4. Иммунопрофилактика вирусных заболеваний. Вакцины вирусные
Глава 9 ВИРУСНЫЕ ВАКЦИНЫ
Вакцинопрофилактика по праву считается одним из крупнейших достижений биологии. Характерная черта развития биологии на современном этапе — стремительное преодоление расстояния, отделяющего фундаментальные открытия от их практического применения. Этот процесс наиболее отчетливо проявляется в области разработки средств специфической профилактики вирусных заболеваний. В настоящее время трудно назвать область биологической науки, где бы столь быстро и эффективно использовались новейшие достижения.
Благодаря этому в последние годы достигнуты большие успехи в области вакцинопрофилактики многих опасных вирусных заболеваний. С помощью глобальной вакцинопрофилактики во всем мире искоренена натуральная оспа человека (1979 г.) существует эффективный контроль ряда опасных вирусных заболеваний людей (полиомиелит, корь, грипп, бешенство, гепатиты и др.) и животных (ящур, чума свиней, чума жвачных и плотоядных, болезнь Марека, ньюкаслская болезнь и др.).
Подобно вакцинации против оспы, вакцинация против бешенства сыграла очень важную роль в истории вакцинопрофилактики и является хорошим примером развития в этой области науки с момента зарождения до наших дней, ярко демонстрируя достижения, особенно в обеспечении безопасности. Первая публикация Луи Пастера, посвященная бешенству, относится к 1881 году [1214]. В ней он описал содержание вируса в слюне и чувствительность кроликов к экспериментальному заражению вирусом бешенства. Четырьмя годами позже Л. Пастер и Э. Ру сообщили, что при пассировании на кроликах вирус снижает вирулентность и может быть использован для вакцинации [1213]. Вирус бешенства, выделенный из мозга больной коровы, они пассировали интрацеребрально на кроликах в течение 90 пассажей, отметив сокращение инкубационного периода с 15 до 7 дней, после чего он оставался постоянным («фиксированный вирус»). Такой вирус в сухой атмосфере при комнатной температуре терял вирулентность и создавал иммунитет у собак к уличному вирусу бешенства. Открытые Л. Пастером основополагающие принципы легли в основу создания вакцин.
Достаточно сказать, что на сегодняшний день практически нет эпидемий и эпизоотий вирусной этиологии. Создание высокоэффективных вакцин и широкомасштабных методов их производства позволили разработать национальные и международные программы контроля и искоренения ряда вирусных заболеваний человека и животных.
Профилактика многих вирусных болезней животных достигла исключительно широких масштабов и стала неотъемлемой частью технологии ведения животноводства, особенно на индустриальной основе. Например, инактивированную вакцину против ящура и живую вакцину против ньюкаслской болезни изготовляют в количестве, исчисляемом многими миллиардами доз. Предотвращенный экономический ущерб, благодаря применению вакцин, достигает огромных размеров. Только отмена прививок против оспы людей в связи с ликвидацией болезни позволило сэкономить многие миллиарды долларов США.
В настоящее время в медицинской и ветеринарной практике широко применяют живые и инактивированные вакцины, производство которых основывается на современных достижениях биологической науки и технологических разработках. Производство и методы контроля таких препаратов стали достаточно сложными и трудоемкими, значительно возросло их качество и безопасность применения. У живых вакцин основные трудности связаны с получением стабильного иммуногенного вакцинного штамма вируса и разработкой методов его контроля. При изготовлении инактивированных вакцин основной проблемой является получение большого количества безопасного вирусного антигена, по возможности в неденатурированном и концентрированном виде. Существует большое разнообразие в способах изготовления живых и инактивированных вакцин. Важное значение придается стандартности вирусных вакцин, в связи с чем постоянно совершенствуются методы контроля и ужесточаются требования к готовому препарату. В живой вакцине вирус сохраняет потенциальную способность изменяться в сторону снижения антигенности или повышения реактогенности или даже вирулентности. В культуре клеток и куринных эмбрионах, используемых в качестве субстратов для размножения вакцинных вирусных штаммов, могут присутствовать другие, трудно обнаруживаемые вирусы, загрязняющие вакцину. В инактивированной вакцине вирус может быть обезврежен не полностью, а ее производство таит в себе опасность попадания возбудителя во внешнюю среду. Кроме вирусных частиц и продуктов вирусспецифического синтеза с инактивированной вакциной в организм поступает масса иммунологически активных балластных клеточных белков и чужеродных нуклеиновых кислот, что крайне нежелательно.
Успехи в области изучения функциональной роли вирусных структур открывают принципиально новые возможности для создания и усовершенствования вакцин. Установлено, что иммунный ответ при вирусных инфекциях направлен не на вирус как таковой, и даже не на вирусный белок, а лишь на небольшое количество антигенных детерминант, представляющих не всю белковую молекулу, а только отдельные участки. С учетом этого разрабатываются вакцины из вирусных компонентов, получаемых путем расщепления вирусных частиц или выделением из инфицированных вирусом клеток, либо генно-инженерными методами.
Достигнутый уровень разработки эффективных препаратов не снимет проблемы их совершенствования и создания вирусных вакцин нового поколения на основе достижений биотехнологии.
www.med24info.com 4. Иммунопрофилактика вирусных заболеваний
Для большинства вирусных инфекций характерен длительный и эффективный иммунитет. Вирусные вакцины также создают прочную защиту и вообще более эффективны, чем бактериальные вакцины.
