СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ПОЛУЧЕНИЮ ВАКЦИН 


Смысл вакцинации, как об этом уже говорилось, состоит в защите людей, домашних и сельскохозяйственных животных от инфекционных заболеваний, многие из которых приводят к летальному исходу. Понятно, что в основе успешной вакцинации лежит способность иммунной системы формировать память от первичного контакта организма с чужеродными антигенами (патогенами).
Основные принципы получения эффективных вакцин хорошо известны,
  1. Вакцины должны быть безвредны для организма человека и животных, т.е. у микроорганизмов, из которых готовят вакцинный препарат, должна отсутствовать генетически детерминированная патогенность (вирулентность).
  2. Вакцинные микроорганизмы при потере патогенности обязательно должны сохранять иммуногенность — способность вызывать сильный иммунный ответ и формировать длительную, по крайней мере в течение нескольких лет, иммунологическую память, тем самым проявляя свои протективные свойства.
  3. Для ряда инфекций, возбудители которых атакуют невос- производящиеся клетки (например, вирус полиомиелита, оккупирующий нейроны), вакцины должны индуцировать высокий титр нейтрализующих антител для предотвращения проникновения возбудителя в клетку.
  4. Другие требования к производству вакцин включают ее биологическую стабильность (неизменность протективных свойств при длительном хранении в обычных условиях), легкость процедуры массовой вакцинации, низкую стоимость наработки вакцинного препарата.

К первой половине XX века были получены вакцины к большому набору инфекционных заболеваний. Некоторые, наиболее важные из них представлены в табл. В.1. Заметим, все они были получены эмпирическим путем, т.е. методом “проб и ошибок”. Ясно, что подобный подход значительно удлиняет достижение желаемого результата. Более того, использование нативных неразрушенных микробных клеток для получения вакцинных препаратов чревато в ряде случаев опасностями. Дело в том, что неразрушенные микроорганизмы, из которых в основном и готовят вакцинные препараты, представляют собой комплексные антигены, обладающие множеством отдельных как В-, так и Т-клеточных эпитопов. На каждый из таких эпитопов формируется свой самостоятельный ответ. Понятно, что подобный многосторонний ответ создает чрезмерное напряжение как для иммунной системы, так и для организма в целом и может сопровождаться рядом сис-
темных нарушений. Так, например, необходим1хггь ежегодной противочумной вакцинации сотрудников, работающих в природных очагах этой особо опасной инфекции, приводит достаточно часто к ряду расстройств, связанных с нарушением функционирования почек, печени, суставов.
Снижение или полную отмену побочных эффектов при вакцинации связывают с получением вакцин нового поколения. Наметилось несколько технологических подходов к разработке таких вакцин. Один из них состоит в выделении из массы отдельных антигенов инфекционных микроорганизмов тех, которые обладают наибольшим протективным эффектом, т.е. инициируют наибольшее количество соответствующих по специфичности антител или обеспечивают преимущественный рост клона специфических Т- лимфоцитов. Однако подобная процедура приводит к снижению иммуногенности выделенных антигенов. Задача состоит в получении такого вакцинного материала, который, с одной стороны, сохранял бы узкую, наиболее характерную антигенную специфичность патогена, а с другой — был бы достаточно иммуногенен для инициации сильного протективного иммунитета. В качестве носителей с адъювантным эффектом для белковых антигенов или пептидов используют иммунологически инертные полимерные молекулы L-аминокислот (например, L-лизин), химических соединений, а также липиды, организованные в гранулы (липосомы), внутри которых содержится антиген.
Другой подход к созданию вакцин нового поколения строится на применении технологии рекомбинантной ДНК. Традиционно для защиты от вирусной инфекции используют либо аттенуированные (ослабленные), либо убитые вирусы. Аттенуация вирусных частиц достигается пассажем дикого (исходного) вируса человека через культуру клеток животных (например, обезьян). Снижение патогенности вируса происходит за счет множественных мутаций той части вирусного генома, которая ответственна за его вирулентность. Существует еще один прием, состоящий в прямом удалении рекомбинантной технологией части вирусной ДНК, ответственной за вирулентность, при сохранении всех прочих участков генома и в первую очередь тех, которые обеспечивают иммуногенность вируса. Вирусы с такой рекомбинированной ДНК могут использоваться в качестве вакцины.
Точное знание участков вирусных или бактериальных ДНК, ответственных за синтез протективных антигенов, позволяет получать белковые вакцины. Отрезок ДНК для протективных белковых антигенов вводится в геном экспрессирующей клеточной культуры с тем, чтобы иметь большое количество интересующего белка. Первая белковая вакцина, при разработке которой использовалась генноинженерная технология, была получена для гепатита В.
340
Еще один перспективный подход к производству вакцинных препаратов получил название “иммунизация генами”. Опыты проведены на мышах. Часть ДНК, ответственная за синтез гемагтлютинина вируса гриппа — достаточно сильного иммуногена, вводится в плазмиду, которая в свою очередь инъецируется в мышечную ткань. Подобная процедура обеспечивает синтез соответствующего вирусного белка — протективного антигена, сенсибилизирующего организм. Введение провоцирующей дозы вируса гриппа экспериментальным животным полностью предотвращает размножение нативного вируса. Важность подобных исследований кажется очевидной.
Помимо разработки новых вакцин, основанной на технологии рекомбинантной ДНК, ведутся исследования с использованием приемов белковой инженерии. Сведения о первичной структуре белковых антигенов, локализации В- или Т-клеточных эпитопов в структуре молекулы позволяют получать такие эпитопы синтетическим путем. Однако синтезированные пептиды теряют иммуногенность, свойственную целой молекуле. Это препятствие преодолевается использованием адъювантов. Один из них — липосомы, позволяющие доставлять антигенные пептиды непосредственно в антигенпрезентирующие клетки и тем самым обеспечивать запуск специфической реакции. 

Источник: В.Г. Галактионов., «Иммунология: Учебник» 1998

А так же в разделе «СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ПОЛУЧЕНИЮ ВАКЦИН  »