Иммунобиологические препараты, которые используются для иммунопрофилактики, в соответствии с целевым назначением и принципами изготовления можно разделить на следующие группы: вакцины, анатоксины, сыворотки и иммуноглобулины. Характерной особенностью этих препаратов является специфичность действия, т.е. направленность против возбудителя определенного вида заболевания.
Вакцины и анатоксины предназначены для создания активного иммунитета, иммунные сыворотки и иммуноглобулины применяют для пассивной иммунизации людей.
Вакцинами, по предложению Л. Пастера, называют все прививочные препараты, которые получают из микроорганизмов, их антигенов и токсинов, используемых для активной иммунизации людей и животных с профилактическими и лечебными целями. Это название дано в честь Э. Дженнера, который впервые получил вакцину против натуральной оспы с использованием инфекционного материала от коровы (vaccina — коровья).
Различают несколько поколений вакцин. К препаратам первого поколения относятся вакцины, основу которых составляют живые и убитые вакцины. Препаратами второго поколения явля-ются вакцины, состоящие из отдельных фракций возбудителей или их продуктов. К ним относятся так называемые химические вакцины и анатоксины. Третье поколение препаратов составляют рекомбинантные векторные вакцины. Наконец, к вакцинам четвертого поколения, которые еще не используются в практике здравоохранения, относятся пептидные синтетические, антиидиотипические вакцины, вакцины из ДНК, вакцины, содержащие продукты генов главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) и полученные с использованием трансгенных растений.
Разнообразие вакцинных препаратов и способов их получения позволяет рассчитывать на получение в недалеком будущем \»идеальных» (вакцин. Они должны отвечать ряду требований: иметь точно заданный химический состав и структуру антигенов; включать ассоциацию всех необходимых антигенов; кроме того, их следует вводить один раз; они должны быть безопасными и обеспечивать пожизненный иммунитету 100% привитых; способы введения должны быть удобными для медицинского персонала и пациентов; вакцины должны обладать стабильностью при длительном хранении; не нуждаться в соблюдении «холодовой цепи»; технология их изготовления должна отвечать современным требованиям; стоимость таких вакцин не должна быть высокой.
«Идеальные» вакцины будут получены благодаря принципиально новым подходам, основанным на использовании знаний о клеточных и молекулярных механизмах развития иммунитета, на основе точных данных о структуре антигенов и кодирующих их генов с использованием современных методов биотехнологии, компьютерного анализа при подборе потенциальных эпитопов и расчете интенсивности и характера иммунного ответа.
Каждый тип вакцин имеет свои принципиальные особенности, преимущества и недостатки, связанные с методами и схемами их применения, механизмом развития поствакцинального иммунитета, его длительностью и прочностью, реактогенностью и т.д.
Вакцины живые — это взвеси вакцинных штаммов микроорганизмов (бактерии, вирусы, риккетсии), выращенных на различных питательных субстратах в условиях производственных лабораторий. Основным свойством вакцинных штаммов, которое принципиально отличает их от циркулирующих в природе патогенных штаммов — возбудителей инфекционных заболеваний, является стойкая утрата ими способности вызывать в организме человека типичное инфекционное заболевание. Вместе с тем вакцинные штаммы обладают способностью «приживаться» в человеческом организме, т.е. размножаться как в месте введения, так и в регионарных лимфатических узлах и внутренних органах.
Присутствие и размножение в организме вакцинного штамма длится обычно несколько недель. Это не сопровождается клиническими проявлениями, характерными для данного заболевания, и приводит к формированию иммунитета против инфекционного заболевания, которое вызывает патогенные формы соответствующего возбудителя.Вакцинные, или аттенуированные, штаммы микроорганизмов получают следующими путями: пассированием через невосприимчивых животных; культивированием в неблагоприятных условиях жизнедеятельности для данного микроорганизма; отбо ром спонтанных мутантов у больных людей или животных; использованием методов генной инженерии. Одним из основных требований, предъявляемых к вакцинным штаммам, является стойкая, наследственно закрепленная утрата ими вирулентности.Живые вакцины обладают преимуществами перед вакцинами других типов.
Наиболее существенными из них являются:
• напряженность, прочность и длительность обусловливаемого ими иммунитета, приближающегося к постинфекционному, который формируется 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, перо-
рально, интраназально).
Недостатком живых вакцин является возможность отмирания вакцинных штаммов в процессе производства, транспортировки и хранения. Чтобы избежать этого, в процессе работы с живыми вакцинами необходимо учитывать следующее:
• более устойчивы живые вакцины, которые выпускаются в виде сухих лиофилизированных препаратов;
• при транспортировке и хранении нужно 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 использовании живых бактерийных вакцин за 1—2 дня до прививки и в течение 1 недели (как минимум) после нее необходимо исключить 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 убитые представляют собой препараты, которые изготавливают с использованием производственных штаммов возбудителей соответствующих инфекций, обладающих полноценными антигенными свойствами и высокой вирулентностью. При изготовлении убитых вакцин полученные после выращивания взвеси бактерий или вирусов подвергают инактивации различными способами, основными требованиями к которым являются надежность инактивации и минимальное повреждающее воздей-вие на антигены бактерий и вирусов.
