Наперегонки с вирусом    

Сейчас хранилище размещается в одном из основных корпусов института, однако развитие учреждения требует преобразования этой его части. Заведующий лабораторией эволюционной изменчивости вирусов гриппа Михаил Еропкин рассказал порталу Medvestnik.ru о перспективах развития хранилища, которое станет одним из основных специализированных биобанков страны в учреждениях, находящихся в ведении Минздрава. Опыт создания хранилища важен и для развития системы биобанкинга в здравоохранении России.

– Дверь за железной решеткой – там все ваше нынешнее хранилище?

– Да, все образцы там. Около 7 тысяч штаммов – изолятов вируса гриппа, а поскольку каждый штамм представлен в нескольких экземплярах, то всего около 50 тысяч единиц хранения.

В четырехэтажном корпусе будет оборудовано автоматическое хранилище по последнему слову техники. Здесь у нас хранилище не автоматическое, просто каждая ампула подписана, потом эти ампулы, лиофильно высушенные и запаянные, упаковываются в блистеры. Все по номерам. А блистеры в свою очередь лежат в больших пластиковых контейнерах. Пока, если нужно извлечь какой-то вирус, мы делаем это вручную. А вскоре все будет делать робот, появятся пробирки или флаконы с QR-кодом. Будет два автоматических модуля-хранилища: одно – для хранения при +4º C старых образцов в стеклянных ампулах, а другое – для хранения при -80º C первичных материалов, которые бывают нужны, особенно для важных вирусов (часто возникают мутации, и если мы хотим иметь вирус в первозданном виде, лучше иметь, как мы говорим, его исходник).

Если сейчас у нас 50 тысяч единиц хранения, то там будут емкости, которые позволят, по крайней мере, еще в течение 25-ти лет в таком же темпе эти вирусы собирать.

– Сколько лет вы собирали эту коллекцию?

– Она поступила к нам при образовании Института гриппа в 1967 году из отдела вирусологии Института экспериментальной медицины. С тех пор мы стараемся каждый год выделенные вирусы по максимуму загрузить в хранилище и держать там на всякий случай. Такой случай представился, например, во время пандемии гриппа в 2009 году: было известно, что вирус свиного происхождения. Мы извлекли вирусы гриппа свиней, изолированные еще в 1931 году и потом в 1976-м в Нью-Джерси. Мы их восстановили, сразу получили антисыворотку, сравнили с вирусами 2009 года и, к нашему удивлению, у них оказалось очень много общих антигенных детерминант, а это свидетельство того, что скорость эволюции вирусов гриппа у свиней намного ниже, чем у человека. Они могут быть источником одних и тех же вирусов длительное время, а если те попадают в человеческую популяцию, антигенный дрейф происходит значительно быстрее. До сих пор я иногда ссылаюсь на это небольшое открытие как на доказательство, что коллекция нужна прежде всего для того, чтобы сравнить циркулирующие штаммы с историческими и определить, как быстро происходит антигенный дрейф.

– Хранилище помогает успеть отреагировать на новые штаммы?

– Да. В основном это зависит от качества и полноты надзора за гриппом в стране, потому что прежде всего важны актуальные штаммы. Хранилище банка вирусов позволяет сопоставлять циркулирующие штаммы с предыдущими. Но это вторая задача. А первая – выделять вирусы как можно шире, как можно быстрее характеризовать их и, главное, делать это вовремя, т.к. цикл от принятия решения до производства вакцины составляет 8–9 месяцев. Это всегда немножко игра наперегонки: мы за 9 месяцев должны предугадать, какие вирусы будут циркулировать в следующем году. Нужно держать руку на пульсе эволюционной изменчивости вирусов, чтобы был адекватный состав противогриппозных вакцин. Он пересматривается каждый год.

Пока у нас сугубо вирусная коллекция, но предполагается, что с вводом в действие модуля автоматического хранения появится специальная лаборатория, в которой, не вынося вирус, можно будет провести весь цикл исследования и подготовки депонирования в коллекцию. Там же предполагается коллекция антисывороток и сывороток крови от больных или добровольных доноров. То есть все образцы, в которых будут обнаружены антитела к вирусу гриппа, тоже будут откладываться и депонироваться в коллекцию.

