Класифікація вакцин, їх характеристика

ПЛАН

Вступ

1. Основні підходи до поділу вакцин

2. Класифікація вакцин, їх характеристика

3. Вакцини другої генерації

Висновки

Література

Вступ

Вакцини (Vaccines) - препарати, призначені для створення активного імунітету в організмі щеплених людей чи тварин. Основним діючим початком кожної вакцини є іммуноген, тобто корпускулярна чи розчинена субстанція, що несе на собі хімічні структури, аналогічні компонентам збудника захворювання, відповідальним за вироблення імунітету.

1. Основні підходи до поділу вакцин

У залежності від природи іммуногена вакцини підрозділяються на:

1. цільномікробні чи цільновіріонні, що складаються з мікроорганізмів, відповідно бактерій чи вірусів, які зберігають у процесі виготовлення свою цілісність;

2. хімічні вакцини з продуктів життєдіяльності мікроорганізму (класичний приклад - анатоксини) чи його інтегральних компонентів, т.зв. субмікробні чи субвіріонні вакцини;

3. генно-інженерні вакцини, що містять продукти експресії окремих генів мікроорганізму, напрацьовані в спеціальних клітинних системах;

4. химерні, чи векторні вакцини, у яких ген, що контролює синтез протективного білка, убудований у нешкідливий мікроорганізм у розрахунку на те, що синтез цього білка буде відбуватися в організмі щепленого і, нарешті,

5. синтетичні вакцини, де в якості іммуногена використовується хімічний аналог протективного білка, отриманий методом прямого хімічного синтезу.

У свою чергу серед цільномікробних (цільновіріонних) вакцин виділяють інактивіровані, чи убиті, і живі аттенуіровані. У перших можливість прояву патогенних властивостей мікроорганізму надійно усувається за рахунок хімічної, термальної чи іншої обробки мікробної (вірусної) суспензії, іншими словами, умертвіння збудника хвороби при збереженні його іммунізуючої активності; у других - за рахунок глибоких і стабільних змін у геномі мікроорганізму, що виключають імовірність повернення до вірулентного фенотипу, тобто реверсії. Ефективність живих вакцин визначається в кінцевому рахунку здатністю аттенуированного мікроорганізму розмножуватися в організмі щепленого, відтворюючи іммунологічно активні компоненти безпосередньо в його тканинах. При використанні убитих вакцин іммунізуючий ефект залежить від кількості іммуногена, що вводиться в складі препарату, тому з метою створення більш повноцінних імуногенних стимулів приходиться прибігати до концентрації й очищення мікробних кліток чи вірусних часток. Іммунізуючу здатність інактивованих і всіх інших нереплікованих вакцин вдається підвищити шляхом сорбції іммуногена на крупномолекулярних хімічно інертних полімерах, додавання ад’ювантів, тобто речовин, що стимулюють імунні реакції організму, а також висновку іммуногена в дрібні капсули, що повільно розсмоктуються, сприяючи депонуванню вакцини в місці введення і пролонгуванню, тим самим, дії імуногенних стимулів.

2. Класифікація вакцин, їх характеристика

Інактивовані (убиті) вакцини

Інактивовані вакцини одержують шляхом впливу на мікроорганізми хімічним шляхом чи нагріванням. Такі вакцини є досить стабільними і безпечними, тому що не можуть викликати реверсію вірулентності. Вони часто не вимагають збереження на холоді, що зручно в практичному використанні. Однак у цих вакцин мається і ряд недоліків, зокрема, вони стимулюють більш слабку імунну відповідь і вимагають застосування декількох доз (бустерні імунізації).Вони містять або убитий цілий мікроорганізм (наприклад цельноклеточная вакцина проти коклюшу, інактивована вакцина проти сказу, вакцина проти вірусного гепатиту А), або компоненти клітинної чи стінки інших частин збудника, як наприклад в ацеллюлярній вакцині проти коклюшу, кон’югованій вакцині проти гемофилусной чи інфекції у вакцині проти менінгококковій інфекції. Їх убивають фізичними (температура, радіація, ультрафіолетове світло) чи хімічними (спирт, формальдегід) методами. Такі вакцини реактогени, застосовуються мало (коклюшна, проти гепатиту А). Інактивовані вакцини також є корпускулярними. Аналізуючи властивості корпускулярних вакцин також варто виділити, як позитивні так і їхні негативні якості. Позитивні сторони: Корпускулярні убиті вакцини легше дозувати, краще очищати, вони довгостроково зберігаються і менш чуттєві до температурних коливань. Негативні сторони: вакцина корпускулярна - містить 99 % баласту і тому реактогена, крім того, містить агент, використовуваний для умертвіння мікробних кліток (фенол). Ще одним недоліком інактивированной вакцини є те, що мікробний штам не приживляється, тому вакцина слабка і вакцинація проводиться в 2 чи 3 прийоми, вимагає частих ревакцинацій (АКДС), що сутужніше в плані організації в порівнянні з живими вакцинами. Інактивовані вакцини випускають як у сухому (ліофілізованному), так і в рідкому виді. Багато мікроорганізмів, що викликають захворювання в людини, небезпечні тим, що виділяють екзотоксини, що є основними патогенетичними факторами захворювання (наприклад, дифтерія, стовбняк). Анатоксини, використовувані як вакцини, індукують специфічна імунна відповідь. Для одержання вакцин токсини найчастіше знешкоджують за допомогою формаліну.

