Реферат: Вакцины, их получения из микроэлементов

Введение

Вакцины(Vaccines) — препараты, предназначенные для создания активного иммунитета в организмепривитых людей или животных. Основным действующим началом каждой вакцины является иммуноген, т. е. корпускулярная или растворенная субстанция, несущаяна себе химические структуры, аналогичные компонентам возбудителя заболевания,ответственным за выработку иммунитета.

В зависимости отприроды иммуногена вакцины подразделяются на:

1.

цельномикробныеили цельновирионные, состоящие из микроорганизмов, соответственно бактерий иливирусов, сохраняющих в процессе изготовления свою целостность;

2.

химические вакцины из продуктов жизнедеятельности микроорганизма (классический пример — анатоксины) или его интегральных компонентов, т.н.субмикробные или субвирионные вакцины;

3.

генно-инженерные вакцины, содержащие продукты экспрессии отдельных генов микроорганизма,наработанные в специальных клеточных системах;

4.

химерные,или векторные вакцины, в которых ген, контролирующий синтез протективногобелка, встроен в безвредный микроорганизм в расчете на то, чтосинтез этого белка будет происходить в организме привитого и, наконец,

5.

синтетическиевакцины, где в качестве иммуногена используется химический аналог протективногобелка, полученный методом прямого химического синтеза.

Всвою очередь среди цельномикробных (цельновирионных) вакцин выделяют инактивированные, илиубитые, и живые аттенуированные. Упервых возможность проявления патогенных свойств микроорганизма надежно устраняется за счет химической, термальной или иной обработки микробной(вирусной) взвеси, другими словами, умерщвления возбудителя болезни присохранении его иммунизирующей активности; у вторых — за счет глубоких истабильных изменений в геноме микроорганизма, исключающих вероятностьвозвращения к вирулентному фенотипу, т.е. реверсии. Эффективность живых вакцин определяется в конечном счете способностью аттенуированного микроорганизма размножаться в организме привитого, воспроизводя иммунологически активныекомпоненты непосредственно в его тканях. При использовании убитых вакциниммунизирующий эффект зависит от количества иммуногена, вводимого в составепрепарата, поэтому с целью создания более полноценных иммуногенных стимуловприходится прибегать к концентрации и очистке микробных клеток или вирусныхчастиц. Иммунизирующую способность инактивированных и всех другихнереплицирующихся вакцин удается повысить путем сорбции иммуногенана крупномолекулярных химически инертных полимерах, добавления адъювантов, т.е. веществ, стимулирующих иммунные реакции организма, а также заключенияиммуногена в мельчайшие капсулы, которые медленно рассасываются, способствуядепонированию вакцины в месте введения и пролонгированию, темсамым, действия иммуногенных стимулов.

Компоненты вакцин

Как известно, основу каждой вакцины составляют протективные антигены, представляющие собой лишь небольшую частьбактериальной клетки или вируса и обеспечивающие развитие специфическогоиммунного ответа. Протективные антигены могут являться белками, гликопротеидами,липополисахаридобелковыми комплексами. Они могут быть связаны с микробнымиклетками (коклюшная палочка, стрептококки и др.), секретироваться ими(бактериальные токсины), а у вирусов располагаются преимущественно вповерхностных слоях суперкапсида вириона.

В состав вакцины, кроме основного действующего начала, могутвходить и другие компоненты — сорбент, консервант, наполнитель, стабилизатор инеспецифические примеси. К последним могут быть отнесены белки субстратакультивирования вирусных вакцин, следовое* количество антибиотика и белкасыворотки животных, используемых в ряде случаев при культивировании клеточныхкультур.
(* — следовым называется количество вещества, неопределяемое современнымиметодиками). Консерванты входят в состав вакцин, производимых во всем мире. Ихназначение состоит в обеспечении стерильности препаратов в тех случаях, когдавозникают условия для бактериальной контаминации (появление микротрещин притранспортировке, хранение вскрытой первичной многодозной упаковки). Указание о необходимостиналичия консервантов содержится в рекомендациях ВОЗ. Что касается веществ,используемых в качестве стабилизаторов и наполнителей, то в производстве вакциниспользуются те из них, которые допущены для введения в организм человека.

