Вакцини, їх отримання з мікроелементів

Введення

Вакцини (Vaccines) - препарати, призначені для створенняактивного імунітету в організмі щеплених людей чи тварин. Основнимдіючим початком кожної вакцини є іммуноген, тобтокорпускулярна чи розчинена субстанція, що несе на собі хімічніструктури, аналогічні компонентам збудника захворювання, відповідальнимза вироблення імунітету.
Залежно від природи іммуногена вакцини підрозділяються на:
1. цельномікробние або цельновіріонние, що складаються з мікроорганізмів, відповідно бактерій чи вірусів, що зберігають у процесі виготовлення свою цілісність;
2. хімічні вакцини з продуктів життєдіяльності мікроорганізму

(класичний приклад - анатоксини) чи його інтегральних компонентів, т.зв. субмікробние або субвіріонние вакцини;
3. генно-інженерні вакцини, що містять продукти експресії окремих генів мікроорганізму, напрацьовані в спеціальних клітинних системах;
4. химерні, чи векторні вакцини, у яких ген, що контролює синтез протективного білка, вбудований у нешкідливий мікроорганізм у розрахунку на те, що синтез цього білка буде відбуватися в організмі прищепленого і, нарешті,
5. синтетичні вакцини, де в якості іммуногена використовується хімічний аналог протективного білка, отриманий методом прямого хімічного синтезу.

У свою чергу серед цельномікробних (цельновіріонних) вакцин виділяють інактивовані, або убиті, і живі аттенуірованних. У першуможливість прояву патогенних властивостей мікроорганізму надійноусувається за рахунок хімічної, термальною чи іншої обробки мікробної
(вірусної) суспензії, іншими словами, умертвіння збудника хвороби призбереженні його іммунізірующей активності; у другому - за рахунок глибоких істабільних змін у геномі мікроорганізму, що виключають ймовірністьповернення до вірулентного фенотипу, тобто реверсії. Ефективність живих вакцин визначається в кінцевому рахунку здатністю аттенуірованних мікроорганізму розмножуватися в організмі прищепленого, відтворюючиімунологічно активні компоненти безпосередньо в його тканинах. Привикористанні убитих вакцин іммунізірующій ефект залежить від кількостііммуногена, що вводиться в складі препарату, тому з метою створення більшповноцінних імуногенних стимулів доводиться вдаватися до концентрації іочищення мікробних кліток чи вірусних часток. Іммунізірующую здатністьінактивованих і всіх інших нерепліцірующіхся вакцин вдається підвищитишляхом сорбції іммуногена на великомолекулярних хімічно інертнихполімерах, додавання ад'ювант, тобто речовин, що стимулюють імунніреакції організму, а також укладення іммуногена в дрібні капсули,які повільно розсмоктуються, сприяючи депонуванню вакцини в місцізапровадження та пролонгуванню, тим самим, дії імуногенних стимулів.

Компоненти вакцин

Як відомо, основу кожної вакцини складають протективногоантигени, що представляють собою лише невелику частину бактеріальної клітиниабо вірусу і забезпечують розвиток специфічної імунної відповіді.
Протективного антигени можуть бути білками, глікопротеїдів,ліпополісахарідобелковимі комплексами. Вони можуть бути пов'язані з мікробнимиклітинами (коклюшна паличка, стрептококи та ін), секретуватися ними
(бактеріальні токсини), а у вірусів розташовуються переважно вповерхневих шарах суперкапсіда віріона.

До складу вакцини, крім основного діючого початку, можуть входитита інші компоненти - сорбент, консервант, наповнювач, стабілізатор інеспецифічні домішки. До останніх можуть бути віднесені білки субстратукультивування вірусних вакцин, слідові * кількість антибіотика і білкасироватки тварин, використовуваних у ряді випадків при культивуванніклітинних культур.

(* - слідові називається кількість речовини, невизначені сучаснимиметодиками). Консерванти входять до складу вакцин, вироблених в усьому світі.
Їх призначення складається в забезпеченні стерильності препаратів у тих випадках,коли виникають умови для бактеріальної контамінації (появамікротріщин при транспортуванні, збереження розкритої первинної многодознойупаковки). Вказівка про необхідність наявності консервантів міститься врекомендаціях ВООЗ. Що стосується речовин, що використовуються якстабілізаторів та наповнювачів, то у виробництві вакцин використовуються ті зних, які допущені для введення в організм людини.

Вакцинація і ревакцинація

Вакцинація буває як одноразового (кір, паротит, туберкульоз), так ібагаторазового (поліомієліт, АКДС). Кратність говорить про те, скільки разівнеобхідно отримати вакцину для утворення імунітету.

