Классификация вакцин (а. А. Воробьев, 2004)

Живые вакцины:

– Аттенуированные – препараты, действующим началом которых являются ослабленные тем или иным способом, потерявшие вирулентность, но сохранившие специфическую антигенность штаммы патогенных микроорганизмов (бактерий, вирусов), получившие название аттенуированных штаммов (Полиомиелитная вакцина для перорального введения (ОПВ – оральная полиомиелитная вакцина), краснушно-паротитно-коревые вакцины).

– Дивергентные – получают на основе непатогенных штаммов микроорганизмов, имеющие общие протективные антигены с патогенными для человека возбудителями инфекционных болезней (вакцина против натуральной оспы человека - используется вирус оспы коровы, вакцина БЦЖ - используются микобактерии бычьего типа (в данном случае непатогенность крайне условна)).

– Рекомбинантные – на основе получения непатогенных для человека рекомбинантных штаммов, несущих гены протективных антигенов патогенных микробов и способных при введении в организм человека размножаться, синтезировать специфический антиген и создавать иммунитет к патогенному возбудителю (Рекомбинантная дрожжевая вакцина против гепатита В (отечественная).).

Инактивированные (неживые) вакцины.

Иммуногенность некоторых неживых вакцин повышается за счет введения адьювантов. Адъюванты (от лат. аdjuvant – помощник) – чужеродные для организма вещества, имеющие разную химическую природу и происхождение и способные усиливать иммуногенность антигена. В качестве адъювантов используют минеральные сорбенты (алюминия гидроксид), полимерные вещества, бактерии и компоненты бактерий (инактивированные коклюшные бактерии, липополисахарид), химичестки чистые иммуномодуляторы (полиоксидоний – вакцина «Гриппол»). Адъюванты, как правило, включают в состав субъединичных и молекулярных инактивированных вакцин.

Механизм действия адъювантов:

– в результате адсорбции антигена на адъюванте происходит укрупнение антигена, после чего он лучше захватывается и активнее представляется фагоцитирующими клетками;

– адъюванты вызывают на месте воспалительную реакцию с образованием фиброзной капсулы («депо» антигена), что приводит к медленному и длительному высвобождению антигена в организм, вызывая более сильный иммунный ответ;

– адъюванты активируют пролиферацию Т-, В-лимфоцитов.

Корпускулярные:

• цельноклеточные – действующим началом являются убитые химическим или физическим методом культуры патогенных бактерий;

• цельновирионные – действующим началом являются убитые химическим или физическим методом культуры патогенныхвирусов;

• субъединичные: субклеточные – действующим началомявляются извлеченные из патогенных бактерий комплексы,содержащие в своем составе протективные антигены; субвирионные –действующим началом являются извлеченные из патогенныхвирусов комплексы, содержащие в своем составе протективные антигены.

Молекулярные (антиген находится в молекулярной форме или же ввиде фрагментов его молекул, определяющих специфичность антигенности, то есть в виде эпитопов (детерминант):

• биосинтетически природные – анатоксины – синтезируемый бактериями (дифтерия, столбняк, ботулизм, газовая гангрена) токсин в молекулярной форме превращают в анатоксин, то есть нетоксичные молекулы, сохраняющие специфическую антигенностьи иммуногенность;

• генно-инженерные биосинтетические – получение рекомбинантных штаммов, способных синтезировать молекулы несвойственных им антигенов (например, можно получить антигены ВИЧ, вирусных гепатитов, туляремии, бруцеллеза, сифилиса и др.). Уже используется вакцина против гепатита В, полученная из антигена вируса, продуцируемого рекомбинантным штаммом дрожжей;

• химически синтезированные – антиген в молекулярной форме или его детерминанты получают химическим синтезом, после расшифровки его структуры.

43. В настоящее время известно более 30 видов опухолей млекопитающих, птиц и амфибий, которые вызываются вирусами, и более 150 онкогенных вирусов, способных их вызвать, Онкогенные вирусы обладают основным общим свойством — способностью трансформировать нормальные клетки в опухолевые. При проникновении вируса в клетку он не разрушает ее, а изменяет (трансформирует) в сторону беспрепятственного размножения, делая клетку злокачественной для организма. Онкогенными свойствами обладают различные представители как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов.