Вакцинация и ревакцинация

Вакцинациябывает как однократной (корь, паротит,туберкулез), так и многократной (полиомиелит, АКДС). Кратность говорит о том,сколько раз необходимо получить вакцину для образования иммунитета.
Ревакцинация — мероприятие, направленноена поддержание иммунитета, выработанного предыдущими вакцинациями. Обычнопроводится через несколько лет после вакцинации.

Эффективность вакцинации

Поствакцинационный иммунитет — иммунитет,который развивается после введения вакцины. Вакцинация не всегда бываетэффективной. Вакцины теряют свои качества при неправильном хранении. Но дажеесли условия хранения соблюдались, всегда существует вероятность, что иммунитетне простимулируется.

На развитие поствакцинального иммунитета влияют следующие факторы:
1.Зависящие от самой вакцины:
         а)чистота препарата;
         б)время жизни антигена;
         в)доза;
         г)наличие протективных антигенов;
         д)кратность введения.
2. Зависящие от организма:
         а)состояние индивидуальной иммунной реактивности;
         б)возраст;
         в)наличие иммунодефицита;
         г)состояние организма в целом;
         д)генетическая предрасположенность.
3. Зависящие от внешней среды
         а)питание;
         б)условия труда и быта;
         в)климат;

г)физико-химические факторы среды.

Классификациявакцин

Инактивированные (убитые) вакцины

Инактивированные вакцины получаютпутем воздействия на микроорганизмы химическим путем или нагреванием. Такие вакцины являются достаточно стабильными и безопасными, так как не могут вызватьреверсию вирулентности. Они часто не трубуют хранения на холоде, что удобно впрактическом использовании. Однако у этих вакцин имеется и ряд недостатков, в частности, они стимулируют более слабый иммунныйответ и требуют применения нескольких доз (бустерные иммунизации).

Они содержат либо убитыйцелый микроорганизм (например цельноклеточная вакцина против коклюша, инактивированная вакцина против бешенства, вакцина против вирусного гепатита А), либо компоненты клеточной стенки или другихчастей возбудителя, как например в ацеллюлярной вакцине против коклюша,коньюгированной вакцине против гемофилусной инфекции или в вакцине противменингококковой инфекции. Их убивают физическими (температура, радиация,ультрафиолетовый свет) или химическими (спирт, формальдегид) методами. Такие вакцины реактогенны, применяются мало (коклюшная, против гепатитаА).
Инактивированные вакцины также являются корпускулярными. Анализируясвойства корпускулярных вакцин также следует выделить, какположительные так и их отрицательные качества. Положительные стороны:Корпускулярные убитые вакцины легче дозировать, лучше очищать, онидлительно хранятся и менее чувствительны к температурным колебаниям.Отрицательные стороны: вакцина корпускулярная — содержит 99 %балласта и поэтому реактогенная, кроме того, содержит агент, используемый дляумерщвления микробных клеток (фенол). Еще одним недостатком инактивированнойвакцины является то, что микробный штамм не приживляется, поэтому вакцинаслабая и вакцинация проводится в 2 или 3 приема, требует частых ревакцинаций(АКДС), что труднее в плане организации по сравнению с живыми вакцинами. Инактивированныевакцины выпускают как в сухом (лиофилизированном), так и в жидком виде. Многие микроорганизмы,вызывающие заболевания у человека, опасны тем, что выделяют экзотоксины,которые являются основными патогенетическими факторами заболевания (например,дифтерия, столбник). Анатоксины, используемые в качестве вакцин,индуцируют специфический иммунный ответ. Для получениявакцин токсины чаще всего обезвреживают с помощью формалина.

