стать безопасным и эффективным лекарством.

Шаг 1: понять, как развивается новое заболевание

Любая болезнь нарушает естественные физиологические и биохимические процессы в организме. Причины заболеваний могут быть разными, в том числе — инфекционными. Инфекционный агент (в случае COVID-19 это коронавирус SARS-CoV-2) заимствует и эксплуатирует биохимический аппарат клеток, перехватывая управление им, в результате чего клетки перестают выполнять свою физиологическую функцию. Для вируса SARS-CoV-2 основной мишенью являются клетки дыхательного эпителия, отвечающие за газообмен, то есть за дыхание.

Лекарством для лечения COVID-19 будет считаться любое вещество или комбинация веществ, которое будет способно (1) инактивировать вирус еще до того, как он успеет поразить клетку, или (2) нарушать жизненный цикл вируса внутри зараженной клетки, или (3) защищать новые непораженные здоровые клетки от инфицирования.

Чтобы создать лекарство от SARS-CoV-2, нужно хорошо знать, каков жизненный цикл вируса в организме человека:

• с какими клетками человека и через какие рецепторы на поверхности клеток он связывается, какой собственный вирусный аппарат для этого он использует;
• как вирус проникает в клетку;
• как вирус эксплуатирует биохимический аппарат клетки, чтобы воспроизводить собственный генетический материал и белки, нужные для сборки новых вирусных частиц;
• как вирус покидает инфицированную клетку, чтобы инфицировать новые клетки;
• как формируется иммунитет против вируса и какой вклад иммунитет вносит в тяжесть заболевания (чрезмерная иммунная реакция может вызывать тяжелое поражение внутренних органов).

Всё перечисленное — это совокупность фундаментальных знаний, необходимых для перехода к следующему этапу разработки лекарства — синтезу или биосинтезу веществ, которые могут нарушать свойства вирусных частиц, убивая вирус и при этом не вредя человеку. Например, так работают лекарства от ВИЧ-инфекции или гепатита C. Но при этих заболеваниях важно применять сразу несколько веществ из разных классов, чтобы вирус не становился устойчивым к терапии. Об этом нужно будет помнить и при разработке лекарств против SARS-CoV-2.

Для лечения вирусных заболеваний также могут использоваться иммуносыворотки, содержащие антитела, способные инактивировать вирус. Такие сыворотки можно получать от животных, например, лошадей или кроликов, но также и от человека, уже переболевшего заболеванием.

Однако самый эффективный подход — профилактика заболевания. Для этого используют вакцины — естественные или генетически модифицированные белки вируса, а иногда и живой, но ослабленный вирус. Вакцина имитирует инфекционное заболевание и стимулирует организм к формированию иммунитета. В последнее время также разрабатываются РНК- и ДНК-вакцины, но пока одобренных препаратов нет.

В отличие от традиционных вакцин, РНК-/ДНК-вакцины содержат не вирусные белки, а гены, кодирующие основные вирусные белки. Введение такой вакцины приводит к синтезу клетками белков вируса, на которые должна реагировать иммунная система и вырабатывать иммунитет против этих белков вируса. Гипотетически это должно препятствовать началу инфекционного процесса при заражении настоящим патогенным вирусом. Важно отметить, такие РНК- и ДНК-вакцины не должны кодировать те белки вируса, которые способны были бы привести к настоящей вирусной инфекции.

Шаг 2: поиск хитов

На ранней стадии разработки синтезируют и тестируют множество веществ — библиотеку. Основная цель этого этапа — найти группу хитов (hit — попадание в цель), которые бы связывались с нужной вирусной мишенью. Обычно это один из белков вируса. Иногда отбор идет из библиотек, состоящих из миллиардов низкомолекулярных веществ. Сейчас активно используют компьютерные алгоритмы — машинное и глубокое обучение — чтобы искать новые потенциально активные молекулы. Одна из компаний, успешно работающая в этом направлении, — InSilico Medicine, создана российскими математиками.

Другой источник потенциальных лекарств — выздоровевшие люди: в их крови содержатся антитела, часть из которых способны связываться с вирусом и, возможно, нейтрализовать его.

