 |
|
|
|||||||||
|
Вакцины, сыворотки. Вакцины микробиологияВакцины и сыворотки. Принципы их применения |  | Для специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний большое значение имеют вакцины и иммунные сыворотки. Специфические иммунные сыворотки используют также как диагностические препараты при определении антигенной структуры возбудителя инфекционного заболевания. Вакцины. Препараты, введение которых предохраняет от заболевания. Содержат убитые микробы (корпускулярные вакцины), антигены микробов, полученные химическим путем (химические вакцины), или живые ослаб¬ленные микробы (аттенуированные вакцины). Препараты, приготовленные из токсинов, называют анатоксинами. Наилучший защитный эффект получают при введении вакцин, содержащих живые ослабленные микробы. Живые аттенуированные вакцины содержат живые микробы, вирулентность которых ослаблена при сохранении их иммуногенных свойств (от франц. attenuer — ослаблять, смягчать). Для получения аттенуированных культур микробов используют различные методы. Микробы выращивают на питательных средах, неблагоприятных для их роста и размножения (вакцина Кальметта — Герена при туберкулезе), на микроорганизмы действуют различными физическими и химическими веществами, фагами, антибиотиками, последовательно несколько раз заражают невосприимчивых или маловосприимчивых животных. Некоторые аттенуированные вакцины приготовлены из маловирулентных штаммов микробов, выделенных в разное время у больных людей или животных: штамм EV — для чумной вакцины, штамм № 19 — при бруцеллезе,, штамм Мадрид К — при сыпном тифе. В настоящее время применяют вакцины из живых ослабленных микроорганизмов для профилактики туберкулеза (вакцина БЦЖ), бруцеллеза, туляремии, чумы, гриппа, оспы, полиомиелита. Убитые вакцины получают, инактивируя микробную взвесь нагреванием, добавлением формалина, спирта, ацетона, облучая ее ультрафиолетовым светом или разрушая ультразвуком. Корпускулярные вакцины содержат цельные микробные клетки, убитые нагреванием или с помощью химических веществ. Химические вакцины готовят путем разрушения микробных клеток с последующим извлечением из них различных антигенных фракций. Корпускулярные и химические вакцины используют для профилактики брюшного тифа, паратифов, холеры, коклюша и других заболеваний. Однако они менее эффективны, чем вакцины, приготовленные из аттенуированных штаммов бактерий. Для приготовления вакцин необходимо иметь большое количество микробной массы (биомасса) или вирус содержащего материала. Биомассу получают путем культивирования микробов в питательных средах, помещенных в специальные реакторы или емкости. Вирус содержащий материал получают при заражении восприимчивых животных, культуры тканей или куриных эмбрионов. Существуют различные схемы приготовления вакцин и способы их получения. Готовую вакцину тщательно контролируют. Проверяют ее стерильность, безвредность, эффективность и стандартность, согласно существующей в системе государственного контроля за качеством препаратов. В настоящее время большинство вакцин выпускается в лиофилизированном (высушенном под вакуумом) состоянии, что обеспечивает их более длительное хранение. Срок годности бактерийных и вирусных препаратов указан на этикетке. Использование препарата по истечении срока годности возможно только после повторной проверки его специфической активности, если это предусмотрено наставлением по применению препарата. Хранить препараты необходимо в холодильнике при температуре не ниже 3°С и не выше 10°С. После замораживания жидких препаратов они непригодны к употреблению. Живые вакцины должны транспортироваться и храниться при температуре не выше 4—8°С. Сухие вакцины обычно имеют вид однородной пористой таблетки или сухого порошка. Недопустимо попадание в ампулы влаги и нарушение вакуума. Косвенные показатели повреждения ампул — трещины на стекле и изменение внешнего вида содержимого ампулы, при наличии которых ампулы должны быть изъяты и уничтожены. В настоящее время существуют вакцины, которые содержат только один вид микробов — моновакцины, два вида — дивакцины, три вида — тривакцины. Существуют также поливакцины, состоящие из нескольких антигенов. Широкое применение для активной иммунизации получили ассоциированные препараты, пригодные для одновременной прививки против нескольких инфекций. Их готовят из антигенов различных бактерий и их токсинов. Например, дифтерийно-коклюшная вакцина содержит дифтерийный анатоксин и убитые бактерии коклюша; коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина включает также столбнячный анатоксин. Ассоциированные препараты, как и некоторые моновакцины, выпускают в сорбированном виде, например химическая сорбированная тифо-паратифозно-столбнячная вакцина. В качестве сорбента используют гель гидрата окиси алюминия, который адсорбирует на своей поверхности бактерийные антигены, анатоксины и вирусные частицы. При введении в организм сорбированного препарата образуется депо, из которого антиген медленно всасывается в организм. Это приводит к повышению его иммуногенности и снижает реактогенность препарата — наличие осложнений при его введении. Уплотнение, которое образуется на месте введения сорбированной вакцины, самостоятельно рассасывается в течение 2—3 нед. Вакцины применяют для создания активного искусственного иммунитета среди населения с целью профилактики возникновения и распространения инфекционных заболеваний. Более длительный иммунитет возникает при использовании живых ослабленных вакцин, поэтому повторно их вводят (ревакцинация) через 4—5 лет, как, например, при натуральной оспе. Иммунитет, полученный после вакцинации убитыми вакцинами, непродолжителен — примерно полгода или год. Поэтому при кишечныхинфекциях, когда используют убитые вакцины, иммунизацию проводят ежегодно весной, чтобы создать иммунитет к сезонному подъему заболеваемости. Помимо использования вакцин с профилактической целью, их применяют для лечения хронических вяло текущих инфекционных заболеваний: бруцеллеза, фурункулеза, хронической гонореи. Хороший лечебный эффект дают аутовакцины, приготовленные из возбудителей, выделенных из организма больного. Вакцины применяют накожно, внутрикожно, подкожно, внутримышечно, внутривенно и через рот. Вакцины из живых микробов, вводят, как правило, однократно, а убитые — двукратно или даже троекратно с интервалами в 1—2 нед. При введении вакцин могут возникать общие и местные реакции. Общая реакция: повышение температуры до 38—39°С, недомогание, головная боль. Эти симптомы проходят обычно через 1—3 дня после прививки. Местно через 1—2 дня на месте инъекции могут появиться покраснение и инфильтрация. Некоторые живые вакцины — оспенная, туляремийная, БЦЖ — при накожном и внутрикожном применении вызывают характерные кожные реакции, что свидетельствует о положительном результате прививки. Основными противопоказаниями к применению вакцин являются острые инфекционные заболевания, активная форма туберкулеза, нарушение сердечной деятельности, функций печени, почек, эндокринные расстройства, аллергия, заболевания центральной нервной системы. Для каждого вакцинного препарата существует подробный перечень противопоказаний, изложенный в наставлении по применению, приложенном к препарату. В случае эпидемий или при угрожающих жизни показаниях (укус бешеным животным, случаи чумы) необходимо прививать и лиц с выраженными противопоказаниями, но под специальным наблюдением врача. Анатоксины. Препараты, полученные из обезвреженных экзотоксинов микробов. Впервые метод приготовления анатоксинов был предложен французским ученым Рамоном. Этот способ применяют и в настоящее время. К фильтрату бульонной культуры микробов, содержащему экзотоксин, добавляют формалин (0,1—0,4% раствор) и выдерживают длительное время в термостате при 37°С. В результате экзотоксин теряет токсические свойства, но сохраняет иммуногенность и антигенность. Анатоксины получены из дифтерийного, столбнячного, ботулинического, стафилококкового экзотоксинов, а также из токсинов возбудителей газовой гангрены, яда некоторых змей и растений. При использовании анатоксинов в организме вырабатывается активный иммунитет (антитоксический). Широко используют для актирной иммунизации против дифтерии и столбняка дифтерийный и столбнячный анатоксины. Стафилококковый анатоксин используют и для лечения заболеваний стафилококковой этиологии. Дифтерийный и столбнячный анатоксины изготовляют в виде отдельных препаратов или комбинированных с другими вакцинами. Как правило, анатоксины выпускают сорбированными на геле гидрата окиси алюминия. Анатоксины вводят подкожно или внутримышечно, соблюдая правила асептики. Методы введения и дозировка изложены в наставлении по применению. Анатоксины могут вызывать общие и местные реакции, которые менее выражены, чем при введении вакцин. Противопоказания к применению анатоксинов те же, что и при использовании вакцин.