Установлена и достаточно изучена вирусная этиология доброкачественных опухолей — папиллом — у человека, возбудители которых относятся к семейству паповавириде. Оно состоит из трех родов: папилломавирус(па), полиомавирус(по) и вирусы вакуолизирующего агента (ва). Вирусы мелкие, размеры 43—55 нм (в среднем 30—35 нм), имеют молекулярную массу 3—5х16*6 дальтон, двунитчатую кольцевидную ДНК, составляющую 7—15% от массы вириона. Капсид голый, кубической симметрии, 72 капсомера. Созревание вируса происходит в ядре клетки.

Паповавирусы вызывают доброкачественные или злокачественные новообразования у животных. Папилломавирусы поражают эпидермис, приводят к возникновению доброкачественных папиллом кожи и слизистых оболочек (бородавки и кандиломы) у природных хозяев (кролики, золотистые хомяки, собаки, кошки, крупный рогатый скот, козы, обезьяны) и у человека.

У человека вирусы вызывают следующие новообразования.

1. Папилломы кожи и слизистых оболочек — разрастание покровного эпителия в виде сосочков над поверхностью кожи, слизистых оболочек рта, дыхательных и мочеполовых путей. Иногда они приобретают злокачественное течение. Вирусы человека отличаются от вирусов животных.

2. Инфекционные бородавки: обыкновенные плоские и остроконечные кондиломы, папилломы слизистых оболочек рта. В пораженных клетках обнаруживаются внутриядерные включения. Болеют чаще дети и юноши. Заражение происходит при прямом контакте с больными или через предметы общего пользования.

3. Контагиозный моллюск — мелкие плотные узелки у взрослых в области лобка, на половых органах, у детей на лице, веках, шее. При надавливании на них выделяется белая кашицеобразная масса с овоидными тельцами— моллюсковые тельца. Заражение происходит при контакте с больными, чаще половым путем.

Полиовирусы вызывают опухоли у природных хозяев: мышей, крыс, кроликов, хомяков, морских свинок и др., а также у обезьян макак резусов. Вирусы полиомы более мелкие и могут индуцировать злокачественные новообразования у новорожденных грызунов.

Среди РНК-содержащих вирусов имеются многочисленные опухолевые, онкогенные онкорнавирусы, вызывающие разнообразные опухоли. Все они объединены в семейство ретровириде, ранее род лейковирусов. Вирусы содержат однонитчатую РНК, молекулярная масса их 10—12ХІ06 дальтон, что составляет 1—2% от массы вириона. Тип симметрии возможно спиральный, число капсомеров неизвестно. Вирион покрыт оболочкой, чувствителен к эфиру. Диаметр вириона 100 нм, размножается в цитоплазме клеток. Вирусы не оказывают цитопатического действия на клетки. Основа группы онкорнавирусов (онко-опухоль, РНК-содержащий) —вирусы саркомно-лейкозного комплекса птиц и мышей, ответственны за естественно встречающиеся саркомы и лейкозы: вирус куриной саркомы Рауса, разнообразные штаммы вирусов лейкозов птиц и др. Предположительно считают возможным, что лейкозы человека вызывают вирус. Онкогенные вирусы в настоящее время разделяют на эндогенные и экзогенные. Эндогенные вирусы и их варианты открыты недавно, их находят в любых нормальных клетках и они не связаны с возникновением опухолей у природных хозяев, у которых они обнаруживаются. Однако, переходя на хозяина другого вида, они способны вызвать у него опухоль.

44. Ультра­структура. Классифицировано 4 структурно и морфологически сходных типа онкорнавирусов – А, В, С и D. Типы А, В и С имеют округлую форму, a D – грушевидную. Диаметр каждого из них колеблется от 80 до 100 нм. В составе всех четырех вирионов различают сердцевину, в которой содер­жится заключенный в капсид нуклеопротеид, и окружающую ее липопротеидную оболочку с выступающими наружу гликопротеидами, имеющими у типов А и В отростчатую, а у С и D - пуговчатую форму.

