7. Виды и методы получения вакцин

Вакцины — иммунологические препараты для создания искусственного активного иммунитета. Вакцины иногда могут использоваться для лечения и в редких случаях для диагностики инфекционных болез­ней.

Термин «вакцина» произошел от француз­ского vacca — корова. Его ввел Л. Пастер в честь Дженнера, применившего вирус коро­вьей оспы для иммунизации людей против натуральной оспы человека.

Действующим началом в вакцинах яв­ляется специфический антиген, в качестве которого используют:

• живые ослабленные микробы, лишенные патогенности, но сохранившие антигенные свойства (невирулентные мутанты или аттенуированные штаммы);

• инактивированные химическими или физическими факторами цельные микробные клетки или вирус­ные частицы;

• субклеточные антигенные комплексы (протективные антигены), выделенные из микробов;

• микробные метаболиты (токсины-ана­токсины), играющие основную роль в патоге­незе инфекций и обладающие специфичес­кой антигенностью;

• химически или биологически синтезиро­ванные молекулярные антигены, в том чис­ле полученные с помощью рекомбинантных штаммов микробов, аналогичные природным антигенам.

Вакцина представляет собой сложный иммунобиологический препарат, в состав которого наряду со специфическим антигеном, исходя из природы и лекарствен­ной формы препарата, включают стабилиза­торы, консерванты, адъюванты. В качестве стабилизаторов, предохраняющих антиген от разрушения, например, при производстве или при длительном хранении вакцины, исполь­зуют гомологичные белки (альбумин челове­ка), сахарозо-агар-желатину и др. В качестве консервантов, не допускающих размножения случайно попавшей в препарат микрофлоры, применяют мертиолят (1:10 000), формалин и другие антимикробные препараты. Для повы­шения иммуногенности антигена в некоторые вакцины добавляют адъюванты.

Классификация вакцин

1. Живые вакцины:

• аттенуированные

• дивергентные

• векторные рекомбинантные

2. Убитые вакцины:

• корпускулярные (цельноклеточные и цельновирионные)

• субклеточные, субвирионные

3. Вакцины из протективных антигенов:

• химические

• рекомбинантные

4. Анатоксины

5. Комбинированные вакцины.

Аттенуированные вакцины представляют собой пре­параты, в которых действующим началом яв­ляются ослабленные тем или иным способом, потерявшие вирулентность, но сохранившие специфическую антигенность штаммы пато­генных микробов (бактерий, вирусов), полу­чившие название аттенуированных штаммов. Аттенуация (ослабление) возможна путем длительного воздействия на штамм химичес­ких или физических факторов или же длительные пассажи через организм невосприимчивых животных или другие биообъекты (эмбрионы птиц, культуры клеток). В результате таких воздействий на культуры патогенных бакте­рий или вирусов селекционируются штаммы со сниженной вирулентностью, но способные при введении в организм человека размно­жаться и вызывать вакцинный процесс (со­здавать специфический иммунитет), не вызы­вая инфекционного заболевания. Примером таких вакцин является вакцина BCG (бацилла Кальметта-Герена) для профилактики туберкулеза. Для аттенуации вирулентный штамм Mycobacterium bovis культивировали в течение 13 лет на картофельно-глицериновой среде с бычьей желчью, в результате получили авирулентный штамм, который является основой вакцины BCG.

Дивергентные вакцины

Такие вакцины готовят из неболезнетворных для человека микробов или вирусов, имеющих общие антигены с возбудителями опасных инфекционных заболеваний.

Примером этих вакцин была вакцина для профилактики натуральной оспы. Ее готовили из вируса коровьей оспы. Для этого собирали материал из везикулярных поражений кожи, зараженных коровьей оспой телят и консервировали его в глицерине. Затем был разработан метод приготовления осповакцины на куриных эмбрионах и культуральной вакцины, приготовленной из вируса, выращенного в культуре клеток. В настоящее время по рекомендации ВОЗ обязательная вакцинация против оспы отменена, так как последний случай заболевания оспой был зарегистрирован в Сомали в 1977 году.

Векторные рекомбинантные вакцины

Их получают методом генной инженерии. Принцип приготовления таких вакцин заключается в следующем: берут определенный вирус и используют его в качестве носителя или вектора. В геном этого вируса встраивают гены, контролирующие синтез нужных белков другого вируса, который обладает высокой патогенностью. Например, в геном вируса осповакцины встраивают гены вируса гепатита В, контролирующие синтез протективного антигена. При введении векторной вакцины развивается иммунитет не только к вирусу оспы, но и к вирусу гепатита В.