Сывороточные препараты. Специфические иммунные сыворотки содержат антитела (иммуноглобулины) к определенным видам микроорганизмов. Сывороточные препараты используют для лечения, так как введение в организм антител обеспечивает быстрое обеззараживание микробов и их токсинов. Иммунные сыворотки применяются также с диагностической целью для определения антигенного состава микроорганизма, выделенного от больного, что позволяет установить вид (тип) микроба. Сывороточные препараты используют и в профилактических целях для быстрого создания невосприимчивости у человека, контактировавшего с больным или с инфицированным материалом. Специфическую иммунную сыворотку вводят, например, детям, имеющим контакт с больными корью или инфекционным гепатитом (болезнь Боткина). При наличии раневых поверхностей вводят противостолбнячную и противогангренозные сыворотки. При введении сыворотки для профилактики столбняка или бешенства ее комбинируют с активной иммунизацией анатоксином или вакциной. Введение сыворотки в организм человека создает пассивный иммунитет. Препараты для создания пассивного иммунитета. Различают сыворотки антитоксические,которые получают путем иммунизации животных анатоксинами или токсинами микробов, и антимикробные, по¬лученные при многократной иммунизации животных бактериями, эндотоксинами, фильтратами бактерий. Наиболее эффективны антитоксические сыворотки, которые быстро обезвреживают экзотоксины в организме больного. Их применяют для лечения дифтерии, скарлатины, столбняка, ботулизма, газовой гангрены и заболеваний, вызванных стафилококками. Антимикробные сыворотки менее эффективны, поэтому их используют реже. Для получения иммунных антитоксических сывороток иммунизируют здоровое животное, обычно лошадь, токсинами-анатоксинами по специально разработанной схеме. Когда через 10—12 дней в крови животного обнаруживают достаточное количество антител, производят кровопускание и получают сыворотку, которую консервируют хлорофор¬мом (0,75%) или фенолом (0,5%). Контролируют стерильность сыворотки, ее прозрачность и т. д. Для получения Необходимого лечебного эффекта сыворотку приме¬няют в больших объемах (150—250 мл). Сыворотки, как и вакцины, вводят чаще внутримышечно. Для десенсибилизации используют метод Безредки. Сывороточные препараты, полученные при иммунизации лошади, содержат, помимо специфических антител, чужеродные для человека белки. Поэтому при повторном введении таких сывороток могут возникать аллергические реакции типа анафилактического шока или сывороточной болезни. В связи с этим разработаны различные методы очистки и концентрации лечебных антитоксических сывороток. Основным из них, применяемым, является метод «Диаферм-3», включающий ферментативный (пептический) гидролиз, позволяющий освободиться от неспецифических белков сыворотки. Наибольший терапевтический эффект лечебные сыворотки дают при раннем своевременном введении их больному. Сыворотки против вирусов (если вирус уже проник в клетку) обычно не оказывают лечебного действия и наиболее эффективны при профилактическом введении лицам, контактировавшим с больными. Иммуноглобулины (гамма-глобулины) представляю собой белковую фракцию сыворотки, с которой связан специфические функции антител. По эффективности гамма-глобулин, выделенный из сыворотки крови человека намного превосходит иммунные сыворотки. Для получения гамма-глобулина специально подобранных доноров иммунизируют гриппозным, коклюшным и другими антигенами. Для приготовления гамма-глобулина используют два варианта метода Кона — предложенных Н. В. Холчевым (вариант А), и Н. А. Пономаревой и А. С. Нечаевой (вариант Б). Гамма-глобулин получают также из плацентарной и абортной крови, экстрактов плаценты рожениц.Гамма-глобулины используют для профилактики кори, полиомиелита, инфекционного гепатита (болезнь Боткина), краснухи, паротита, коклюша и бешенства.Концентрированные очищенные иммунные сыворотки и гамма-глобулины можно вводить в небольших количествах (3—6 мл), они не дают аллергических реакций.Диагностические сыворотки. Широко используются для определения антигенного состава возбудителей инфекционных заболеваний. Они позволяют окончательно определить вид (тип) микроба. В настоящее время вы¬пускают агглютинирующие, преципитирующие, вирус нейтрализующие, токсин нейтрализующие диагностические сыворотки. Агглютинирующие сыворотки используют для идентификации бактерий семейства кишечных (шигеллы, сальмонеллы, эшерихии), возбудителей дифтерии, бруцеллеза, лептоспироза и др. Они могут быть родовые, видовые, типовые, адсорбированные (монорецепторные) и неадсорбированные. Их готовят путем гипериммунизации животных, чаще кроликов, корпускулярным антигеном, который вводят внутривенно, реже внутрибрюшинно и подкожно в возрастающих количествах. Для получения больших количеств сывороток иммунизируют ослов, баранов, коз, лошадей. Существуют различные схемы иммунизации животных. После проверки титра антител животное обескровливают, сыворотку консервируют, добавляя 1—2% перекристаллизованной борной кислоты или мертиолатом (1 : 1000). Нативные сыворотки (родовые и видовые) используют для идентификации микробов в развернутой реакции агглютинации в пробирках. Адсорбированные сыворотки, содержащие антитела к 2—3 или более специфическим для данного вида антигенам (поливалентные), а также монорецепторные сыворотки, имеющие антитела только к одному антигену, используют для реакции агглютинации на стекле. Диагностические сыворотки выпускают в сухом или жидком виде. Срок годности жидких сывороток 1 год при хранении их в условиях температуры 4—10°С. Сухие сыворотки хранят до 3 лет и больше при комнатной температуре. Преципитирующие сыворотки используют в реакции преципитации при экспертизе определения чужеродных белков, в диагностике сибирской язвы (реакция преципитации по Асколи), типирования стрептококков, вирусов оспы, полиомиелита. Их готовят гипериммунизацией кроликов вакцинными штаммами бактерий и комплексами антигенов. Вирус- и токсиннейтрализующие сыворотки — нативные и очищенные по методу «Диаферм-3» — применяют при идентификации вирусов полиомиелита, энцефалитов, Коксаки, ECHO; для определения типа ботулинического токсина и перфрингенстоксина. Их получают, иммунизируя кроликов, лошадей, ослов внутривенно, подкожно или внутримышечно чистыми антигенами, сорбированными на гидроокиси алюминия, или анатоксинами клостридий ботулинус и перфрингенс. |  | Полное содержание архива Микробиология.rar:
