44. Основные типы вакцин против вирусов

Ответ. Живые вакцины – это биопрепараты, содержащие штаммы вирусов, утратившие способность вызывать клинически выраженное заболевание, но сохранившие способность репродуцироваться в организме восприимчивого животного и стимулировать выработку факторов специфического противовирусного иммунитета. Живые вакцины обладают рядом существенных преимуществ перед инактивированными вакцинами: создают высокую напряженность и длительность иммунитета (более чем на 1 год, иногда на всю жизнь), так как в организме вакцинные штаммы размножаются, вызывая развитие вакцинной реакции, сходной с естественным постинфекционным процессом, происходит активация всех компонентов иммунной системы, стимулируется общий (системный) и местный ответ; требуются малые прививочные дозы и для большинства из них однократное введение; возможное применение их не только подкожно, внутримышечно, но и перорально, интраназально и аэрозольно; иммунитет вырабатывается в более короткий срок, на первых этапах обычно за счет интерферона, а затем уже – накопления вирус нейтрализующих антител; технология и экономичность изготовления их превосходят создание инактивированных вакцин. Не смотря на преимущества живых вакцин по некоторым позициям у них есть недостатки: иногда возможны поствакцинальные осложнения у молодых, ослабленных и беременных; возможно, хотя и в редких случаях, внесение в организм контаминантов (латентных вирусов, микроорганизмов), загрязняющих вакцины. Например, культуры клеток из тканей крупного рогатого скота нередко инфицированы аденовирусами, вирусами диареи, парагриппа-3; куриные эмбрионы – вирусами лейкозно-саркоматозного комплекса, аденовирусами, микоплазмами; культуры клеток свиного происхождения – парвовирусами, классической чумы свиней. Неконтролируемое попадание посторонних агентов в вакцину может привести к серьезным последствиям; возможна реверсия вакцинного штамма; живые вакцинные штаммы весьма чувствительны к неблагоприятным факторам, возникающим при производстве, хранении, транспортировке и применении; нужен довольно длительный срок для получения аттенуированных вакцинных штаммов. Примеры живых вакцин: вакцина против ветряной оспы, гриппа, желтой лихорадки, кори, полиомиелита, ротавирусной инфекции и эпидемического паротита. Инактивированные вакцины – это наиболее сложные по составу биопрепараты. Для получения их обычно используют эпизоотические вирулентные вирусы. Их подвергают щадящей обработке (инактивации), которая приводит к необратимой утрате способности вируса размножаться (репродуцироваться), но при этом сохраняютсяего антигенные и иммуногенные свойства. Следовательно, в инактивированной вакцине должен быть «убит» вирусный геном (нуклеиновая кислота) и не должны подвергаться изменениям белки, гликопротеины, полисахариды вируса, так как иммунный ответ обусловлен главным образом веществами поверхности капсида вируса. В результате вирус утрачивает способность к репродукции и инфицированию, но сохраняет способность стимулировать у животных специфические факторы иммунитета. Для инактивации вирусов используют физические и химические методы. Из физических методов наиболее распространенными являются γ-лучи, УФ-лучи, воздействие температуры, реже ультразвука, фотодинамическое воздействие некоторых красителей (метиленовая синька, акридиновый оранжевый, толуидин и др.). Наиболее уязвимыми мишенями для γ-лучей являются пуриновые и пиримидиновые основания. Белковая оболочка под воздействием радиации повреждается незначительно. Этот метод дает возможность одновременно надежно инактивировать и стерилизовать готовый препарат. В практике создания инактивированных вакцин наиболее широкое применение получили химические инактиваторы, такие как формальдегид (присоединение формальдегида к аминогруппам пуринов и пиримидинов уничтожает матричную и информационную активность нуклеиновых кислот), β-пропиолактон, этиленамины, гидроксиламин (инактивирующее действие определяется его взаимодействием с пиримидиновыми основаниями нуклеиновой кислоты, зависящим от величины рН) и др. Реагенты, которые