Вирусные вакцины могут быть живые или убитые (таблица 1). Живые вакцины более эффективны чем убитые (например, против оспы, желтой лихорадки). Противооспенная вакцина использовалась как единственное средство для глобального искоренения заболевания. Ранние живые вакцины были получены эмпирически из естественных вирусов (например, вакцина Дженнера из вируса коровьей оспы) или аттенуацией путем последовательных пассажей (например, вакцина против желтой лихорадки). Основой такого метода был случайный выбор авирулентных мутантов. С развитием более точных генетических методов живые вакцины получались путем выбором бляшек (например, вакцина Сэбина против полиомиелита) или из термостабильных мутантов (например, гриппозная вакцина). Более современный метод - получение вакцинных штаммов с нужными антигенными свойствами с помощью рекомбинации (например, гриппозная вакцина). Убитые вакцины были получены путем инактивации вирусов высокой температурой, фенолом, формалином или бета-пропиолактоном. Облучение ультрафиолетовыми лучами недостаточно из-за риска множественной реактивации. Вирусные вакцины для широкого применения
Болезнь | Тип вакцины | Способ получения | Полиомиелит | Живая | Авирулентные штаммы, выросшие в культуре клетки почки обезьяны | Бешенство | Убитая | Вирулентные штаммы, выросшие в культурах клетки почки обезьяны, убитые формалином | | Убитая | Фиксированный вирус, выросший в мозге овцы и инактивированный фенолом или бета-пропиолактоном | Желтая лихорадка | Живая (17D) | Аттенуированный вирус, выросший в курином эмбрионе и лиофилизированный | Японский энцефалит | Убитая | Вирус, выросший в мозге мыши и инактивированный формалином
| Паротит (свинка) | Живая | Аттенуированный вирус, выросший в культуре фибробластов куриного эмбриона | Грипп | Убитая (субъединичная) | Вирус, расщепленный дезоксихолатом натрия | | Живая (ослабленная) | Вирус, аттенуированный последовательными пассажами на куриных эмбрионах | | Живой (мутантный) | авирулентные (ts) термостабильные мутанты, | | Живая (рекомбинантная) | Рекомбинанты с поверхностными антигенами новых штаммов | Корь | Живая | Аттенуированный вирус, выросший в культуре тканей |
Краснуха | Живая | Аттенуированнй вирус, выращенный в культуре тканей | Гепатит B | Клонированная субъединичная | HBs антиген, клонированный в дрожжах | Снижение реактогенности убитых вакцин достигается очисткой вирусов. Побочные реакции могут быть уменьшены также при помощи «субъединичных вакцин», в которых вирус расщеплен детергентами, и в вакцину включаются только подходящие антигены. Живые вакцины имеют ряд преимуществ. Обычно достаточно однократного введения. Они могут вводиться через входные ворота естественной инфекции для создания местного иммунитета. Они стимулируют выработку широкого спектра иммуноглобулинов к целому ряду вирусных антигенов. Они также стимулируют развитие клеточно-опосредованного иммунитета. Они обеспечивают более эффективный и более длительный иммунитет, чем убитые вакцины. Они могут быть изготовлены более экономично и применяться более удобно, особенно при массовой иммунизации. Некоторых из них можно применять как ассоциированные вакцины (например, вакцина «краснуха-паротит- корь»).
Живые вакцины имеют следующие недостатки. Имеется риск, однако маловероятный, реверсии к вирулентности. Вакцина может быть загрязнена потенциально опасными вирусами типа онкогенных вирусов. Вирус может распространяться от вакцинированных лиц к контактным. В то время как это представляет серьезную опасность в некоторых ситуациях, когда происходит передача лицам с иммунолдефицитом, в других случаях, это может даже быть преимуществом (как при полиомиелите, где прививаемый контингент расширяется за счет естественного распространения вакцинного вируса среди детей и взрослых). Интерференция с имеющимися в организме вирусами может иногда предотвращать хорошую иммунную реакцию после прививки живой вакциной. Живые вакцины термолабильны, и они должны сохраниться на холоду. Некоторые живые вакцины могут вызывать местные и отдаленные осложнения (например, противооспенная вакцина) Убитые вакцины имеют преимущество в стабильности и безопасности. Их можно применять в комбинации как многовалентные вакцины. Нет опасности распространения вируса от вакцинированных лиц. vaccinee. К недостаткам относится необходимость многократного введения, а также отсутствие выработки местного и клеточного иммунитета.
Пассивная иммунизация человеческим иммуноглобулином, сывороткой реконвалесцентов или специфическим иммуноглобулином создает временную защиту против многих вирусных болезней типа кори, свинки и инфекционного гепатита. Они показаны только для неиммунных лиц, подвергшихся риску заражения. Комбинированная активная и пассивная иммунизация – принятый метод профилактики бешенства. studfiles.net 35. Живые вирусные вакцины. Применение в педиатрической практике.
Живые вирусные вакцины — это искусственно ослабленные посредством культивирования или природные авирулентные либо слабовирулентные иммуногенные штаммы вируса, которые, размножаясь в естественно восприимчивом организме, не проявляют повышения вирулентности и потеряли способность к горизонтальной передаче. В основе эффективности живых вакцин лежит имитация субклинической инфекции. Живые вакцины вызывают иммунный ответ на каждый протективный антиген вируса. Основным преимуществом живых вакцин считается активизация всех звеньев иммунной системы, вызывающая сбалансированный иммунный ответ (системный и локальный, иммуноглобулиновый и клеточный). Это имеет особое значение при тех инфекциях, когда клеточный иммунитет играет важную роль, а также при инфекциях слизистых оболочек, где требуется как системный, так и локальный иммунитет.
Она должна вызывать напряженный продолжительный иммунитет при введении в небольшой дозе. Вакцинные вирусные штаммы должны обладать генетической и фенотипической стабильностью. Их приживляемость в привитом организме должна быть выраженной, а способность к размножению ограниченной. В настоящее время в практике широко применяют живые вакцины против многих вирусных заболеваний человека (полиомиелит, желтая лихорадка, грипп, корь, краснуха, паротит и др.) и животных (чума крупного рогатого скота, свиней, плотоядных, бешенство, герпес-, пикорна-, коронавирусные и другие болезни). 36. Серотерапия, серопрофилактика. Предупреждение сывороточной болезни и анафилактического шока у детей.Серотерапия - лечение инфекционных болезней человека и животных иммунными сыворотками, вид иммунотерапии. Чаше всего сыворотка вводится в организм внутримышечно, реже — внутривенно. Содержащиеся в сыворотке антитела обезвреживают микробов и токсины. Как правило, сыворотки получают путём гипериммунизации лошадей. Кроме того, для серотерапии применяют гамма-глобулин и иммуноглобулин.