Живі вакцини

Вони містять ослаблений живий мікроорганізм. Прикладом можуть служити вакцини проти поліомієліту, кору, паротиту, чи краснухи туберкульозу. Можуть бути отримані шляхом селекції (БЦЖ, грипозна). Вони здатні розмножуватися в організмі і викликати вакцинальний процес, формуючи несприйнятливість. Утрата вірулентності в таких штамів закріплена генетично, однак в облич з імунодефіцитами можуть виникнути серйозні проблеми. Як правило, живі вакцини є корпускулярними. Живі вакцини одержують шляхом штучного аттенуирования (ослаблення штаму (BCG - 200-300 пасажів на жовчному бульйоні, ЖВС - пасаж на тканині бруньок зелених мавп) або відбираючи природні авирулентні штами. В даний час можливий шлях створення живих вакцин шляхом генної інженерії на рівні хромосом з використанням рестриктаз. Отримані штами будуть мати властивості обох збудників, хромосоми яких були узяті для синтезу. Аналізуючи властивості живих вакцин варто виділити, як позитивні так і їхні негативні якості.

Позитивні сторони: по механізму дії на організм нагадують "дикий" штам, може приживлятися в організмі і довгостроково зберігати імунітет (для коревої вакцини вакцинація в 12 мес. і ревакцинація в 6 років), витісняючи "дикий" штам. Використовуються невеликі дози для вакцинації (звичайно однократна) і тому вакцинацію легко проводити організаційно. Останнє дозволяє рекомендувати даний тип вакцин для подальшого використання.

Негативні сторони: живаючи вакцина корпускулярна - містить 99% баласту і тому звичайно досить реактогенная, крім того, вона здатна викликати мутації кліток організму (хромосомні аберації), що особливо небезпечно у відношенні полових кліток. Живі вакцини містять вируси-загрязнители (контаминанти), особливо це небезпечно у відношенні обезьяннего СПИДа й онковирусов. На жаль, живі вакцини важко дозуються і піддаються биоконтролю, легко чуттєві до дії високих температур і вимагають неухильного дотримання холодового ланцюга.

Хоча живі вакцини вимагають спеціальних умов збереження, вони продуцируют досить ефективний клітинний і гуморальний імунітет і звичайно вимагають лише одне бустерное введення. Більшість живих вакцин уводиться парентерально (за винятком полиомиелитной вакцини).

На тлі переваг живих вакцин мається й одне застереження, а саме: можливість реверсії вірулентних форм, що може стати причиною захворювання вакцинируемого. З цієї причини живі вакцини повинні бути ретельно протестировани. Пацієнти з імунодефіцитами (получающие іммуносупрессивную терапію, при СПИДе і пухлинах) не повинні одержувати такі вакцини.

Прикладом живих вакцин можуть служити вакцини для профілактики краснухи (Рудивакс), кору (Рувакс), поліомієліту (Поліпро Себин Веро), туберкульозу, паротиту (Имовакс Орейон). Живі вакцини випускаються в ліофілізованому виді (крім полиомиелитной).

Корпускулярні вакцини

- являють собою чи бактерії віруси, інактивированні хімічним (формалін, спирт, фенол) чи фізичним (тепло, ультрафіолетове опромінення) впливом. Прикладами корпускулярних вакцин є: коклюшна (як компонент АКДС і Тетракок), антирабическая, лептоспирозная, грипозні цельновирионні, вакцини проти енцефаліту, проти гепатиту А (Аваксим), інактивирована полиовакцина (Имовакс Поліпро, чи як компонент вакцини Тетракок).

Хімічні вакциниМістять компоненти клітинної чи стінки інших частин збудника, як наприклад в ацеллюлярній вакцині проти коклюшу, коньюгированной вакцині проти гемофільної інфекції чи у вакцині проти менінгококкової інфекції.