 С этим файлом связано 4 файл(ов). Среди них: molekuljarnaja_biologija_kletki_v2.pdf, Pozdeev_Pokrovskiy_-_Meditsinskaya_mikrobiologia.djvu, Mikrobiologia_Ekzamen.doc, Mikrobiologia.rar, Mikrobiologia_testy_bez_otvetov_novye_33.docx.Показать все связанные файлы ВАКЦИНЫ.Вакцинами, по предложению Л. Пастера, названы все прививочные препараты, получаемые из микроорганизмов, их антигенов и токсинов, которые применяются для активной иммунизации людей и животных с профилактическими и лечебными целями. Вакцины готовят из специально отобранных штаммов микроорга-1 низмов, которые называют вакцинными. Эти штаммы прежде всего должны обладать полноценными иммуногенными свойствами и обеспечивать образование достаточного количества антител в организме i человека. Большинство вакцин выпускается в форме лиофилизированных препаратов, т. е. высушенных из замороженного состояния в глубоком вакууме. Это обеспечивает их длительное сохранение без потери биологической активности. Каждая серия получаемой вакцины в производственных условиях подвергается тщательному контролю согласно регламенту, прежде всего на стерильность, иммуногенность и реактогенность. Живые вакцины. Вакцины этого типа приготавливают из специально полученных вакцинных штаммов микроорганизмов с резко ослабленной вирулентностью и хорошо сохранившимися иммуногенны-ми свойствами. В отличие от убитых живые вакцины создают более напряженный иммунитет, так как по существу они воспроизводят легко протекающий, не всетда уловимый инспекционный процесс, при котором функционируют все те же механизмы, которые участвуют в формировании посгинфекционною иммунитета. При этом напряженность поства-кцинального иммунитета зависит как от качества живой вакцины, так и 01 реактивности иммунной системы организма. Убитые вакцины. Данный тип вакцин представляет собой суспензию убитых микроорганизмов в растворе натрия хлорида. Их готовят из соогветствуютих видов микробов, обладающих максимально выраженными иммуногенными свойствами. Ипактивация вакцины проводится разными методами — высокой температурой, УФ-лучами, ультразвуком, химическими веществами (формалин, фенол, спирт и др.) — в условиях, исключающих денатурацию антигенов бактериальной клетки или вирусной частицы. К убитым вакцинам относятся вакцины против брюшного тифа и паратифов, холеры, коклюша, гриппа, клещевого энцефалита и др. Химические вакцины. Их готовят из отдельных антигенных компонентов микробной клетки, которая, как уже отмечалось, содержит большое количество различных антигенов. Однако не все они в одинаковой степени способствуют формированию иммунитета. Однако при введении подобных антшенов в организм они быстро рассасываются и не обеспечивают необходимого длительного иммуногенного раздражения. Поэтому к ним добавляют различные адъюванты (adjuvans - помогающий, ппддерживаюший). В качестве адъювантов применяют гидрат окиси алюминия, алюминиево-калиевые квасцы, кальция хлорид, минеральные я животные масла и др. Наиболее широко используются химические вакцины, полученные из брюшнотифозных и паратифозных бактерий, бацилл сибирской язвы. Анатоксины. Иммунитет при ряде заболеваний (дифтерия, столбняк, ботулизм и др.) носит преимущественно антитоксический характер. Поэтому для профилактики данных заболеваний вызывают образование не антимикробного, а антитоксическою иммунитета. Анатоксины очищают от балластных белков питательной среды и адсорбируют на депонирующих веществах (гидрат окиси алюминия, фосфат алюминия и др.). В настоящее время выпускают столбнячный, дифтерийный, ботулинический и другие анатоксины. По количеству содержащихся в вакцине антигенов различают моновакцины, приготовленные из одного возбудителя или антигена, дивакцины содержат два антигена, тривакцины — три антигена и т. д. Вакцины, содержащие антигены против нескольких инфекций, называются поливакцинами. Ассоциированные вакцины готовят из антигенов различных бактерий и анатоксинов. Например, дифтерийно-коклюшная вакцина содержит дифтерийный анатоксин и убитые бактерии коклюша. В ассоциированную коклюшно-дифтерийно-столбнячную вакцину (АКДС) добавляют столбнячный анатоксин. Ассоциированная тифо-паратифозная вакцина содержит О-антигены бактерий брюшного тифа и паратифов и столбнячный анатоксин. Аутовакцина— особый вид вакцин. Ее готовят из микробов, выделенных от больного, и используют для лечения только данного больного. Чаще всего аутовакцины применяются для лечения хронических инфекций, вызванных стафилококками и другими бактериями. Принципы применения вакцин. Напряженность иммунитета при вакцинации взрослых и детей зависит от состояния иммунной системы организма, а также места, кратности и интервалов введения вакцин. Вакцинацию проводят различными путями: накожно, внутрикожно, подкожно, энтерально, на слизистую оболочку носа, аэрогенно и комбинированными методами. Безболезненным методом введения, который наиболее предпочтителен при иммунизации детей, является энтеральный способ. Широко используют в последнее время безыгольный внутрикожный метод введения вакцин, который совершенно безболезнен. Живые вакцины вводят чаще однократно (вакцина против паротита, полиомиелита и др.) или с последующей ревакцинацией (вакцины БЦЖ, против кори и др.). При употреблении некоторых видов вакцин даже с созданием депо однократное введение антигена не обеспечивает напряженного иммунитета, поэтому проводят ревакцинацию через определенные интервалы. Дозы антигена, условия и правила хранения вакцин указаны в специальных инструкциях, прилагаемых ко всем бактерийным препаратам. В связи с тем что искусственный иммунитет после вакцинации сохраняется сравнительно недолго, прививки против одного и того же заболевания проводят неоднократно. Вакцины применяют главным образом для профилактики инфекционных заболеваний: некоторые из них (вакцины против полиомиелита, АКДС и др.)— в обязательном порядке, другие — только по эпидемическим показаниям среди ограниченных групп населения, которым угрожает опасность заражения (вакцина против клещевого энцефалита, туляремии и т. д.). Для лечебных целей (вакцинотерапия) вакцины используют при хронических, вяло протекающих заболеваниях: фурункулез и другие стафилококковые инфекции, хроническая гонорея, бруцеллез и др. В этих случаях применяют стафилококковую аутовакцину, стафилококковый анатоксин, гонококковую, бруцеллезную убитые вакцины. Их лечебный эффект связан со стимуляцией иммунной системы и десенсибилизацией организма. Иммунные сыворотки и иммуноглобулины Введение специфических, антител в начальной стадии заболевания (серотерапия) или при непосредственной угрозе заражения (серопрофилактика) облегчает течение болезни в первом случае или предупреждает ее возникновение во втором. Иммунные сыворотки, содержащие специфические антитела, получают путем многократной иммунизации (гипериммунизации) лошадей или других животных, у которых можно взять сравнительно большое количество крови. Кроме того, сыворотка крови лошадей менее токсична для человека, чем сыворотка других животных. Из крови получают сыворотку, которую консервируют, проверяют на стерильность, безвредность, количество белка, прозрачность. Приготовленные таким методом нативные лечебные сыворотки содержат балластные белки, которые при введении человеку могут вызвать довольно тяжелые реакции (повышение температуры тела, боли) и сенсибилизацию организма. Для устранения этих осложнений разработаны методы концентрации сывороток и их очистки от альбуминов и других балластных белков путем осаждения аммония сульфатом, электрофорезом, ферментативным гидролизом, спирто-водными осадителями при низкой температуре и т. д. Антитоксические сыворотки выпускают с определенным содержанием антитоксинов, измеряемым в международных единицах (ME). Они обладают способностью нейтрализовать циркулирующие в организме токсины бактерий (например, возбудителей дифтерии, столбняка, анаэробной инфекции, ботулизма). Чем раньше от момента заражения вводят сыворотку, тем эффективнее ее действие. При запоздалом введении сыворотки, когда токсин соединился с клетками и вызвал в них необратимые изменения, лечебный эффект проявляется в меньшей степени или отсутствует. Сыворотку в организм человека вводят разными путями. Наиболее распространены внутримышечный и внутривенный способы введения. Дозы сыворотки определяют в зависимости от сроков ее введения от начала заболевания, состояния больного и клинического течения инфекционного заболевания. В настоящее время нативные антимикробные сыворотки используют для получения иммуноглобулинов. Иммуноглобулины приготовляют из сыворотки крови доноров, не иммунизированных или иммунизированных против различных болезней (гомологичные иммуноглобулины), а также из сыворотки гипериммунизированных животных (гетерологичные иммуноглобулины) методом водно-спиртового осаждения 7-глобулиновой фракции на холоду. Иммуноглобулины широко применяются для профилактики и лечения коклюша, скарлатины, кори, гриппа, вирусного гепатита и других инфекций у взрослых и детей. С этими же целями используют сывороточный полиглобулин (СПГ), содержащий смесь иммуноглобулинов к различным антигенам. Вводят иммуноглобулины в организм в небольших дозах (1—2 мл). Все иммуноглобулины, так же как нативные сыворотки, обладают аллергизирующим свойством, хотя оно выражено у них в меньшей степени. |
РостГМУ.
Кафедра эпидемиологии
Зав. кафедрой: профессор
Вакцины: история создания и применения; современные особенности производства и перспективы.