Серопрофилактика - метод предупреждения инфекционных болезней человека и животных при помощи иммунных сывороток; создаётся сравнительно непродолжительный (1—4 нед) пассивный иммунитет. В современной медицинской практике для серопрофилактики всё шире применяют гамма-глобулины. Серопрофилактику проводят в эпидемических очагах лицам, имевшим контакт с больными (например, корью, коклюшем), при травмах (для предупреждения столбняка), при укусах животных (для профилактики бешенства) и клещей (для предупреждения клещевого энцефалита). Предупреждение сывороточной болезни у детей Следует с осторожностью подходить к введению сывороток детям с аллергически измененной реактивностью. Их вводят только при наличии строгих показаний. Для предупреждения системных аллергических реакций вводят внутримышечно 0,1 мл сыворотки, разведенной изотоническим раствором хлорида натрия в 10 раз, затем через 30 мин — 0,7 мл этой же разведенной сыворотки; при отсутствии реакций через 1,5—2 ч вводят остальную дозу сыворотки. Для предупреждения системных аллергических реакций вместе с сывороткой могут быть введены адреналин и антигистаминные препараты, после введения сыворотки антигистаминные препараты и эфедрин назначают внутрь. Такое лечение, тем не менее, не предотвращает возможность развития сывороточной болезни.
Предупреждение анафилактического шока у детей Предсказать развитие анафилактического шока пока очень сложно. Поэтому следует максимально осторожно назначать медикаменты с выраженными антигенными свойствами. При реакции на пенициллин нельзя назначать антибиотики из группы полусинтетических пенициллинов и цефалоспоринов, так как они имеют родственные химические компоненты. Введение прикормов и докормов детям с наследственно обусловленной аллергией следует проводить очень осторожно, вводя один новый продукт в 5-7 дней. При холодовой аллергии не рекомендуется купание в прохладных водоемах. Этим детям противопоказано длительное пребывание на воздухе зимой. Профилактика анафилактического шока от укусов насекомых состоит в запрещении находиться детям вблизи пасеки, среди цветущих растений. Окна в квартире, где живет ребенок с таким видом аллергии, обязательно затягивают сеткой или устанавливают специальную противомоскитную сетку. Профилактика шока от диагностических аллергенов состоит в правильном проведении специфического противоаллергического лечения и только в стенах лечебного учреждения. studfiles.net Классификация и типы вирусных вакцин
Современной науке известны сотни видов патогенных вирусов, относящихся к 26 семействам, избирательно поражающим различные системы организма человека и животных. Природное многообразие вирусных болезней вызывало необходимость наряду с санитарно-гигиеническими мерами прибегнуть к специфической профилактике с использованием широкого круга вакцинных препаратов. Вакцинопрофилактика занимает ведущее место в борьбе со многими вирусными заболеваниями человека и животных. Несмотря на большое разнообразие вирусов и вызываемых ими заболеваний, имеются общие принципы приготовления и применения вирусных вакцин. Однако в настоящее время не все вирусные болезни в одинаковой степени удается контролировать с помощью вакцинации. Результаты вакцинации всегда оценивали по защите от последующего заражения гомологичным вирулентным (полевым) штаммом вируса («золотой стандарт»). Вакцинация считается эффективной, если она исключает приживление и размножение вирулентного вируса или ограничивает его размножение в месте внедрения и предотвращает распространение к органам-мишеням. Вакцинация должна сопровождаться развитием иммунологической памяти. В идеале, это поддержание специфических антител в высокой концентрации в сыворотке крови и на месте внедрения вируса. В тоже время Т-клетки, ответственные за специфический клеточный иммунитет, должны находиться в состоянии готовности быстро синтезировать свои летальные продукты (т.е. гранзимы и перфорины), когда происходит инфицирование. Все существующие на сегодня вакцины можно разделить на три общие группы: инактивированные (убитые), живые (аттенуированные) и компонентные (субъединичные) вакцины. Каждая из этих категорий вакцин имеет свои преимущества и недостатки. В зависимости от технологии изготовления различают несколько типов вирусных вакцин: - Живые реплицирующиеся вакцины:
- вакцины из природно ослабленных или гетерологичных вирусов;
- вакцины из вирусов, аттенуированных пассажами в гетерологичных организмах или в культурах клеток при обычной или пониженной температуре, или ре- ассортацией вирусных генов.
- Нереплицирующиеся вакцины, содержащие природные вирусные антигены:
- вакцины из инактивированных целых вирионов и неструктурных вирусных белков;
- вакцины из нативных вирусных субъединиц.
- Вакцины, полученные с помощью рекомбинантной ДНК или других новых технологий:
- вакцины, полученные путем делеции гена (генов) или точечного мутагенеза;
- вакцины на основе вирусных белков, экспрессированных in vitro в клетках эукариотов или прокатиотов;
- вакцины из вирусных белков, собранных в вирусоподобные частицы;
- вакцины, экспрессирующие вирусные антигены с помощью вирусных векторов;
- вакцины на основе вирусных химер;
- ДНК-вакцины.
- Синтетические полипептидные вакцины.
