38 Химические вакцины. Использование методов генной инженерии для получения противовирусных вакцин.

В последние годы в практику начали внедряться вакцины второго поколения из очищенных нативных вирусных белков (химические).

Химические вакцины можно считать, разновидностью инактивированных, но они не содержат в своем составе генома вируса, являются компонентными, поэтому они безопасны.

Различают две разновидности химических противовирусных вакцин: сплитвакцины и субъединичные вакцины.

Сплитвакцины готовят из продуктов химического расщепления вирионов, включая в состав вакцины все антигены, освобожденные от генома и липидов.

Субъединичные вакцины содержат в своем составе только протективный антиген, против которого в организме вырабатываются вируснейтрализующие антитела. Субъединичные вакцины получают путем выделения необходимого антигена из разрушенных вирионов. Например, субъединичные вакцины против болезни Марека готовят из вирусоспецифических гликопротеидов клеточных мембран. Высокая стоимость субъединичных вакцин, полученных традиционными методами (культивирование, очистка, концентрация вируса, расщепление вирионов и выделение протективного антигена), и недостаточная иммуногенность сдерживает их широкое применение. Они оказались неконкурентоспособными по сравнению с цельновирионными вакцинами.

Разновидностью субъединичных являются синтетические вакцины. Их получают путем искусственного синтеза полипептидов с определенным набором и последовательностью чередования аминокислот. Такой синтетический пептид должен соответствовать главной антигенной детерминанте вируса, выполняющей функции протективного антигена. Для получения синтетической вакцины его связывают с Т-независимым носителем - полимерным антигеном, который может вызывать В-клеточный иммунный ответ и без участия Т-лимфоцитов. Чтобы повысить иммуногенность пептидов, их соединяют с неспецифическими иммуномодуляторами (мурамилпептид, сывороточный альбумин и др.). Получены обнадёживающие результаты применения таких вакцин против гепатита В, клещевого энцефалита, ящура и др.

В последние годы создано новое направление в разработке противовирусных вакцин. Появились генно-инженерные вакцины третьего поколения. К ним относятся вакцины на основе вируса оспы (векторные) и вакцины на основе плазмидной ДНК, которые представляют собой очищенные вирусные белки.

Для создания векторных противовирусных вакцин используют вирусы оспы с удалённым участком генома. На место удалённого участка встраиваются гены протективных вирусных белков. Белки, продуцируемые рекомбинантным вирусом, защищают вакцинированных животных от соответствующей вирусной инфекции. Так, в 1984г, в США в геном вируса осповакцины встроили гены, ответственные за синтез поверхностных антигенов вируса гриппа и та, и такой рекомбинант защитил экспериментально зараженных людей от оспы, гриппа и гепатита. Аналогичные работы проводятся и в нашей стране.

ДНК плазмидные вакцины получают с помощью клонированных вирусных ДНК, при этом в качестве продуцента протективного антигена наиболее часто используют микроорганизмы (эшерихии, сенная бацилле - дрожжи), в плазмиду которых «встраивают» ген, ответственный за синтез протективного антигена. Полученный трансформированный штамм культивируют глубинным способом в реакторах. Он интенсивно нарабатывает нужный полипептид, который выделяет из бактериальной культуры после разрушения микроорганизмов с помощью методов молекулярной биологии. Выход протективного антигена довольно высокий. Таким путем за рубежом получены вакцины против ящура, вирусного гепатита В, гриппа, бешенства, герпеса. Однако вирусные белки, синтезированные в микроорганизмах, оказались недостаточно иммуногенными и неконкурентоспособными по сравнению с цельновирионными.

Последние достижения генной инженерии и биотехнологии привели к бурному развитию совершенно нового направления в получении противовирусных вакцин - ДНК вакцинам, основанных на введении плазмидных ДНК (вектора) с встроенным геном протективного антигена непосредственно в организм животного. Иммунизацию плазмидной ДНК с чужеродным геном называют ДНК- вакцинацией (генетической иммунизацией, иммунизацией нуклеиновыми кислотами, вакцинацией «голой» ДНК). Плазмидная ДНК представляет собой кольцевую ковалентно замкнутую молекулу длиной 4-6 тысяч пар нуклеотидов. В ней имеется участок, ответственный за начало транскрипции (промотор), ген протективного белка, ген, обеспечивающий устойчивость клеток к антибиотику (ампициллину) и участок начала репликации плазмидной ДНК. В качестве промоторов используют регулярные участки генома цитомегаловируса человека, обезьяньего опухолеродного вируса и вирус саркомы Рауса. Репликация плазмидной ДНК происходит только в бактериальных клетках, тогда как транскрипция гена протективного белка осуществляется только в клетках млекопитающих. Плазмидиую ДНК реплицируют в клетках кишечной палочки в присутствии ампициллина, очищают и вводят внутримышечно животным в дозе 10^ш-10¹² молекул. Плазмидная ДНК поглощается клетками животных в небольших количествах (0,01-1,0%), а большая часть ее быстро разрушается. Проникшая в клетку ДНК поступает в ядро и транскрибируется клеточной ДНК-зависимой РНК- полимеразой с образованием информационной РНК, которая в цитоплазме обеспечивает синтез протективного белка возбудителя болезни. Синтезированный антиген стимулирует образование гуморального иммунного ответа, что приводит к формированию довольно напряженного иммунитета.

Имеются большие основания считать, что будущее вакцинологии за генно-инженерными вакцинами.