Выполнила: студентка
V-курса 4 группы ЛПФ
г. Ростов-на-Дону 2003 год.
14 мая 1796 года произошло знаменательное для медицины, да и всей биологической науки событие: английский медик Эдуард Дженнер в присутствии врачебной комиссии внес восьмилетнему мальчику в надрезы кожи на руке (привил) жидкость, взятую им из пузырьков, имевшихся на кистях рук женщины, заразившейся при дойке больной коровы, так называемой оспой коров. Через несколоько дней на месте надрезов на руке образовались язвочки, у мальчика повысилась температура, появился озноб. Спустя некоторое время язвочки подсохли и покрылись сухими корочками, которые затем отпали, обнажив небольшие рубцы на коже. Ребенок полностью выздоровел.
Через месяц Дженнер сделал весьма рискованный шаг – он заразил этого мальчика тем же способом, но уже гноем из накожных пузырьков от больного страшным заболеванием – натуральной оспой. Человек в таком случае должен был неприменно тяжело заболеть, кожа его покрыться множеством пузырьков, и он мог в итоге с вероятностью 20 – 30 % (один человек из 3 –5 заболевших) умереть. Однако гениальность Дженнера как раз в том и состояла, что он был уверен: его пациент от натуральной оспы не умрет и даже не заболеет в той форме, какая обычно встречается. Так и случилось: мальчик не заболел. Впервые было доказано, что человека можно заразить легкой формой схожего заболевания (оспой коров) и после выздоравления он приобретает надежную защиту от такого грозного заболевания, как натуральная оспа. Возникающее состояние невосприимчивости к инфекционному заболеванию получило название «иммунитет» (от англ. immuhity – невосприимчивость.)
И хотя о природе возбудителей, как оспы коров, так и натуральной оспы в то время ничего не было известно, тем не менее, метод прививок против оспы, предложенный Дженнером и названный вакцинацией (от лат. vaccus - корова), быстро получил широкое распространение. Так, в 1800 году в Лондоне было вакцинировано 16 тысяч человек, а в 1801 году - уже 60 тысяч. Постепенно этот метод защиты от оспы завоевал всеобщее признание и стал широко распространяться по странам и континентам.
Однако наука, изучающая механизмы формирования иммунитета, - иммунология возникла лишь в конце XIX века после открытия бактерий. Большой импульс зарождению и развитию иммунологии дали работы великого французского микробиолога Луи Пастера, который первым доказал, что микроб убивающий может стать микробом, защищающим от инфекции, если в лаборатории ослабить его патогенные свойства. В 1880 году он доказал возможность профилактической иммунизации против куриной холеры ослабленным возбудителем, в 1881 году провел свой сенсационный опыт по иммунизации коров против сибирской язвы. Но поистине знаменитым Пастер стал после того, как 6 июля 1885 года привил ослабленный возбудитель смертельного заболевания – бешенства мальчику, покусанному бешеной собакой. Вместо неминуемой гибели этот мальчик остался жив. Причем в отличие от бактерий сибирской язвы и куриной холеры возбудителя бешенства Пастер увидеть не смог, но он со своими сотрудниками научился размножать этого возбудителя в мозгу кроликов, затем мозг умерших кроликов сушили, выдерживали определенное время, в результате чего добивались ослабления возбудителя. Как выражение признания заслуги Дженнера в разработке метода иммунизации против оспы свой метод защиты от бешенства Пастер также назвал вакцинацией. С тех пор все способы профилактического прививания против инфекционных заболеваний называют вакцинацией, а препараты, которые при этом используют, - вакцинами.
Важное открытие в 1890 году сделали Беринг и Китасато. Они обнаружили, что после иммунизации дифтерийным или столбнячным токсином в крови животных появляется некий фактор, способный нейтрализовать или разрушить соответствующий токсин и тем самым предотвратить заболевание. Вещество, которое вызывало обезвреживание токсина, получило название антитоксина, затем был введен более общий термин - «антитело», а то, что вызывает образование этих антител, назвали антигеном[2]. Теория образования антител была создана в 1901 году немецким врачом, микробиологом и биохимиком П. Эрлихом [1]. В настояще время известно, что все позвоночные от примитивных рыб до человека обладают высокоорганизованной иммунной системой, которая до конца ещё не изучена. Антигены - это вещества, несущие признаки генетически чужеродной информации. Антигенность присуща, прежде всего, белкам, а также и некоторым сложным полисахаридам, липополисахаридам и иногда препаратам нуклеиновых кислот. Антитела - это особые защитные белки организма, называемые иммуноглобулинами. Антитела способны связываться с антигеном, вызвавшим их образование, и инактивировать его. Агрегаты «антиген – антитело» в организме обычно удаляются фагоцитами, открытыми знаменитым русским учёным Ильёй Мечниковым в 1884 году, либо разрушаются системой комплимента. Последняя состоит из двух десятков различных белков, которые находятся в крови и взаимодействуют друг с другом по строго определенной схеме [2]. Со времен И. И, Мечникова и П. Эрлиха понятие об иммунитете значительно расширилось. Гуморальный иммунитет - это невосприимчивость организма к той или иной инфекции, обусловленная наличием специфических антител. Различают естественный (врожденный) гуморальный иммунитет, обусловленный генетически (выработанный в филогенезе), и приобретенный, выработанный в течение жизни индивидуума. Приобретенный иммунитет может быть активным, когда организм сам вырабатывает антитела, и пассивным, когда вводятся готовые антитела. Активный приобретенный иммунитет может вырабатываться при попадании в организм возбудителя из внешней среды, что либо сопровождается возникновением заболевания (постинфекционный иммунитет), либо проходит незамечено. Приобретенный активный иммунитет можно получить, если ввести в организм антиген в виде вакцины. Именно на создание активного противоинфекционного иммунитета и расчитана вакцинопрофилактика [1].
Все вакцины можно разделить на две основные группы: инактивированные и живые.
Инактивированные вакцины подразделяются на следующие подгруппы: корпускулярные, химические, рекомбинантные вакцины, к этой же подгруппе могут быть отнесены и анатоксины. Корпускулярные (цельновирионные) вакцины представляют собой бактерии и вирусы, инактивированные путем химического (формалин, спирт, фенол) или физического (тепло, ультрафиолетовое облучение) воздействия или комбинацией обоих факторов. Для приготовления корпускулярных вакцин используют, как правило, вирулентные штаммы микроорганизмов, поскольку они обладают наиболее полным набором антигенов. Для изготовления отдельных вакцин (например, антирабической культуральной) используют аттенуированные штаммы. Примерами корпускулярных вакцин являются коклюшная (компонент АКДС-вакцины), антирабическая, лептоспирозная, гриппозные цельновирионные инактивированные вакцины, вакцины клещевого и японского энцефалита и ряд других препаратов. Помимо цельновирионных в практике используют также расщепленные, или дезинтегрированные, препараты (сплит – вакцины), в которых структурные компоненты вириона разъединены с помощью детергентов.