Живые вакцины содержат авирулентные штаммы вирусов, аттенуированные разными способами, и отличаются способностью размножаться в привитом организме (реплицирующиеся антигены). Остальные типы вакцин готовят из инактивированных вирусов или их антигенных и иммуногенных компонентов (нереплицирующиеся антигены). Используя другие принципы классификации, вакцинные препараты можно разделить на две большие группы: цельновирионные и компонентные (субъеди- ничные). Причем к первой группе относятся как традиционные живые, так и инактивированные вакцины. Живые гомологичные вакцины, в свою очередь, могут различаться способом получения и быть представленными природно аттенуированными или искусственно ослабленными штаммами, включая рекомбинантные и реассортантные, а также штаммы, аттенуированные цельнонаправленными изменениями генома биотехнологическими методами. К компонентным (субъединичным) вакцинам можно отнести все, которые не входят в рубрику цельновирионных вакцин. Прежде всего, сюда относятся вакцины, полученные из компонентов вирионов или вирус-инфицированных клеток после их разрушения. Кроме них к этой категории относятся субъединичные вакцины, приготовленные из вирусных белков, экспрессируемых клонированными вирусными генами в эукариотических или прокариотических системах. Сюда же можно отнести живые рекомбинантные вакцины, которые по своей сути являются реплицирующимися субъединичными вакцинами. Клонированные гены, реплицируясь в составе вирусного вектора, обеспечивают экспрессию белков, ответственных за индукцию специфического иммунитета. Вакцины на основе вирусспецифических пептидов, получаемых синтетическим путем, в известном смысле, тоже можно отнести к разряду субъединичных (эпитопных) вакцин. Анализ имеющихся данных свидетельствует о достаточно высокой эффективности многих вирусных вакцин, применяемых в медицинской и ветеринарной практике. Это, прежде всего, относится к живым вакцинам, применяемым для контроля таких массовых и опасных заболеваний человека, как полиомиелит, желтая лихорадка, корь, эпидемический паротит, краснуха и др. Аналогичным примером из практики ветеринарной медицины могут служить живые вакцины против чумы свиней, крупного рогатого скота и плотоядных, против ньюкаслской болезни и другие. Примером инактивированных вакцин могут служить вакцины против полиомиелита, гриппа, ящура и многих других болезней. Некоторые из живых вакцин (оспа человека, полиомиелит, желтая лихорадка, корь, чума крупного рогатого скота, классическая чума свиней и др.) отвечают требованиям безопасности (генетическая стабильность, отсутствие реверсии, слабая реактогенность), обеспечивают длительный напряженный иммунитет и могут служить образцом для вновь создаваемых вакцинных препаратов. Возбудители многих вирусных заболеваний (полиомиелит, грипп, ящур, катаральная лихорадка овец, чума лошадей и др.) существуют в виде нескольких антигенных типов. Поскольку иммунизация против одного из этих типов не защищает от заражения другими, эффективная профилактика возможна только при вакцинации поливалентной вакциной, содержащей антигены нескольких антигенных типов данного вируса. Вакцины, содержащие антигены более чем одного вида возбудителя, называют комбинированными (ассоциированными). Большинство применяемых в настоящее время вакцин содержит антигены, идентичные или подобные антигенам вирулентного вируса, против которого предполагается создать иммунитет. Такие вакцины называют гомологичными. В некоторых случаях для приготовления вакцин используют гетерологичные вирусы, содержащие перекрестно-реагирующие антигены и создающие достаточный иммунитет. Такие вакцины называются гетерологичными. www.med24info.com Вирусные вакцины
Современной науке известны сотни видов патогенных вирусов, относящихся более чем к 20 семействам, избирательно поражающих все системы организма человека и животных. Природное многообразие вирусных болезней вызвало необходимость наряду с санитарно-гигиеническими мерами прибегнуть к специфической профилактике с использованием широкого круга вакцинных препаратов. Вакцино-профилактика занимает ведущее место в борьбе со многими вирусными заболеваниями человека и животных. Несмотря на большое разнообразие вирусов и вызываемых ими заболевания, имеются общие принципы приготовления и применения вирусных вакцин. Однако не все вирусные болезни в одинаковой степени можно контролировать вакцинацией. В этой связи следует заметить, что при должном внимании к вопросам вакцинации не следует игнорировать важности изучения патогенеза болезни. Согласно традиционному принципу классификации все вакцинные препараты делят на живые и инактивированные. Первые содержат живые, как правило, аттенуированные штаммы вируса и отличаются способностью размножаться в привитом организме (реплицирующиеся антигены), вторые готовят из инактивированных вирусов или их антигенных и иммуногенных компонентов (нереплицирующиеся антигены). Большинство применяемых в настоящее время вакцин содержит антигены вирулентного вируса, против которого предполагаегся создать иммунитет, или антигены его вирулентных мутантов. Такие вакцины называют гомологичными. Используя другие принципы классификации, вакцинные препараты можно разделить на две большие группы: цельновирионные и компонентные (субъединичные). Причем к первой группе относятся как живые, так и инактивированные вакцины. Живые гомологичные вакцины в свою очередь могут различаться способом получения и быть представленными природно аттенуированными или искусственно ослабленными штаммами, включая рекомбинатные и реассортантные, а также штаммы, аттенуированные целенаправленными генетическими манипуляциями. К компонентным (субъединичным) вакцинам можно отнести все, что не входят в рубрику цельновирионных вакцин. Прежде всего, сюда относятся вакцины, полученные из компонентов вирионов или вирусинфицированных клеток после их разрушения. Кроме них к этой категории относятся субъединичные вакцины, приготовленные из вирусных белков, экспрессируемых клонированными вирусными генами в прокариотических или эукариотических системах. Сюда же можно отнести живые рекомбинантные вакцины, которые по своей сути являются реплицирующимися субъединичными вакцинами. Клонированные гены, реплицируясь в составе вирусного вектopa, обеспечивают экспрессию белков, ответственных за индукцию специфического иммунитета. Вакцины на основе вирусспецифических пептидов, получаемых синтетическим путем, в известном смысле, тоже можно отнести к разряду субъединичных (эпитопных) вакцин. Для профилактики вирусных заболеваний широко применяют инактивированные вакцины, которые имеют ряд преимуществ перед живыми. Важным условием эффективности вакцин является выбор инактиватора и оптимальных