Ревакцинація - захід, спрямований на підтримку імунітету,виробленого попередньої вакцинації. Звичайно проводиться через кількароків після вакцинації.

Ефективність вакцинації

Поствакцінаціонний імунітет - імунітет, який розвивається післявведення вакцини. Вакцинація не завжди буває ефективною. Вакцини втрачаютьсвої якості при неправильному зберіганні. Але навіть якщо умови зберіганнядотримувалися, завжди існує ймовірність, що імунітет непростимулює.

На розвиток поствакцинального імунітету впливають наступні фактори:

1.Завісящіе від самої вакцини:

а) чистота препарату;

б) час життя антигену;

в) доза;

г) наявність протективного антигенів;

д) кратність введення.

2 . Залежачі від організму:

а) стан індивідуального імунної реактивності;

б) вік;

в) наявність імунодефіциту;

г) стан організму в цілому;

д) генетична схильність.

3. Залежачі від зовнішнього середовища

а) харчування;

б) умови праці та побуту;

в) клімат;

г) фізико -хімічні чинники середовища.

Класифікація вакцин

інактивованих (убиті) вакцини

інактивованих вакцин отримують шляхом впливу на мікроорганізми хімічним шляхом чи нагріванням. Такі вакцини єдосить стабільними і безпечними, тому що не можуть викликати реверсівірулентності. Вони часто не сурми зберігання на холоді, що зручно впрактичному використанні. Однак у цих вакцин мається і ряднедоліків, зокрема, вони стимулюють більш слабкий імунна відповідь івимагають застосування декількох доз (бустерні імунізації).

Вони містять або убитий цілий мікроорганізм (наприкладцельноклеточная вакцина проти коклюшу, інактивована вакцина протисказу, вакцина проти вірусного гепатиту А), або компонентиклітинної стінки чи інших частин збудника, як наприклад у ацелюлярнимвакцині проти коклюшу, Кон'югований вакцині проти гемофілуснойінфекції чи у вакцині проти менінгококової інфекції. Їх вбиваютьфізичними (температура, радіація, ультрафіолетове світло) або хімічними
(спирт, формальдегід) методами. Такі вакцини реактогенни, застосовуютьсямало (коклюшна, проти гепатиту А).

інактивованих вакцин також є корпускулярним. Аналізуючивластивості корпускулярних вакцин також варто виділити, як позитивнітак і їхні негативні якості. Позитивні сторони: Корпускулярніубиті вакцини легше дозувати, краще очищати, вони довгостроково зберігаються іменш чутливі до температурних коливань. Негативні сторони: вакцина корпускулярна - містить 99% баласту і тому реактогенная,крім того, містить агент, який використовується для умертвіння мікробних клітин
(фенол). Ще одним недоліком інактивованої вакцини є те, щомікробний штам не приживляється, тому вакцина слабка і вакцинаціяпроводиться в 2 або 3 прийоми, вимагає частих ревакцинацій (АКДС), щоважче в плані організації в порівнянні з живими вакцинами.
Інактивовані вакцини випускають як у сухому (ліофілізованому), так і врідкому вигляді. Багато мікроорганізмів, що викликають захворювання в людини,небезпечні тим, що виділяють екзотоксини, які є основнимипатогенетичними чинниками захворювання (наприклад, дифтерія, столбнік).
Анатоксини, що використовуються в якості вакцин, індукують специфічнийімунну відповідь. Для отримання вакцин токсини найчастіше знешкоджують здопомогою формаліну.

Живі вакцини

Вони містять ослаблений живий мікроорганізм. Прикладом можуть служити вакцини проти поліомієліту, кору, паротиту, краснухи або туберкульозу.
Можуть бути отримані шляхом селекції (БЦЖ, грипозна). Вони здатнірозмножуватися в організмі і викликати вакцинальний процес, формуючинесприйнятливість. Утрата вірулентності в таких штамів закріпленагенетично, однак в осіб з імунодефіцитами можуть виникнути серйозніпроблеми. Як правило, живі вакцини є корпускулярним.

Живі вакцини одержують шляхом штучного аттенуірованія
(ослаблення штаму (BCG - 200-300 пасажів на жовчному бульйоні, ЖВС - пасажна тканині бруньок зелених мавп) або відбираючи природні авірулентниештами. В даний час можливий шлях створення живих вакцин шляхом генноїінженерії на рівні хромосом з використанням рестріктаз. Отримані штамибудуть мати властивості обох збудників, хромосоми яких були взятідля синтезу. Аналізуючи властивості живих вакцин варто виділити, якпозитивні так і їхні негативні якості.

