Современные вакцины

Современные вакцины

1. Цельновирионные и живые вакцины (вакцины первого поколения)

Разработка гриппозных вакцин была начата в начале 40-х годов  под эгидой и при поддержке  военного ведомства США, так как  массовая заболеваемость во время эпидемий гриппа расценивалась как угроза боеспособности войск. Самые первые вакцины содержали в своем  составе цельные вирусные частицы (живые аттенуированные и убитые инактивированные). Вакцины получали путем инактивации вируса (выращенного на куриных эмбрионах) формалином. Эффективность таких вакцин была достаточно высокая. Так, в 1943 году плацебо контролируемое исследование, проведенное на 12 000 американских солдат, показало их эффективность от 70% до 80% в предупреждении заболевания и профилактике тяжелых форм гриппа. Однако, из-за недостаточно хорошей очистки, данные вакцины содержали большое количество куриного белка, и поэтому обладали высокой реактогенностью: вакцинация нередко сопровождалась высокой температурой, уплотнением и болезненностью в месте инъекции.

На протяжении полувека вакцины постоянно совершенствовались, их эффективность и чистота постоянно улучшались. В 1966 году стал применяться новый технологический метод очистки (зональное центрифугирование), который позволил добиться лучшей очистки вакцины от яичного белка и различных компонентов клеток (которые и были причиной наиболее частых и серьезных реакций на вакцину). Такие высоко очищенные вакцины были менее реактогенными по сравнению с самыми первыми вакцинами, но все еще, особенно у детей, часто вызывали системные реакции (головную боль, повышение температуры и недомогание). Это было связано с большим содержанием вирусных компонентов в вакцине, которые стимулировали выработку интерферона в такой же степени, как это происходит при заражении диким вирусом. Повышенная концентрация интерферона в организме и является причиной "побочных эффектов", которые рассматриваются как общие реакции на введение вакцины. 

Электронная микрофотография  вакцины против гриппа без зонального центрифугирования (А) и после зонального центрифугирования (В) 

На сегодняшний  день инактивированная цельновирионная вакцина содержит цельные вирусы гриппа, прошедшие предварительную инактивацию и очистку. При изготовлении вакцины, вирус гриппа выращивается на куриных эмбрионах, затем выделяется и инактивируется современными методами. Данные вакцины обладают хорошими показателями иммунного ответа, однако они обладают высокой реактогенностью и поэтому не могут применяться у детей. 

Живые противогриппозные  вакцины представляют собой ослабленный  вирус гриппа, полученный из вируссодержащей  аллантоисной жидкости куриных эмбрионов, очищенной методом ультрацентрифугирования. Как и цельновирионная, живая вакцина характеризуется высокой реактогенностью.

Также, при использовании  живых вакцин необходимо помнить  о следующих моментах:

Спонтанные мутации Во время размножения вируса в человеческом организме возможно непредсказуемые изменения генетической структуры (потеря аттенуации, возвращение вирулентности, изменение тканевого тропизма).

Коинфекция с "диким" вирусом человека или животных. Это является более серьезной, хотя и теоретической опасностью - одновременное инфицирование вакцинным вирусом и диким. Если дикий штамм - человеческий вирус, последствия могут не быть слишком серьезны. Однако существует вероятность инфицирования человека вирусом гриппа животных (это показали случаи заражения человека от животных в Гонконге в 1997 году). По самому пессимистичному сценарию, двойная инфекция в этом случае может привести к серьезным изменениям в генетической структуре вируса (антигенный шифт), что может привести к пандемии.

К тому же, и цельновирионные и живые вакцины имеют достаточно широкий перечень противопоказаний, которые резко ограничивают их применение у лиц с высоким риском осложнений после гриппа:

острое заболевание;

аллергия к  куриному белку;

бронхиальная  астма;

диффузные заболевания  соединительной ткани;

заболевания надпочечников;

заболевания нервной  системы;

хронические заболевания  легких и верхних дыхательных  путей;

сердечно-сосудистая недостаточность и гипертоническая болезнь II и III стадий;

болезни почек;

болезни эндокринной  системы;

болезни крови;

беременность.