Живые вакцины

Они содержат ослабленныйживой микроорганизм. Примером могут служить вакцины противполиомиелита, кори, паротита, краснухи или туберкулеза. Могут быть полученыпутем селекции (БЦЖ, гриппозная). Они способны размножаться в организме ивызывать вакцинальный процесс, формируя невосприимчивость. Утрата вирулентностиу таких штаммов закреплена генетически, однако у лиц с иммунодефицитами могутвозникнуть серьезные проблемы. Как правило, живые вакцины являютсякорпускулярными.
Живые вакцины получают путем искусственного аттенуирования (ослабленияштамма (BCG — 200-300 пассажей на желчном бульоне, ЖВС — пассаж на ткани почекзеленых мартышек) либо отбирая естественные авирулентные штаммы. В настоящеевремя возможен путь создания живых вакцин путем генной инженерии на уровнехромосом с использованием рестриктаз. Полученные штаммы будут обладатьсвойствами обеих возбудителей, хромосомы которых были взяты для синтеза.Анализируя свойства живых вакцин следует выделить, как положительные так и ихотрицательные качества.

Положительные стороны: помеханизму действия на организм напоминают «дикий» штамм, можетприживляться в организме и длительно сохранять иммунитет (для коревой вакцины вакцинация в 12 мес. и ревакцинация в 6 лет), вытесняя «дикий» штамм.Используются небольшие дозы для вакцинации (обычно однократная) и поэтомувакцинацию легко проводить организационно. Последнее позволяет рекомендоватьданный тип вакцин для дальнейшего использования.

Отрицательные стороны: живая вакцина корпускулярная — содержит 99% балласта и поэтому обычнодостаточно реактогенная, кроме того, она способна вызывать мутации клетокорганизма (хромосомные аберрации), что особенно опасно в отношении половыхклеток. Живые вакцины содержат вирусы-загрязнители (контаминанты),особенно это опасно в отношении обезьяннего СПИДа и онковирусов. К сожалению, живые вакцины трудно дозируются и поддаются биоконтролю, легкочувствительны к действию высоких температур и требуют неукоснительного соблюденияхолодовой цепи.
Хотя живые вакцинытребуют специальных условий хранения, они продуцируют достаточно эффективныйклеточный и гуморальный иммунитет и обычно требуют лишь одно бустерноевведение. Большинство живых вакцин вводитсяпарентерально (за исключением полиомиелитной вакцины).

На фоне преимуществ живых вакцин имеется и одно предостережение, аименно: возможность реверсии вирулентных форм, что может стать причинойзаболевания вакцинируемого. По этой причине живые вакциныдолжны быть тщательно протестированы. Пациенты с иммунодефицитами (получающиеиммуносупрессивную терапию, при СПИДе и опухолях) не должны получать такие вакцины.

Примеромживых вакцин могут служить вакцины для профилактикикраснухи (Рудивакс), кори (Рувакс), полиомиелита (Полио Сэбин Веро), туберкулеза,паротита (Имовакс Орейон). Живые вакцины выпускаются влиофилизированном виде (кроме полиомиелитной).

Ассоциированные вакцины

Вакцины различных типов, содержащие несколько компонентов(АКДС).

Корпускулярные вакцины

— представляют собой бактерии или вирусы, инактивированныехимическим (формалин, спирт, фенол) или физическим (тепло, ультрафиолетовоеоблучение) воздействием. Примерами корпускулярных вакцин являются:коклюшная (как компонент АКДС и Тетракок), антирабическая, лептоспирозная,гриппозные цельновирионные, вакцины против энцефалита, против гепатита А(Аваксим), инактивированная полиовакцина (Имовакс Полио, или как компонент вакциныТетракок).

Химические вакцины

Содержат компоненты клеточной стенки или других частейвозбудителя, как например в ацеллюлярной вакцине против коклюша,коньюгированной вакцине против гемофильной инфекции или в вакцине против менингококковой инфекции.