Шаг 3: поиск и тестирование лидов

Когда находят группу хитов, способную связываться с вирусным белком, переходят к следующему этапу скрининга. На этом шаге исключаются вещества, которые:

• нестабильны и быстро разлагаются;
• тяжелы/затратны в синтезе;
• токсичны для различных клеток человека в условиях лабораторных экспериментов на культуре клеток. Вещества не должны быть токсичны сами, токсичностью также не должны обладать продукты их метаболизма в организме, продукты их разложения и примеси, возникающие в процессе производства; вместе с тем если процесс производства способен с помощью очистки удалять продукты разложения или примеси, то такой хит может и не будет выведен из разработки;
• плохо растворимы в воде — лекарство должно в достаточном количестве растворяться в биологических жидкостях, чтобы распределиться по организму;
• быстро разлагаются в живом организме;
• плохо проникают через слизистые оболочки, клеточные мембраны или внутрь клетки, в зависимости от пути введения лекарства и расположения вирусной мишени.

Хиты, которые выдерживают эти испытания и проходят все фильтры, переводят в категорию лидов (lead — ведущий).

Лиды тестируют в еще более широкой серии экспериментов для принятия так называемых решений Go/No-Go о продолжении или остановке разработки. На этой стадии инициируются испытания на животных. Такая схема отбора нужна чтобы как можно раньше вывести из разработки бесперспективные молекулы, потратив на них минимальные время и ресурсы, поскольку каждый последующий этап является еще более затратным.

Те несколько лидов, которые успешно проходят очередные испытания, становятся кандидатами. К этому моменту разработка может длиться уже от трех до семи лет.

Шаг 4: испытания кандидатов и клинические исследования

Прежде чем перейти к испытаниям на людях, нужно выполнить исследования на животных и подтвердить отсутствие неприемлемой для человека токсичности, подобрать первоначальную безопасную дозу. На этом этапе кандидаты тоже могут отсеиваться — например, из-за генотоксичности (токсичности для генетического аппарата клетки) или канцерогенности (способности вызывать рак). Еще они могут оказаться небезопасными для беременных женщин или женщин детородного возраста, вызывать поражение головного мозга, печени, почек, сердца или легких. В зависимости от природы молекулы исследования проводят на грызунах, собаках, обезьянах, минипигах, кроликах и т.д.

В зависимости от природы заболевания, особенностей его терапии и свойств лекарства, какие-то исследования могут не проводиться или быть не значимы. Например, оценка канцерогенности лекарства не потребуется, если оно будет применяться в лечении краткосрочных заболеваний, как в случае COVID-19. Генотоксичность не оценивают для биопрепаратов или если лекарство предназначено для лечения метастатического рака и т. д. Суммарно доклинические исследования могут занимать 3–5 лет. Часть из них проводится параллельно с клиническими исследованиями.

Если доклинические исследования успешны, начинается клиническая разработка, которая условно делится на фазы. Это нужно, чтобы постепенно и контролируемо тестировать лекарство на все большем количестве людей. И снова стадийность процесса позволяет прекратить разработку на любом этапе, не подвергая риску многих людей.

• Первая фаза: здесь подтверждают первичную безопасность для людей в принципе, изучают поведение лекарства в организме человека, его биодоступность (способность достигать места действия в достаточных концентрациях), его взаимодействие с другими лекарствами, влияние пищи, половых и возрастных различий на свойства лекарства, а также безопасность для людей с сопутствующими заболеваниями (особенно важны заболевания печени и почек — эти органы отвечают за метаболизм и выведение лекарств), проверяют, не вызывает ли лекарство нарушение ритма сердца. Кроме того, на I фазе оценивают безопасный диапазон доз: эффективные дозы не должны быть неприемлемо токсичными.
• Вторая фаза: здесь начинают проверять эффективность лекарства на пациентах с заболеванием. На ранней II фазе оценивают, работает ли кандидатная молекула на людях с изучаемым заболеванием в принципе, а на поздней II фазе подбирают режим дозирования, если кандидатное лекарство было эффективным. При этом вещество, эффективное в лабораторных экспериментах, на животных моделях заболевания и даже в ранних клинических исследованиях на людях, вполне может не быть таким же рабочим в реальной медицинской практике. Поэтому и нужен длительный процесс поэтапной исключающей разработки, чтобы на выходе получить эффективное и безопасное лекарство.
• Третья фаза: здесь подтверждают эффективность и безопасность лекарства, а также доказывают, что его польза компенсирует те нежелательные реакции, которые неминуемо будет вызывать лекарство. Иными словами, в исследованиях третьей фазы надо понять, что баланс пользы и рисков положителен. Это всегда индивидуально. Например, у людей с ВИЧ в целом допустимо, если противовирусные лекарства вызывают некоторые нежелательные реакции, а в случае онкологических заболеваний приемлемы и более выраженные токсические реакции.