Химические вакцины представляют собой антигенные компоненты, извлечённые из микробной клетки, которые определяют иммуногенный потенциал последней. Для их приготовления используют различные физико-химические методики. К такого рода вакцинам относятся вакцины менингококковые групп А и С полисахаридные, вакцина против гемофильной инфекции типа В полисахаридная, вакцина пневмококковая полисахаридная, вакцина брюшнотифозная – Vi-антиген брюшнотифозных бактерий. Так как бактериальные полисахариды являются тимуснезависимыми антигенами, для формирования Т-клеточной иммунной памяти используют их конъюгаты с белковым носителем (дифтерийным или столбнячным анатоксином в количестве, не стимулирующем выработку соответствующих антител, или с белком самого микроба, например наружной оболочки пневмококка). К этой же категории могут быть отнесены субъединичные вирусные 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. В качестве примера можно назвать вакцину против гепатита В, для производства которой применяют рекомбинантную технологию [1]. В 60-е годы было обнаружено, что в крови больных гепатитом В, кроме вирусных частиц (вирионов) диаметром 42 нм находятся небольшие сферические частицы со средним размером 22 нм в диаметре. Оказалось, что частицы 22 нм состоят из молекул белка оболочки вириона, который назван поверхностным антигеном вируса гепатита В (HBsAg), и обладают высокими антигенными и протективными свойствами. В 1982 году было обнаружено, что при эффективной экспрессии искусственного гена поверхностного антигена вируса гепатита В, в клетках дрожжей происходит самосборка изометрических частиц диаметром 22 нм из вирусного белка [2]. Белок HBsAg выделяют из дрожжевых клеток путём разрушения последних и подвергают очистке с помощью физических и химических методов. В результате последней полученный препарат HBsAg полностью освобождается от дрожжевой ДНК и содержит лишь следовое количество белка дрожжей [1]. Частицы 22 нм HBsAg, полученные методом генной инженерии, по структуре и иммуногенным свойствам практически не отличаются от природных. Мономерная же форма HBsAg обладает значительно меньшей иммуногенной активностью. В 1984 году в эксперименте на добровольцах было продемонстрировано, что получаемая генноинженерная молекулярная вакцина (22 нм-частицы) против гепатита В вызывает в организме человека эффективное образование вируснейтрализующих антител. Данная «дрожжевая» молекулярная вакцина явилась первой генноинженерной вакциной, которая была разрешена для использования в медицине. До сих пор она обеспечивает единственный надежный способ массовой защиты от гепатита В [2].
Инактивированные бактериальные и вирусные вакцины выпускаются как в сухом (лиофилизированном), так и в жидком виде. Последние, как правило, содержат консервант. Для создония полноценного иммунитета обычно необходимо двукратное или трехкратное введение инактивированных вакцин. Развивающийся после этого иммунитет относительно кратковременен, и для поддержания его на высоком уровне требуются ревакцинации. Анатоксины (в ряде стран применительно к анатоксинам используется термин «вакцина») представляют собой бактериальные экзотоксины, обезвреженные длительным воздействием формалина при повышенной температуре. Подобная технология получения анатоксинов, сохраняя антигенные и иммуногенные свойства токсинов, делает невозможной реверсию их токсичности. В прцессе производства анатоксины подвергаются очистке от балластных веществ (питательной среды, других продуктов метаболизма и распада микробной клетки) и концентрации. Эти процедуры снижают их реактогенность и позволяют использовать для иммунизации небольшие объёмы препаратов. Для активной профилактики токсинемических инфекций (дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены, стафилококковой инфекции) применяют препараты анатоксинов, сорбированных на различных минеральных адсорбентах. Адсорбция анатоксинов значительно повышает их антигенную активность и иммуногенность. Это обусловлено, с одной стороны, созданием депо препарата в месте его введения с постепенным поступлением антигена в систему циркуляции, а с другой - адъювантным действием сорбента, вызывающего вследствие развития местного воспаления усиление плазмоцитарной реакции в регионарных лимфатических узлах.
Анатоксины выпускают в виде монопрепаратов (дифтерийный, столбнячный, стафилококковый и др.) и ассоциированных препаратов (дифтерийно-столбнячный, ботулинический трианатоксин). В последние годы разработан препарат коклюшного анатоксина, который в ряде зарубежных стран вошел в число компонентов бесклеточной коклюшной вакцины. В России коклюшный анатоксин рекомендован к практическому применению в виде монопрепарата для вакцинации доноров, сыворотка (плазма) которых используется для изготовления иммуноглобулина человека коклюшного антитоксического, предназначенного для лечения тяжёлых форм коклюша. Для достижения напряженного антитоксического иммунитета требуются, как правило, двукратное введение препаратов анатоксинов и последующаа ревакцинация. При этом их профилактическая эффективность достигает 95-100% и сохраняется в течение нескольких лет. Важной особенностью анатоксинов является также и то, что они обеспечивают в организме привитого сохранение стойкой иммунной памяти. Поэтому при повторном их введении людям, полноценно привитым 10 лет назад и более, происходит быстрое образование антитоксина в высоких титрах. Именно это свойство препаратов обусловливает оправданность их применения при постэкспозиционной профилактике дифтерии в очаге и столбняка в случае экстренной профилактике. Другой, не менее важной особенностью анатоксинов является их относительно низкая реактогенность, что позволяет свести к минимуму перечень противопоказаний к применению.
Живые вакцины изготовляются на основе аттенуированных штаммов со стойко закрепленной авирулентностью. Будучи лишенными способности вызывать инфекционную болезнь, они, тем не менее, сохранили способность к размножению в организме вакцинированного. Развивающаяся вследствие этого вакцинальная инфекция, хотя и протекающая у большинства привитых без выраженных клинических симптомов, тем не менее, приводит к формированию, как правило, стойкого иммунитета. Вакцинные штаммы, применяемые в производстве живых вакцин, получают разными путями: путем выделения аттенуированных мутантов от больных (вакцинный штамм вируса паротита Geryl Lynn) или из внешней среды путем селлекции вакцинных клонов (штамм СТИ сибирской язвы) длительного пассирования в организме экспирементальных животных и куриных эмбрионов (штамм 17 D вируса желтой лихорадки). Для быстрого приготовления безопасных вакцинных штаммов, предназначенных для изготовления живых гриппозных вакцин, в нашей стране используют методику гибридизации «актуальных» эпидемических штаммов вирусов с холодоадаптированными штаммами, безвредными для человека. Наследование от холодоадаптированного донора хотя бы одного из генов, кодирующего негликозилированные белки вириона, ведет к утрате вирулентности. В качестве же вакцинных штаммов используют рекомбинанты, унаследовавшие не менее 3 фрагментов из генома донора. Иммунитет, развивающийся после прививок большинством живых вакцин, сохраняется значительно дольше, чем после прививок инактивированными вакцинами. Так, после однократного введения коревой, краснушной и паротитной вакцин продолжительность иммунитета достигает 20 лет, вакцины желтой лихорадки – 10 лет, туляремийной вакцины – 5 лет. Этим определяются и значительные интервалы между первой и последующей прививкой данными препаратами. Вместе с тем для достижения полноценного иммунитета к полиомиелиту трехвалентную живую вакцину на первом году жизни вводят трёхкратно, а ревакцинации проводят на втором, третьем и шестом году жизни. Ежегодно осуществляют иммунизацию живыми гриппозными вакцинами. Живые вакцины, за исключением полиомиелитной, выпускаются в лиофилизированном виде, что обеспечивает их стабильность в течение относительно длительного срока.
Как живые, так и инактивированные вакцины чаще используют в виде монопрепаратов.
Состав вакцин.
В состав вакцин, помимо аттенуированных микроорганизмов или антигенов, обеспечивающих развитие специфической невосприимчивости, входят и другие компоннты. Их можно разделить на две группы. К первой относятся стабилизаторы, консерванты и адъюванты. В качестве стабилизаторов используются только такие вещества, на которые имеются фармакопейные статьи: сахароза, лактоза, альбумин человека, натрия глутамат. Наличие их в преперате не оказывает какого-либо влияния на его реактогенность.Назначение консервантов - химических веществ, оказывающих бактерицидное действие, - состоит в обеспечении стерильности инактивированных вакцин, выпущенных стерильными. Последняя может быть нарушена в результате образования микротрещин в отдельных ампулах, несоблюдения правил хранения препарата во вскрытой ампуле (флаконе), при проведении процедуры вакцинации. ВОЗ рекомендует использование консервантов, прежде всего для сорбированных вакцин, а также для препаратов, выпускаемых в многодозовой расфасовке. Наиболее распространенным консервантом, как в России, так и во всех развитых странах мира является мертиолат (тиомерсал), представляющий собой органическую соль ртути, не содержащую, естественно, свободной ртути. Содержание мертиолата в препаратах АКДС-вакцины, анатоксинов, вакцине против гепатита В и других сорбированных препаратах (не более 50 мкг в дозе), требования к его качеству и методам контроля в нашей стране не отличаются от таковых в США, Великобритании, Франции, Германии, Канаде и других странах. Поскольку мертиолат неблагоприятно влияет на антигены инактивированных полиовирусов, в зарубежных препаратах, содержащих инактивированную полиомиелитную вакцину, в качестве консерванта используют 2-феноксиэтанол.