Химические вакцины-создаются из антигенных компонентов, извлеченных из микробной клетки. Выделяютте антигены, которые определяют иммуногенные характеристики микроорганизма.К таким вакцинам относятся: полисахаридные вакцины (МенингоА+С, Акт-ХИБ, Пневмо 23, Тифим Ви), ацеллюлярные коклюшные вакцины.

Биосинтетические вакцины

В 80-е годы зародилось новое направление, которое сегодняуспешно развивается, — это разработка биосинтетических вакцин - вакцин будущего.
Биосинтетические вакцины — это вакцины, полученные методами генной инженерии ипредставляют собой искусственно созданные антигенные детерминанты микроорганизмов. Примером может служитьрекомбинантная вакцина против вирусногогепатита B, вакцина против ротавируснойинфекции. Для их получения используютдрожжевые клетки в культуре, в которые встраивают вырезанный ген, кодирующийвыработку необходимого для получения вакцины протеин, который затем выделяется вчистом виде.
Насовременном этапе развития иммунологии как фундаментальной медико-биологическойнауки стала очевидной необходимость создания принципиально новых подходов кконструированию вакцин на основе знаний обантигенной структуре патогена и об иммунном ответе организма на патоген и егокомпоненты.

Биосинтетические вакцины представляют собой синтезированные из аминокислот пептидные фрагменты, которыесоответствуют аминокислотной последовательности тем структурам вирусного(бактериального) белка, которые распознаются иммунной системой и вызываютиммунный ответ. Важным преимуществом синтетических вакцин по сравнению с традиционными является то, что они не содержат бактерий ивирусов, продуктов их жизнедеятельности и вызывают иммунный ответ узкойспецифичности. Кроме того, исключаются трудности выращивания вирусов, храненияи возможности репликации в организме вакцинируемого в случае использованияживых вакцин. При создании данного типа вакцин можно присоединять к носителю несколькоразных пептидов, выбирать наиболее иммуногенные из них для коплексирования сносителем. Вместе с тем, синтетические вакциныменее эффективны, по сравнению с традиционными, т.к. многие участки вирусовпроявляют вариабельность в плане иммуногенности и дают меньшую иммуногенность,нежели нативный вирус. Однако, использование одного или двух иммуногенныхбелков вместо целого возбудителя обеспечивает формирование иммунитета призначительном снижении реактогенности вакцины и ее побочного действия.

Векторные (рекомбинантные) вакцины

Вакцины, полученные методами геннойинженерии. Суть метода: гены вирулентного микроорганизма,отвечающий за синтез протективных антигенов, встраивают в геном какого — либобезвредного микроорганизма, который прикультивировании продуцирует и накапливает соответствующий антиген. Примеромможет служить рекомбинантная вакцина противвирусного гепатита B, вакцина противротавирусной инфекции. Наконец, имеются положительные результаты использованият.н. векторных вакцин, когда на носитель — живойрекомбинантный вирус осповакцины (вектор) наносятся поверхностные белки двухвирусов: гликопротеин D вируса простого герпеса и гемагглютинин вируса гриппаА. Происходит неограниченная репликация вектора и развивается адекватныйиммунный ответ против вирусной инфекции обоих типов.
Действие отдельных компонентов микробных, вирусных и паразитарных антигеновпроявляется на разных уровнях и в разных звеньях иммунной системы. Ихрезультирующая может быть лишь одна: клинические признаки заболевания — выздоровление — ремиссия — рецидив — обострение или другие состояния организма.Так, в частности, АДС — через 3 недели после ее введения детям приводит квозрастанию уровня Т-клеток и увеличению содержания ЕКК в периферической крови,поливалентная бактериальная вакцина<a href=«www.yandex.ru/yandbtm30?q=1752185738&p=0&g=1&d=0&ag=h&tg=1&p0=0&q0=1752185738&d0=2&script=/yandpage?&p0=0&q0=1158352980&d0=2&script=/yandpage?&q0=1158352980&p0=0&d0=2&a0d0=1506&a1d0=71&url=http%3A%2F%2Fhealth%2Ekulichki%2Enet%2Fprivivka%2Fvaccination%2Ehtml&text=»%EF%EE%EB%F3%F7%E5%ED%E8%E5%20%E2%E0%EA%F6%E8%ED%20%E8%E7%20%EC%E8%EA%F0%EE%EE%F0%E3%E0%ED%E8%E7%EC%EE%E2#YANDEX_76"><img src="/cache/referats/7570/image001.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> Lantigen B стимулирует антителообразование Ig A в крови и слюне, но самоеглавное, что при дальнейшем наблюдении у вакцинированных отмечено уменьшениечисла случаев заболевания, а если они и возникали, то протекали легче.Клиническая артина болезни, т.о. является наиболее объективным показателемвакцинации.
Рекомбинантные вакцины — для производства этих вакцин применяют рекомбинантную технологию,встраивая генетический материал микроорганизма в дрожжевые клетки, продуцирующие антиген. После культивирования дрожжей из нихвыделяют нужный антиген, очищают и готовят вакцину.Примером таких вакцин может служить вакцина против гепатита В (Эувакс В).