В случае вакцин, которые рассчитаны на здоровых людей, и особенно детей, приемлемы лишь легкие нежелательные реакции. Поэтому найти баланс трудно: вакцина должна быть высоко эффективной, и при этом вызывать минимальное число тяжелых реакций, например реже, чем 1 случай на 1000, 10 000 или даже 100 000 вакцинированных людей. Клиническая разработка может длиться до 5–7 лет, однако низкомолекулярные противовирусные лекарства для краткосрочного применения, как в случае COVID-19, можно протестировать быстрее — за 1–2 года.

Разработка многих отечественных противовирусных и иммуномодулирующих препаратов не соответствует такому научно выверенному процессу разработки.

Шаг 5: производство

Важный этап — наладить производство лекарства. Разработка процессов синтеза начинается в самом начале отбора лидов и постепенно дорабатывается, оптимизируется и доводится до промышленного масштаба.

В настоящее время против SARS-CoV-2 разрабатывается много разных методов лечения:

• низкомолекулярные соединения, которые нарушают жизненный цикл вируса. Трудность в том, что может быть нужно применять сразу несколько противовирусных лекарств. Сейчас надежды возлагают на ремдесивир. Есть данные, что может быть эффективен давно известный гидроксихлорохин, действующий не на сам вирус, а влияющий на иммунитет. Информацию, что комбинация лопинавира и ритонавира оказалась неэффективной у тяжелобольных пациентов, стоит интерпретировать с осторожностью: она может быть эффективна при более легких формах, или для профилактики, или у каких-то определенных подгрупп;
• противовирусные, в том числе моноклональные, антитела, которые связываются с ним на поверхности и блокируют его проникновение в клетку, а также помечают вирус для клеток иммунной системы. Антитела можно получать как биотехнологически, так и выделять из крови переболевших людей. Сейчас тестируются препараты, получаемые с помощью обоих методов;
• вакцины. Они могут представлять собой естественные или модифицированные белки вируса (модификации вводят для усиления выработки иммунитета), живой ослабленный вирус, вирусоподобные наночастицы, синтетический генетический материал вируса (РНК-вакцины) для того, чтобы сам организм человека синтезировал некоторые белки вируса и смог выработать антитела к нему. Одна из проблем в случае вакцин — простое введение белков вируса, пусть и модифицированных, не всегда позволяет сформировать иммунитет, способный защитить от реального заболевания — так называемый стерильный иммунитет. Даже образование антител в ответ на введение вакцины не гарантирует защиты: хорошим примером являются те же ВИЧ и гепатит C, хотя вакцина против гепатита B достаточно проста и при этом высокоэффективна. Хочется надеяться, что отечественные разработчики следуют рекомендациям Всемирной организации здравоохранения по проведению доклинических и клинических исследований вакцин, включая исследования провокации и изучение адъювантов;
• препараты для РНК-интерференции. Так называемые малые интерферирующие рибонуклеиновые кислоты (РНК) — это небольшие отрезки синтетически получаемой РНК, которые способны связываться с генетическим аппаратом вируса и блокировать его считывание, мешая синтезу вирусных белков или воспроизведению генетического материала вируса.

Процесс разработки лекарства — это научный поиск с неизвестным исходом. Он занимает много времени и требует участия большой команды профессионалов разных специальностей. Однако только реальный клинический опыт позволит оценить, удалось ли получить не только эффективное, но и безопасное лекарство, поэтому любое точное определение сроков получения лекарства — спекуляция. Получить эффективную и безопасную вакцину к концу года, если следовать всем правилам научного поиска, вряд ли удастся.

Детальные обсуждения процессов разработки новых лекарств и возникающих в связи с этим проблем — на YouTube-канале PhED.