Иммунологические основы вакцинации против вирусов. Вакцины иммунология

Основы специфической иммунопрофилактики (информационный материал)

1. ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ НЕВОСПРИИМЧИВОСТИ

К ИНФЕКЦИОННЫМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ

Формирование естественного иммунитета у ребенка начинается в антенатальном периоде. Становление его зависит от здоровья родителей, а также от различных воздействий внешней среды. Специфический коллективный иммунитет к инфекциям создается путем активной иммунизации. В иммунном ответе на введение вакцины участвуют макрофаги, Т-лимфоциты, В-лимфоциты (В-клетки памяти), антитела, продуцируемые плазматическими клетками (IgM,G,A), а также цитокины (монокины, лимфокины).

Ребенок получает от матери IgGтрансплацентарно в основном в последнем триместре беременности, но разные типы иммуноглобулинов специфических антител передаются через плаценту с различной интенсивностью: в высоком титре – противокоревые и противокраснушные антитела, в низких концентрациях – противококлюшные.Катаболизм пассивно полученных антител начинается после двух месяцев жизни ребенка и завершается к 6-12 месяцам.Грудные младенцы получают секреторныйIg Aчерез материнское молоко, что создает местный иммунитет ко многим возбудителям в желудочно-кишечном тракте. Теоретические предположения о возможности нейтрализации вакцинного штамма полиовируса материнскими антителами не подтверждаются на практике.

Образование антител в ответ на введение вакцины характеризуется тремя периодами:

• латентный или«лаг-фаза»– интервал времени между поступлением антигена в организм и появлением антител в крови (протекает от нескольких суток до 2 недель).

• фаза роста– длится от 4 дней до 4 недель и характеризуется быстрым нарастанием антител в крови. Так, например, этот процесс продолжается в течение 3-х недель в ответ на введение столбнячного и дифтерийного анатоксинов, 2-х недель – при иммунизации коклюшной вакциной, менее 72 часов – после использования живой коревой вакцины (ЖКВ).

В тех случаях, когда нарастание титров антител до продуктивного уровня происходит более продолжительное время, чем продолжается инкубационный период, постэкспозиционная профилактикаинфекционного заболевания вакцинацией неэффективна (в случае дифтерии, коклюша) в отличие от экстренной профилактики кори, что позволяет использовать ЖКВ в течение первых трех дней от контакта с источником инфекции.

• фаза снижения– наступает после достижения максимального уровня антител в крови. Их количество уменьшается сначала быстро, затем медленнее, в целом продолжаясь в течение нескольких лет и десятилетий.

Путем повторных введений антигена добиваются как более высокого уровня и большей продолжительности сохранения протективных антител в крови, так и выраженной иммунологической памяти. Поэтому для первичной иммунизации против дифтерии, коклюша и столбняка используют три введения вакцины, так как каждое последующее введение антигена вызывает более быстрый и сильный ответ, что создает так называемый «грундиммунитет». Оптимальный интервал между первым и вторым введением вакцины – 1-2 месяца.

Вакцинация живыми ослабленными вакцинами(коревой, краснушной, паротитной) создает наиболее стойкий иммунитет, ревакцинация требуется лишь серонегативным лицам (против кори). Повторные вакцинации против полиомиелита проводятся с целью более полной гарантии выработки иммунитета к трем типам вируса, входящим в состав вакцины. Формируется местный иммунитет в кишечнике, препятствующий колонизации дикого штамма вируса, и гуморальный иммунитет – ко всем трем типам вируса, что предотвращает его диссеминацию в случае заражения.

Ревакцинация в период снижения антител в крови ниже протективного уровня (т.е. спустя несколько месяцев или лет после полученной прививки) способствует быстрому их накоплению за несколько дней и обеспечивает специфическую защиту в течение ряда лет. Другими словами, после реинфекции или ревакцинации развивается так называемая «бустер-реакция».Данный эффект можно использовать при проведении экстренной профилактики.

Следует отметить, что иммунная система ребенка способна вырабатывать иммунитет на одномоментное введение нескольких антигенов, поэтому для иммунизации детей нередко используют комбинированные препараты.

2. ВИДЫ ВАКЦИН

Все вакцины можно подразделить на живые и инактивированные.

1. Среди инактивированных вакцин различают:

Корпускулярные (цельновирионные) вакциныпредставляют собой бактерии и вирусы, инактивированные путем химического (формалин, спирт, фенол) или физического (тепло, ультрафиолетовое облучение) воздействия. Для приготовления корпускулярных вакцин используют,как правило, вирулентные штаммы микроорганизмов, поскольку они обладают наиболее полным набором антигенов. Примерами корпускулярных вакцин являются: коклюшная (компонент АКДС и Тетракок), антирабическая, лептоспирозная, гриппозные цельновирионные инактивированные вакцины против клещевого и японского энцефалита, против гепатита А (Аваксим), инактивированная полиовакцина (Имовакс Полио или как компонент вакцины Тетракок). Помимо цельновирионных, в практике используют также расщепленные, или дезинтегрированные, препараты (сплит-вакцины), в которых структурные компоненты вириона разъединены с помощью детергентов.