О минеральных сорбентах, обладающих адъювантными свойствами, сказано выше. В России в качестве последних используют алюминия гидроксид, а за рубежом - преимущественно алюминия фосфат. К числу других стимуляторов антителообразования можно отнести N-оксидированное производное поли-1,4-этиленпиперазина - полиоксидоний, который входит в состав отечественной инактивированной тривалентной гриппозной полимерсубъединичной вакцины Гриппол. Перспективными адъювантами при энтеральной иммунизации являются холерный токсин и лабильный токсин Е. Colli, стимулирующие образование секреторных Ig –a- антител. В настоящее время проходят испытания и другие виды адъювантов. Их практическое использование позволяет снизить антигенную нагрузку препарата и тем самым уменьшить его реактогенность.
Вторая группа включает вещества, присутствие которых в вакцинах обусловленно технологией их производства (гетерологичные белки субстрата культивирования, антибиотики, вносимые в культуру клеток при производстве вирусных вакцин, компоненты питательной среды, вещества, используемые для инактивации). Современные методы очистки вакцин от этих балластных примесей позволяют свести содержание последних к минимальным величинам, регламентируемым нормативной документацией на соответствующий препарат. Так, по требованиям ВОЗ, содержание гетерологичного белка в парентерально вводимых вакцинах не должно превышать 0,5 мкг в прививочной дозе. Наличие в анамнезе прививаемого сведений о развитии аллергических реакций немедленного типа на вещества, входящие в состав конкретного препарата (сведения о них содержатся в водной части инструкции по применению), является противопоказанием к его применению.
Перспективы разработки новых вакцин.
Говоря о перспективах разработки новых вакцинных препаратов, следует подчеркнуть, что идеальной вакциной может считаться та, которая при однократном введении непарентеральным методом формировала бы пожизненный протективный иммунитет к большинству актуальных инфекционных болезней, не давая при этом побочных эффектов. В настоящее время не существует препарата, который полностью соответствовал бы указанным требованиям, однако к решению такой задачи стремятся все создатели вакцин. Разработка новых вакцин ведется по следующим основным направлениям:-- создание ассоциированных вакцин на основе существующих монопрепаратов;
-- расширение номенклатуры вакцин;
-- использование новых технологий [1].
Ассоциированные вакцины. Разработка новых комплексных вакцин имеет важное значение для решения медицинских, социальных и экономических аспектов проблемы вакцинопрофилактики [3]. Использование ассоциированных вакцин уменьшает количество визитов к врачу, необходимых при раздельной иммунизации, обеспечивая тем самым более высокий (на 20 %) охват детей прививками в декретированные сроки. Помимо этого, при использовании ассоциированных препаратов в значительной степени снижается травматизация ребенка, а также нагрузка на медицинский персонал [1].
В начале ХХ столетия существовало мнение о жёсткой конкуренции между антигенами при их совместном введении и невозможности создания сложных комплексных вакцин. Впоследствии это положение было поколеблено. При правильном подборе вакцинных штаммов и концентрации антигенов в комплексных вакцинах можно избежать сильного отрицательного действия компонентов вакцин друг на друга. В организме существует огромное разнообразие субпопуляций лимфоцитов, обладающих разными видами специфичности. Практически каждый антиген (даже синтетический) может найти соответствующий клон лимфоидных клеток, способных отвечать выработкой антител или обеспечивать формирование эффекторов клеточного иммунитета. Вместе с тем, комплексная вакцина не является простой смесью антигенов, взаимное влияние антигенов при их совместном введении возможно. В некоторых случаях иммуногенность вакцины падает, если её включить в состав комплексного препарата. Это наблюдается даже если достигнуто оптимальное соотношение компонентов вакцины.
Первая комплексная убитая вакцина против дифтерии, брюшного тифа и паратифа была использована во Франции в 1931 году для проведения противоэпидемических мероприятий в частях армии и флота. В 1936 году в вакцину был введен столбнячный анатоксин. В 1937 году в Советской Армии стали применять убитую вакцину против брюшного тифа, паратифа и столбняка. Для профилактики кишечных инфекций применяли тривакцину (брюшной тиф, паратиф А и В) и пентавакцину (брюшной тиф, паратиф А и В, дизентерия Флекснера и Зонне). Недостатком живых и убитых комплексных вакцин была их высокая реактогенность, а при введении живых комплексных вакцин наблюдался и феномен интерференции, зависящий от взаимного влияния используемых в ассоциациях микробных штаммов. В связи с этим начались интенсивные работы по созданию химических (растворимых) многокомпонентных вакцин, лишенных недостатков корпускулярных вакцин и названных «ассоциированными вакцинами». Ассоциированная вакцина НИИСИ была разработана сотрудниками НИИ Советской Армии под руководством Н. И. Александрова из антигенов возбудителей брюшного тифа, паратифа А и В, дизентерии Флекснера и Зонне, холерного вибриона и столбнячного анатоксина. Полные соматические О - антигены, входящие в состав вакцины были получены из возбудителей кишечных инфекций путём глубокого их расщепления с помощью трипсина. После осаждения спиртом антигены соединяли со столбнячным анатоксином. В качестве адъюванта был использован фосфат кальция. В 1941 году были приготовлены первые лабораторные серии поливакцины. Производство её было освоено в Институте вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова. Состав вакцины был несколько изменён: исключён холерный компонент, а фосфат кальция заменен на гидроокись алюминия. Реактогенность вакцины была ниже, чем у корпускулярных комплексных вакцин. Вакцина оправдала себя в суровых условиях Великой Отечественной войны, она была эффективной при однократном введении (трёхкратная вакцинация в условиях войны была невозможной). Вместе с тем, вакцина не была лишена недостатков. Широкие эпидемиологические исследования, проведённые в 1952 году, показали недостаточную активность дизентерийного антигена, который в 1963 году был исключен из поливакцины. Для достижения стойкого иммунитета было рекомендовано повторное введение препарата. Для нужд армии в 50 – 60-х годах проведена большая работа по созданию ассоциированных вакцин из анатоксинов. Были созданы ботулинические трианатоксин и пентаанатоксин, а также различные варианты полионатоксинов из гангренозных, ботулинических и столбнячных анатоксинов. Количество антигенов в ассоциированных вакцинах достигало 18. Такие вакцины применялись для иммунизации лошадей с целью получения поливалентной гипериммунной сыворотки. В начале 40-х годов одновременно во многих странах началась разработка препаратов, состоящих из различных комбинаций дифтерийного, столбнячного анатоксинов и коклюшного микробов. В Советском Союзе АКДС-вакцина стала применяться в 1960 году, нормативная документация на препарат была разработана М. С. Захаровой. В 1963-1965 годах АКДС-вакцина вытеснила неадсорбированные коклюшно-дифтерийную и коклюшно-дифтерийно-столбнячную вакцины. АКДС-вакцина по эффективности была равна этим препаратам, а по реактогенности - ниже, так как содержала в 2 раза меньше микробов и анатоксинов. К сожалению, АКДС-вакцина до сих пор остается наиболее реактогенным препаратом среди всех коммерческих ассоциированных вакцин.
На основании многолетних исследований комплексных вакцин можно сформулировать основные положения по конструированию и свойствам таких вакцин.
(1) – Комплексные вакцины могут быть получены при многих сочетаниях однотипных и разнотипных моновакцин (живых, убитых, химических и пр.). Наиболее совместимыми и эффективными являются вакцины, сходные по физико-химическим свойствам, например, белковые, полисахаридные, живые вирусные вакцины и др.
(2) - Теоретически число компонентов в ассоциированных вакцинах может быть неограниченным.
(3) - «Сильные» в иммунологическом отношении антигены могут угнетать активность «слабых» антигенов, что зависит не от числа антигенов, а от их свойств. При введении комплексных препаратов может происходить запаздывание и быстрое угасание иммунного ответа на отдельные компоненты по сравнению с ответом на моновакцины.