Живые вакцины создают, как правило, напряженный иммунитет, сходный с постинфекционным. В большинстве случаев бывает достаточно однократной вакцинации, т. к. вакцинный штамм может размножаться и персистировать в организме. Однако следует помнить, что применение живых вакцин опасно для детей с врожденными или приобретенными иммунодефицитными состояниями.

Инактивированные вакцины в качестве действующего начала включают убитые хи­мическим или физическим методами культу­ры патогенных бактерий или вирусов (цельноклеточные, цельновирионные вакцины) или же извлеченные из патогенных микробов комплексы, содержащие в своем составе протективные антигены (субклеточные, субвирионные вак­цины). Протективные антигены  это антигены, на которые вырабатываются защитные антитела, формирующие иммунитет. Например, цельновирионная холерная вакцина содержит убитые нагреванием или формалином холерные вибрионы типа Огава и Инаба.

Субклеточные и субвирионные вакцины готовятся из частично разрушенных клеток или вирионов, их называют расщепленные или сплит-вакцины. Примером таких вакцин является: «Ваксигрип» (производство Франции)  это инактивированная вакцина (в ней отсутствуют живые вирусы); расщепленная т.к. содержит не только поверхностные антигены вируса гриппа, но и внутренние, что увеличевает ее активность. В отличие от цельновирионных вакцин, в «Ваксигрип» нет липидного слоя вируса гриппа, который ответственен за прививочные реакции, в частности, за повышение температуры); трехвалентная, т.к. как содержит вирусы гриппа трех типов, участие которых в новой эпидемии прогнозируется ВОЗ, поэтому состав вакцины, ежегодно обновляется, в соответствии с прогнозом ВОЗ.

Для инактивации бактерий и вирусов применяют формальдегид, спирт, фенол или температурное воздействие, ультрафиолето­вое облучение, ионизирующую радиацию. Для выделения из бактерий и вирусов анти­генных комплексов (гликопротеинов, ЛПС, белков) применяют трихлоруксусную кислоту, фенол, ферменты, изоэлектрическое осажде­ние, ультрацентрифугирование, ультрафиль­трацию, хроматографию и другие физические и химические методы.

Вакцины из протективных антигенов

Целая микробная клетка или вирус содержат много различных антигенов, из которых «протективностью», то есть способностью индуцировать защитную иммунную реакцию, обладают не все. К тому же балластные компоненты, находящиеся в микробах и вирусах могут вызывать аллергические реакции. Этого можно избежать, если выделить из микробов или вирусов протективные антигены.

Протективные антигены могут быть выделены разными способами:

а) химическим путем, поэтому такие вакцины называют химическими. Например, менингококовая химическая вакцина. Готовится из капсульных полисахаридных антигенов серогрупп А и С.

Аналогами бактериальных химических вакцин являются вирусные субъединичные вакцины, содержащие наиболее иммуногенные компоненты вирионов. Вакцина «Инфлувак» (производство Нидерланды),  субъединичная противогрипозная вакцина. Содержит очищенные поверхностные антигены трех типов вируса гриппа (A/Sydney H3N2, A/Beijing H1N1, B/Beijing Н1N1). Однократная прививка для взрослых и двукратная в половинной дозе для детей приводит к выработке защитных титров антител более чем у 95% привитых. Протеосомальная вакцина против гриппа. Эта вакцина является субъединичной, то есть содержит только поверхностные антигены вируса гриппа. Антигены адсорбированы на протеосомах. Это микрочастицы очищенного белка, которые служат с одной стороны транспортным средством, а с другой стороны адъювантом. Вакцина предназначена для интерназального (через нос) введения. Такая вакцина сможет создать не только общий иммунитет, но и обеспечить сильную иммунную защиту на слизистых оболочках (местный иммунитет).

б) методом генной инженерии. Например, вакцина «Энджерикс В» представляет собой максимально очищенный протективный антиген HBS-Ag вируса гепатита В. Поверхностный антиген вируса гепатита В (HBS-Ag) синтезируется дрожжевыми клетками, в геном которых встроен ген, контролирующий синтез HBS-Ag, выделенного из вирусной ДНК. Синтезированный дрожжевыми клетками HBS-Ag, отделяют от клеточных компонентов и сорбируют на гидроксиде алюминия. Трехкратное введение вакцины «Энджерикс» В приводит к образованию антител, предотвращающих заболевание гепатитом В у 98% привитых.