Позитивні сторони: за механізмом дії на організм нагадують
"дикий" штам, може приживляється в організмі і довгостроково зберігатиімунітет (для корової вакцини вакцинація в 12 і більше міс. ревакцинація в 6років), витісняючи "дикий" штам. Використовуються невеликі дози для вакцинації
(зазвичай одноразова) і тому вакцинацію легко проводити організаційно.
Останнє дозволяє рекомендувати даний тип вакцин для подальшоговикористання.

Негативні сторони: жива вакцина корпускулярна - містить 99%баласту і тому звичайно досить реактогенная, крім того, вона здатнавикликати мутації клітин організму (хромосомні аберації), що особливонебезпечно відносно статевих клітин. Живі вакцини містять віруси -забруднювачі (контоменантами), особливо це небезпечно в відношенні мавп
СНІДу та онковірусов. На жаль, живі вакцини важко дозуються іпіддаються біоконтролю, легко чутливі до дії високих температур івимагають неухильного дотримання холодового ланцюга.

Хоча живі вакцини вимагають спеціальних умов зберігання, вонипродукують досить ефективний клітинний і гуморальний імунітет ізазвичай вимагають лише одне бустерное введення. Більшість живих вакцинвводиться парентерально (за винятком поліомієлітної вакцини).

На тлі переваг живих вакцин мається й одне застереження, асаме: можливість реверсії вірулентних форм, що може стати причиноюзахворювання вакцініруемого. З цієї причини живі вакцини повинні бутиретельно протестовані. Пацієнти з імунодефіцитами (одержуютьімуносупресивну терапію, при СНІД і пухлинах) не повинні одержувати такі вакцини.

Прикладом живих вакцин можуть служити вакцини для профілактикикраснухи (Рудівакс), кору (Рувакс), поліомієліту (Поліо Себін Веро),туберкульозу, паротиту (Імовакс Орейон). Живі вакцини випускаються вліофілізованому вигляді (крім поліомієлітної).

Асоційовані вакцини

Вакцини різних типів, що містять кілька компонентів (АКДС).

Корпускулярні вакцини

- є бактерії або віруси, інактивовані хімічним
(формалін, спирт, фенол) або фізичною (тепло, ультрафіолетове опромінення)впливом. Прикладами корпускулярних вакцин є: коклюшна (яккомпонент АКДС і Тетракок), антирабічна, лептоспірозная, грипозніцельновіріонние, вакцини проти енцефаліту, проти гепатиту А (АВАКС),інактивована поліовакцина (Імовакс Поліо, або як компонент вакцини
Тетракок).

Хімічні вакцини

Містять компоненти клітинної стінки чи інших частин збудника,як наприклад у ацелюлярним вакцині проти коклюшу, Кон'югований вакцині проти гемофільної інфекції чи у вакцині протименінгококової інфекції.

Хімічні вакцини-створюються з антигенних компонентів, витягнутих змікробної клітини. Виділяють ті антигени, які визначають імуногенніхарактеристики мікроорганізму. До таких вакцин відносяться:полісахаридних вакцини (менінгіт А + С, Акт-хиб, Пневмо 23, Тіфім Ви),ацелюлярним вакцини кашлюку.

Біосинтетичними вакцини

У 80-і роки зародився новий напрямок, що сьогодні успішнорозвивається, - це розробка біосинтетичних вакцин - вакцин майбутнього.

Біосинтетичними вакцини - це вакцини, отримані методами генноїінженерії і являють собою штучно створені антигеннідетермінанти мікроорганізмів. Прикладом може служити рекомбінантний вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусноїінфекції. Для їх одержання використовують дріжджові клітини в культурі, вякі вбудовують вирізаний ген, що кодує вироблення необхідного для одержання вакцини протеїн, що потім виділяється в чистому вигляді.

На сучасному етапі розвитку імунології як фундаментальної медико -біологічної науки стала очевидною необхідність створення принциповонових підходів до конструювання вакцин на основі знань про антигеннуструктурі патогена та про імунній відповіді організму на патоген і йогокомпоненти.