условий инактивации, позволяющих полностью лишить вирус инфекционности при максимальном сохранении антигенностн. Понятие «инактивированный» относится к жизнеспособности вирусов, входящих в состав вакцины. Для получения безопасных вакцин применяют физические и химические инактиваторы. Следует отметить, что инактивация должна быть не только эффективной, но и максимально щадящей (селективной). Иными словами, сопутствующие изменения в структуре вирусных частиц и их компонентов должны быть минимальными. Однако механизм инактивирующих воздействий во многих отношениях недостаточно выяснен и их использование зачастую эмпирическое. Физические методы. Наиболее распространенными физическими методами инактивации вирусов являются гамма- и ультрафиолетовые (УФ) лучи. Гамма-лучи — вид ионизирующего излучения, обладающий большой проникающей способностью. Известно, что в основе действия их лежат два эффекта: прямое и непрямое воздействие. Первое заключается в непосредственном поглощении энергии излучения биологическими молекулами. Наиболее уязвимыми мишенями являются пуриновые и пиримидиновые основания. Непрямое действие — влияние на объект автивных свободных радикалов Н, ОН, ОН2 и молекулярных продуктов, например, перекиси водорода, образующихся в среде вследствие радиолиза воды. Перенос энергии радикалов в растворе осуществляется путем диффузии. Действие радикалов может вызвать такие изменения в ДНК, как дезaминирование оснований, дегидроксилирование, разрыв связей между дезоксирибозой и основанием, разрывы нуклеотидных цепей, окисление дезоксирибозы. В результате реакций, происходящих под влиянием прямого и непрямого действия излучения, возможны различные повреждения структуры нуклеиновых кислот вирусов: разрыв водородных связей, появление сшивок, двухцепочечных разрывов. Белковая оболочка под воздействием радиации повреждается незначительно. Эффективность УФ-лучей определяется их проницаемостью и адсорбцией биологическими молекулами. Белки поглощают УФ-лучи в меньшей степени, чем нуклеиновые кислоты и поэтому более устойчивы к их действию. При изучении влияния спектра УФ-лучей на инфекционность вируса простого герпеса было установлено, что наибольший инактивирующий эффект наблюдался при длине волны 260— 280 им. Эти результаты дали основание предполагать, что основным поглощающим компонентом является ДНК и именно ее повреждения приводят к инактивации вируса герпеса. Полагают, что под влиянием ультрафиолетового облучения происходит изменения структуры нуклеиновых кислот, заключающегося в образовании димеров между соседними пиримидиновыми основаниями, а также ковалентных связей между нуклеиновой кислотой и белковой оболочкой. Bызывая глубокие изменения в струтуре нуклеиновых кислот вирусов, УФ-лучи не оказывают cущественного влияния на белковую оболочку, вследствие этого инактивированные вирусы способны сохранять свою антигенную и иммуногенную активность. Инактивация температурой. Исследования по термоинактивации вирусов свидетельствуют о сложности этого явления. По мнению большинства исследователей, инактивация вирусов под влиянием температурного воздействия определяется двумя механизмами. Термальная денатурация вирусного капсида, вероятно, заключается в частичном разворачивании белковых субъединиц и нарушении гидрофобных взаимодействий. К простым и доступным методам инактивацни вирусов относится фотодинамическое воздействие некоторых красителей, таких как метиленовая синька, акридиновый оранжевый, толуидин синий, нейтральный красный и другие, к которым чувствительно большинство вирусов. Механизм этого явления полностью не изучен. Полагают, что фотодинамическая инактивация вирусов связана главным образом с повреждением нуклеиновой кислоты, хотя изменению подвергаются и их белковые компоненты. Химические методы. Из химических соединений, наиболее часто применяемых для инактивации вирусов, можно выделить формальдегид и бетапропиолактон. Первый инактивирует вирусы благодаря высокой реакционной способности в отношении белков и нуклеиновых кислот. Он вступает в соединение не только с вирусными частицами, но и с многочисленными компонентами среды, в которую его добавляют. Механизм инактивации вирусов формальдегидом сложен и характеризуется двумя типами реакций. Взаимодействие формальдегида с нуклеиновой кислотой и белками вируса протекает соответственно по типу реакции первого и второго порядков. Наиболее существенна для инактивации первая, которая, однако, в значительной мере зависит от второй. Взаимодействуя с нуклеиновыми кислотами и белками, формальдегид реагирует в основном с аминогруппами. Присоединение формальдегида к аминогруппам пуринов и пиримидинов уничтожает матричную и информационную активность нуклеиновых кислот. Формальдегид с большей скоростью взаимодействует с аминогруппами аминокислот и белков с образованием метинольных производныx, чем с азотистыми основаниями нуклеиновых кислот. Сложилось представление, что с белками и нуклеиновыми кислотами вирусов формальдегид peaгирует в две стадии. Вначале, в результате взаимодействия формальдегида с амино- или аминогруппами, быстро образуются весьма нестабильные метинольные производные, а затем в результате вторичных реакций — бизметиленовые производные. Продукты взаимодействия формальдегида с аминокислотами способны вступать в реакцию с нуклеиновыми кислотами значительно быстрее, чем сам формальдегид. Во второй стадии происходит медленное взаимодействие первичных продуктов реакции с другими группами белков, в результате чего образуются ковалентно связанные димеры полипептидов. Бета-пропиолактон- представляет собой высокоактивный алкилирующий агент, не стоек в водных растворах и легко гидролизуемый с образованием безвредных веществ: гидроакриловой и бета-оксипропионовой кислот. Инактивация вирусов бета-пропиолактоном зависит от концентрации инактиватора, температуры взаимодействия и содержания белка в вирусной суспензии. Повышение концентрации бета-пропиолактона может привести к нежелательной реакции с вирусными белками и вследствие этого к снижению антигенной активности. Имеются сведения о комбинированном использовании бета-пропиолактона и ультрафиолетового облучения при инактивации некоторых вирусов. Из других химических веществ для инактивации вирусов представляет интерес гидроксиламин, который как и бета-пропиолактон полностью разлагается в течение короткого периода. Инактивирующее действие гидроксиламина определяется его взаимодействием с пиримидиновыми основаниями нуклеиновой кислоты, зависящим от величины рН. В слабокислой среде происходит главным образом изменение цитозина, а в щелочной — урацила. Обработка некоторых вирусов (полиомиелита, бешенства, западного и восточного энцефаломиелита