Химические вакцинысоздаются из антигенных компонентов, извлеченных из микробной клетки, с использованием различных физико-химических методик. Выделяют те антигены, которые определяют иммуногенные характеристики микроорганизма. К таким вакцинам относятся: полисахаридные вакцины (менингококковые групп А и С, вакцина против гемофильной инфекции типаb(Акт-ХИБ), пневмококковая, вакцина брюшнотифозная, представленнаяVi-антигеном), ацеллюлярные коклюшные вакцины.

К этой же категории могут быть отнесены субъединичныевирусные вакцины, содержащие отдельные структурные компоненты вируса, например субъединичная гриппозная вакцина, состоящая из гемагглютинина и нейроминидазы.

Важная отличительная особенность химических вакцин– их низкая реактогенность.

Рекомбинантные вакцины. Примером таких вакцин может служить вакцина против вирусного гепатита В (Эувакс В и др.). Для производства этих препаратов применяют рекомбинантную технологию. Участок гена вируса гепатита В, кодирующий синтез поверхностного антигена вируса гепатита В (HbsAg), встраивают в ДНК дрожжевых клеток, которые размножаясь, осуществляют продукцию данного антигена. БелокHbsAgвыделяют из дрожжевых клеток путем разрушения последних и подвергают очистке с помощью физических и химических методов. В результате последней полученный препаратHbsAgполностью освобождаются от дрожжевой ДНК и содержит лишь следовое количество белка дрожжей.

Инактивированные вакцины выпускают как в сухом (лиофилизированном), так и в жидком виде. Последние, как правило, содержат консервант. Для создания полноценного иммунитета обычно необходимо двукратное или трехкратное введение инактивированных вакцин.

Анатоксины представляют собой бактериальные экзотоксины, обезвреженные воздействием формалина при повышенной температуре с последующей очисткой и концентрацией. Подобная технология получения анатоксинов, сохраняя антигенные и иммуногенные свойства токсинов, делает невозможной реверсию их токсичности. Анатоксины сорбируют на различных минеральных адсорбентах, например на гидроокиси алюминия. Адсорбция значительно повышает иммуногенную активность анатоксинов. Это связано как с созданием «депо» препарата в месте введения, обеспечивающим постепенное поступление антигена в систему циркуляции, так и с адъювантным действием сорбента, вызывающего местное воспаление, усиление плазмоцитарной реакции в регионарных лимфатических узлах.

Для достижения напряженного антитоксического иммунитета требуются, как правило, двукратное введение препаратов и последующая ревакцинация. При этом их профилактическая эффективность достигает 95-100% и сохраняется в течение нескольких лет. Анатоксины обеспечивают развитие стойкой иммунологической памяти, этим и объясняется возможность применения анатоксинов для экстренной профилактики дифтерии и столбняка. Также анатоксины применяют для активной профилактики газовой гангрены, ботулизма, стафилококковой инфекции.

2. Живые вакциныизготовляются на основе ослабленных (аттенуированных) штаммов микроорганизма со стойко закрепленной авирулентностью (безвредностью). Вакцинный штамм, лишенный способности вызывать инфекционный процесс, может размножаться в организме привитого и вызывать вакцинальную реакцию. И хотя у большинства привитых вакцинальная инфекция протекает без выраженных клинических симптомов, тем не менее, она приводит к формированию стойкого иммунитета.

Примером живых вакцин могут служить вакцины для профилактики краснухи (Рудивакс), кори (Рувакс), эпидемического паротита (Имовакс Орейон), полиомиелита (Полио Сэбин Веро), туберкулеза, гриппа (аллантоисная интраназальная).

Живые вакцины, за исключением полиомиелитной, выпускаются в лиофилизированном (порошкообразном) виде, что обеспечивает их стабильность в течение относительно длительного срока.

Состав. Кроме основного действующего начала в состав вакцин могут входить и другие компоненты – сорбент, консервант, наполнитель, стабилизатор и неспецифические примеси. К последним могут быть отнесены белки субстрата культивирования вирусных вакцин, следовое количество антибиотика и белка сыворотки животных, используемых в ряде случаев при культивировании клеточных культур.

Консервантывходят в состав вакцин, производимых во всем мире. Их назначение состоит в обеспечении стерильности препаратов в тех случаях, когда возникают условия для бактериальной контаминации (появление микротрещин при транспортировке, хранение вскрытой первичной многодозной упаковки). Указание о необходимости наличия консервантов содержится в рекомендациях ВОЗ. В качестве консерванта обычно используетсямертиолат (тиомерсал).

О минеральных сорбентах, обладающих адъювантными свойствами, было сказано выше. В России с этой целью применяютгидроокись алюминия, а за рубежом – алюминия фосфат.

К числу других стимуляторов антителогенеза можно отнести препарат полиоксидоний, который входит в состав отечественной инактивированной тривалентной гриппозной полимерсубъединичной вакциныГриппол.