Біосинтетичними вакцини являють собою синтезовані замінокислот пептидні фрагменти, які відповідають амінокислотноїпослідовності тим структурам вірусного (бактеріального) білка, якірозпізнаються імунною системою і викликають імунну відповідь. Важливимперевагою синтетичних вакцин в порівнянні з традиційними єте, що вони не містять бактерій і вірусів, продуктів їх життєдіяльностіі викликають імунну відповідь вузької специфічності. Крім того, виключаютьсятруднощі вирощування вірусів, зберігання і можливості реплікації ворганізмі вакцініруемого у разі використання живих вакцин. При створенніданого типу вакцин можна приєднувати до носія кілька різнихпептидів, вибирати найбільш імуногенні з них для коплексірованія зносієм. Разом з тим, синтетичні вакцини менш ефективні, попорівняно з традиційними, тому що багато ділянок вірусів виявляютьваріабельність у плані імуногенності і дають меншу імуногенність, ніжнативний вірус. Однак, використання одного або двох імуногенних білківзамість цілого збудника забезпечує формування імунітету призначне зниження реактогенності вакцини і її побічної дії.

Векторні (рекомбінантні) вакцини

Вакцини, отримані методами генної інженерії. Суть методу: генивірулентного мікроорганізму, що відповідає за синтез протективного антигенів,вбудовують у геном якого - або нешкідливого мікроорганізму, який прикультивуванні продукує і накопичує відповідний антиген. Прикладомможе служити рекомбінантний вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусної інфекції. Нарешті, є позитивнірезультати використання т.зв. векторних вакцин, коли на носій - живийрекомбінантний вірус осповакціни (вектор) наносяться поверхневі білкидвох вірусів: глікопротеїн D вірусу простого герпесу і гемаглютинін вірусугрипу А. Відбувається необмежена реплікація вектора і розвиваєтьсяадекватну імунну відповідь проти вірусної інфекції обох типів.

Дія окремих компонентів мікробних, вірусних і паразитарних антигенівпроявляється на різних рівнях і в різних ланках імунної системи. Їхрезультуюча може бути лише одна: клінічні ознаки захворювання --видужання - ремісія - рецидив - загострення або інші станиорганізму. Так, зокрема, АДС - через 3 тижні після її введення дітямпризводить до зростання рівня Т-клітин і збільшенню змісту ЕКК упериферичної крові, полівалентної бактеріальна вакцина Lantigen Bстимулює антитілоутворення Ig A у крові і слині, але найголовніше, щопри подальшому спостереженні у вакцинованих відзначене зменшення числавипадків захворювання, а якщо вони і виникали, те протікали легше.
Клінічна артіна хвороби, таким чином є найбільш об'єктивним показникомвакцинації.

Рекомбінантні вакцини - для виробництва цих вакцин застосовуютьрекомбінантний технологію, вбудовуючи генетичний матеріал мікроорганізму в дріжджові клітини, які продукують антиген. Післякультивування дріжджів з них виділяють потрібний антиген, очищають і готуютьвакцину. Прикладом таких вакцин може служити вакцина проти гепатиту В
(Еувакс В).

рибосомальні вакцини

Для отримання та?? ого виду вакцин використовують рибосоми, що є вкожній клітині. Рибосома - це органели, які продукують білок по матриці - і-
РНК. Виділені рибосоми з матрицею в чистому виді і представляють вакцину.
Прикладом може служити бронхіальна і дизентерійну вакцини (наприклад, ІРС-
19, Бронхо-мунал, рибомуніл).

Розробка і виготовлення сучасних вакцин виробляється ввідповідно до високих вимог до їх якості, в першу чергу,нешкідливості для щеплених. Звичайно такі вимоги грунтуються нарекомендаціях Всесвітньої Організації Охорони здоров'я, яка залучає дляїх складання самих авторитетних фахівців з різних країн світу.
"Ідеальної" вакцин міг би вважатися препарат, що володіє такимиякостями, як:
1. повної нешкідливістю для щеплених, а у випадку живих вакцин - і дляосіб, до яких вакцинний мікроорганізм потрапляє в результаті контактів зщепленими;

2. здатністю викликати стійкий імунітет після мінімальної кількостівведень (не більш трьох);

3. можливістю введення в організм способом, що виключає парентеральніманіпуляції, наприклад, нанесенням на слизові оболонки;

4. достатньою стабільністю, щоб не допустити погіршення властивостей вакцини при транспортуванні і зберіганні в умовах прищепного пункту;

5. помірною ціною, яка не перешкоджала б масового застосування вакцини.

Критерії ефективних вакцин

Актуальним завданням сучасної вакцінологіі є постійневдосконалення вакцинних препаратів. Експерти міжнародних організаційз контролю за вакцинацією розробили ряд критеріїв ефективних вакцин,які дотримуються усіма країнами-виробниками вакцин. Перерахуємодеякі з них.