В зависимости от вида микроорганизма используют тот или иной способ инактивации: нагревание, обработка ацетоном, спиртом, формалином, мертиолятом. Убитые вакцины более устойчивы при хранении, чем живые. Тем не менее, чтобы исключить возможность изменения свойств убитых вакцин, их необходимо хранить при температуре 6±2 °С, не допуская замораживания жидких убитых вакцин, так как при оттаивании физические свойства препарата могут измениться: в нем появляются хлопья, происходит разрушение и лизис микробных клеток. Это приводит к повышению реактогенности вакцины за счет выхода бактерийных антигенов в жидкую фазу препарата.
Эффективность воздействия убитых вакцин ниже, чем живых. Основной способ их применения — подкожные инъекции, которые необходимо повторять из-за относительно короткого срока — иммунитета, создаваемого убитыми вакцинами.
В практике здравоохранения убитые вакцины применяют против коклюша, гриппа, клещевого энцефалита, брюшного тифа, паратифов, холеры.
Вакцины химические содержат наиболее активные по иммунологическим свойствам специфические компоненты — антигены, которые извлекают из микробных клеток химическими методами. Это сложные комплексы органических соединений — полисахаридов, полипептидов, липидов. Изготовление и применение химических вакцин основано на предпосылке, что выделенные из микробной клетки иммунологически наиболее активные субстанции, освобожденные от балластных веществ клетки, должны быть более эффективными и менее реактогенными по сравнению с так называемыми корпускулярными вакцинами, которые изготовлены путем инактивации цельных микробных клеток. Это позволяет вводить человеку большие дозы антигенов, что повышает иммунологический эффект и создает возможность применения ассоциированных препаратов, направленных против нескольких инфекций одновременно. Кроме того, извлеченные из микробной клетки антигены более стабильны, их легче стандартизировать, чем корпускулярные вакцины. Среди препаратов этой группы используется холероген-анатоксин.
Вакцины генно-инженерные, или рекомбинантные, являются препаратами принципиально нового поколения. При создании генно-инженерных вакцин в геном живых аттенуированных вирусов, бактерий, дрожжей или иных клеток встраивают ген, определяющий синтез протективного антигена определенного возбудителя, в отношении которого разрабатывается вакцина. Типичной рекомбинантной вакциной является вакцина против вирусного гепатита В.
Проводятся исследования, направленные на получение векторов со встроенными генами, которые контролируют синтез как протективных антигенов, так и различных медиаторов иммунного ответа. Имеются сообщения о рекомбинантных штаммах БЦЖ, секретирующих у-интерферон, интерлейкины, грану-
лоцитостимулирующий фактор. Отмечена высокая эффективность этих штаммов в отношении туберкулеза и рака мочевого пузыря.
Синтетические пептидные (искусственные) вакцины являются препаратами нового типа, в единой синтетической макромолекуле которых совмещены гаптенная, или слабоантигенная, детерминанта и синтетическая полиэлектролитная несущая структура.
При определенных условиях синтетические пептиды могут обладать такими же иммуногенными свойствами, как и естественные антигены, выделенные из возбудителей инфекционных заболеваний. Для получения хорошего иммунного ответа необходимо, чтобы синтетический антиген содержал не менее восьми аминокислотных остатков, хотя в структуру антигенной детерминанты может входить три-четыре аминокислоты. Молекула синтетических вакцин может содержать разнородные эпитопы, которые способны формировать иммунитет к разным видам инфекций. Экспериментальные синтетические вакцины получены против дифтерии, холеры, стрептококковой инфекции, гепатита В, ящура, клещевого энцефалита, сальмонеллезов и пневмококковой инфекции.
Вместе с тем синтетические пептиды обладают низкойй иммуногенностью. Для их стабилизации, доставки к иммунокомпетентным клеткам необходим носитель или какой-то другой адъювант. Эта структура, кроме функции носителя, активно стимулирует выработку более высокого иммунного ответа, особенно у тех индивидуумов или популяций, которые по своим природным особенностям не способны развивать выраженную иммунную реакцию на естественный антиген.
У синтетических пептидов нет недостатков, характерных для традиционных вакцин (реверсия вирулентных свойств, остаточная вирулентность, неполная инактивация и др.). Они отличаются высокой степенью стандартности, безопасны, обладают слабой реактогенностью.
Проблема создания искусственных вакцин особенно актуальна в области изготовления эффективных препаратов против непобежденных инфекций: паразитарных, в том числе малярии; венерических болезней; некоторых вирусных, включая СПИД, гепатит, грипп.