Вакцины

Вакцинами, по предложению Л.Пастера, называют все прививочные препараты, получаемые из микроорганизмов, их антигенов и токсинов, которые применяются для активной иммунизации людей и животных с профилактическими и лечебными целями. Это название дано в честь Э.Дженнера, впервые получившего вакцину против натуральной оспы с использованием инфекционного материала от коровы (vaccina – коровья).

Вакцины, которые широко используются в настоящее время, получают из микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности или из их антигенов и подразделяют на живые (аттенуированные), инактивированные (убитые), анатоксины, рекомбинантные генно-инженерные и комбинированные вакцины. Интенсивно разрабатываются ДНК-вакцины, против многочисленных возбудителей вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваний, получены экспериментальные антиидиотипические вакцины. Разрабатываются вакцины, содержащие продукты генов главного комплекса гистосовместимости (ГКГ), растительные и мукозальные вакцины.

Каждый тип вакцин имеет принципиальные особенности, преимущества и недостатки, связанные с методами и схемами их применения, механизмом развития поствакцинального иммунитета, его длительностью и прочностью, реактогенностью и т.д.

Живые (аттенуированные) вакцины — это взвеси выращенных на различных питательных субстратах в условиях производственных лабораторий вакцинных штаммов микроорганизмов (бактерии, вирусы, риккетсии). Основным свойством вакцинных штаммов, принципиально отличающим их от циркулирующих в природе патогенных штаммов – возбудителей инфекционных заболеваний, является генетически закрепленная утрата ими патогенных свойств и потеря способности вызывать в организме человека типичное инфекционное заболевание. Вместе с тем вакцинные штаммы обладают способностью «приживаться» в организме человека, т.е. размножаться как в месте введения, так и в дальнейшем в регионарных лимфатических узлах и внутренних органах.

Пребывание и размножение в организме вакцинного штамма длится обычно несколько недель и, не сопровождаясь клиническими проявлениями, характерными для данного заболевания, приводит к формированию иммунитета против инфекционного заболевания, вызываемого патогенными формами соответствующего возбудителя. В отдельных случаях (например, при применении вакцины БЦЖ) вакцинные штаммы в виде L-форм переживают в организме в течение нескольких лет.

Вакцинные, или аттенуированные, штаммы микроорганизмов получают следующими путями: пассированием через невосприимчивых животных; культивированием в неблагоприятных условиях жизнедеятельности для данного микроорганизма; отбором спонтанных мутантов от больных людей или животных; использованием методов генной инженерии. Одним из главных требований, предъявляемых к вакцинным штаммам, является стойкая, наследственно закрепленная утрата ими вирулентности.

Живые вакцины обладают преимуществами перед вакцинами других типов, наиболее существенными из которых являются: напряженность, прочность и длительность обусловливаемого ими иммунитета, приближающегося к постинфекционному, формирующемуся после инфекционного заболевания; однократность введения при вакцинации (определяется способностью вакцинных штаммов размножаться в организме человека и в течение длительного времени раздражать иммунную систему); возможность введения в организм человека не только парентерально, но и более простыми путями (накожно, перорально, интраназально).

Недостатком живых вакцин является возможность отмирания вакцинных штаммов в процессе производства, транспортировки и хранения. Чтобы избежать этого, при работе с живыми вакцинами необходимо учитывать следующее: более устойчивы живые вакцины, выпускаемые в виде сухих лиофилизированных препаратов; при транспортировке и хранении важно избегать нарушений в «холодовой цепи»; при вскрытии ампул и растворении их содержимого необходимо строго соблюдать правила асептики, так как живые вакцины не содержат консервантов; совершенно недопустим контакт с живыми вакцинами любых дезинфицирующих средств, инактивирующих микроорганизмы (особенно это важно при накожном введении живых вакцин; в этих случаях для дезинфекции кожи необходимо использовать легко испаряющиеся препараты – спирт, эфир); при применении живых бактерийных вакцин за 1-2 дня до прививки и в течение 1 недели (как минимум) после нее должно быть исключено применение антибиотиков, сульфаниламидов и иммуноглобулинов.

Наиболее широкое применение получили живые вакцины против кори, эпидемического паротита, туберкулеза, полиомиелита, туляремии, бруцеллеза, сибирской язвы, чумы и другие.

Вакцины инактивировнанные (убитые) подразделяются на корпускулярные, химические, конъюгированные, расщепленные субвирионные и субъединичные вакцины.

