Вакцины, їх отримання з микроэлементов

Вакцини (Vaccines) — препарати, призначені до створення активного імунітету у організмі щеплених осіб або тварин. Основним чинним початком кожної вакцини є иммуноген, т. е. корпускулярна чи розчинена субстанція, несуча у собі хімічні структури, аналогічні компонентами збудника захворювання, відповідальним за вироблення імунітету. Залежно від природи иммуногена вакцини поділяються на: 1. цельномикробные чи цельновирионные, які з мікроорганізмів, відповідно бактерій чи вірусів, які зберігали у процесі виготовлення свою цілісність; 2. хімічні вакцини з харчів життєдіяльності мікроорганізму.

(класичний приклад — анатоксины) або його інтегральних компонентів, т.зв. субмикробные чи субвирионные вакцини; 3. генно-інженерні вакцини, містять продукти експресії окремих генів мікроорганізму, напрацьовані у спеціальних клітинних системах; 4. химерні, чи векторні вакцини, у яких ген, контролюючий синтез протективного білка, вмонтований в нешкідливий мікроорганізм для те, що синтез цього білка відбуватиметься в організмі щепленого і, нарешті, 5. синтетичні вакцини, де серед иммуногена використовується хімічний аналог протективного білка, отриманий методом прямого хімічного синтеза.

Натомість серед цельномикробных (цельновирионных) вакцин виділяють инактивированные, чи убиті, і живі аттенуированные. Перші можливість прояви патогенних властивостей мікроорганізму надійно усувається з допомогою хімічної, термальної чи іншого обробки мікробної (вірусної) суспензії, інакше кажучи, умертвіння збудника хвороби при збереженні його иммунизирующей активності; в тих — з допомогою глибоких і стабільних змін — у геномі мікроорганізму, що виключатимуть ймовірність повернення до вирулентному фенотипу, тобто. реверсії. Ефективність живих вакцин визначається кінцевому підсумку здатністю аттенуированного мікроорганізму розмножуватися в організмі щепленого, відтворюючи імунологічно активні компоненти у його тканинах. При використанні убитих вакцин иммунизирующий ефект залежить кількості иммуногена, який вводимо у складі препарату, тому з метою створення більш повноцінних иммуногенных стимулів доводиться вдаватися до концентрації та очищенні мікробних клітин чи вірусних частинок. Иммунизирующую здатність инактивированных та інших нереплицирующихся вакцин вдається підвищити шляхом сорбції иммуногена на крупномолекулярных хімічно інертних полимерах, додавання адъювантов, т. е. речовин, стимулюючих імунні реакції організму, і навіть укладання иммуногена на малі капсули, які повільно розсмоктуються, сприяючи депонуванню вакцини на місці запровадження і пролонгированию, цим, дії иммуногенных стимулов.

Компоненти вакцин.

Як відомо, основу кожної вакцини становлять протективные антигени, які становлять лише невелику частину бактеріальної клітини чи вірусу і забезпечуючі розвиток специфічного імунної системи. Протективные антигени можуть бути білками, гликопротеидами, липополисахаридобелковыми комплексами. Вони може бути пов’язані з микробными клітинами (коклюшная паличка, стрептококи та інших.), секретироваться ними (бактеріальних токсинів), а й у вірусів розташовуються переважно у поверхневих шарах суперкапсида вириона.

До складу вакцини, крім основної діючої початку, можуть входити та інші компоненти — сорбент, консервант, заповнювач, стабілізатор і неспецифічні домішки. До них можна віднести білки субстрату культивування вірусних вакцин, следовое* кількість антибіотика й білків сироватки тварин, які у деяких випадках при культивуванні клітинних культур.

(* - следовым називається кількість речовини, неопределяемое сучасними методиками). Консерванти входять до складу вакцин, вироблених в усьому світі. Їх призначення полягає у забезпеченні стерильності препаратів у випадках, коли виникають умови для бактеріальної контамінації (поява мікротріщин при транспортуванні, зберігання розкритої первинної многодозной упаковки). Вказівка над необхідністю консервантів міститься у рекомендаціях ВООЗ. Що ж до речовин, використовуваних як стабілізаторів і наповнювачів, то виробництві вакцин використовуються з них, які допущені запровадження у організм человека.

Вакцинація і ревакцинация.

Вакцинація буває як однократної (кір, паротит, туберкульоз), і многократной (поліомієліт, АКДС). Кратність свідчить, скільки ж разів необхідно одержати вакцину для освіти иммунитета.