Что касается веществ, используемых в качестве стабилизаторов и наполнителей, то в производстве вакцин используются те из них, которые допущены для введения в организм человека.

studfiles.net

Традиционные вакцины

а) инактивированные

Инактивированные вакцины получают путем воздействия на микроорганизмы химическим путем или нагреванием. Такие вакцины являются достаточно стабильными и безопасными, так как не могут вызвать реверсию вирулентности. Они часто не трубуют хранения на холоде, что удобно в практическом использовании. Однако у этих вакцин имеется и ряд недостатков, в частности, они стимулируют более слабый иммунный ответ и требуют применения нескольких доз (бустерные иммунизации).

б) живые аттенуированнные

Хотя живые вакцины требуют специальных условий хранения, они продуцируют достаточно эффективный клеточный и гуморальный иммунитет и обычно требуют лишь одно бустерное введение. Большинство живых вакцин вводится парентерально (за исключением полиомиелитной вакцины).

На фоне преимуществ живых вакцин имеется и одно предостережение, а именно: возможность реверсии вирулентных форм, что может стать причиной заболевания вакцинируемого. По этой причине живые вакцины должны быть тщательно протестированы. Пациенты с иммунодефицитами (получающие иммуносупрессивную терапию, при СПИДе и опухолях) не должны получать такие вакцины.

в) анатоксины

Многие микроорганизмы, вызывающие заболевания у человека, опасны тем, что выделяют экзотоксины, которые являются основными патогенетическими факторами заболевания (например, дифтерия, столбник). Анатоксины, используемые в качестве вакцин, индуцируют специфический иммунный ответ. Для получения вакцин токсины чаще всего обезвреживают с помощью формалина.

Ниже (табл. 15) приведена сравнительная характеристика вакцин [11], из которой следует, что инактивированные вакцины более стабильны, менее реактогенны, на их основе можно конструировать многокомпонентные вакцины, хотя в то же время по иммуногенности они уступают живым вакцинам.

Таблица 15.Факторы, влияющие на иммунный ответ на антиген

Примечания:0> - признак не выражен, +> - слабо выражен, ++ - выражен, +++ - сильно выражен, (+) - тенденция в сторону усиления признака.

Новое поколение вакцин

Использование новых технологий позволило создать вакцины второй генерации.

Рассмотрим подробнее некоторые из них:

а) конъюгированные

Некоторые бактерии, вызывающие такие опасные заболевания, как менингиты или пневмонию (гемофилюс инфлюэнце, пневмококки), имеют антигены, трудно распознаваемые незрелой иммунной системой новорожденных и грудных детей. В конъюгированных вакцинах используется принцип связывания таких антигенов с протеинами или анатоксинами другого типа микроорганизмов, хорошо распознаваемых иммунной системой ребенка. Протективный иммунитет вырабатывается против конъюгированных антигенов.

На примере вакцины против гемофилюс инфлюэнце (Hib-b) показана эффективность в снижении заболеваемости Hib-менингитами детей до 5-ти лет в США за период с 1989 по 1994 г.г. с 35 до 5 случаев.

б) субъединичные вакцины

Субъединичные вакцины состоят из фрагментов антигена, способных обеспечить адекватный иммунный ответ. Эти вакцины могут быть представлены как частицами микробов, так и получены в лабораторных условиях с использованием генно-инженерной технологии.

Примерами субъедиинчных вакцин, в которых используются фрагменты микроорганизмов, являются вакцины против Streptococcus pneumoniae и вакцина против менингококка типа А.

Рекомбинантные субъединичные вакцины (например, против гепатита B) получают путем введения части генетического материала вируса гепатита B в клетки пекарских дрожжей. В результате экспрессии вирусного гена происходит наработка антигенного материала, который затем очищается и связывается с адъювантом. В результате получается эффективная и безопасная вакцина.

в) рекомбинантные векторные вакцины

Вектор, или носитель, - это ослабленные вирусы или бактерии, внутрь которых может быть вставлен генетический материал от другого микроорганизма, являющегося причинно-значимым для развития заболевания, к которому необходимо создание протективного иммунитета. Вирус коровьей оспы используется для создания рекомбинантных векторных вакцин, в частности, против ВИЧ-инфекции. Подобные исследования проводятся с ослабленными бактериями, в частности, сальмонеллами, как носителями частиц вируса гепатита B. В настоящее время широкого применения векторные вакцины не нашли.

studfiles.net

Иммунологические основы вакцинации против вирусов

Успешные прививки против вирусных заболеваний, таких как оспа, полио или коклюш, без сомне-ния относятся к наивысшему триумфу современной медицины. Почему же при таких успехах не удается создать вакцины против всех вирусов? Разработка вакцин за последнее десятилетие - это не только история успеха: недостаточная вакцинальная защита против заболеваний, а также вред, наносимый ошибочно протекающей иммунной реакцией после инфекции дикими (природными) видами у привитых привело к тому, что дальнейшее развитие определенных вакцин было прервано. Как было сказано: мы имеем «простые» вакцины. Создание защиты от заболевания оказалось для многих вирусов гораздо тяжелее, чем об этом говорят успешно созданные вакцины. Только четкое понимание взаимодействия иммунной системы с соответствующим возбудителем может помочь точно определить защитный иммунитет, целенаправленные стратегии вакцинации и избежать патологических иммунных реакций развивающихся после вакцинации.Эта статья ставит своей задачей дать лучшее представление читателю об иммунологических основах вакцинацияи против вирусных инфекций. Эти основы помогут лучше понять рекомендации по вакцинации, риски вакцинации и противопоказания связанные с ней. Они должны также дать предствление о процессах и трудностях разработки вакцин.