лошадей, гриппа, ньюкаслской болезни, осповакцины и др.) гидроксиламином при оптимальном режиме инактивации не приводила к существенным изменениям их антигенной активности, что позволило использовать это вещество для изготовления диагностических антигенов и инактивированных вакцин. В последний годы внимание исследователей привлекли азиридины и особенно этиленимин и его производные. Этиленимин — насыщенное гетероциклическое соединение, впервые было синтезировано из бромэтиламина в 1988 г. Этиленимин, как и другие азиридины, относится к группе высокореакционных алкилирующих соединений, обладающих токсичностью. Этиленимин и его производные оказывают сильное инактивирующее действие на вирусы, сохраняя их антигенные свойства. Инактивирующий эффект этиленимина на вирусы, по-видимому, объясняется депуринизацией и последующей деполимеризацией нуклеиновых кислот. Замена формальдегида этиленимином основывалась на следующих преимуществах. В отличие от формальдегида, вызывающего образование поперечных связей в вирусных белках, этиленимин оказывал влияние только на нуклеиновую кислоту. При 25 °С инактивация вируса представляла собой быстрый, легко контролируемый линейный процесс. Для инактивации вирусов чаще применяют ацетилэтиленимин (АЭИ). Обширные исследования по использованию азиридинов для приготовления инактивированных противовирусных вакцин во многом обязаны исследованиям с вирусом ящура. Анализируя приведенные данные, следует отметить, что из наиболее часто применяемых инактивирующих воздействий можно выделить химические (обработка формальдегидом или бета-пропиолактоном) и физические (облучение) воздействия. Облучение (например, УФ-светом), при котором мишенью является геномная нуклеиновая кислота, имеет несомненное преимущество, поскольку исключаются эффекты «последствия». Этот прием довольно часто применяют для получения инактивированных вакцинных препаратов. Недостатки его — необходимость использования довольно сложной аппаратуры и нередкие повреждения антигенной структуры вирусныx белков при недостаточной надежности инактивации. Кроме того, повреждение нуклеиновой кислоты и ряде случаев оказывается нежелательным. Химическая инактивация вирионов технически более проста. Однако надежное подавление инфекционности нередко сопровождается существенным снижением других видов биологической активности, в том числе иммуногенности. К тому же, в ряде случаев требуется удаление (нейтрализация) инактиваторов. Таким образом, инактивация вирусов физическими и химическими факторами сопровождается разнообразными изменениями вирусных компонентов. Можно сказать, что все инактивирующие агенты в той или иной степени вызывают изменения как в нуклеиновой кислоте, так и в белковой оболочке. При этом характер изменений вирусных частиц во многом определяется природой инактивирующего агента и возбудителя. Из всех физических методов инактивации вирусов ионизирующее излучение оказалось наиболее перспективным. По сравнению с обычными формолвакцинами, радиовакцины имеют более высокую иммуногенность и дольше сохраняются. Однако в каждом случае необходимо находить оптимальную дозу облучения, которая в данных условиях надежно инактивирует вирус, не снижая при этом его антигенных свойств. Необходима большая предварительная работа, чтобы с учетом конкретного возбудителя, состава культуральной среды и инактивирующего вещества найти оптимальные режимы инактивации. Хотя с помощью описанных методов можно приготовить вакцины почти из всех вирусов, они могут сильно отличаться по иммуногенности. Причина такого разнообразия пока недостаточно ясна. В одних случаях это может быть следствием повреждающего и денатурирующего воздействия инактивирующих агентов на вирусные антигены, в других — слабой антигенности вируса, когда даже естественное переболевание не сопровождается образованием выраженного иммунитета. Иногда это может обусловливаться абсолютным сходством поверхностных вирусных антигенов с антигенами организма-хозяина, в связи с чем они не могут вызывать интенсивного иммунного ответа (например, при африканской чуме свиней). stud24.ru Вирусные вакцины - Справочник химика 21
Перечислите преимущества живой рекомбинантной вирусной вакцины перед неживой и субъединичной вакцинами. [c.246] Однако даже в случае реализации генно-инженерных разработок измененная наследственная информация на уровне молекул инкорпорируется затем в клетках, с которыми и приходится иметь дело в биотехнологическом процессе Из этого можно вывести представление об уровнях биотехнологии клеточном и молекулярном Тот и другой определяются биообъектами В первом случае дело имеют с клетками, например, актиномицетов при получении антибиотиков, микромицетов при получении лимонной кислоты, животных при изготовлении вирусных вакцин, человека при изготовлении интерферона Во втором случае дело имеют с молекулами, например, с нуклеиновыми кислотами в так называемой"ре-комбинантной ДНК-биотехнологии" (рДНК-биотехнология), базирующейся на генной инженерии и составляющей сущность предмета "Молекулярная биотехнология", или на использовании отдельных ферментов (ферментных систем), например, протеаз в моющих средствах, липаз для модификации вкуса молочных продуктов и т д Однако необходимо помнить, что в начальной или конечной стадии молекулярный уровень трансформируется в клеточный Так, ферменты продуцируются клетками, а при генно-инженерных разработках реципиентом новой генетической информации становится также клетка [c.42]
Преимущества живых вирусных вакцин [c.166] Очищенный вирусный материал, готовый для приготовления вакцин, или готовые вирусные вакцины сохраняют при -70°С. [c.485] Живые вирусные вакцины [c.161] Живые ослабленные вирусные вакцины в виде суспензий теряют свою потенциальную активность достаточно быстро, поэтому их сохраняют либо в замороженном состоянии, или добавляют стабилизаторы — сахарозу, магния хлорид. [c.485] Сергеев В.А. Вирусные вакцины.