Деякі критерії ефективних вакцин

Інше питання, що слід мати на увазі при реалізації будь-якихпрограм масових імунізацій - це співвідношення між безпекою вакцинта їх ефективністю. У програмах імунізації дітей проти інфекцій єконфлікт між інтересом індивідуума (вакцина повинна бути безпечна іефективна) і інтересом суспільства (вакцина повинна викликати достатнійпротективного імунітет). На жаль, на сьогоднішній день в більшостівипадків частота ускладнень вакцинації тим вище, чим вище її ефективність.

Нове покоління вакцин

Використання нових технологій дозволило створити вакцини другугенерації.

Розглянемо докладніше деякі з них:

а) кон'юговані

Деякі бактерії, що викликають такі небезпечні захворювання, якменінгіти або пневмонію (гемофілюс інфлюенца, пневмококи), мають антигени,важко розпізнаються незрілої імунною системою новонароджених і груднихдітей. У кон'югованих вакцинах використовується принцип зв'язування такихантигенів з протеїнами або анатоксинами іншого типу мікроорганізмів,добре розпізнаються імунною системою дитини. Протективного імунітетвиробляється проти кон'югованих антигенів.

На прикладі вакцин проти гемофілюс інфлюенца (Hib-b) показанаефективність у зниженні захворюваності Hib-менінгітами дітей до 5-ти років у
США за період з 1989 по 1994 р.р. з 35 до 5 випадків.

б) суб'едінічние вакцини

Суб'едінічние вакцини складаються з фрагментів антигену, здатнихзабезпечити адекватну імунну відповідь. Ці вакцини можуть бути представленіяк частками мікробів, так і отримані в лабораторних умовах звикористанням генно-інженерної технології.

Прикладами суб'едіінчних вакцин, в яких використовуються фрагменти мікроорганізмів, є вакцини проти Streptococcus pneumoniae і вакцина проти менінгококи типу А.

Рекомбінантні суб'едінічние вакцини (наприклад, проти гепатиту B)одержують шляхом уведення частини генетичного матеріалу вірусу гепатиту B вклітини пекарських дріжджів. У результаті експресії вірусного гена відбуваєтьсянапрацювання антигенного матеріалу, який потім очищається і зв'язується зад'ювантом. У результаті виходить ефективна і безпечна вакцина.

в) рекомбінантні векторні вакцини

Вектор, або носій, - це ослаблені віруси або бактерії, усерединуяких може бути вставлений генетичний матеріал від іншого мікроорганізму, що є причинно-значущих для розвитку захворювання, доякому необхідно створення протективного імунітету. Вірус коров'ячої віспивикористовується для створення рекомбінантних векторних вакцин, зокрема,проти ВІЛ-інфекції. Подібні дослідження проводяться з ослабленимибактеріями, зокрема, сальмонеллами, як носіями часток вірусугепатиту B. В даний час широкого застосування векторні вакцини незнайшли.

Незважаючи на постійне вдосконалення вакцин, існує цілий рядобставин, зміна яких на даний момент неможливо. До нихвідносяться наступні: додавання до вакцини стабілізаторів, наявність залишківпоживних середовищ, додавання антибіотиків і т.д. Відомо, що вакциниможуть бути різними і тоді, коли вони випускаються різними фірмами. Крімтого, активні й інертні інгредієнти в різних вакцини можуть бути незавжди ідентичними (для однакових вакцин).

Таким чином, створення сучасних вакцин - це високотехнологічнийпроцес, що використовує досягнення в багатьох галузях знань.

Список літератури

1. Вакцинопрофілактика (довідник для лікарів під ред. В. К. Таточенко,
Н. А. Озерецковского)/М., 1994 .- 179 с.

2. Вакцинопрофілактика грипу (інформаційний збірник)/Москва-Санкт-
Петербург, 1997 .- 48 с.

3. Караулов А.В. Інфекції та імунодефіцити - пріоритети сьогодні//
Практикуючий лікар .- 1997 .- № 9 .- С.3-4.

4. Костіної М.П. Нове в клініці, діагностиці і вакцинопрофілактики керованих інфекцій/М., 1997 .- 110 с.

5. Костіної М.П. Иммунокоррекция в педіатрії/М., 1997. 111 с.

Зміст

1. Введення.

2. Компоненти вакцин.

3. Вакцинація і ревакцинація.

4. Ефективність вакцинації.

5. Класифікація вакцин;

1. Інактивованих вакцин;

2. Живі вакцини;

3. Асоційовані вакцини;

4. Корпускулярні вакцини;

5. Хімічні вакцини;

6. Біосинтетичними вакцини;

7. Векторні (рекомбінантні) вакцини;

8. Рибосомна вакцини;

6. Критерії ефективних вакцин.

7. Нове покоління вакцин з використанням мікроорганізмів. 11

Список літератури