Что хочет достичь вакцинация? Цель каждой вакцинации состоит в создании иммунологической памяти, так чтобы при встрече с инфекцией можно было избежать клинического проявления заболевания. Иммунологическая па-мять - это способность специфической иммунной системы при второй конфронтации с тем же са-мым антигеном реагировать сильнее и быстрее. Цель вакцинации состоит также в первичной акти-вации специфичных для возбудителя Т и В лимфоцитов. Заболевание после инфекции возникает, с одной стороны, в результате повреждающего клетку действия возбудителя (цитопатоген-ность), а, с другой стороны, в результате иммунной реакции (иммунопатология). Важно знать и понимать эти две формы индуцируемой возбудителем патологии и то, что иммунные реакции не только защищают, но также и в значительной степени могут способствовать заболеванию. Отсюда получается, что цель вакцинации состоит не только в том, чтобы как можно быстрее элиминировать возбудителя, но также и в том, чтобы иммунная реакция протекала таким образом, чтобы при этом, по возможности, как можно меньше возникало иммунной патологии.

Создание и поддержание иммунологической памяти Активация вирусспецифических лимфоцитов требует представления о вирусных структурах через антиген-специфичные Т и В клеточные рецепторы в определенном контексте. Этот «воспалитель-ный» контекст связан как с анатомическим окружением (лимфатические узлы, зародышевые цен-тры), а также с дополнительными сигналами как, растворимые цитокины, или в рамках клетка-клетка контактов, опосредуемых лиганд-рецептор взаимодейсвтиями. Эти условия как правило вы-полняются в живых вакцинах. При применении мертвых вакцин они должны быть созданы искусст-венно. Этот требует применения адъювантов, «dirty little secret» иммунологов. Адъюванты вызы-вают локальные воспалительные реакции и поддерживают этим самым эффективное процессиро-вание и транспорт вирусных антигенов во вторичные лимфатические органы.

Важнейшим и эффективнейшим механизмом поддержания вирус-специфического иммунитета яв-ляется периодическая «реекспозия». Эти реинфекции обычно асимптоматичны или вызывают толь-ко легкие симптомы и действуют как естественные «Booster» иммунной системы. Также малой степени хронические или латентные инфекции, опосредующие постоянную или интермиттирующую стимуляцию В и Т клеток, могут принимать на себя эту Booster-функцию. Таким образом могут в частности живые вакцины даже без освежения или реекспозиции оставлять пожизненный иммуни-тет. Недавно проведенное исследование по иммунитету против оспы показало определяемый В- и Т-клеточный иммунитет вплоть до 75 лет после прививки, без дальнейшего экзогенного контакта с возбудителем.

В-клеточная память Наивные (девственные) В-клетки после контакта с вирусным антигеном активируются и пролифери-руют по краям Т-клеточных зон селезенки или в периартериолярных лимфатических путях (PALS) лимфатических узлов. Активированные В-клетки затем или остаются в краевых (маргинальных) зо-нах и дифференцируются в краткоживущие плазматические клетки, или перемещаются в В-клеточные фолликулы и инициируют там с помощью вирус-специфических CD4+-Т-клеток реакцию зародышевого центра. Там они оптимизируют свои связывающие способности, осуществляют смену класса из IgM в IgG и, вместе с тем, дифференцируются в обладющие памятью В-клетки (рис. 1). Вероятно в зародышевом центре образуются и длительно -живущие плазматические клет-ки и затем оттуда перемещаются в костный мозг. Они являются имеющими решающее значение антетела-продуцирующими клетками и определяют уровень антивирусных сывороточных антител. В костном мозге имеются важнейшие факторы выживания, среди прочих контакт с клетками стро-мы. Важным фактором дифференцировки для длительно живущих плазматических клеток является транскрипционный фактор Aiolos.Обладающие памятью В-клетки определяются в течение десятка лет после первой инфекции или прививки. Срок жизни плазматических клеток в костном мозге у человека однако не установлен. Вероятно необходима повторная дифференцировка обладающих памятью В-клеток в долгоживу-щие плазматические клетки, чтобы пул этих клеток поддерживать достаточно продолжительное время. Экспрессия функционального В-клеточная рецептора, а также экспрессия BAFF-рецептора имеют важное значение для выживания В-клеток. Обязателен ли повторный контакт с вирусным ан-тигеном, представляется довольно спорным. Возможно также что и антиген независимые воспалительные сигналы, например через Toll-like-рецептор (TLR) могут влиять на выживаемость обладающих памятью В-клеток.