Вирионы типа В обна­руживаются при раке мо­лочных желез мышей, С -при лейкозах и саркомах, а D - в перевиваемых рако­вых клетках животных и че­ловека. А-частицы, по-видимому, представляют собой незрелую промежу­точную стадию развития других вирионов, поскольку отдельно от них в опухолях не встречаются.

Антигены, белки и ферменты. Отличительной особенностью онкорнавирусов является то, что геном их - диплоидный, пред­ставлен двумя идентичными одноцепочечными цельно-линейными РНК и четырьмя генами, среди которых гены gag (group specific antigen), pol (polimerase) и env (envelope proteins) вирионные, а четвертый опухолеродный src-онкоген клеточного происхождения. В их составе – более десятка белков. Осуществля­ется синтез ДНК-транскрипта после высвобождения в клетке вирионной РНК и происходит в 3 этапа: синтез на РНК одной нити ДНК; ферментативное разрушение РНК-матрицы; синтез второй нити ДНК на ДНК-копии с последующим замыканием в кольцо и интеграцией с клеточным геномом.

Транскрибируются онкорнавирусы в геноме клетки РНК-полимеразой II на одной нити ДНК провируса и при этом обра­зуются длинная нить РНК, идентичная вирионной, и более ко­роткие, соответствующие отдельным генам онковируса. Про­дуктами трансляции являются гигантские полипептиды-предшественники, нарезающиеся затем на короткие. Сборка вирионов начинается в цитоплазме, а завершается в клеточной мембране при отпочковывании от нее онкорнавирусов.

45. Вироиды Вироиды, в отличие от вирусов, не образуют характерных нукле-опротеидных частиц, а состоят из одной низкомолекулярной одноцепочечной РНК, которая способна проникать в растение и размножаться там. Вироиды вызывают такие заболевания, как веретеновцдность («готика») клубней картофеля, экзокортис цитрусовых, карликовость и хлоротичносгь хризантем, бледноплодаость огурца, карликовость хмеля и др. Вироиды отличаются высокой инфекционностыо, они стойки к химическим и термическим воздействиям. Вироидная инфекция распространяется как с зараженным посадочным материалом, так и механическим путем. Основные методы диагностики: метод растений-индикаторов, визуальной оценки по анато-мо-морфологическим изменениям больных растений, электронной микроскопии, выделение вироидной РНК. Многие вопросы, связанные с репликацией вироидов, их специализацией, взаимоотношениями с клеткой и организмом хозяина, еще недостаточно изучены.

Фитопатогенные вирусы

Фитопатогенные вирусы представляют собой нуклео-протеиды, состоящие из белков и нуклеиновых кислот. Размеры вирусных частиц чрезвычайно малы, изучать и измерять их можно лишь под электронным микроскопом. Частицы имеют палочковидную, шаровидную или нитевидную форму. Многие вирусы переходят в кристаллическую форму. Внешние условия в сильной степени влияют на развитие вирусов. По отношению к ним различают вирусы стойкие и нестойкие. Стойкие вирусы выдерживают высушивание, сильное нагревание, воздействие света и химических веществ. Нестойкие вирусы погибают при неблагоприятных условиях.  

Некоторые фитопатогенные вирусы и бактерии зимуют в организме насекомого-переносчика. Такие насекомые становятся источником первичного заражения, при этом наблюдается четкая закономерность: чем больше численность перезимовавших насекомых переносчиков, тем быстрее идет распространение болезни.  

Прогрессирующие эпифитотий вызывают ржавчинные грибы, фитопатогенные вирусы и бактерии, распространяющиеся мигрирующими насекомыми, а также грибы - возбудители листовых пятнистостей. Наиболее часто наблюдаются прогрессирующие эпифитотий бурой, желтой и стеблевой ржавчин пшеницы. Возбудители этих заболеваний обладают высокой плодовитостью, особенно в урединиостадии. Летнее появление их эпифитотий зависит от осеннего заражения озимых посевов предыдущего года, сохранения зараженных растений в зимний период и метеорологических условий очередного года.  