Корпускулярные вакцины получены из цельных вирусов (цельновирионные)или бактерий (цельноклеточные), у которых прекращена биологическая способность к росту или репродукции. При изготовлении убитых вакцин полученные после выращивания взвеси бактерий или вирусов подвергают инактивации различными методами, основными требованиями к которым являются надежность инактивации и минимальное повреждающее действие на антигены бактерий и вирусов.

В зависимости от вида микроорганизма применяют тот или иной метод инактивации (нагревание, обработка ацетоном, спиртом, формалином, фенолом). Убитые вакцины более устойчивы при хранении, чем живые. Тем не менее, чтобы исключить возможность изменения их свойств, убитые вакцины необходимо хранить при температуре 6±2°С, не допуская замораживания жидких убитых вакцин, так как при последующем оттаивании возможны изменения физических свойств препарата: в нем могут появляться хлопья, происходить разрушение и лизис микробных клеток. Это приведет к повышению реактогенности вакцины за счет выхода бактерийных антигенов в жидкую фазу препарата.

Эффективность убитых вакцин ниже, чем живых. Основной способ их применения – подкожные инъекции, которые необходимо повторять из-за относительно короткого срока создаваемого убитыми вакцинами иммунитета. Для повышения иммуногенности используют сорбцию на адъювантах и бустерные иммунизации.

По иммуногенности корпускулярные вакцины уступают живым: через 10–14 дней индуцируют иммунный ответ продолжительностью до года. Слабая иммуногенность связана с денатурацией антигенов в процессе приготовления.

Корпускулярные вакцины хорошо ассоциируются, стабильны и безопасны. Они не вызывают заболеваний, так как реверсия и приобретение вирулентности невозможны. Корпускулярные вакцины высокореактогенны, вызывают сенсибилизацию организма и индуцируют аллергические реакции. Выпускаются в жидком и сухом виде. Они не так чувствительны к условиям хранения, как живые вакцины, но их нельзя использовать после замораживания.

В практике здравоохранения убитые вакцины применяют против коклюша, гриппа, клещевого энцефалита, брюшного тифа, паратифов, холеры.

Химические вакцины содержат наиболее активные по иммунологическим свойствам специфические компоненты – антигены, извлекаемые из микробных клеток химическими методами. Это сложные комплексы органических соединений – полисахаридов, полипептидов, липидов. выделенные из бактериальной биомассы вещества определённой химической структуры. Преимущество таких вакцин заключается в снижении количества балластных веществ и снижении реактогенности. Такие вакцины легче поддаются ассоциации. Кроме того, извлеченные из микробной клетки антигены более стабильны и их легче стандартизировать, чем корпускулярные вакцины. Недостаток химических вакцин, содержащих полисахаридные Т-независимые антигены, — независимость от рестрикции по антигенам ГКГС.

Среди препаратов этой группы используются вакцины против пневмококковой (Пневмо-23), менингококковой инфекций, брюшного тифа, дизентерии.

Конъюгированные вакцины — комбинации бактериальных полисахаридов с иммуногенным белком-носителем (обычно анатоксином другого типа микроорганизмов).Некоторые бактерии (гемофильная палочка, пневмококки) имеют антигены, которые плохо распознаются иммунной системой детей. В современных вакцинах полисахариды конъюгируют с иммуногенным белком-носителем, хорошо распознаваемым иммунной системой ребёнка. В результате иммуногенность конъюгированных вакцин повышается, а при их введении индукцируется Т-клеточная иммунологическая память.

Применяются вакцины против гемофильной инфекции (конъюгирована со столбнячным анатоксином), вакцина для профилактики пневмококковой инфекции (конъюгирована с дифтерийным анатоксином).

Расщепленные субвирионные (сплит) вакцины представляют собой препараты, в которых структурные компоненты вириона разъединены с помощью детергентов и очищены с помощью ультрафильтрации, гельфильтрации, хроматографии. Содержат поверхностные антигены и набор внутренних антигенов вирусов. Они имеют низкую реактогенность, высокую степень специфической безопасности и достаточную иммуногенную активность. Большинство сплит-вакцин разрешено использовать у детей с 6-месячного возраста. Применяются сплит-вакцины для профилактики гриппа.