Ревакцинація — захід, спрямоване для підтримки імунітету, виробленого попередніми вакцинациями. Зазвичай проводиться за кілька років по його вакцинации.

Ефективність вакцинации.

Поствакцинационный імунітет — імунітет, що розвивається після запровадження вакцини. Вакцинація який завжди буває ефективної. Вакцини втрачають свої якості при неправильному зберіганні. Але якщо умови зберігання дотримувалися, завжди існує можливість, що імунітет не простимулируется.

На розвиток поствакцинального імунітету впливають такі факторы:

1.Зависящие від самого вакцины:

а) чистота препарата;

б) тривалість життя антигена;

в) доза;

р) наявність протективных антигенов;

буд) кратність введения.

2. Залежні организма:

а) стан індивідуальної імунної реактивности;

б) возраст;

в) наявність иммунодефицита;

р) стан організму в целом;

буд) генетична предрасположенность.

3. Залежні зовнішньої среды.

а) питание;

б) умови праці та быта;

в) климат;

р) фізико-хімічні чинники среды.

Класифікація вакцин.

Инактивированные (убиті) вакцини.

Инактивированные вакцини отримують шляхом на мікроорганізми хімічним шляхом, або нагріванням. Такі вакцини є досить стабільними і безпечними, бо можуть викликати реверсию вірулентності. Вони часто вже не трубуют зберігання на холоді, що зручно в практичному використанні. Проте в цих вакцин є і кілька недоліків, зокрема, вони стимулюють слабший імунна відповідь і вимагають застосування кількох доз (бустерные иммунизации).

Вони містять або убитий цілий мікроорганізм (наприклад цельноклеточная вакцина проти коклюшу, інактивована вакцина проти сказу, вакцина проти вірусного гепатиту А), або компоненти клітинної стінки чи інших частин збудника, як, наприклад в ацеллюлярной вакцині проти коклюшу, коньюгированной вакцині проти гемофилусной інфекції чи вакцині проти менінгококової інфекції. Їх вбивають фізичними (температура, радіація, ультрафіолетовий світло) чи хімічними (спирт, формальдегід) методами. Такі вакцини реактогенны, застосовуються мало (коклюшная, проти гепатиту А).

Инактивированные вакцини також є корпускулярными. Аналізуючи властивості корпускулярних вакцин слід виділити, як позитивні продовжує їх негативні риси. Позитивні боку: Корпускулярные убиті вакцини легше дозувати, краще очищати, вони довго зберігаються і менш чутливі до температурним коливань. Негативні боку: вакцина корпускулярна — містить 99% баласту і тому реактогенная, ще, містить агент, використовуваний для умертвіння мікробних клітин (фенолу). Ще однією вадою инактивированной вакцини і те, що микробный штам не приживляється, тому вакцина слабка й вакцинація проводиться у два чи 3 прийому, вимагає частих ревакцинаций (АКДС), що важче у плані організації, порівняно з живими вакцинами. Инактивированные вакцини випускають як і сухому (лиофилизированном), і у рідкому вигляді. Багато мікроорганізми, викликають захворювання в людини, небезпечні тим, що виділяють экзотоксины, які є основними патогенетическими чинниками захворювання (наприклад, дифтерія, столбник). Анатоксины, використовувані як вакцин, індукують специфічний імунна відповідь. Для отримання вакцин токсини найчастіше знешкоджують з допомогою формалина.

Живі вакцины.

Вони містять ослаблений живої мікроорганізм. Прикладом можуть бути вакцини проти поліомієліту, кору, паротиту, краснухи чи туберкульозу. Може бути отримані шляхом селекції (БЦЖ, гриппозная). Вони можуть розмножуватися в організмі й викликати вакцинальний процес, формуючи несприйнятливість. Втрата вірулентності таким штамів закріплена генетично, проте в на осіб із імунодефіцитами виникатимуть серйозні проблеми. Зазвичай, живі вакцини є корпускулярными.

Живі вакцини отримують шляхом штучного аттенуирования (ослаблення штами (BCG — 200−300 пасажів на жовчному бульйоні, ЖВС — пасаж на тканини нирок зелених мавп) або відбираючи природні авирулентные штами. Нині може бути шлях творення живих вакцин шляхом генної інженерії лише на рівні хромосом з допомогою рестриктаз. Отримані штами матимуть властивостями обох збудників, хромосоми яких було взято для синтезу. Аналізуючи властивості живих вакцин слід виділити, як позитивні продовжує їх негативні качества.