— Киев. Урожай, 1993. [c.255] Описание. Бактериальные вакцины представляют собой равномерно мутные жидкости серовато-белого цвета, иногда с желтоватым или розоватым оттенком. Вирусные вакцины прозрачные или мутные. [c.723] Вирусные вакцины могут быть и убитыми. Оригинальный способ хроматографии на широкопористом стекле разработан для очистки и концентрации вируса гриппа при приготовлении убитой гриппозной вакцины. [c.576] Несмотря на важность развития методов аналитического контроля биополимеров с помощью ХМК, наиболее значительных успехов следует ожидать от применения ХМК в промышленных процессах выделения и очистки биополимеров, где уже достигнуты обнадеживающие результаты, например в производстве очищенных вирусных вакцин [270[. [c.440] Единственная инактивированная вирусная вакцина, которая рекомендована к ежегодному введению, по прошествии нескольких лет, по-видимому, утрачивает свою эффективность. Это заметили при ежегодном (в течение четырех лет) введении рекомендованной в настоящее время инактивированной гриппозной вакцины группе школьников, которых держали под наблюдением с целью определения уровня заболеваемости вирусом гриппа А [69]. Кумулятивная заболеваемость гриппом в этой группе не отличалась от заболеваемости у непривитых детей, несмотря на то что в течение первого года вакцина оказывала защитное действие. Причины потери эффективности вакцины неизвестны. [c.160] Существующие ветви биотехнологических субдисциплин (иммунобиотехнология, инженерная энзимология), применительно к конкретным производствам, рассмотрены в соответствующих главах второй части учебника. Например, генно-инженерные противовирусные вакцины включены в главу "Микробная биотехнология", тогда как вирусные вакцины, получаемые на культивируемых клетках и тканях животных организмов, приведены в главе "Зоо-биотехнология". Биохимические процессы на основе инженерной энзимологии рассмотрены на примерах ферментов преимущественно микробного происхождения, поэтому и этот раздел включен в главу 9. [c.374] Живые вирусные вакцины, применяемые в настоящее время [c.161] Следует отметить, что, за исключением аденовирусной вакцины, каждая из разрешенных в настоящее время живых вирусных вакцин, направлена против вируса со сложным патогенезом инфекции, при котором вирус попадает в организм [c.162] Недостаток живой рекомбинантной вирусной вакцины состоит в том, что при вакцинации лиц со сниженным иммунным статусом (например, больных СПИДом) у них может развиться Т5гжелая вирусная инфекция. Чтобы решить эту проблему, можно встроить в вирусный вектор ген, кодирующий человеческий интерлейкин-2, который стимулирует Т-клеточный ответ и ограничивает пролиферацию вируса. [c.241] Встречаюш.иеся в природе мутанты реовируса с измененной тропностью к ЦНС могут быть выделены экспериментально путем отбора вируса с измененным капсидным белком 51 — аналогом УР1 вируса полиомиелита [175]. 51 участвует в адсорбции вируса на клетках хозяина и представляет собой главную мишень для нейтрализующих антител [45, 193]. Мутанты реовируса, которые резистентны к действию нейтрализующих моноклональных антител, направленных против 51, обладают пониженной тропностью к специфическим участкам мозга экспериментально зараженных мышей [174]. Однако эти мутанты с измененным белком 51 нормально размножаются во внутренних органах мышей. Отобранные с помощью моноклональных антител мутации поверхностного гликопротеина вируса бешенства также могут приводить к аттенуации вируса для ЦНС [29, 33, 47],, причем у мутантов возможны реверсии к вирулентности, свойственной дикому типу вируса [47]. Эти наблюдения свидетельствуют о том, что вирус со сложным патогенезом, включающим в себя репликацию в месте проникновения и последующее распространение, может быть аттенуирован избирательным изменением сродства к органу-мишени. Неизвестно, является ли этот механизм главным или вообще единственным для аттенуации живых вирусных вакцин, используемых в настоящее время. Следует подчеркнуть, что к аттенуации ведет ограничение любой существенной функции вируса. Таким образом, мутация, которая снижает вирулентность, может возникнуть почти в каждом гене. [c.165] Иной подход был применен для разработки живых адено-вирусных вакцин, разрешенных в настоящее время для применения в армии, где аденовирус вызывает эпидемии заболевания дыхательных путей [19, 38]. В данном случае аттенуации достигают ограничением инфекции зоной организма, в которой болезнь не развивается. Вакцина содержит вирус дикого типа ее вводят перорально в таблетках с покрытием. Когда таблетка достигает кишечника, вирус освобождается. Здесь развивается бессимптомная, вызывающая иммунитет инфекция, которая не распространяется на дыхательные пути — область развития болезни при естественном заражении. Хотя вирус выделяется с фекалиями, частота его передачи чувствительным контактирующим лицам очень низка. Избирательное инфицирование кишечника стимулирует энергичный системный иммунный ответ, который обеспечивает полную или почти полную устойчивость к аденовирусным заболеваниям [38]. Устойчивость к повторному заражению не полная, но также очень высока (70 %) [38, 73]. [c.165] Живая рекомбинантная вирусная вакцина имеет ряд преимуществ перед неживыми вирусными и субъединичными вакцинами 1) презентация аутентичного антигена практически не отличается от таковой при обычной инфекции 2) вирус может реплицироваться в клетке-хозя-ине и увеличивать количество антигена, который активирует продукцию антител В-клетками (гуморальный иммунитет) и стимулирует выработку Т-клеток (клеточный иммунитет) 3) встраивание генов антигенных белков в один и большее число сайтов генома ВКО еще больше уменьшает его вирулентность. [c.241] Большинство работ по созданию живых вирусных вакцин проводились на ВКО, однако в качестве кандидатов на роль векторов для вакцинации рассматриваются и другие вирусы аденовирус, полиовирус и вирус ветряной оспы. Вектор на основе живого аттенуированного полиовируса (его исследования только начинаются) привлекателен тем, что позволяет проводить пероральную вакцинацию. Такие слизистые вакцины (вакцины, компоненты которых связываются с рецепторами, расположенными в легюгх или желудочно-кишеч-ном тракте) пригодны для профилактики самьгх разных заболеваний холеры, брюшного тифа, фиппа, пневмонии, мононуклеоза, бешенства, СПИДа, болезни Лайма. Но до любых клинических испытаний любого на первый взгляд безобидного вируса как системы доставки и экспрессии соответствуюхцего гена необходимо убедиться в том, что он действительно безопасен. Например, повсеместно используемый ВКО вызывает у людей осложнения с частотой примерно 3,0-10 . Поэтому из генома рекомбинантного вируса, который предполагается использовать для вакцинации человека, желательно удалить последовательности, ответственные за вирулентность. [c.242] По аналогии с бактериальными вакцинами вирусные также подразделяют на живые и инактивированные. Для приготовления обоих типов вирусных вакцин необходимо накопить вирусный материал (вирионы), используя либо куриные эмбрионы, либо культуры тканей из почек обезьян, куриного эмбриона, диплоидных клеток человека. Так вакцинный вирус гриппа (авирулентный) накапливают в аллантоисной жидкости эмбриона, которую затем отсасывают и центрифугируют. Если предполагают готовить живую вакцину, то вирус суспендируют и разводят до нужной концентрации и подвергают лиофильному высушиванию. [c.485] Вирусные вакцины не сочетают в себе разные виды, но, например, инактивированная и живая