Субъединичные (молекулярные) вакцины содержат протективные эпитопы (определенные молекулы) бактерий или вирусов. Преимущество субъединичных вакцин в том, что из микробных клеток выделяются иммунологически активные субстанции — изолированные антигены. При введении в организм растворимые антигены быстро рассасываются, поэтому для повышения напряженности иммунитета их сорбируют на адъювантах. Иммуногенность субъединичных вакцин выше, чем корпускулярных, но меньше, чем живых. Они малореактогенны, стабильны, легче подвергаются стандартизации, их можно вводить в виде ассоциированных препаратов.

Вариантом субъединичных вакцин являются вакцины с искусственным адъювантом, которые создаются при использовании естественных антигенов (гаптенная или слабоантигенная детерминанта) и синтетических носителей. Одним из вариантов является гриппозная вакцина, состоящая из белков вируса гриппа (гемагглютинина и нейраминидазы) и искусственной структуры (полиоксидония). Эта структура, кроме функции носителя и адъюванта, активно стимулирует более высокий иммунный ответ, особенно у тех индивидуумов или популяций, которые по своим природным особенностям не способны развивать выраженную иммунную реакцию на естественный антиген. Синтетические вакцины не содержат балластных веществ, поэтому считается, что они не должны вызывать побочные эффекты.

Субъединичные вакцины применяются для профилактики гриппа и коклюша (бесклеточная коклюшная вакцина).

Анатоксины – это иммунобиологические препараты, которые получают в результате соответствующей обработки экзотоксинов бактерий и применяют для выработки активного иммунитета у привитых. Возможность использования анатоксинов в целях профилактики связана с тем, что в основе патогенеза многих заболеваний (столбняк, дифтерия, ботулизм, газовая гангрена) лежит воздействие на организм специфических ядовитых продуктов, выделяемых возбудителями этих заболеваний – экзотоксинов.

Наряду со способностью вызывать патологические процессы в живом организме, экзотоксины обладают весьма важным свойством – антигенностью, т.е. способностью при введении в организм в небольших дозах вызывать образование специфических антител – антитоксинов. После добавления небольших количеств формалина и выдерживания в течение нескольких дней при температуре 37-40°С экзотоксины полностью теряют токсичность, сохраняя при этом свои антигенные свойства. Полученные таким образом из токсинов препараты были названы Рамоном анатоксинами. Анатоксины являются одними из наиболее эффективных и безопасных препаратов, используемых с целью активной иммунизации людей.

Анатоксины, предназначенные для иммунизации людей, готовят в виде очищенных, концентрированных препаратов, адсорбированных на геле гидроксида алюминия. Адсорбция анатоксинов на различных минеральных адсорбентах (в т.ч. на гидроксиде алюминия) обусловливает резкое повышение эффективности вакцинации. Это объясняется созданием в месте введения адсорбированного препарата депо антигена, а также замедленным его всасыванием: дробное поступление антигена из места инъекции обеспечивает эффект суммации антигенного раздражения, резко повышает иммунологический ответ. Помимо этого, депонирующее вещество вызывает в месте инъекции воспалительную реакцию. С одной стороны, это препятствует всасыванию антигена и усиливает депонирующее действие антигена, а с другой, являясь неспецифическим стимулятором, усиливает плазмоцитарные реакции в лимфатических тканях организма, участвующих в иммуногенезе.

Адсорбированные препараты перед употреблением необходимо взбалтывать, чтобы обеспечить во всем объеме равномерное распределение активного начала, которое перед взбалтыванием находится в осадке вместе с адсорбентом. В практике наиболее широкое применение получили дифтерийный, столбнячный и ботулинический анатоксины.

Рекомбинантные генно-инженерные вакцины получают методами генной инженерии с использованием рекомбинантной ДНК-технологии: гены вирулентного микроорганизма, отвечающие за синтез протективных антигенов, встраивают в геном носителя-вектора. Векторный микроорганизм продуцирует белки, кодируемые встроенным геном. Такая технология позволяет использовать для иммунизации очищенные протективные антигены. При этом исключается введение других микробных антигенов, которые не являются протективными, но могут индуцировать реакцию гиперчувствительности или обладать иммунодепрессивным действием.

Сегодня широко используются высокоиммуногенные рекомбинантные вакцины для профилактики ВГВ, полученные на основе клеток дрожжей-сахаромицетов, в геном которых встроен ген, кодирующий синтез HBs-Аg. В результате экспрессии вирусного гена дрожжи продуцируют HBs-Аg, который затем очищается и связывается с адъювантом. Рекомбинантные вакцины безопасны, достаточно иммуногенны, могут быть использованы для создания комплексных вакцин. Примером рекомбинантной вакцины является вакцина против гепатита В.