Позитивні боку: за механізмом дії на організм нагадують «дикий «штам, може приживляться в організмі й довго зберігати імунітет (для корової вакцини вакцинація о 12-й міс. і ревакцинація в 6 років), витісняючи «дикий «штам. Використовуються невеликі дози для вакцинації (зазвичай однократна) і тому вакцинацію легко проводити організаційно. Останнє дозволяє рекомендувати даний тип вакцин задля її подальшого использования.

Негативні боку: жива вакцина корпускулярна — містить 99% баласту і тому зазвичай є досить реактогенная, ще, вона може викликати мутації клітин організму (хромосомні аберації), що особливо небезпечно щодо статевих клітин. Живі вакцини містять вірусизабруднювачі (контаминанты), особливо це небезпечно щодо обезьяннего СНІД і онковирусов. На жаль, живі вакцини важко дозируются і піддаються биоконтролю, легко чутливі до дії високих температур і потребують скрупульозного дотримання холодової цепи.

Хоча живі вакцини вимагають спеціальних умов зберігання, вони продукують досить ефективний клітинний і гуморальний імунітет і зазвичай вимагають лише одне бустерное запровадження. Більшість живих вакцин вводиться парентерально (крім поліомієлітної вакцины).

З огляду на переваг живих вакцин є родовищ і одне застереження, а саме: можливість реверсії вирулентных форм, що може стати причиною захворювання вакцинируемого. Через це живі вакцини би мало бути старанно протестовані. Пацієнти з імунодефіцитами (отримують імуносупресивну терапію, при СНІД і пухлинах) нічого не винні отримувати такі вакцины.

Прикладом живих вакцин можуть бути вакцини для профілактики краснухи (Рудивакс), кору (Рувакс), поліомієліту (Поліо Сэбин Веро), туберкульозу, паротиту (Имовакс Орейон). Живі вакцини випускаються в лиофилизированном вигляді (крім полиомиелитной).

Асоційовані вакцины.

Вакцини різних типів, містять кілька компонентів (АКДС).

Корпускулярные вакцины.

— є бактерії чи віруси, инактивированные хімічним (формалін, спирт, фенолу) чи фізичним (тепло, ультрафіолетове опромінення) впливом. Прикладами корпускулярних вакцин є: коклюшная (як компонент АКДС і Тетракок), антирабическая, лептоспірозна, гриппозные цельновирионные, вакцини проти енцефаліту, проти гепатиту, А (Аваксим), інактивована поліовакцина (Имовакс Поліо, чи як компонент вакцини Тетракок).

Хімічні вакцины.

Містять компоненти клітинної стінки чи інших частин збудника, як, наприклад в ацеллюлярной вакцині проти коклюшу, коньюгированной вакцині проти гемофильной інфекції чи вакцині проти менінгококової инфекции.

Хімічні вакцинистворюються з антигенних компонентів, витягнутих із мікробної клітини. Вирізняють ті антигени, які визначають імуногенні характеристики мікроорганізму. До таких вакцинам ставляться: полисахаридные вакцини (Менинго А+С, Акт-ХИБ, Пневмо 23, Тифим Ві), ацеллюлярные коклюшные вакцины.

Биосинтетические вакцини.

У 80-ті роки зародилося новий напрям, що сьогодні успішно розвивається, — це розробка биосинтетических вакцин — вакцин будущего.

Биосинтетические вакцини — це вакцини, отримані методами генної інженерії і є штучно створені антигенні детермінанти мікроорганізмів. Прикладом може бути рекомбінантна вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусної інфекції. Для їх отримання використовують дріжджові клітини у культурі, в які убудовують вирізаний ген, який кодує вироблення який буде необхідний отримання вакцини протеїн, і потім виділяється в чистому виде.

На сучасному розвитку імунології як фундаментальної медикобіологічної науки стало очевидним необхідність створення принципово нових підходів до конструювання вакцин з урахуванням знань про антигенної структурі патогена про імунному відповідь організму на патоген та її компоненты.

Биосинтетические вакцини є синтезовані з амінокислот пептидные фрагменти, які відповідають амінокислотною послідовності тим структурам вірусного (бактеріального) білка, які розпізнаються імунної системою та викликають імунна відповідь. Важливим перевагою синтетичних вакцин проти традиційними є те, що не містять бактерій і вірусів, продуктів їх життєдіяльності і викликають імунна відповідь вузької специфічності. З іншого боку, виключаються труднощі вирощування вірусів, збереження і можливості реплікації в організмі вакцинируемого у разі використання живих вакцин. Під час створення такого типу вакцин можна приєднувати до носію кілька різних пептидів, вибирати найбільш імуногенні їх для коплексирования з носієм. Разом про те, синтетичні вакцини менш ефективні, по порівнянню з традиційними, т.к. або багато ділянок вірусів виявляють вариабельность у плані імуногенності й прокурори дають меншу імуногенність, ніж нативний вірус. Проте, використання однієї чи двох иммуногенных білків замість цілого збудника забезпечує формування імунітету при значному зниженні реактогенності вакцини і його побічного действия.