Т-клеточная память После вирусной инфекции различается три фазы реакции антивирусных Т-клеток (рис. 2). В фазе экспансии происходит сильная пролиферация Т-клеток, обладающих рецепторами вирусных анти-генов. Краткий контакт с антигеном в соответствующем контексте вполне достаточен, чтобы на уровне клетки вызвать «imprinting» программы дифференцировки , в которую наряду с пролифера-цией входят также и этапы дифференцировки. В конце фазы экспансии достигается максимальное количество и функции антивирусных эффекторных Т-клеток. Следующая фаза контракции регу-лируется лимитированным в результате элиминации вируса наличием антигенов и цитокинов, а также различными, индуцирующими смерть клеток, молекулами, такими как перфорин или CD95. При этом выживает лишь небольшое количество клеток, которые затем в конце острой иммунной реакции формируют пул клеток обладающих памятью. Фаза сохранения (поддержания) характе-ризуется медленной гомеостатической пролиферацией активированных Т-клеток, благодаря чему компенсируется потеря клеток связанная с их ограниченным сроком жизни. Для этой гоместатиче-ской пролиферации нет необходимости ни в антигене, ни в присутствии МНС-молекул. Важными являются цитокин IL-7 для выживания, и цитокин IL-15 для пролиферации обладающих памятью Т-клеток.

Не ясно, предполагает ли только одно присутствие вирус-специфических обладающих память Т-клеток способность к защитной иммунной реакции. Из-за наличия дифференцирующих маркеров можно различать «центральные» и «эффекторные-обладающие памятью Т-клетки». Из эксперимен-тальной модели получены хорошие указания на то, что, прежде всего, «эффекторные-обладющие памятью Т-клетки», которые могут циркулировать и вне лимфатической ткани, также могут обеспе-чивать быстрый протективный Т-клеточный иммунитет. Эти клетки вероятно для поддержания своей высокой степени дифференцировки нуждаются в интермиттирующем контакте с антигеном.

Вакцина также должна индуцировать длительно живущие плазматические клетки и эффекторные-обладающие памятью Т-клетки. Чтобы продолжительное время поддерживать пул этих клеток, ко-торые могут опосредовать действенную вакцинальную защиту, вероятно имеют значения повтор-ные стимуляции клеток обладающих памятью персистирующими иммунизирующими антигенами, экзогенными реинфекциями или Booster-вакцинациями.

Что такое идеальный вакцинальный иммунитет? Типичные гуманопатогенные вирусы развились в процессе длительной коэволюции совместно с их хозяином. Результат этого совместного развития представляется в оптимальном приспособлении друг к другу. Идеальное отношение вирус-хозяин определяется принципом «сбалансированной па-тогенности» : инфекция в идеальном случае вызывает столько повреждений, сколько необходимо для поддержания жизненного цикла возбудителя. Со стороны хозяина иммунная система является комплексным результатом постоянного взаимодейсвтия с множеством различных микробных воз-будителей. Каждый вирус в своем эволюционизирующем контексте сформировал несколько иные элементы иммунной системы, ограниченные по его защите. Образование специфических реакций памяти позволяет что заболевание предотвращается после повторной инфекции.

На основании этих представлений идеальный вакцинальный иммунитет должен как можно больше походить на таковой эволюционно оптимированный иммунитет после диких инфекций. Это скорее всего обеспечит, что иммунитет возникнет на своем месте, в разумном размере и при соответст-вующем взаимодейсвтвии Т и В-иммунных клеток. Идеально, если бы вакцина имитировала важ-ные параметры дикой инфекции, к которым относятся :• входные ворота,• типичная доза инокуляции,• тропизм к клеткам,• динамика репликации и• способность к персистенции

Как показывают примеры вакцина против кори, краснухи, полио, ветряной оспы или гепатита В хо-рошая вакцина должна не обязательно проходит естественный путь инфекции, ни реплцироваться в хозяине. Это касается однако многих других вирусов не в одинаковом размере. Развитие вакцин против HIV, HCV, CMV, EBV, HSV, ротавирусов, RSV и других респираторных вирусов связано с существенно большими трудностями (табл. 1). Их вероятно можно разрещить при учете названных принципов. Пример развития вакцины против RSV иллюстрирует эту проблему.

Неправильно направленный иммунитет при вакцинации - пример RSV-lot100 В начале 1960-х годов была создана первая вакцина против RSV и протестирована на грудных и детях младшего возраста. Для этого вирус инактивировался формалином и добавлялся основан-ный на аллюминии адъювант и в двух или трех внутримышечных дозах с интервалом 1-3 месяца вакцина вводилась детям в возрасте от 1 до 7 лет. Вакцина была в состоянии не только обеспечить защиту от заболевания после RSV-дикой инфекции, но и индуцировала у вакцинированных детей даже чрезмерную патологическую реакцию на RSV-дикую инфекцию. Многие дети были госпитали-зированы с заболеваниями нижних дыхательных путей. В одном из исследований величина свя-занной с RSV госпитализации у привитых составляла ровно 80% по сравнению с 5% контрольной группы. Трагично, но два привитых ребенка умерли от RSV-инфекции.