Рибосомальные вакцины

Для получения такого вида вакцин используют рибосомы, имеющиеся вкаждой клетке. Рибосомы — это органеллы, продуцирующие белок по матрице — и-РНК. Выделенные рибосомы с матрицей в чистом виде и представляют вакцину. Примером может служить бронхиальная идизентерийная вакцины (например, ИРС-19,Бронхо-мунал, Рибомунил).

Разработка и изготовление современных вакцин производится в соответствии с высокими требованиями к ихкачеству, в первую очередь, безвредности для привитых. Обычно такие требованияосновываются на рекомендациях Всемирной Организации Здравоохранения, котораяпривлекает для их составления самых авторитетных специалистов из разных странмира. «Идеальной» вакцин мог бы считаться препарат,обладающий такими качествами, как:

1. полной безвредностью для привитых, а вслучае живых вакцин — и для лиц, к которым вакцинный микроорганизм попадает в результате контактов с привитыми;

2. способностью вызывать стойкий иммунитетпосле минимального количества введений (не более трех);

3. возможностью введения в организмспособом, исключающим парентеральные манипуляции, например, нанесением наслизистые оболочки;

4. достаточной стабильностью, чтобы недопустить ухудшения свойств вакцины при транспортировке и хранениив условиях прививочного пункта;

5. умеренной ценой, которая непрепятствовала бы массовому применению вакцины.

Критерии эффективныхвакцин

Актуальной задачей современной вакцинологии является постоянноесовершенствование вакцинных препаратов. Эксперты международных организаций поконтролю за вакцинацией разработали ряд критериев эффективных вакцин, которыесоблюдаются всеми странами-производителями вакцин. Перечислим некоторые из них.

Некоторые критерии эффективных вакцин

Безопасность

Вакцины не должны быть причиной заболевания или смерти

Протективность

Вакцины должны защищать против заболевания, вызываемого «диким» штаммом патогена

Поддержание протективного иммунитета

Защитный эффект должен сохраняться в течение нескольких лет

Индукция нейтрализующих антител

Нейтрализующие антитела необходимы для предотвращения инфицирования таких клеток

Индукция протективных
Т-клеток

Патогены, размножающиеся внутриклеточно, более эффективно контролируются с помощью Т-клеточно-опосредованного иммунитета

Практические соображения

Относительно низкая цена вакцины,
легкость применения,
широкий эффект

Другой вопрос, который следует иметь ввиду при реализациилюбых программ массовых иммунизаций — это соотношение между безопасностьювакцин и их эффективностью. В программах иммунизации детей против инфекцийимеется конфликт между интересом индивидуума (вакцина должна быть безопасна иэффективна) и интересом общества (вакцина должна вызывать достаточныйпротективный иммунитет). К сожалению, на сегодняшний день в большинстве случаевчастота осложнений вакцинации тем выше, чем выше ее эффективность.