полиомиелитиые вакцины или убитая гриппозная вакцина почти всегда содержат разные серотипы вирусов. [c.485] К инактивированным вирусным вакцинам относятся антира-бические сухая МИВП и типа Ферми, против клещевого энцефалита. [c.486] Суспензионные клетки на микроносителях применяют в целях пол5 1ия вирусных вакцин (против бешенства, полиомиелита, ящура). [c.541] Эмбриональные и другие ткани для репродукции вирусов и получения вирусных вакцин. Из эмбриональных тканей наиболее широко используемыми являются эмбриональные ткани цыпленка, мыши и человека. Особенной выгодой отличаются куриные эмбрионы (по доступности) десяти-двенадцатисуточного возраста, используемые преимущественно для репродукции вирусов и последующего изготовления вирусных вакцин. Куриные эмбрионы введены в вирусологическую практику в 1931 г. Г. М. Вудруфом и Е. У. Гудпасчером. Такие эмбрионы рекомендуют также для выявления, идентификации и определения инфицирующей дозы вирусов, для получения антигенных препаратов, применяемых в серологических реакциях. [c.544] Из других вирусных вакцин, получаемых на куриных эмбрионах, можно назвать противопаротитн5гю, против желтой лихорадки. [c.546] Получение вирусных вакцин основано на размножении вируса в живом организме (животной или тканевой культуре) и биологическом ослаблении или химической дезактивации вируса для получения неинфекционного, но потентного иммунизирующего агента. Вирусы в основном представляют собой нуклео-протеины, имеющие большой молекулярный вес или в некоторых сл1учаях (например, вирусы животного) комплексные структуры, содержащие полисахариды, липиды и многие другие компоненты кроме нуклеопротеинов. Поэтому они могут изучаться с помощью многих технических приемов, используемых для других протеинов. В соответствии с этим можно ожидать, что вирусы будут относиться к ионитам как другие протеины, адсорбция которых катионитами и анионитами и десо1рбция уже описаны [24]. [c.621] При обсунедении генетического перераспределения как способа изготовления живой аттенуированной вирусной вакцины пред- [c.20] Генетическое перераспределение было также использовано для передачи определенных темнературочувствительных (ts) или са-повреждений живым вирусным вакцинным штаммам [119]. В этом случае, конечно, предварительные генетические манипуляции приводили к выделению и изучению соответствующих ts- или са-му-тантов. [c.24] При приготовлении вирусных вакцин также проводится концентрация и очистка накопленной массы вируса. Освобождение от грубых примесей может достигаться путем сепарирования, а последующее получение вакцины — путем стерилизующей фильтрации вируссодержащей жидкости (вакцина против полиомиелита). После тщательного контроля вакцины расфасовываются и используются либо в качестве жидкого препарата, либо подвергаются лиофильному высушиванию. Для перораль-ного применения полиомиелитная сухая вакцина расфасовывается, например, в виде драже. [c.576] Инактивированные вакцины могут также уступать живым аттенуированным вирусным вакцинам в отношении Тс-ответа, играющего важную роль в выздоровлении и в развитии резистентности к болезням, вызываемым широким набором вирусов Ответ этого типа наиболее эффективно индуцируется антигенами, которые презентируются в ассоциации с клеточными поверхностными антигенами гистосовместимости [2, 192]. Неудивительно поэтому, что инактивированный вирус гриппа значительно менее эффективен в стимуляции первичного Тс-ответа [c.159] Основным преимуществом живых вирусных вакцин является то, что они активируют все компоненты иммунной системы, вызывая сбалансированный ответ системный и местный, причем каждый из них состоит из иммуноглобулинового и клеточного ответов. Это особенно важно для инфекций, при которых важную роль играет клеточный иммунитет, а также для инфекций слизистых оболочек, при которых для оптимальной устойчивости необходим как местный, так и системный иммунитет. Местное инфицирование живой вирусной вакциной у непрайми-рованного хозяина обычно более эффективно стимулирует местный ответ, чем парентеральное введение инактивированной вакцины [12, 100, 136—139]. Живые вирусные вакцины стимулируют иммунный ответ на каждый из защитных антигенов, и это устраняет трудности, возникающие в связи с избирательным разрушением одного из защитных антигенов, которое может произойти в процессе приготовления инактивированной вакцины. [c.166] Всегда существует вероятность присутствия в вакцинах случайных живых агентов. К счастью, это редко становится проблемой. Некоторые ранние серии живой полиовирусной вакцины были контаминированы живым вирусом SV40, но этот вирус быстро удалили, и все последующие серии вакцины были свободны от него [68]. Живая вакцина против желтой лихорадки сначала содержала вирус лейкоза птиц, но впоследствии ее удалось очистить от этого агента [161]. В длительных наблюдениях за индивидуумами, которые получили живую вакцину, конта-минированную вирусом SV40 или вирусом птичьего лейкоза, не было обнаружено каких-либо отрицательных долгосрочных эффектов, связанных с этими посторонними вирусами, например заболеваний раком [118, 190]. Тем не менее благоразумие требует, чтобы живые вирусные вакцины были свободны от подоб- [c.166] НЫХ загрязнений. Некоторые живые вирусные вакцины, такие как вакцинные варианты вирусов кори, краснухи и желтой лихорадки, сохраняют низкий уровень остаточной вирулентности. Реакции, вызываемые такими вакцинами, незначительны, и поэтому эти препараты широко используются. Наиболее серьезная проблема заключается в восстановлении вирулентности в ходе инфекции, вызванной вакцинными вирусами. Для полиовирусной вакцины это наблюдается чрезвычайно редко 1 случай на 10 —10 иммунизаций [127]. Значительная часть паралитических заболеваний, связанных с вакцинным вирусом, наблюдается у лиц с дефектной иммунной системой, и это может быть не связано с проявлением генетических изменений вакцинного вируса [116]. В ряде случаев вакцинный вирус вновь приобретает вирулентность и вызывает заболевание у вакцинированного или у близко контактировавших с ним [76]. [c.167] Миссенс-мутации возникают в результате замены оснований в вирусном геноме и отражаются в замене аминокислот в соответствующем участке кодируемого вирусного белка. Часто мутации этого типа можно идентифицировать прямо по наблюдаемым изменениям пораженного белка или косвенно — по изменениям сложной вирусной функции, связанной с измененным белком. Детально исследованы два типа миссенс-мутантов с легко определяемыми фенотипами, причем их проверяли на вирулентность и на потенциальную пригодность для получения аттенуированных мутантов, которые можно было бы использовать в качестве живых вирусных вакцин. К lПepвo y типу от- [c.169] chem21.info
|