Хорошая иммунная реакция на вакцину обычно определяется путем измерения антител. Большин-ство детей привитых RSV-lot100 дали сероконверсию после прививки с высокими титрами против RSV-F-протеина. Проблема вакцины заключалась таким образом не в отсутствии индукции иммуни-тета, но в индукции «неправильного» «фальшивого» иммунитета. Чтобы разбираться и избегать по-добных патологических иммунных реакций необходимо по возможности иметь четкое представление о роли специфических В- и Т-клеточных реакций при контроле за вирусными инфекциями и им-мунологически опосредуемой патологии. В частности, следует дать ответы на следующие вопросы:

• Какую роль играет В-клеточный vs. Т-клеточный иммунитет в защите от заболевания?• Какую роль играют CD4+- vs. CD8+-T-клетки, какую роль выполняют Th2- vs. Th3-клетки?• Какова роль локального vs. системного Т-клеточного иммунитета, вирсу-специфических IgA vs. IgG?

Ниже будут представлены некоторые из этих иммунологических аспектов. В конце концов для ка-ждого вируса они изучались индивидуально, так как каждое взаимодейсвтие вирус-хозяин отлича-ется друг от друга. Эти соображения лучше всего могут проиллюстрированы на конкретном приме-ре. Для этого и при дальнейшем изложении нам должна послужить RSV-инфекция.

Как передают антитела антивирусный иммунитет? Антитела - это растворимые вещества, выделяемые В-клетками. Они циркулируют в плазме и мо-гут с помощью трансцитоза попадать на поверхности слизистых. Плотные ткани не доступны для антител. Важнейшей антивирусной эффекторной функцией является экстрацеллюлярная нейтрали-зация (рис. 3). При этом особенно необходимые для вхождения в клетку поверхностные протеины вируса связаны и замаскированы, так что препятствуется инфекция целевой клетки. Связывание антител является предпосылкой для двух других эффекторных механизмов, комплемент опосредо-ванный виролиз, и Fc-опосредованный фагоцитоз вирусов. Если этого не происходит, то эффектив-ность антитела-опосредованного иммунитета ограничена. Хотя теоретически антитела могут связы-вать, в рамках вирусного созревания, встроенные в клеточные мембрану вирсуные протеины и че-рез зависимую от антител цитотоксичность (ADCC) опосредовать лизис клетки, однако значение этого механизма in vivo остается спорным. Также значение внутриклеточной нейтрализации вирусов антителами не установлено. Антитела всегда быстро появляются, могут распознавать свободные вирусы и препятствовать инфекции клеток. После однажды происшедшей инфекции клеток они да-лее остаются бездейственны и не могут обеспечить никакого стерилизируюбщего иммунитета.Качество антивирусных реакций антител можно лучше всего понять проверив их способность к нейтрализации. В отличие от часто применяемого метода ELISA, который единственно определяет связывание антитела с вирусными протеинами (часто независимо от того, идет ли речь о поверх-ностных или внутренних протеинах), тест на нейтрализацию измеряет биологическую функцию ан-тител. Проверяется, действительно ли антитела способны воспрепятствовать инфекции клетки.

Антитело-опосредованный иммунитет-пример RSV-инфекцииНеобходимы ли антитела? У детей без антител (Х-связанная агаммаглобулинемия) не описывается никакого тяжелого течения RSV-инфекций. Также на мышиной модели животные с отсутствием В-клеток проявляли кинетику элиминации вируса сравнимую с таковой иммуно-компетентных животных. Как и у большинства вирусов, антитела при первичной инфекции RSV также не играют никакой роли. Интересно, что при вторичной инфекции лишенных В-клеток животных вирус очень быстро элиминировался. Это одна-ко часто связано с более тяжелым течением заболевания. Антитела таким образом не безусловно необходимы для защитного иммунитета против RSV. Очевидно, что необходим сбалансированный В- и Т-клеточный иммунитет, чтобы не только воспрепятствовать распространению вируса, но также и для предотвращения клинического заболевания. Однако корреляция между материнскими уров-нями нейтрализирующих RSV-антител и тяжестью детского заболевания после инфекциии была об-наружена не во всех исследованиях. Защита от RSV-заболевания антителами становится очевид-ней при профилактическом действии RSV-специфических антител таких как Respigam или Palivizu-mab. При регулярном приеме Palivizumab (нейтрализирующие IgG-антитела против RSV-поверхностного протеина) удалось снизить уровень связанных с RSV регоспитализаций недоно-шенных детей на 50% . Можно ли эти результаты улучшить путем оптимизации антител и их при-менения (доза и интервал), в настоящее время интенсивно изучается. Тот факт, что даже после ес-тественной RSV инфекции, несмотря на высокий уровень нейтрализирующих анттел, возможна RSV-реинфекция, в совокупности с ограниченной эффективностью материнских или трансфундиро-ванных антител, говорит скорее против того, что достаточно одних антител.

Почему антитела имеют ограниченную эффективность? Как было сказано выше, как только вирус инфицирует целевую клетку, антитела далее остаются бездейственны. Кроме того, RSV в результа-те клеточных фузий может распространяться от клетки к клетке, без необходимости экстрацеллю-лярной фазы. Являются IgA вероятно более эффективными, чем IgG, известно недостаточно. В мышиной модели однако интратрахеально вводимый RSV-специфический IgA оказался менее эф-фективным, чем IgG. Нет никаких указаний на то, что пациенты с дефицитом IgA чаще и тяжелее страдают от RSV-заболеваний.

