Живые аттенуированные вакцины

Эти вакцины получают путем снижения вирулентности в результате длительного культивирования возбудителя вне организма животного, чувствительного к данной инфекции. Например, живые вакцины получают путем многократного пассажа микроорганизмов (вирус желтой лихорадки), культивирования их на специальных питательных средах (БЦЖ) или в экстремальных условиях (высокие температуры, ультрафиолетовое или ионизирующее облучение, например, для Bacillus anthracis), а также путем селекции спонтанных мутантов (Yersinia pestis).

Решающим преимуществом живых вакцин является тот факт, что аттенуированные возбудители могут размножаться и мигрировать в ткани, что усиливает антигенный стимул и, в конечном счете, иммунный ответ.

Другое существенное преимущество живых вакцин заключается в том, что местный иммунитет развивается именно в тех тканях, где обычно происходит размножение возбудителя. Например, парентеральное введение убитой противополиомиелитной вакцины не вызывает образования IgA в носоглотке. При интраназальном введении возникает эффективный иммунный ответ, но примерно через 2 месяца он прекращается. В то же время, при пероральной иммунизации живым аттенуированным вирусом в носоглотке устанавливается постоянно высокий уровень IgA. Таким образом, профилактические прививки долгое время сохраняют свою эффективность (в течение 10 - 15 лет).

Примером живых вакцин являются вакцины против кори, коревой краснухи, эпидемического паротита, желтой лихорадки, полиомиелита (вакцина Сейбина), туберкулеза (БЦЖ). Эти вакцины вызывают субклиническую форму течения заболевания и затем эффективную защиту.

Различия между живыми и инактивированными вакцинами можно легко заметить на примере двух полиовакцин. Обе вакцины имеют свои сильные стороны. Исследования по их разработке в США начались в одно и то же время, но убитая вирусная вакцина – вакцина Солка – появилась первой и с энтузиазмом была воспринята в США и некоторых других, главным образом европейских, странах. С этой вакциной связана почти полная элиминация полиомиелита в США и ликвидация заболевания в Швеции.

Аттенуированная живая вирусная вакцина – вакцина Сэбина – впервые была тестирована и принята на вооружение в СССР и в странах Восточной Европы. Ее эффект превзошел все ожидания, и уже через несколько лет в большинстве стран она вытеснила убитую вакцину. Главными достоинствами вакцины Сэбина являются пероральное применение, низкая стоимость (из-за небольшого количества требуемой антигенной массы), отсутствие необходимости в использовании адъювантов, эффективный локальный иммунитет (т.е. продукция IgA и IgG), формирование более сильного клеточно-опосредованного адаптивного иммунного ответа и длительность иммунитета.

Поливалентные (ассоциированные) вакцины

Представляют собой смесь иммунизирующих компонентов нескольких возбудителей или разных серологических типов одного возбудителя. Примером может служить АКДС - ассоциированная вакцина против коклюша, дифтерии и столбняка. Она содержит убитый возбудитель коклюша и два белка-анатоксина: дифтерийный и столбнячный. Анатоксины - это инактивированные формалином, но сохранившие антигенность бактериальные токсины. Иммунизация такими анатоксинами вызывает образование протективных антител, нейтрализующих токсин в результате стереохимического связывания с активным центром и стимуляции поглощения токсина фагоцитами. Перед введением анатоксин обычно адсорбируют на гидроокиси алюминия, действующей как адъювант. В АКДС адъювантом служит убитый возбудитель коклюша.

Вакцины, содержащие в качестве основного иммунизирующего компонента фрагменты бактерий и вирусов

(главным образом их оболочек)

В этом качестве применяют капсульные полисахариды бактерий, которые эффективно индуцируют синтез антител к менингококковым, пневмококковым и гемофильным инфекциям. Данные антигены конъюгируют с иммуногенным белковым носителем, поскольку сами по себе эти полисахариды не стимулируют Т-хелперы и поэтому не индуцируют достаточного количества клеток памяти.

Другим примером этого типа вакцин могут служить вакцины из вирусных субъединиц, например, из поверхностного антигена вирусов гриппа и гепатита В. Данные вакцины весьма эффективны, но дороги из-за сложной технологии изготовления.

Для профилактики холеры создана вакцина, представляющая комбинацию -субъединицы холерного токсина с убитыми вибрионами. Эта вакцина при пероральном введении стимулирует образование антител в слизистой кишечника столь же эффективно, как и сам возбудитель.

Начиная с 30-х годов ХХ в. была показана эффективность применения у взрослых вакцин, основанных на капсулярных полисахаридах, полученных из нескольких штаммов пневмококков. Разработка применяемой в настоящее время в США пневмококковой вакцины, которая содержит 23 антигенные специфичности, началась после того, как было обнаружено, что лишь 25 из 100 известных серотипов вызывают почти 95% заболеваний, ответственность за которые в конкретном регионе возлагают на микроорганизм данного вида. Эта вакцина рекомендована лицам пожилого возраста (старше 60 лет). Имеются две другие субъединичные вакцины против H. Influenzae и Neisseria meningitidis, которые оказались эффективными во всех возрастных группах, за исключением детей младше 2 лет.

Вирусы, имеющие оболочку, как, например, вирус гриппа, можно разрушить липидными растворителями или детергентами. Такие препараты можно непосредственно использовать в качестве «расщепленных» вакцин, но чаще из них впоследствии выделяют поверхностные антигены, и полученные препараты применяют в качестве субъединичных вакцин. Большим достоинством вакцин подобного типа является их меньшая реактогенность, чем у цельных вирусных вакцин, однако они слабо индуцируют некоторые звенья клеточно-опосредованного адаптивного иммунного ответа.

Одним из примечательных достижений в истории вакцинации является выделение из плазмы крови инфицированных людей поверхностного антигена (HbsAg) вируса гепатита В с последующей очисткой и стерилизацией для получения безопасной вакцины. Трех- или четырехкратное введение вакцины с адъювантом в течение нескольких месяцев обеспечивает формирование иммунитета более чем у 80% иммунокомпетентных реципиентов.

Искусственные вакцины

Использование для вакцинации синтетических пептидов

Для получения данного типа вакцин чаще всего производят синтез небольших пептидных фрагментов, соответствующих в иммунологическом отношении эпитопам микробных и вирусных антигенов. Такой синтез технически нетруден и недорог. Для повышения иммуногенности пептиды конъюгируют с Т-зависимым носителем и вводят в адъювант. Для этого в некоторых случаях пептидные фрагменты «сшивают» с мурамилдипептидом.

Необходимо отметить, однако, что даже при нужной линейной последовательности аминокислот в синтетическом пептиде его спонтанная третичная структура не может точно моделировать конформацию исходного антигена, что снижает эффективность вакцинации.

По современным представлениям большинство белковых детерминант прерывисты, т.е. образованы аминокислотными остатками в первичной последовательности белка, далеко отстоящими друг от друга, но объединенными вместе в результате свертывания полипептидной цепи. В таком случае пептиды, представляющие собой фрагмент первичной структуры, самое большее, могут имитировать какую-то часть детерминанты. Решению проблемы искусственного создания таких детерминант может способствовать выявление и установление структуры прерывистых детерминант методами рентгеноструктурного анализа и направленного мутагенеза. В последнее время эту задачу стали решать с помощью компьютерного анализа структуры молекул антигенов. Пионерские исследования в этой области были проведены в начале 80-х годов при создании искусственных вакцин против гриппа, ящура и гепатита В группой американских исследователей во главе с профессором Лернером.