Хімічні вакцини- створюються з антигенних компонентів, витягнутих з мікробної клітки. Виділяють ті антигени, що визначають імуногенні характеристики мікроорганізму. До таких вакцин відносяться: полісахаридні вакцини (Менинго А+З, Акт-ХІБ, Пневмо 23, Тифим Ви), ацеллюлярні коклюшні вакцини.

Біосинтетичні вакцини

У 80-і роки зародився новий напрямок, що сьогодні успішно розвивається, - це розробка биосинтетических вакцин - вакцин майбутнього. Биосинтетические вакцини - це вакцини, отримані методами генної інженерії і являють собою штучно створені антигенні детермінанти мікроорганізмів. Прикладом може служити рекомбинантная вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавирусной інфекції. Для їхнього одержання використовують дріжджові клітки в культурі, у яких убудовують вирізаний ген, що кодує вироблення необхідного для одержання вакцини протеїн, що потім виділяється в чистому виді.

На сучасному етапі розвитку імунології як фундаментальної медико-біологічної науки стала очевидної необхідність створення принципово нових підходів до конструювання вакцин на основі знань про антигенну структуру патогена і про імунну відповідь організму на патоген і його компоненти.

Биосинтетические вакцини являють собою синтезовані з амінокислот пептидні фрагменти, що відповідають амінокислотної послідовності тим структурам вірусного (бактеріального) білка, що розпізнаються імунною системою і викликають імунну відповідь. Важливою перевагою синтетичних вакцин у порівнянні з традиційними є те, що вони не містять бактерій і вірусів, продуктів їхньої життєдіяльності і викликають імунну відповідь вузької специфічності. Крім того, виключаються труднощі вирощування вірусів, збереження і можливості реплікації в організмі вакцинируемого у випадку використання живих вакцин. При створенні даного типу вакцин можна приєднувати до носія кілька різних пептидів, вибирати найбільш імуногенні з них для коплексування з носієм. Разом з тим, синтетичні вакцини менш ефективні, у порівнянні з традиційними, тому що багато ділянок вірусів виявляють вариабельность у плані іммуногенности і дають меншу іммуногенність, ніж нативний вірус. Однак, використання одного чи двох імуногенних білків замість цілого збудника забезпечує формування імунітету при значному зниженні реактогенности вакцини і її побічної дії.

Векторні (рекомбинантні) вакцини

Вакцини, отримані методами генної інженерії. Суть методу: гени вірулентного мікроорганізму, відповідальний за синтез протективних антигенів, вбудовують у геном якого - або нешкідливого мікроорганізму, що при культивуванні продукує і накопичує відповідний антиген. Прикладом може служити рекомбінантна вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусной інфекції. Нарешті, маються позитивні результати використання т.зв. векторних вакцин, коли на носій - живий рекомбинантний вірус осповакцини (вектор) наносяться поверхневі білки двох вірусів: глікопротеїн D вірусу простого герпеса і гемагглютинин вірусу грипу А. Відбувається необмежена реплікація вектора і розвивається адекватна імунна відповідь проти вірусної інфекції обох типів.

Дія окремих компонентів мікробних, вірусних і паразитарних антигенів виявляється на різних рівнях і в різних ланках імунної системи. Їх результуюча може бути лише одна: клінічні ознаки захворювання - видужання - ремісія - рецидив - чи загострення інші стани організму. Так, зокрема, АДС - через 3 тижні після її введення дітям приводить до зростання рівня Т-клеток і збільшенню змісту ЕКК у периферичній крові, полівалентна бактеріальна вакцина Lantigen B стимулює антителообразовані Ig A у крові і слині, але саме головне, що при подальшому спостереженні у вакцинованих відзначене зменшення числа випадків захворювання, а якщо вони і виникали, те протікали легше. Клінічна артина хвороби, таким чином є найбільш об'єктивним показником вакцинації.

Рекомбинантні вакцини - для виробництва цих вакцин застосовують рекомбинантную технологію, убудовуючи генетичний матеріал мікроорганізму в дріжджові клітки, продуцирующие антиген. Після культивування дріжджів з них виділяють потрібний антиген, очищають і готують вакцину. Прикладом таких вакцин може служити вакцина проти гепатиту В (Еувакс В).