(4) - Дозы «слабых» антигенов в вакцине должны быть выше по сравнению с дозами других компонентов. Возможен и другой подход, который заключается в снижении доз «сильных» антигенов с максимального уровня до уровня среднеэффективных доз.
(5) - В некоторых случаях наблюдается феномен синергии, когда один компонент вакцины стимулирует активность другого антигенного компонента.
(6) - Иммунизация комплексной вакциной существенно не влияет на интенсивность иммунного ответа при введении других вакцин (при соблюдении определенного интирвала после вакцинации комплексным препаратом).
(7) - Побочная реакция организма на ассоциированную вакцину не является простой суммой реакций на моновакцины. Реактогенность комплексной вакцины может быть равной, несколько выше или ниже реактогенности отдельных вакцин [3].
К ассоциированным препаратам, выпускаемым в России, относятся вакцины АКДС, менингококковая А + С, а также АДС-анатоксины. Значительно большее количество ассоциированных вакцин выпускается за рубежом. К ним можно отнести: вакцину против коклюша, дифтерии, столбняка, полиомиелита (инактивированную) и гемофильной инфекции типа в - ПЕНТАктХИБ; вакцину против кори, краснухи, эпидемического паротита - MMR, Приорикс. В настоящее время за рубежом проходят клинические испытания такие ассоциированные препараты, как 6-валентная вакцина, содержащая дифтерийный и столбнячный анатоксины, бесклеточную коклюшную вакцину, HBsAg, конъюгированный полисахарид Н. influenzae b, инактивированную полиомиелитную вакцину; 4-валентная живая вирусная вакцина против кори, краснухи, эпидемического паротита и ветряной оспы; комбинированная вакцина против гепатита А и В; гепатита А и брюшного тифа и ряд других препаратов. В последние несколько лет в России разработаны и находятся на стадии государственной регистрации новые ассоциированные вакцины: комбинированная вакцина против гепатита В, дифтерии и столбняка (Бубо-М) и комбинированная вакцина против гепатита А и В. В стадии разработки находится также комбинированная вакцина против гепатита В, дифтерии, столбняка и коклюша[1].
Новые технологии получения вакцин.
Вакцины, получаемые с помощью методов генной инженерии. В 1980 году проведены первые генноинженерные эксперименты на вирусе простого герпеса человека, в 1981 году - на аденовирусе человека, а в 1982 году - на вирусе осповакцины [2]. Сущность получения подобных препаратов заключается во встраивании гена, кодирующего определенное биологическое соединение, в вектор с помощью высокоспецифических ферментов - рестрикционных эндонуклеаз, разрезающих ДНК вектора в строго определенных местах, и лигаз, вшивающих генную вставку в вектор. Следующий этап заключается в отборе клонов, несущих данный ген, и их размножении. Получаемые подобным образом клетки могут быть или разрушены с целью выделения и последующей очистки соответствующего антигена, что используется, например, при получении дрожжевых рекомбинантных вакцин против гепатита В, или вводятся в организм. Препараты последнего вида носят название векторных вакцин. Такой вектор после введения, в организм прививаемого обеспечивает репликацию и экспрессию введенных генов с выделением больших количеств антигена. Непременное условие для подобного рода препаратов - сохранение способности вектора к размножению в организме человека. Наибольшее количество векторных вакцин разработано на основе вируса вакцины и аттенуированных мутантных штаммов сальмонелл.За рубежом получены рекомбинантные вирусы вакцины, способные к экспрессии антигенов вирусов кори, гепатита А и В, японского энцефалита, герпеса простого, бешенства, Хантаан, денге, Эпштейна-Барр, ротавирусов, лепры, туберкулеза. При этом разработанные в США вакцины, предназначенные для профилактики кори, японского энцефалита, папилломатоза человека, геморагической лихорадки с почечным синдромом (восточный серотип), уже проходят клинические испытания. Несмотря на то, что за рубежом в качестве вектора используют штаммы вируса вакцины с относительно низкой вирулентностью (NYCBOH, WR), практическое использование подобных рекомбинантных вакцин в значительной степени будет затруднено в связи с давно известными свойствами данного вируса вызывать развитие как неврологических (поствакцинальный энцефалит), так и кожных (вакцинальная экзема, генерализованная вакциния, ауто - и гетероинокуляция) форм поствакцинальных осложнений при обычно применяемом скарификационном способе вакцинации. При этом следует иметь в виду, что обе формы поствакцинальной патологии, особенно первая, значительно чаще развиваются при первичной вакцинации, а их частота находится в прямой зависимости от возраста прививаемого. Именно в связи с этим для предотвращения осложнений в России разработана вакцина таблетированная оспенно-гепатитная В для орального применения, которая проходит первую фазу клинических испытаний.
Что касается сальмонеллезного вектора, то на его основе за рубежом созданы и изучаются препараты столбнячного и дифтерийного анатоксинов, вакцины для профилактики гепатита А, инфекций, вызваннных ротавирусами и энтеротоксигенной кишечной палочкой. Естественно, что последние два рекомбинантных препарата в связи с энтеральным введением сальмонелл представляются весьма перспективными. Изучается возможность использования в качестве микробных векторов вируса оспы канареек, бакуловирусов, аденовирусов, вакцины БЦЖ, холерного вибриона [1].
Новый подход к иммунопрофилактике в 1992 году предложили Танг с соавторами. Одновременно несколько групп учёных опубликовали в 1993 году результаты своих работ, подтвердивших перспективность этого нового направления исследований, получившего название днк-вакцины. Оказалось, что в организм можно просто вводить (внутримышечно) препарат гибридной плазмиды, содержащей ген протективного вирусного антигена. Происходящий при этом синтез вирусного белка (антигена) приводит к формированию полноценного (гуморального и клеточного) иммунного ответа. Плазмида является небольшой кольцевай двухцепочечной молекулой ДНК, размножающейся в бактериальной клетке. С помощью генетической инженерии в плазмиду можно встроить необходимый ген (или несколько генов), который затем сможет экспрессироваться в клетках человека. Целевой белок, кодируемый гибридной плазмидой, продуцируется в клетках, имитируя процесс биосинтеза соответствующего белка при вирусной инфекции. Это приводит к формированию сбалансированного иммунного ответа против данного вируса [2].
Вакцины на основе трансгенных растений. С помощью методов генной инженерии представляется возможным «внедрить» чужеродные гены почти во все технические сельскохозяйственные культуры, получив при этом стабильные генетические трансформации. С начала 90-х годов проводятся исследования по изучению возможности использования трансгенных растений для получения рекомбинантных антигенов. Данная технология особенно перспективна для создания оральных вакцин, поскольку в этом случае рекомбинантные белки, образуемые трансгенными растениями, могут действовать непосредственно, вызывая оральную иммунизацию. Естественно, что это происходит в тех случаях, когда растительный продукт используется как пища, не подвергаясь при этом термической обработке. Помимо использования растений как таковых, образуемый ими антиген может извлекаться из растительного сырья.
В первоначальных исследованиях была использована модель: табак - HBsAg. Из листьев трансгенных растений выделен вирусный антиген, по своим иммуногенным свойствам почти не отличающийся от рекомбинантного HBsAg, продуцируемого клетками дрожжей. В дальнейшем получен трансгенный картофель, продуцирующий антиген энтеротоксигенной кишечной палочки и антиген вируса Norwalk. В настоящее время начаты исследования по генетической трансформации бананов и сои.
Подобного рода «растительные вакцины» весьма перспективны:
- во-первых, в ДНК растений может быть встроено до 150 чужеродных генов;
- во-вторых, они, будучи пищевыми продуктами, применяются орально;
- в-третьих, их использование приводит не только к образованию системного гуморального и клеточного иммунитета, но и к развитию местного иммунитета кишечника, так называемого иммунитета слизистых (mucosal immunity). Последний особенно важен при формировании специфической невосприимчивости к кишечным инфекциям.