Новое поколение вакцин

Использование новых технологий позволило создать вакцины второй генерации.

Рассмотрим подробнее некоторые из них:

а) конъюгированные

Некоторые бактерии, вызывающие такие опасные заболевания, какменингиты или пневмонию (гемофилюс инфлюэнце, пневмококки), имеют антигены,трудно распознаваемые незрелой иммунной системой новорожденных и грудных детей.В конъюгированных вакцинах используетсяпринцип связывания таких антигенов с протеинами или анатоксинами другого типамикроорганизмов, хорошо распознаваемых иммунной системой ребенка. Протективныйиммунитет вырабатывается против конъюгированных антигенов.

На примере вакцин противгемофилюс инфлюэнце (Hib-b) показана эффективность в снижении заболеваемостиHib-менингитами детей до 5-ти лет в США за период с 1989 по 1994 г.г. с 35 до 5случаев.

б) субъединичные вакцины

Субъединичные вакцины состоятиз фрагментов антигена, способных обеспечить адекватный иммунный ответ. Эти вакцины могут быть представлены как частицамимикробов, так и получены в лабораторных условиях с использованиемгенно-инженерной технологии.

Примерами субъедиинчных вакцин, вкоторых используются фрагменты микроорганизмов,являются вакцины против Streptococcuspneumoniae и вакцина против менингококка типаА.

Рекомбинантные субъединичные вакцины (например, против гепатита B) получают путем введения части генетическогоматериала вируса гепатита B в клетки пекарских дрожжей. В результате экспрессиивирусного гена происходит наработка антигенного материала, который затемочищается и связывается с адъювантом. В результате получается эффективная ибезопасная вакцина.

в) рекомбинантные векторные вакцины

Вектор, или носитель, — это ослабленные вирусы или бактерии,внутрь которых может быть вставлен генетический материал от другого микроорганизма, являющегося причинно-значимым дляразвития заболевания, к которому необходимо создание протективного иммунитета.Вирус коровьей оспы используется для создания рекомбинантных векторных вакцин, в частности, против ВИЧ-инфекции. Подобныеисследования проводятся с ослабленными бактериями, в частности, сальмонеллами,как носителями частиц вируса гепатита B. В настоящее время широкогоприменения векторные вакцины не нашли.

Несмотря на постоянное совершенствование вакцин, существует целыйряд обстоятельств, изменение которых в настоящий момент невозможно. К нимотносятся следующие: добавление к вакцине стабилизаторов, наличие остатковпитательных сред, добавление антибиотиков и т.д. Известно, что вакцины могутбыть разными и тогда, когда они выпускаются разными фирмами. Кроме того,активные и инертные ингредиенты в разных вакцинах могут быть не всегдаидентичными (для одинаковых вакцин).

Таким образом, создание современных вакцин — этовысокотехнологичный процесс, использующий достижения во многих отраслях знаний.

Список литературы

1. Вакцинопрофилактика(справочник для врачей под ред. В.К.Таточенко, Н.А.Озерецковского) / М., 1994.-179 с.

2. Вакцинопрофилактика гриппа (информационный сборник) /Москва-Санкт-Петербург, 1997.- 48 с.

3. Караулов А.В. Инфекции и иммунодефициты – приоритетысегодня // Практикующий врач.- 1997.- № 9.- С.3-4.

4. Костинов М.П. Новое в клинике, диагностике ивакцинопрофилактике управляемых инфекций / М., 1997.- 110 с.

5. Костинов М.П. Иммунокоррекция в педиатрии / М., 1997.111 с.

Содержание

1.

Введение. 3

2.

Компоненты вакцин. 4