Рибосомальні вакцини

Для одержання такого виду вакцин використовують рибосоми, що знаходяться в кожній клітці. Рибосоми - це органелли, продукуючі білок по матриці - і-РНК. Виділені рибосоми з матрицею в чистому виді і представляють вакцину. Прикладом може служити бронхіальна і дизентерійна вакцини (наприклад, ИРС-19, Бронхо-мунал, Рибомунил).Розробка і виготовлення сучасних вакцин виробляється відповідно до високих вимог до їхньої якості, у першу чергу, нешкідливості для щеплених. Звичайно такі вимоги ґрунтуються на рекомендаціях Всесвітньої Організації Охорони здоров'я, що залучає для їхнього складання самих авторитетних фахівців з різних країн світу. "Ідеальної" вакцин міг би вважатися препарат, що володіє такими якостями, як:

1. повною нешкідливістю для щеплених, а у випадку живих вакцин - і для облич, до яких вакцинний мікроорганізм попадає в результаті контактів із щепленими;

2. здатністю викликати стійкий імунітет після мінімальної кількості введень (не більш трьох);

3. можливістю введення в організм способом, що виключає парентеральні маніпуляції, наприклад, нанесенням на слизуваті оболонки;

4. достатньою стабільністю, щоб не допустити погіршення властивостей вакцини при транспортуванні і збереженні в умовах прищеплювального пункту;

5. помірною ціною, що не перешкоджала б масовому застосуванню вакцини.

3. Вакцини другої генерації

Використання нових технологій дозволило створити вакцини другої генерації.

Розглянемо докладніше деякі з них:

а) кон’юговані

Деякі бактерії, що викликають такі небезпечні захворювання, як чи менінгіти пневмонію (гемофілюс інфлюенці, пневмококи), мають антигени, важко розпізнавані незрілою імунною системою новонароджених і грудних дітей. У кон’югованих вакцинах використовується принцип зв'язування таких антигенів з чи протеїнами анатоксинами іншого типу мікроорганізмів, добре розпізнаваних імунною системою дитини. Протективний імунітет виробляється проти конъюгованих антигенів.

На прикладі вакцин проти гемофилюс інфлюенці (Hib-b) показана ефективність у зниженні захворюваності Hib-менінгітами дітей до 5-ти років у США за період з 1989 по 1994 р.м. з 35 до 5 випадків.

б) субъединичні вакцини

Субодиничні вакцини складаються з фрагментів антигену, здатних забезпечити адекватна імунна відповідь. Ці вакцини можуть бути представлені як частками мікробів, так і отримані в лабораторних умовах з використанням генно-інженерної технології.

Прикладами субодиничних вакцин, у яких використовуються фрагменти мікроорганізмів, є вакцини проти Streptococcus pneumoniae і вакцина проти менингококка типу А.

Рекомбинантні субодиничні вакцини (наприклад, проти гепатиту B) одержують шляхом уведення частини генетичного матеріалу вірусу гепатиту B у клітки пекарських дріжджів. У результаті експресії вірусного гена відбувається наробіток антигенного матеріалу, що потім очищається і зв'язується з ад’ювантом. У результаті виходить ефективна і безпечна вакцина.

в) рекомбинантні векторні вакцини

Вектор, чи носій, - це ослаблені чи віруси бактерії, усередину яких може бути вставлений генетичний матеріал від іншого мікроорганізму, що є значимою-значимим-причинно-значимим для розвитку захворювання, до якого необхідне створення протективного імунітету. Вірус коров'ячої віспи використовується для створення рекомбінантних векторних вакцин, зокрема, проти Віл-інфекції. Подібні дослідження проводяться з ослабленими бактеріями, зокрема, сальмонеллами, як носіями часток вірусу гепатиту B. В даний час широкого застосування векторні вакцини не знайшли.

Висновки

Незважаючи на постійне удосконалювання вакцин, існує цілий ряд обставин, зміна яких у даний момент неможливо. До них відносяться наступні: додавання до вакцини стабілізаторів, наявність залишків живильних середовищ додавання антибіотиків і т.д. Відомо, що вакцини можуть бути різними і тоді, коли вони випускаються різними фірмами. Крім того, активні й інертні інгредієнти в різних вакцинах можуть бути не завжди ідентичними (для однакових вакцин).

Таким чином, створення сучасних вакцин - це високотехнологічний процес, що використовує досягнення в багатьох галузях знань.

Література

1. Вакцинопрофілактика (довідник для лікарів під ред. В.К.Таточенко, Н.А.Озерецковского) / М., 1994.- 179 с.

2. Вакцинопрофілактика грипу (інформаційний збірник) / Москва-Санкт-Петербург, 1997.- 48 с.

3. Варт А.В. Інфекції й імунодефіцити – пріоритети сьогодні // Практикуючий лікар.- 1997.- № 9.- С.3-4.

4. Костінов М.П. Нове в клініці, діагностиці і вакцинопрофилактиці керованих інфекцій / М., 1997.- 110 с.

5. Костінов М.П. Іммунокоррекція в педіатрії / М., 1997. 111 с.