Может ли быть индуцирован В-клеточный иммунитет в присутствии антител? Это важный вопрос в отношении каждой вакцины, которая вводится в течение первых месяцев жизни, может ли она, даже в присутствии материнских антител (или в случаев RSV, даже при на-личии профилактически вводимых антител), вызывать адекватную реакцию памяти. В отношении этого имеются хорошие сведения полученные на мышиной модели о том, что присутствие мате-ринских антител препятствует тому, чтобы живая вакцина RSV в достаточном размере активирова-ла детские В-клетки. При реинфекции уже нет достаточного уровня нейтрализирующих антител способных быстро противостоять репликации вируса.

Как Т-клетки опосредуют антивирусный иммунитет? Т-клетки - это лимфоциты, которые через высокоспециализированные рецепторы могут распозна-вать инфицированные целевые клетки. Все ядросодержащие клетки располагают энзиматическим аппаратом, который может расщеплять интрацеллярно синтезированные протеины на пептидные фрагменты. Эти фрагменты могут связываться с МНС-молекулой и транспортироваться на поверх-ность клетки.

Таким образом вирус-инфицирвоанная клетка представляет вирусные фрагменты Т-клеткам (рис. 4). Контакт Т-клеточных рецепторов с комплексом из МНС и вирусного пептида при-водит, в совокупности с ко-стимулирующиими сигналами, к активации Т-клеток. К чему относится клональная пролиферация , дифференцировка и активация антивирусных эффекторных механиз-мов. Т-клетки опосредуют антивирусные эффекторные функции через секрецию цитокинов, таких как интерферон- и тумор-некротизирующий фактор (TNF) или зависимую от контакта цитотоксич-ность (рис. 5). Названные цитокины могут или индуцировать рецепторопосредованные интрацел-лярные антивирусные эффекторные механизмы, или активировать другие эффекторные клетки, та-кие как макрофаги. CD4+ - T-клетки действуют в основном через цитокины, тогда как в основном CD8+-T-клетки проявляют и цитотоксическую функцию. Важным молекулярным механизмом при этом является перфорин-опорседуемая индукция клеточной смерти, CD95-опосредованный апоптоз играет вероятно в контроле за вирусной инфекцией меньшую роль. Т-клетки не могут таким обра-зом распознавать свободных вирусов, но способны через распознание и разрушение инфициро-ванных клеток создавать стеризирующий иммунитет.

Исследование антивирусных Т-клеток и их функций у человека, несмотря на значительный методи-ческий прогресс достигнутый за последние годы, еще не удовлетворительно. Хотя благодаря при-менения МНС-пептид-тетрамеров или ELISPOT-метода стало возможным вести подсчет антивирус-ных Т-клеток. Особенно в отношении вакцианльного иммунитета нет никаких хорошо поддающихся измерению параметров, которые бы указывали, в достаточной ли степени вакцина индуцировала Т-клеточный иммунитет, чтобы предохранить от клинического заболевания.

Т-клетками опосредуемый иммунитет - пример RSV-инфекции Необходим ли Т-клеточный иммунитет? Дети с отсутствием Т-клеточного иммунитета чрезвычайно чувствительны к протрагированным RSV-инфекциям. Пациенты с тяжелым комбинированным иммунодефектом (SCID) не в состоянии элиминировать вирус. Также на мышиной модели животные без Т-клеток становились хронически-ми носителями вируса. Селективные деплеционные эксперименты показывают, что CD4+ и CD8+-T-клетки каждые частично могут компенсировать друг друга, причем CD8+-T-клетки определенно важнее. Несмотря на персистенцию вируса поразительным образом возникает лишь умеренное за-болевание - у пациентов с SCID часто только что начатая Т-клеточная реконституция после транс-плантации костного мозга приводит к тяжелому клиническому заболеванию. Т-клеточно опосредуе-мая элиминация вируса сопровождается Т-клеточно индуцированной иммунной патологией (рис. 6). В общем Т-клеточный иммунитет таким образом необходим для контроля первичной инфекции - для контроля за вторичной инфекцией вероятно чаще всего достаточно опосредуемого антителами иммунитета.

Достаточен ли Т-клеточный иммунитет? Для ответа на этот вопрос существуют только данные полученные в экспериментах на животных. В мышиной модели мыши с дефицитом В-клеток полностью защищены от реинфекции. Кроме того, переливание RSV-специфических, обладающих памятью Т-клеток, наивным животным реципиен-там может прерывать репликацию RSV. RSV-специфические Т-клетки могут, по меньшей мере, на животной модели также в присутствие В-клеток осуществлять антивирусную защиту. Также в этих экспериментах стала понятной дуальная роль Т-клеток при RSV-инфекции: иммунопатологически опосредованное заболевание является ценой контроля за вирусом с помощью переноса специфи-ческих CD8+-T-клеток. В мышиной модели оба процесса опосредуются одинаковыми эффекторны-ми молекулами интерферон- - это также затрудняет и на молекулярном уровне контролировать па-тогенные эффекты Т-клеток, без того чтобы при этом не нарушать элиминацию вируса.