2. Расщепленные (сплит) вакцины (второе поколение) 

Применение диэтиловых эфиров в качестве растворителей позволило раздробить липидную мембрану вируса на части, что явилось основой для появления сплит-вакцин (split - англ. расщеплять) в 60-х годах.

Сплит-вакцины содержат частицы разрушенного вируса - поверхностные и внутренние белки. Изготавливается вакцина путем расщепления вирусных частиц при помощи органических растворителей или детергентов. Сплит-вакцины характеризуются значительно меньшим риском побочных реакций, предположительно в связи с разрушением пространственной структуры вируса.

Данный тип  вакцин более совершенен, чем цельновирионные, однако в связи с тем, что в вакцину попадают внутренние компоненты вируса гриппа возможно развитие непереносимости и аллергических реакций на данный тип вакцин. В связи с наличием внутренних частиц вируса переносимость сплит-вакцин хуже, чем у субъединичных вакцин.

Современные вакцины подразделяются на четыре класса.

1. Ослабленные живые  вакцины. К счастью, бактерии и вирусы могут быть изменены для уменьшения их способности вызывать заболевания с одновременным сохранением возможности стимулировать образование активных антител. Это достигается с помощью проведения так называемого процесса ослабления и обычно осуществляется посредством выращивания микроорганизма в неестественном хозяине-носителе, например в яйцах, различных видах животных или в культуре тканей. Степень ослабления зависит от того, как долго микроорганизм удерживается в искусственной системе. Суть дела заключается в том, чтобы достичь баланса для получения максимального производства антител у животного, которому введена вакцина, и не вызвать при этом заболевания. Преимущество живых вакцин заключается в том, что при их применении требуется введение только одной дозы вакцины для стимулирования иммунитета у взрослых животных. Собаки, которым сделана прививка идеальной живой вакциной, не будут распространять микроорганизмы другим собакам. Это как раз то, что имеет место у современных вакцин против чумы плотоядных. Если же микроорганизмы в живой вакцине оказываются недостаточно ослабленными, тогда они могут распространяться вакцинированными собаками и инфицировать входящих с ними в контакт животных. И если подобная ситуация возникает неоднократно, тогда существует риск, что у микроорганизма может возвратиться его способность вызывать заболевание. Такие вакцины лучше не использовать там, где имеются в наличии хорошие альтернативные инактивированная вакцина или живые вакцины, при введении которых микроорганизмы не распространяются.

2.  Инактивированнные вакцины. Они состоят из микроорганизмов, которые были убиты посредством нагревания или с помощью химических веществ, например формалина. Несмотря на то, что эти микроорганизмы не способны к размножению, тем не менее, они стимулируют образование антител у вакцинированного животного. Однако обычно требуется вводить две дозы такой вакцины, а для усиления эффекта может оказаться необходимой добавка (или адъювант, как ее еще называют). Если говорить в общем, производимый такими вакцинами иммунитет не имеет столь длительного периода действия, но вполне очевидно, что факторы безопасности являются более высокими.

3.   Анатоксины. Болезнетворное воздействие некоторых микроорганизмов основывается на ядовитых веществах, называемых токсинами, которые эти бактерии вырабатывают. Организм в ответ на это вырабатывает специфические антитела, называемые антитоксинами, которые способны нейтрализовать токсины. Это можно сделать искусственно введением анатоксинов, которые представляют собой токсины, лишенные своего токсического воздействия. Анатоксины получают при помощи инактивации токсинов путем нагревания или использования химических средств, а при введении они стимулируют создание в организме антитоксинов. Для стимулирования иммунитета обычно требуется введение двух доз, но кроме этого может возникнуть необходимость в усиливающих дозах после 1,2 или 3 лет. Вероятно, самым ярким примером является столбнячный анатоксин.

4.   Комбинированные  вакцины. Сейчас имеются комбинированные вакцины при соблюдении совместимости антигенов. Такие вакцины могут содержать, например, Два живых антигена, несколько убитых антигенов или даже комбинацию живых и убитых антигенов. Эти вакцины дают возможность создать эффективную защиту против заболеваний при минимальном количестве инъекций.