– Где логичнее создавать такие хранилища: в научном учреждении или у какого-то крупного производителя типа «Нацимбио»?

– Наш институт прежде всего научное учреждение: мы делаем все предварительные исследования. Я участвую в принятии решения на уровне России о составе гриппозных вакцин (сначала принимается решение на уровне ВОЗ, а мы уже либо подтверждаем, либо вносим коррективы). И, наверное, логично, что хранилище находится в этом институте.

Наша коллекция называется рабочей, а есть так называемая государственная коллекция, в бывшем Институте вирусологии имени Ивановского, который сейчас вошел в состав НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи. Там требования к коллекции, может быть, даже жестче, потому что к каждому вирусу, который у них депонируется, нужно обязательно получить в 10-ти ампулах и антисыворотку. А мы получаем антисыворотку не к каждому вирусу: такая задача существенно превосходила бы наши возможности, да и не всегда это требуется. С другой стороны, мой опыт общения с держателями коллекции в Институте Ивановского показал, что у них очень закрытая коллекция. Даже для того, чтобы выяснить, есть ли в ней такой вирус, надо написать заявление от директора института, которое пересылается по обычной почте. А когда мы говорим: нужен вирус такой-то группы, они отвечают – нет, мы так не разговариваем, вы укажите конкретный штамм. Так невозможно работать.

– Как это будет у вас?

– А у нас уже сейчас есть четко разработанная процедура. Мы тоже не выдаем вирусы кому попало, но если к нам обращаются с письмом от научного учреждения за подписью директора и с подтверждением того, что это учреждение имеет необходимые условия для работы с патогенами такой-то группы, мы выдаем этот штамм. Мы в этом смысле гораздо более открыты. Я считаю, что только так, во взаимодействии, и можно работать. Наши образцы запрашивают тот же Институт Ивановского, «Вектор» из Новосибирска; мы обмениваемся штаммами. Институт экспериментальной и клинической медицины в Новосибирске уже несколько лет депонирует штаммы у нас. Это все бесплатный обмен. А еще мы поставляли вирусы в Институт военной медицины в Сергиевом Посаде, в ветеринарный институт микробиологии и вирусологии в Покрове Владимирской области. Есть и международное сотрудничество – с Казахстаном например.

– А на коммерческой основе вы это делаете? Планируется ли полная или частичная самоокупаемость будущего хранилища?

– Это не слишком реально, потому что вирусы гриппа продавать бессмысленно. Мы как Федеральный центр по гриппу взаимодействуем с международными организациями. Среди сотрудничающих центров ВОЗ по гриппу у нас два основных партнера: в Атланте – CDC (Centers for Disease Control and Prevention – Центр по контролю и предотвращению заболеваний) и в Лондоне – бывший Национальный институт медицинских исследований, сейчас он вошел в состав Института Френсиса Крика. Взаимодействие с этими центрами прямо записано в наших обязательствах, и мы им каждый год посылаем характерные штаммы, чтобы они тоже могли использовать их в более широком объеме. Они получают их из разных стран, мы и сами характеризуем штаммы, но отправляем и им, а они в ответ присылают нам стандартные штаммы, которые выделены не в России, т.н. референсы. И, кроме того, антисыворотки, вакцинные реассортанты. Это тоже некоммерческое взаимодействие на взаимовыгодной основе.

Коммерческая основа возможна, когда речь идет о банках клеток или вирусов более экзотических. Например, наша организация, Институт гриппа, входит в качестве партнера в т.н. Европейский вирусный архив. Это сетевая структура, т.е. каждый институт или лаборатория-участник имеет свою коллекцию, но есть общий каталог, и различные учреждения или фирмы  могут делать запросы. Там тоже есть комиссия, которая решает, выдавать или не выдавать штаммы. Если есть сомнения в том, как они будут использованы, их не выдают. Если выдают коммерческим фирмам, например по производству вакцин, то за деньги, а если это научное учреждение, то, как правило, бесплатно. Правда, нужно оплатить транспортировку. Это тоже недешево: отправка одной посылки через штатного курьера стоит около тысячи евро. Но при этом учтены все требования безопасности, в том числе трехкратная небьющаяся оболочка. Это касается не только вирусов гриппа.

– Чем ваше хранилище будет отличаться от зарубежных аналогов? 