используют для инактивации вирусов, являются мутагенами, поэтому инактиватор должен либо подвергнуться самораспаду (β-пропиолактон, гидроксиламин), либо переведен в неактивную форму (нейтрализован), а продукты нейтрализации – остаться безопасными. Для повышения иммуногенной активности вакцины в ее состав вводят адъюванты – вещества разнообразной химической природы, неспецифически стимулирующие иммунный ответ к различным антигенам. В качестве адъювантов используют: гидроксид алюминия, аэросил, минеральные масла, ДЭАЭ-декстан, сапонин. Кроме того, используют синтезированные вещества – мурамилдипептид, полианионы, поликатионы и др. Механизмы действия адъювантов разнообразны и до конца не изучены. Одни из них вызывают воспалительную реакцию, другие способствуют депонированию антигенов и замедляют их гидролиз, третьи способствуют усилению поглощения антигенов макрофагами и антиген-представляющими клетками. К адъювантам предъявляют следующие требования: они должны быть нетоксичными в используемых дозах, не вызывать побочных реакций в организме, сами не обладать антигенной активностью, должны стимулировать развитие длительного гуморального и клеточного иммунитета. Инактивированные вакцины отличаются большей стабильностью свойств, они безопаснее. Такие вакцины используют преимущественно с профилактической целью. Однако эти вакцины имеют некоторые недостатки: технология их изготовления гораздо сложнее, что связано с необходимостью получения большого количества вируссодержащего материала, очистки, концентрации антигена, инактивации вирусного генома и включения в состав вакцины адъювантов; необходимо проводить прививки многократно и в значительных дозах; они индуцируют менее напряженный и длительный иммунитет, чем при использовании живых вакцин; применять их возможно только парентерально; они слабее стимулируют Т-систему иммунитета и местный иммунный ответ, поэтому резистентность слизистых оболочек верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта бывает менее выражена, чем после применения живых вакцин; способны иногда вызывать аллергическое состояние после повторной вакцинации. Примеры инактивированных вакцин: вакцина против полиомиелита, гриппа. Помимо традиционных цельновирионных вакцин (живых, инактивированных) разработаны методы создания вакцин новых поколений: субъединичных, синтетических, получаемых методами генной инженерии. Совершенствование вакцин шло в направлении снижения количества балластных компонентов, снижения реактогенности и повышения иммуногенности препарата. Субъединичные вакцины лишены этих недостатков. Их готовят следующим образом. Очищенные препараты вируса разрушают детергентами (тритон х-100, твины 20−80, додецилсульфат натрия и др.), ферментами, органическими растворителями липидов и т.д. Затем выделяют поверхностные протективные антигены путем ультрацентрифугирования, хроматографии на колонках. Очищенные препараты стерилизуют и концентрируют. Полученные таким путем субъединичные вакцины не содержат геномов возбудителей и балластных антигенов, обладают минимальной реактогенностью, однако иммуногенные свойства их обычно слабее, чем у цельновирионных вакцин. Технологический процесс получения субъединичных вакцин сложный и требует дорогостоящего специального оборудования, поэтому экономически они не всегда выгодны. Высокая стоимость очищенного антигенного материала сдерживает их широкое применение, хотя преимущество их неоспоримо. Отсутствие побочных реакций, неограниченные возможности для ассоциации антигенов, длительное сохранение в минимальных объемах и полнейшая безопасность в связи с отсутствием в препаратах вирусных геномов свидетельствуют о том, что будущее за субъединичными вакцинами. Примеры инактивированных вакцин: вакцина против гриппа, герпеса, гепатита В, ящура. Сплит-вакцины или расщеплённые (Ваксигрип, Бегривак, Флюарикс) содержат разрушенные инактивированные вирионы вируса гриппа — в её состав входят все вирионные белки вируса, не только поверхностные, но и внутренние антигены. За счёт высокой очистки в ней отсутствуют вирусные липиды и белки куриного