В настоящее время в США проводится 1 фаза клинических испытаний вакцины энтеротоксигенной кишечной палочки, представляющей собой лабильный токсин, экспрессированный в картофель. В ближайшем будущем технология рекомбинантных ДНК станет ведущим принципом конструирования и изготовления вакцин.
Антиидиотипические вакцины. Их создание коренным образом отличается от ранее описанных методик получения вакцин и заключается в изготовлении ряда моноклональных антител к идиотипам молекул иммуноглобулина, обладающего протективной активностью. Препараты таких антиидиотипических антител по своей пространственной конфигурации подобны эпитопам исходного антигена, что позволяет использовать эти антитела взамен антигена для иммунизации. Подобно всем белкам, они способствуют развитию иммунной памяти, что весьма важно в тех случаях, когда введение соответствующих антигенов не сопровождается её развитием. Вакцины в биодеградируемых микросферах. Инкапсуляция антигенов в микросферы представляет собой заключение их в защитные полимеры с образованием специфических частиц. Наиболее часто используемым для этих целей полимером является poly-DL-lactide-co-glycolide (PLGA), который в организме подвергается биодеградации (гидролизу) с образованием молочной и гликолевой кислот, являющихся нормальными продуктами обмена веществ. При этом скорость выделения антигена может варьировать от нескольких дней до нескольких месяцев, что зависит как от размеров микросфер, так и от соотношения лактида к гликолиду в диполимере. Так, чем большим будет содержание лактида, тем медленнее будет происходить процесс биодеградации. Поэтому при однократном применении смеси микросфер с коротким и длительным временем распада представляется возможным использовать подобный препарат и для первичной, и для последующей вакцинации. Именно этот принцип был использован при разработке препарата столбнячного анатоксина, который в настоящее время проходит клиническое испытание. В то же время следует отметить, что использование подобного препарата представляет определённую опасность при применении его у сенсибилизированного субъекта, у которого в ответ на вакцинацию возникнет тяжёлая аллергическая реакция. Если бы подобная реакция развивалась при первом введении адсорбированного столбнячного анатоксина, то повторная вакцинация была бы ему противопоказана, между тем она неминуемо произойдёт при применении микрокапсульной формы.
Помимо столбнячного анатоксина, в США в клинических испытаниях изучается микрокапсульная форма инактивированной гриппозной вакцины, предназначенной для парентерального применения.
Микрокапсулированные вакцины могут быть также использованы и при непарентеральных (оральном, интраназальном, интравагинальном) методах введения. В этом случае их введение будет сопровождаться развитием не только гуморального, но и местного иммунитета, обусловленного продукцией IgA-антител. Так, при оральном введении микросферы захватываются М-клетками, представляющими собой эпителиальные клетки пейеровых бляшек. При этом заахват и транспортирование частиц зависят от их размера. Микросферы диаметром более 10 мкм выделяются пейеровыми бляшками, диаметром 5-10 мкм остаются в них и утилизируются, а диаметром менее 5 мкм диссеминируются по системе циркуляции.
Использование биодеградируемых микросфер принципиально позволяет провести и одномоментную иммунизацию несколькими антигенами [1].
Липосомальные вакцины. Липосомы были открыты в 1964 году [4]. Липосомы представляют собой пузырьки с двухслойной мембраной, состоящей из фосфолипидов, их используют для транспортирования антигенов к антигенпрезентирующим клеткам. Размеры липосом варьируют от 0,01 до 150 мкм. Антигены могут включаться в липосомы в растворимой водной фвзе или прикрепляться к мембране. При этом происходит как снижение их токсичности, так и более продолжительная циркуляция. Установлено также, что липосомы потенциируют иммунный ответ на включенный в них бактериальный, вирусный или паразитарный антиген, являясь, таким образом, иммунными адъювантами [1]. Механизм усиления липосомами иммунного ответа на инкорпорированный антиген до конца не ясен. Высказывается мнение о том, что это связано с депонорующим эффектом - медленным высвобождением антигена, а также способностью везикул и связанного с ними антигена мигрировать в региональные лимфатические узлы в месте инъекции и потенцировать иммунный ответ [4].
Наиболее распространённый метод изготовления липосом - механическая дисперсия. При этой процедуре липиды (например, холестерин) растворяют в органическом растворителе (обычно в смеси хлороформа и метанола) и затем высушивают. К образующейся при этом липидной плёнке добавляют водный раствор, в результате чего образуются многослойные пузырьки. Липосомы оказались весьма перспективной формой при использовании в качестве антигенов пептидов, поскольку они стимулировали при этом образование как гуморального, так и клеточного иммунитета. В настоящее время в ветеринарной практике используются липосомальные вакцины против болезни Ньюкастла и реовирусной инфекции птиц. В Швейцарии в Swiss Serum and Vaccine Institute впервые разработана лицензированная липосомальная вакцина пртив гепатита А - Epaxal-Berna и проходят испытание липосомальные вакцины для парентеральной иммунизации против гриппа; гепатита А и В; дифтерии, столбняка и гепатита А; дифтерии, столбняка, гриппа, гепатита А и В.
В США осуществляется клиническое испытание липосомальной гриппозной вакцины из гемагглютинина и проходит доклиническое изучение вакцина липосомальная менингококковая В.
Хотя в большинстве исследований липосомы использовались для системной иммунизации, имеются работы, свидетельствующие об их успешном применении для иммунизации через слизистые ЖКТ (вакцина эшерихиозная, шигеллёзная Флекснера) и верхних дыхательных путей, при этом развивается как общий, так и местный секреторный иммунитет.
Синтетические пептидные вакцины. Альтернативной иммунизации живыми и инактивированными вакцинами являются идентификация пептидных эпитопов антигена, которые определяют необходимый иммунный ответ, и использование синтетических аналогов этих пептидов для производства вакцин. В отличие от традиционных вакцинных препаратов данные вакцины, будучи целиком синтетическими, не несут в себе риска реверсии или неполной инактивации, помимо этого, эпитопы могут быть селекционированы и освобождены от компонентов, которые определяют развитие побочного действия. Использование пептидов создаёт возможность изготовления антигенов, которые в обычных условиях не распознаются. К последним относятся «собственные» антигены, такие как опухолевоспецифические антигены при различных формах рака. Пептиды могут быть конъюгированы с носителем или инкорпорированы в него. В качестве носителя возможно использование белков, полисахаридов, полимеров, липосом. При доклинических испытаниях подобного рода препаратов приобретает особое значение изучение возможных перекрестных реакций образуемых антител с тканями человека, поскольку образовавшиеся аутоантитела могут стать причиной развития аутоиммунных патологических состояний.
Пептидные вакцины могут быть присоединены к макромолекулярным носителям (например, к столбнячному анатоксину) или использоваться в комбинации с бактериальным липидным мицелием.
Таким образом, человечество вступает в XXI век, имея за плечами солидный багаж по разработке как новых вакцин, так и новых технологий их получения и способов применения. Это дает основание надеяться на то, что начало нового века, ознаменуется дальнейшими успехами в ликвидации одних и резком уменьшении других инфекционных и паразитарных болезней, которые пока ежегодно являются причиной смерти более 15 млн. человек [1]. Последовательность глобального искоренения антропонозов описывается следующим образом: корь - 2014 – 2015 годы, краснуха - возможно, 2014 – 2015 годы. В качестве кандидата на искоренение названа инфекция, вызываемая Haemophilus influenzae типа В. Обсуждаются теоретические и практические проблемы ликвидации дифтерии и паротита [5].
Используемая литература:
[1] В.Ф. Учайкин; О.В. Шамшева Вакцинопрофилактика: настоящее и будущее. М., 2001 г.
[2] Соросовский общеобразовательный журнал. 1998 г. № 7.
[3] Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2001 г. № 1.
[4] Вопросы вирусологии. 2001 г. № 2.
[5] Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 1999 г. № 5.
ДоктУрша, ЛПФ
г. Ростов-на-Дону 2003 г.rh-conflict.narod.ru
 г.Самара, ул. Димитрова 131 [email protected] |
 |