– Мы стараемся, чтобы оно как можно меньше отличалось и чтобы у нас были стандартные условия хранения, которые признаны международным сообществом. Каждый вирус уже имеет, но будет иметь еще более детальный паспорт, и обязательным условием является как минимум частичное, а желательно полное секвенирование с восстановлением полной структуры генетического материала – последовательности нуклеотидов, инфекционная активность и история получения вируса (у старых вирусов, которые мы получили еще из ИЭМ, далеко не всегда удается ее проследить). Сейчас у каждого вируса, который мы откладываем, есть информация: когда он был выделен, в каком регионе, от какого больного – возраст, пол, выздоровел ли он, тяжелая или легкая форма у него была и т. д.

– А еще и добровольное согласие пациента...

– Да, обязательно. И то не всегда удается установить историю. Например, есть такие пункты: применялась ли этиотропная терапия, т. е. лечился ли он специальными препаратами (тамифлю, например), – это бывает очень трудно установить; привит или нет. Некоторые врачи, которые берут первичные материалы, указывают эти данные, потому что они очень важны для оценки эффективности прививок.

Сейчас мы выиграли финансирование на госзадание по модернизации коллекции, будем делать электронный каталог – он у нас есть, но в кустарном виде. Это будет настоящий интерактивный каталог, куда можно будет добавлять новые материалы. Первым этапом работы станет электронная каталогизация с составлением полных паспортов. Сейчас они либо на бумаге, либо в формате Word. Занялись секвенированием штаммов.

– Отличаются ли принципы организации вирусных хранилищ от принципов других биобанков?

– Нет, но каждый биобанк имеет свою специфику. Например, есть большой биобанк крови в Центре Алмазова: в его составе есть Институт сердца, крови и эндокринологии. Там хранятся все образцы при злокачественных заболеваниях крови, у них есть то, к чему мы стремимся: все полностью автоматизировано, компьютеризировано, все образцы хранятся в жидком азоте. Этот биобанк впечатляет. Мы будем делать нечто подобное.

– И поддерживать стандартные температуры, в том числе -80º?

– Да, для первичных материалов это -80º С, а для лиофильно высушенных вирусов это +4, и нами же доказано, что такой образец десятилетиями может сохраняться без пересева, практически без потери инфекционной активности. Но вообще золотым стандартом является правило: даже лиофильно высушенные образцы хранить при -20º С, и  все новые будут храниться уже при -20º С. Чем хороши автоматические станции? Там образцы не надо вынимать, потому что если открывать холодильник, в котором температура -80º С, – сразу идет пар и откладывается иней. А робот из -80º  С перенесет штатив с пробами в шлюзовую камеру, а после сортировки в ней – в нужный отсек.

В 2015 году были запланированы средства на реконструкцию нашего второго корпуса и создание полного цикла. Этап проектирования уже пройден, на этом этапе решено очень много проблем, потому что переоборудовать и адаптировать здание было нелегко. Там были вспомогательные службы: виварий, лиофильная сушка... Сейчас требования становятся все более строгими, поэтому сейчас там ничего нельзя делать, пока здание не будет реконструировано. Вот-вот начнется этап строительных работ. Оборудование будет разное: предположительно самые современные автоматические станции.

– Каких организационных перемен потребует новая структура? 

– Прежде всего штатных единиц для обслуживания. Понятно, что такое сложное оборудование должно иметь постоянную инженерную поддержку. Здесь должны быть высококвалифицированные инженерные кадры, автономный штат сотрудников, которые будут только этим и заниматься. Это очень большая работа, пока мы занимаемся ею по совместительству. Коллекция относится к нашей лаборатории, штат у нас небольшой –  6-8 сотрудников. С учетом тенденции к сокращению средств и жесткой экономии привлекать молодые кадры становится сложно, но мы стараемся улучшить их материальное положение, хотя официальные зарплаты невысоки.

– Вы сказали, что хранилище – с запасом, «на вырост». Значит, в ближайшие годы, наверное, сможете предоставлять услуги по хранению другим организациям? 

– Возможно. Сейчас мы принимаем на хранение (конечно, в несоизмеримых количествах с тем, что сами депонируем) штаммы из новосибирского Института экспериментальной и клинической медицины и из Казахстана.