эмбриона. Принцип создания генно-инженерных вакцин заключается в том, что в геном живых аттенуированных вирусов, бактерий, дрожжей или клеток эукариотов встраивается ген, кодирующий образование протективного антигена того возбудителя, против которого будет направлена вакцина. В качестве вакцин используются сами модифицированные микроорганизмы или протективный антиген, образующийся при их культивировании в условиях in vitro. В первом случае иммунный ответ направлен не только против продуктов встроенного гена, но и на носитель вектора. Примером рекомбинантной вакцины, состоящей из готового антигена, является вакцина против гепатита В, а примером векторных вакцин, антигены которых образуются in vivo, является антирабическая вакцина. Она получена на основе осповакцины и нашла широкое применение в профилактике бешенства среди диких животных с помощью приманки, содержащей эту вакцину. Для создания векторных живых вирусных вакцин используют аттенуированный ДНК-содержащий вирус, в геном которого встраивается необходимый предварительно клонированный ген. Вирус, носитель вектора, активно размножается, а продукт встроенного гена обеспечивает формирование иммунитета. Вектор может содержать несколько встроенных генов, отвечающих за экспрессию соответствующих чужеродных антигенов. Экспериментальные векторные вакцины на основе вируса осповакцины получены к ветряной оспе, гриппу А, гепатитам А и В, простому герпесу. К сожалению, вакцины испытаны преимущественно на животных, которые устойчивы к большинству из этих инфекций. Рекомбинантный продукт не всегда имеет ту же структуру, что и естественный антиген. Иммуногенность такого продукта может быть сниженной. Естественные вирусные антигены в клетках эукариотов подвергаются гликозилированию, что повышает иммуногенность таких антигенов. В бактериях гликозилирование отсутствует или оно происходит не так, как в клетках высших эукариотов. У низших эукариотов (грибов) посттрансляционные процессы занимают среднее положение. Иммуногенность вакцин составляет основу ее эффективности. Как правило, корпускулярные вакцины (живые, убитые) обеспечивают необходимую иммуногенность, а в остальных случаях часто приходится использовать дополнительные методы повышения иммуногенности вакцин. С точки зрения молекулярной и клеточной иммунологии вакцина должна удовлетворять следующим требованиям: активировать вспомогательные клетки (макрофаги, дендритные клетки, клетки Лангерганса), участвующие в процессинге и презентации антигена; содержать эпитопы для Т- и В-клеток, обеспечивающие необходимое соотношение гуморального и клеточного иммунитета; легко подвергаться процессированию, ее эпитопы должны обладать способностью взаимодействовать с антигенами гистосовместимости класса I и (или) II; индуцировать образование регуляторных клеток (Т-хелперов, В- и Т- супрессоров), эффекторных клеток (киллеров, Т-эффекторов ПЧЗТ, антителобразующих клеток) и клеток иммунологической памяти. Таким образом, можно заключить, что целью любой прививки является доставка в человеческий организм вакцины − ослабленного или убитого возбудителя болезни, или похожего на него вещества. В ответ на появление вакцины здоровый организм начинает вырабатывать антитела, которые «охотятся» на возбудителя, и тем самым не дают заразиться. Некоторые вакцины влияют не только на гуморальный, но и на клеточный иммунитет. Чаще всего иммунная система запоминает вакцинный антиген и при повторном попадании возбудителя в организм быстро мобилизует свои силы для его нейтрализации. Эти механизмы лежат в основе невосприимчивости ко многим заболеваниям (иммунитета). В настоящее время происходит переход на создание рекомбинантных вакцин, т.е. таких препаратов, где действующее начало − чистый единичный белок − получается в результате генно-инженерных манипуляций. Вакцины применяются для предупреждения вирусных заболеваний. Уже имеются вакцины против некоторых из этих возбудителей, кроме того, ведутся работы по созданию вакцин для защиты от остальных вирусов. Сегодня в общей медицинской и ветеринарной практике применяется более 50 вакцин.