Векторні (рекомбинантные) вакцини.

Вакцини, отримані методами генної інженерії. Суть методу: гени вирулентного мікроорганізму, відповідальний за синтез протективных антигенів, убудовують в геном якого — або нешкідливого мікроорганізму, який за культивуванні продукує і накопичує відповідний антиген. Прикладом може бути рекомбінантна вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусної інфекції. Нарешті, є позитивні результати використання т.зв. векторних вакцин, коли на носій — живої рекомбинантный вірус осповакцины (вектор) наносяться поверхневі білки двох вірусів: гликопротеин D вірусу простого герпесу і гемагглютинин вірусу грипу А. Відбувається необмежена реплікація вектора розвивається адекватний імунна відповідь проти вірусної інфекції обох типов.

Действие окремих компонентів мікробних, вірусних і паразитарних антигенів проявляється різних рівнях в різних ланках імунної системи. Їх результуюча може лише одна: клінічні ознаки захворювання — одужання — ремісія — рецидив — загострення й інші стану організму. Так було в частковості, АДС — через 3 тижні, після її запровадження дітям призводить до зростанню рівня Т-клеток і збільшення змісту ЕКК в периферичної крові, поливалентная бактеріальна вакцина[pic] Lantigen B стимулює антителообразование Ig A у крові та слині, але найголовніше, що при подальшому спостереженні у вакцинованих зазначено зменшення кількості випадків захворювання, і якщо які й виникали, то протікали легше. Клінічна артина хвороби, т.а. є найоб'єктивнішим показником вакцинации.

Рекомбинантные вакцини — для цих вакцин застосовують рекомбинантную технологію, вбудовуючи генетичний матеріал мікроорганізму в дріжджові клітини, продукують антиген. Після культивування дріжджів їх виділяють потрібний антиген, очищують і готують вакцину. Прикладом таких вакцин може бути вакцина проти гепатиту У (Эувакс В).

Рибосомальные вакцины.

Для отримання такого виду вакцин використовують рибосоми, що у кожній клітині. Рибосоми — це органели, продукують білок по матриці - іРНК. Виділені рибосоми з матрицею в чистому вигляді й представляють вакцину. Прикладом може бути бронхіальна і дизентерийная вакцини (наприклад, ИРС- 19, Бронхо-мунал, Рибомунил).

Розробка та вироблення сучасних вакцин виробляється у відповідність до високими вимогами до їх якості, насамперед, нешкідливості для щеплених. Зазвичай такі вимоги грунтуються на рекомендаціях Всесвітньої Організації Охорони Здоров’я, що залучає для їх створення найавторитетніших фахівців із країн світу. «Ідеальною «вакцин міг би вважатися препарат, у якого такими якостями, як: 1. повної нешкідливістю для щеплених, а разі живих вакцин — й у осіб, яких вакцинный мікроорганізм потрапляє у результаті контактів із привитыми;

2. здатністю викликати стійкий імунітет після мінімального кількості уведень (трохи більше трех);

3. можливістю запровадження організм способом, виключає парентеральные маніпуляції, наприклад, нанесенням на слизові оболочки;

4. достатньої стабільністю, аби запобігти погіршення властивостей вакцини при транспортуванні та збереженні за умов прищеплювального пункта;

5. помірної ціною, яка перешкоджала б масовому застосуванню вакцины.

Критерії ефективних вакцин.

Актуальною завданням сучасної вакцинологии є постійна вдосконалення вакцинних препаратів. Експерти відділу міжнародних організацій контролю над вакцинацією розробили ряд критеріїв ефективних вакцин, які дотримуються усіма странами-производителями вакцин. Перерахуємо що з них.