Вакцины будущего

Свыше века назад  Луи Пастер обосновал главный  принцип создания прививок, которые  обеспечивают невосприимчивость организма  к возбудителям заразных болезней. Ученый доказал: если животному или  человеку ввести вакцину из ослабленных  или убитых микробов, то в дальнейшем при попадании этих же микробов в  организм в крови появляются особые антитела, способные их разрушать  и нейтрализовать яды, которые они  вырабатывают. Так формируется невосприимчивость  к возбудителю данного заболевания.

 Благодаря  предохранительным прививкам была  ликвидирована натуральная оспа, резко снижена угроза столбняка,  дифтерии, полиомиелита, коклюша и  ряда других инфекций.

 Однако со  временем выяснилось, что вакцины,  приготовленные по классическим  пастеровским рецептам, не всесильны.

Создание вакцин с новыми свойствами и возможностями—не просто ответ на насущные потребности  практической медицины, это веление  времени, фактор поступательного развития иммунологии. Действительно, пастеровские вакцины спасли миллионы и миллионы человеческих жизней, стали основным, самым действенным оружием борьбы с опаснейшими инфекциями. Но то, что было хорошо во времена, когда  в мире бушевали эпидемии оспы, холеры, тифов, когда яростно наступал полиомиелит, уже не во всем удовлетворяет запросы  наших дней.

 Прежде, чем  приступить к созданию новых  вакцин, вакцин будущего, надо было  глубоко разобраться в сложнейшем  механизме образования невосприимчивости  к возбудителям тех или иных  болезней. А тут все еще множество  «белых пятен». Шаг за шагом,  усилиями многих исследователей  картина таинственного процесса  постепенно стала проясняться.  Общая его схема видится сегодня  такой: ежеминутно костный мозг  выбрасывает в кровь особые  стволовые клетки, которые по  неведомым пока законам делятся  на два потока. Один поток попадает  в центральный орган иммунной  системы — вилочковую железу, или тимус, где из стволовых  клеток рождаются Т-лимфоциты.  Из другого потока стволовых  клеток образуются В-лимфоциты.  А вот где это происходит, пока  неизвестно. Одни ученые считают  местом преобразования стволовых  клеток в В-лимфоциты аппендикс,  другие—особые участки кишечника,  а третьи (и их большинство)  —костный мозг.

 Оба вида  лимфоцитов вместе с открытыми  еще И. И. Мечниковым крупными  клетками, «пожирателями бактерий»—макрофагами, и составляют основное защитное воинство нашего организма. Число солдат в нем астрономически велико—1012. Непрерывно и неутомимо несет службу эта гвардия стражей порядка, проверяя, не проник ли в организм «чужак». И если таковой обнаруживается, немедленно звучит сигнал тревоги, и войска иммунитета идут в атаку. Т-лимфоциты первыми бросаются на врага, находят на его «теле» особую группировку атомов —концентрат чужой генетической информации —и вцепляются в нее своими рецепторами. Тут подоспевают В-лимфоциты и выстреливают в незваного пришельца антителами —«снарядами», специально предназначенными именно для данного нарушителя порядка.

 Биологи подсчитали, что в крови взрослого человека  имеется до десяти тысяч разных  иммуноглобулинов, составляющих основу  защитных антител. Наука только  начинает разбираться в том,  почему и как в организме  оказываются заранее припасенными  «боезаряды», нацеленные почти  против всех антигенов, которые  могут повстречаться ему в  течение жизни. Природа этой  иммунологической загадки ждет  своей расшифровки.

Стройная, веками отлаженная система поиска чужеродных антигенов и защиты от них в  организме существует. Но почему же тогда наш иммунитет дает порой досадные срывы?

 Окончательного  ответа на этот вопрос пока  нет. Но существует несколько  концепций. Наша такова: для победы  над любым чуждым организму  антигеном Т- и В-лимфоциты обязательно должны кооперироваться, четко взаимодействовать, порознь им не добиться успеха. И чтобы раздался спасительный залп антителами, В-лимфоциты должны получить соответствующий сигнал-приказ от Т-лимфоцитов. А он-то в ряде случаев не поступает. Почему же Т-лимфоциты молчат, практически парализуя всю систему обороны? Ответ может быть двояким: либо вторгшийся антиген настолько слаб, что Т-лимфоциты не видят в нем врага и не организуют оборону против него, либо что-то не срабатывает в самом механизме иммунитета.