Чувствительность к повышенным температурам можно использовать для доказательства микоплазменной природы возбудителя только в сочетании с анализом других признаков, так как известны фитопатогенные вирусы, отличающиеся высокой термочувствительностью в тканях больного растения, например вирус скручивания листьев.  

Вирусы могут проникать в растения только через поврежденную покровную ткань. Повреждения растениям, через которые могут проникать вирусы, наносятся или механически, например, когда листья одного растения касаются листьев другого, или организмами, способными переносить вирус. Если передачу инфекции осуществляет организм, переносящий вирус, его называют переносчиком. Переносчиками вирусов могут быть насекомые, клещи, почвенные нематоды и грибы, паразитирующие на подземных органах растений. Некоторые фитопатогенные вирусы распространяются с посадочным материалом - с клубнями, луковицами, отводками, семенами. Вирусы могут передаваться с пыльцой зараженных растений и даже цветковым паразитом - повиликой. Различают следующие способы передачи.  

46. У насекомых известно много различных вирусных болезней. Некоторые из них поражают полезных насекомых, таких, как тутовый шелкопряд, другие - насекомых - вредителей, в борьбе с которыми они могут играть важную роль. При многих вирусных заболеваниях насекомых в их клетках образуются полиэдрические включения. Поэтому такие заболевания были названы полиэдрозами. Полиэдры - специфические продукты инфицирующих клетку вирусов. При одних инфекциях они образуются в ядре клеток, при других - в цитоплазме. При некоторых вирусных заболеваниях, называемых гранулезами, в пораженных клетках образуются не полиэдры, а гранулярные включения, или капсулы. Иногда патогенные для насекомых вирусы вовсе не образуют внутриклеточных включений.

Ядерные полиэдрозы.

Ядерные полиэдрозы были описаны у чешуекрылых, перепончатокрылых и двукрылых. Типичным примером может служить полиэдроз тутового шелкопряда. Через несколько дней после инъекции гусенциале вируса или поедания ими инфицированного корма в ядрах клеток большинства тканей появляются мелкие включения. Постепенно их число и размеры увеличиваются и некоторые из них могут достигать 10-15 мкм. В одном ядре может содержаться до 100 полиэдров. Ядерный хроматин исчезает, клетки в концов гибнут, и свободные полиэдры появляются в гемолимфе. Полиэдры тутового шелкопряда представляют собой кристаллы, состоящие из белка с большим молекулярным весом (около 300 000), который состоит из субъединиц с молекулярным весом около 20 000. Белок полиэдров очень устойчив к действию протеолитических ферментов.

Белки полиэдрических включений, выделенных от различных насекомых, дают перекрестные серологические реакции, но между белками организма - хозяина и белками полиэдров серологического родства нет. Возможно, что белки полиэдров кодируются структурными генами вируса. Некоторые вирусы удавалось в эксперименте передавать другим насекомым - хозяевам, хотя частое наличие у насекомых латентных вирусов осложняет интерпретацию таких результатов. Белки полиэдров, образуемых данным вирусом у разных хозяев, серологически идентичны. Внутри полиэдров лежат вирусные частицы, расположенные поодиночке или группами. Подвергая полиэдры мягкому щелочному гидролизу, легко выделить содержащиеся в них вирионы. Они состоят в основном из палочкообразных капсидов, внутри которых находится двухцепочная ДНК, окруженная двумя мембранами - внутренней (это, вероятно, один слой белка, соответствующий капсиду) и внешней, окружающей скопления вирусных частиц и состоящей из белка и липидов.

Для ДНК каждого вируса насекомых характерен свой нуклеотидный состав. Количество ДНК в каждом вирионе составляет около 10 дальтон. Размеры вирионов у разных вирусов насекомых варьируются в пределах от 30 до 50 нм в поперечнике до 200-320 нм в длину. Наряду с такими крупными часто встречаются и мелкие частицы - не развивающиеся, а скорее неполные или распавшиеся вирионы.