Глава 4. Вакцины и вакцинопрофилактика

Понятие пассивной и активной иммунизации. Основные типы вакцин: убитые микроорганизмы в качестве вакцин; живые аттенуированные вакцины; поливалентные (ассоциированные) вакцины; субъединичные и капсульные вакцины; синтетические пептиды в качестве вакцин; рекомбинантные вакцины; антиидиотипические вакцины; искусственные иммунизирующие молекулы, не имеющие аналогов в природе; генетические вакцины (ДНК-вакцины); пищевые вакцины. Осложнения при вакцинации. Адъюванты. Основные группы адъювантов: адъюванты на основе производных алюминия; масляно-водные и водно-масляные эмульсии; адъюванты бактериального происхождения; адъюванты нового поколения; иммуностимулирующие комплексы; цитокины в роли адъювантов.

Великий французский ученый Л. Пастер более 100 лет тому назад заложил научные основы вакцинации и ввел термин “вакцина”. Его основополагающий принцип иммунизации – использование в качестве иммуногенов ослабленных (аттенуированных) штаммов микроорганизмов. Благодаря вакцинации во всем мире были достигнуты огромные успехи в борьбе с инфекционными заболеваниями, такими как оспа, бешенство, сибирская язва, дифтерия, полиомиелит, коклюш, столбняк, газовая гангрена и др., в том числе и особо опасные инфекции. Некоторые из них почти полностью ликвидированы. В 1978 году, благодаря всеобщему оспопрививанию на земном шаре, ВОЗ официально объявила о ликвидации оспы. После этого оспопрививание было прекращено во многих странах, включая СССР.

Однако, используя классические пастеровские принципы, ко многим инфекционным возбудителям не удается получить эффективные вакцины (грипп, СПИД, гонорея, сифилис, геморрагическая лихорадка, паразитарные болезни). Наличие серьезных поствакцинальных осложнений у многих людей также стимулирует изыскание новых принципов создания вакцин, таких как синтетические, рекомбинантные генноинженерные, антиидиотипические, ДНК-вакцины и др., а также разработку новых схем вакцинации.

Основная задача вакцинации – искусственное создание иммунитета. В развитии поствакцинального адаптивного иммунитета принято выделять три фазы. Эти фазы характерны как для образования антител, так и для формирования клеточного адаптивного иммунитета.

Первая, латентная фаза – интервал между введением антигена и появлением антител, CD8⁺цитотоксических Т-лимфоцитов и Тх1. Фаза продолжается в течение нескольких суток.

Фаза роста – накопление антител и клеток иммунологической памяти в крови, ее продолжительность для разных антигенов составляет от 4 дней до 4 недель. Быстрое повышение уровня антител в ответ на введение коревой вакцины позволяет использовать ее для профилактики кори в течение 3-х дней после контакта с источником инфекции. В других случаях, когда период нарастания интенсивности иммунитета до защитного уровня превышает инкубационный период болезни, постэкспозиционная профилактика оказывается неэффективной. Например, при коклюше и дифтерии фазы роста продолжаются соответственно 2 и 3 недели.

Фаза снижения иммунитета происходит сначала быстро, а затем медленно, в течение нескольких лет или десятилетий. Уровень антител классов IgM и IgA падает быстрее, чем титры антител класса IgG. Чем быстрее снижается иммунитет, тем чаще необходимо проводить ревакцинацию для поддержания напряженного иммунитета.

Длительность постинфекционного адаптивного иммунитета зависит от свойств возбудителя, инфицирующей дозы, состояния иммунной системы, генотипа, возраста и других факторов. Иммунитет может быть кратковременным - например, при гриппе, дизентерии, возвратном тифе; достаточно продолжительным - при сибирской язве, риккетсиозе, лептоспирозе, желтой лихорадке; и даже пожизненным - при полиомиелите, кори, коклюше.

Приобретенный иммунитет является хорошей защитой против повторного заражения тем же возбудителем.

Основные успехи в борьбе с инфекционными заболеваниями были достигнуты благодаря применению активной и пассивной иммунизации.

Пассивная иммунизация заключается во введении человеку специфических сывороток, содержащих антитела против антигенов определенных возбудителей. Пассивная иммунизация дает немедленный эффект, поэтому ее часто используют для терапевтических целей. Кроме того, при эпидемиях ее проводят для профилактики. Чаще всего защиту против инфекционных агентов осуществляют путем введения гомологичных сывороток с высоким титром специфических антител (антистрептококковая, антистафилококковая и др.). Для лечения заболеваний, связанных с высокой выработкой токсинов (например, дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены), применяют гетерологичные антитоксические сыворотки.

Активная иммунизация – это целенаправленное введение в организм человека заданного инфекционного антигена в неагрессивной форме и в неагрессивных, но иммуногенных дозах с целью индукции защитного иммунного ответа и формирования иммунологической памяти против данного антигена для профилактики реального инфекционного заболевания.

При активной иммунизации происходит стимуляция первичных иммунных реакций на соответствующий возбудитель и формируется иммунологическая память. В результате организм приобретает способность более быстро и эффективно отвечать на повторное инфицирование. Это касается не только адаптивных гуморальных реакций (выработка IgM, IgG, IgA), но и адаптивного иммунного ответа клеточного типа. Продолжительность эффектов, вызванных активной иммунизацией, ограничена, поэтому в определенных случаях проводят повторные инъекции вакцины. Как правило, вакцинация проходит более успешно, когда имитируется естественный путь инфицирования. Примером может служить пероральное введение вирусов (полиомиелита или гриппа), попадающих в организм через кишечник или дыхательные пути, так как в этих случаях сильнее стимулируется выработка секреторного IgA. Однако активной иммунизации можно достигнуть и разными другими способами (внутрикожное, подкожное, внутримышечное введение). При активной иммунизации антиген, иногда с неспецифическим усилителем (адьювантом), используется для формирования надежной иммунологической памяти.

Таким образом, целью активной вакцинации является создание специфической невосприимчивости к инфекции, обусловленной наличием высокого уровня антител и/или популяции клеток иммунологической памяти, которые при повторном контакте с антигеном быстро пролиферируют и включаются в адаптивный иммунный ответ против возбудителя.

Иммунизация как первичный контакт с антигеном должна быть безвредной, и проблема приготовления вакцин в целом сводится к получению протективных антигенов, лишенных реактогенности.

Основные типы вакцин

Убитые микроорганизмы в качестве вакцин

Наиболее простой метод отмены патогенности микроорганизмов при сохранении их антигенного состава - это лишение микробных клеток жизнеспособности. Для получения таких убитых вакцин необходимо следить за тем, чтобы основные протективные антигены не разрушались в процессе инактивации микроорганизмов. Возбудителей инактивируют высокой температурой или путем обработки определенными химическими соединениями (например, фенолом). Для усиления действия этого типа вакцин к ним, как правило, добавляют адъюванты.

Примерами таких вакцин могут служить вакцины против тифа, холеры, полиомиелита (вакцина Солка).