Деякі критерії ефективних вакцин.

|Безпека | |Вакцини нічого не винні бути причиною захворювання або теплової смерті | | | |Протективность | |Вакцини повинні захищати проти захворювання, викликаний «диким «штамом | |патогена | | | |Підтримка протективного імунітету | |Захисний ефект повинен зберігатися протягом кілька років | | | |Індукція нейтралізують антитіл | |Нейтралізують антитіла необхідні запобігання інфікування | |таких клітин | | | |Індукція протективных | |Т-клеток | |Патогени, розмножуються внутриклеточно, ефективніше контролюються| |з допомогою Т-клеточно-опосредованного імунітету | | | |Практичні міркування | |Щодо низька ціна вакцини, | |легкість застосування, | |вплине | | |.

Інше питання, що йде враховувати при реалізації будь-яких програм масових иммунизаций — це співвідношення між безпекою вакцин та його ефективністю. У програмах імунізації дітей проти інфекцій є конфлікт між інтересом індивідуума (вакцина мусить бути безпечна і ефективна) зацікавлено суспільства (вакцина має викликати достатній протективный імунітет). На жаль, нині переважно випадків частота ускладнень вакцинації то вище, що стоїть її эффективность.

Нове покоління буде вакцин.

Використання нових технологій дозволило створити вакцини другий генерации.

Рассмотрим докладніше що з них:

а) конъюгированные.

Деякі бактерії, викликають такі небезпечні захворювання, як менінгіти чи пневмонію (гемофилюс инфлюэнце, пневмококки), мають антигени, важко розпізнавані незрілої імунної системою новонароджених і грудних дітей. У конъюгированных вакцинах використовується принцип зв’язування таких антигенів з протеїнами чи анатоксинами іншого типу мікроорганізмів, добре було розпізнати імунної системою дитини. Протективный імунітет виробляється проти конъюгированных антигенов.

На прикладі вакцин проти гемофилюс инфлюэнце (Hib-b) показано ефективність у зниженні захворюваності Hib-менингитами дітей до 5-ти років у США із 1989 по 1994 рр. з 35 до 5 случаев.

б) субодиничні вакцины.

Субодиничні вакцини складаються з фрагментів антигену, здатних забезпечити адекватний імунна відповідь. Ці вакцини можуть бути як частинками мікробів, і одержані лабораторних умовах з використанням генно-інженерної технологии.

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

Рекомбинантные субодиничні вакцини (наприклад, проти гепатиту B) отримують шляхом введення частини генетичного матеріалу вірусу гепатиту B в клітини пекарських дріжджів. Через війну експресії вірусного гена відбувається напрацювання антигенного матеріалу, і потім очищається і пов’язують із адъювантом. У результаті виходить ефективна і безпечна вакцина.

в) рекомбинантные векторні вакцини.

Вектор, чи носій, — це ослаблені віруси чи бактерії, всередину яких то, можливо вставлено генетичний матеріал від іншого мікроорганізму, що є причинно-значимым у розвиток захворювання, до якому необхідно створення протективного імунітету. Вірус коров’ячої віспи використовується до створення рекомбінантних векторних вакцин, зокрема, проти ВІЛ-інфекції. Такі дослідження з ослабленими бактеріями, зокрема, сальмонеллами, як носіями частинок вірусу гепатиту B. Нині широко він векторні вакцини не нашли.

Несмотря на постійне вдосконалення вакцин, існує низка обставин, зміну яких зараз неможливо. До них ставляться такі: додавання до вакцині стабілізаторів, наявність залишків поживних середовищ, додавання антибіотиків тощо. Відомо, що вакцини можуть бути різними і тоді, що вони випускаються різними фірмами. Крім того, активні і інертні інгредієнти у різних вакцинах може бути не завжди ідентичними (для однакових вакцин).

Отже, створення сучасних вакцин — це високотехнологічний процес, використовує досягнення багатьох галузях знаний.

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

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

3. Караулов А. В. Інфекції і імунодефіцити — пріоритети сьогодні // Практикуючий лікар.- 1997. № 9. С.3−4.

4. Костинов М. П. Нове в клініці, діагностики та вакцинопрофилактике керованих інфекцій / М., 1997. 110 с.

5. Костинов М. П. Імунокорекція в педіатрії / М., 1997. 111 с.

1.

Введение

.

2. Компоненти вакцин.

3. Вакцинація і ревакцинация.

4. Ефективність вакцинации.

5. Класифікація вакцин;

1. Инактивированные вакцины;

2. Живі вакцины;

3. Асоційовані вакцины;

4. Корпускулярные вакцины;

5. Хімічні вакцины;

6. Биосинтетические вакцины;

7. Векторні (рекомбинантные) вакцини;

8. Рибосомные вакцины;

6. Критерії ефективних вакцин.

7. Нове покоління буде вакцин з допомогою мікроорганізмів. 11.