Можно ли индуцировать Т-клеточный иммунитет даже при наличии антител? Также и поэтому вопросу существует лишь ограниченное количество данных полученных на эспе-риментальной модели. Они указывают на то, что в отличие от памяти В-клеток, память RSV-специфические -Т-клеток может быть индуцирована даже тогда, когда вакцинация проводится в присутствие трансфундированных RSV-специфических антител. Достаточен ли этот Т-клеточный иммунитет, чтобы обеспечить длительную защиту от RSV-заболевания, также не известно, как и то, могут ли эти знания быть перенесены на человека.В общем очевидно, что Т-клетки могут вносить существенную лепту в антивирусный иммунитет. Важной целью остается с помощью вакцинации индуцировать не только антитела, но солидную память Т-клеток. Так как контроль за вирусом может осуществляться Т-клетками с проявлением иммунопатологии, то очень важно создать сбалансированный В- и Т-клеточный иммунитет (табл. 1). К сожалению, в настоящее время еще нет никаких надежных методов измерения, которые бы по-зволили квантифицировать защитные вирус-специфические Т-клеточные реакции. Антитела должны поэтому и далее в первую очередь служить в качестве суррогоатных маркеров индукции антивирусного иммунитета вакцинации.

RSV-lot100 - иммунологические разъяснения На основании этих результатов стал понятней неправильно соориентированный иммунитет вызы-ваемый RSV-lot100. У детей вакцинированых этой вакциной даже появлялись высокие титры анти-тел против RSV-F-протеина. Эти, определяемые с помощью ELISA, антитела проявляли однако только незначительную активность в тесте нейтрализации. Вероятно, инактивация формалином особенно изменила эпитопы поверхностных протеинов DSV, против которых должны были быть ин-дуцированы защитные нейтрализирующие антитела. Возможно, имело значение и то, что вакцина не вызывала никакого локального ассоциированного с мукозой иммунитета. Так как убитая вакцина в связи с отсутствием репликации также не могла вызывать никакой хорошей реакции CD8+-T-клеток, то вирус элиминировался не достаточно быстро и мог далее распространяться в нижнем дыхательном тракте этих детей. Кроме того, вакцина вероятно индуцировала Th3-иммунную реак-цию, которая при контакте с RSV привела к реактивации CD4+-T-клеток с повышенной локальной выработкой IL-4, IL-5 и IL-10. Эти цитокины вызвали приток эозинофильных гранулоцитов с секреци-ей их медиаторов с отсюда развившимся воспалением и бронхоконстрикцией. И наконец, образо-вание и отложения иммунных комплексов над активацией комплекмента способствовали пульмо-нальной патологии. Похожая иммуннокомплексная реакция отмечалась также у детей с атипичным течением кори после вакцинации раннее применявшейся формалин-инактивированной вакциной против кори. Этот момент иллюстрирует тот факт, что не только Т-клетки, но также и антитела могут вызывать патологические иммунные реакции (табл. 2).

Аттенюировнаная живая вакцина как идеальная вакцина? Цель индуцировать сбалансированный иммунитет против RSV или других вирусов, вероятнее ско-рее всего будет достигнута путем локальной вакцинации аттенюированной живой вакциной. Пре-имуществами является физиологический путь иммунизации с активацией локального и системного иммунитетов, а также оптимальный баланс между В-клеточным и Т-клеточным иммунитетами.

Трудность создания такой вакцины состоит в трудности подбора правильной степени аттениюиро-вания. Если аттенюировать слишком сильно не будет достигнуто никакой достаточной защиты. При слишком слабой аттенюации следует рассчитывать на типичные для инфекции побочные действия, как например, при RSV перекрытие дыхательных путей с отказом от питья или нарушениями сна. Также и редкие инциденты, как например, частота внезапной детской смерти должны тщательно анализироваться в исследованиях вакцин, как это показал опыт повышенной частоты инвагинаций после вакцинации локально вводимой живой ротавирусной вакциной. В актуальной разработке вак-цины против RSV вопрос правильной аттениюации и далее остается главной проблемой, даже если между тем стало возможным манипулировать геномом RSV и вполне целенаправленно вызывать аттениюирующие мутации . Целый ряд многообещающих кандидатных вакцин требуют еще дли-тельного времени экспериментальных работ перед применением их у взрослых, детей и наконец до опробирования на серонегативных детях грудного возраста (рис. 7). До сих пор, однако, ни один из вирусных изолятов не показывает правильный размер аттенюации. Даже если аттенюиро-ванные живые вакцины с иммунологической точки зрения представляются идеальной стратегией вакцинации, тем не менее на практике еще требуется решить многочисленные проблемы.

medafarm.ru

Смотрите также

• 
  Вакцина противоопухолевая
• 
  Вакцины вниизж
• 
  Недостатки вакцин
• 
  Ауески вакцина
• 
  Вакцины кошачьи
• 
  Вакцина требования
• 
  Вакцины ветеринарные
• 
  Компоненты вакцин
• 
  Антиген вакцина
• 
  Анатоксин вакцина
• 
  Вакцины пастера