реферат: Вакцина. РЕФЕРАТ. 1 Генноинженерные вакцины
 Скачать 123.46 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ Введение .............................................................................................................. 4 1. Классификация вакцин .................................................................................. 6 1.1. Живые вакцины ........................................................................................ 6 1.2. Генно-инженерные вакцины...................................................................8 2. Неживые вакцины.........................................................................................11 2.1. Синтетические пептидные вакцины ....................................................12 2.2. ДНК-вакцины ......................................................................................... 15 2.3. Молекулярные вакцины ........................................................................ 23 3. Способы введения вакцин ........................................................................... 26 3.1. Внутримышечное введение вакцин ..................................................... 26 3.2. Пероральное введение вакцин .............................................................. 27 3.3. Внутрикожный и накожный пути вакцинации ................................... 28 3.4. Подкожный путь введения вакцин.......................................................28 3.5. Аэрозольный, интраназальный способ вакцинации...........................29 4. Вакцинация: противопоказания и меры предосторожности....................31 5. Перспективы разработки новых вакцин .................................................... 33 6. Побочные реакции и поствакцинальные осложнения..............................43 6.1. Побочные реакции на введение вакцин...............................................43 6.2. Поствакцинальные осложнения ........................................................... 44 7. Особенности вакцинопрофилактики некоторых социально значимых инфекций ...................................................................... 46 7.1. Вакцинопрофилактика гриппа..............................................................46 7.2. Вакцины против ВИЧ-инфекции..........................................................50 7.3. Вакцинопрофилактика туберкулеза.....................................................54 Заключение ........................................................................................................ 62 Список литературы...........................................................................................65 Введение Иммунобиологическими называют препараты, которые оказы- вают влияние на иммунную систему, действуют через иммунную систему или принцип действия которых основан на иммунологиче- ских реакциях. Благодаря этим свойствам иммунобиологические препараты применяют для профилактики, лечения и диагностики инфекционных и тех неинфекционных болезней, в генезе которых играет роль иммунная система. В группу иммунобиологических пре- паратов входят различные по природе, происхождению, способу по- лучения и применения препараты, которые можно подразделить на следующие группы: − вакцины и другие профилактические и лечебные препараты, приготовленные из живых микроорганизмов или микробных продук- тов (анатоксины, фаги, эубиотики); − иммунные сывороточные препараты; − иммуномодуляторы; − диагностические препараты, в том числе аллергены. Иммунобиологические препараты применяют для активации, подавления или нормализации деятельности иммунной системы. Воздействие иммунобиологических препаратов на иммунную систе- му может быть активным и пассивным, специфическим и неспецифи- ческим. Активным воздействием называют непосредственную акти- вацию иммунной системы организма препаратом (например, при вакцинации); пассивным – введение препаратов, способствующих деятельности иммунной системы (введение иммуноглобулинов, им- муномодуляторов). Действие препаратов может быть специфическим, если оно на- правлено на защиту от конкретного антигена (например, вакцина против коклюша, гриппа; иммунная сыворотка против столбняка и т.д.), и неспецифическим, если оно сводится к активации иммунной системы, повышению ее способности к выполнению защитных функ- ций (например, иммуномодуляторы, активирующие фагоцитоз или пролиферацию иммунокомпетентных клеток). Активацию или нор- мализацию деятельности иммунной системы с помощью иммунобио- логических препаратов применяют при первичных и вторичных им- мунодефицитах, для создания невосприимчивости к инфекционным болезням, подавления роста опухолевых клеток, лечения аллергиче- ских, аутоиммунных болезней. Подавление деятельности иммунной системы с помощью им- мунобиологических препаратов применяют при трансплантации ор- ганов и тканей, в некоторых случаях при аутоиммунных и аллергиче- ских болезнях. Иммунная система специфически и неспецифически реагирует на действие патогенного агента, поступающего в организм извне или образующегося в организме в результате болезней и некоторых функ- циональных нарушений. Эти ответные реакции иммунной системы носят гуморальный и клеточный характер, они могут выявляться с помощью специфических тестов и иммунных реакций. На основе этих реакций построено большинство диагностических препара- тов [4]. 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВАКЦИН Вакцина – это медицинский или ветеринарный препарат, пред- назначенный для создания иммунитета к инфекционным болезням. Вакцина изготавливается из ослабленных или убитых микроорганиз- мов, продуктов их жизнедеятельности или из их антигенов, получен- ных генно-инженерным или химическим путем. Вакцины состоят из: действующего начала – специфического антигена; консерванта для сохранения стерильности (в неживых вак- цинах); стабилизатора, или протектора, для повышения сроков со- храняемости антигена; неспецифического активатора (адъюванта), или полимерного носителя, для повышения иммуногенности антигена (в химических, молекулярных вакцинах). Специфические антигены, содержащиеся в вакцине, в ответ на введение в организм вызывают развитие иммунологических реакций, обеспечивающих устойчивость организма к патогенным микроорганизмам. В качестве антигенов при конструировании вакцин используют: живые ослабленные (аттенуи- рованные) микроорганизмы; неживые (инактивированные, убитые) цельные микробные клетки или вирусные частицы; извлеченные из микроорганизмов сложные антигенные структуры (протективные ан- тигены); продукты жизнедеятельности микроорганизмов – вторичные метаболиты (например, токсины, молекулярные протективные анти- гены): антигены, полученные путем химического синтеза или био- синтеза с применением методов генетической инженерии. 1.1. Живые вакцины Живые вакцины получают из аттенуированных штаммов мик- роорганизмов, обладающих ослабленной вирулентностью для чело- века, но содержащих полноценный набор антигенов (например, вирус коровьей оспы), и из дивергентных штаммов микроорганизмов. К живым вакцинам можно отнести также векторные вакцины, полу- ченные генно-инженерным способом и представляющие собой вак- цинный штамм, несущий ген чужеродного антигена (например, вирус оспенной вакцины со встроенным антигеном вируса гепатита В). Они содержат ослабленный живой микроорганизм. Примером могут слу- жить вакцины против полиомиелита, кори, паротита, краснухи или туберкулеза. Могут быть получены путем селекции (БЦЖ, гриппоз- В соответствии с природой специфического антигена вакцины делят на живые, неживые и комбинированные (как живые, так и не- живые микроорганизмы и их отдельные антигены). 6 ная). Они способны размножаться в организме и вызывать вакци- нальный процесс, формируя невосприимчивость. Утрата вирулентно- сти у таких штаммов закреплена генетически, однако у лиц с имму- нодефицитами могут возникнуть серьезные проблемы. Как правило, живые вакцины являются корпускулярными. Живые вакцины получают путем искусственного аттенуирова- ния (ослабления штамма) (BCG − 200−300 пассажей на желчном бульоне, ЖВС − пассаж на ткани почек зеленых мартышек) либо от- бирая естественные авирулентные штаммы. В настоящее время возможен путь создания живых вакцин путем генной инженерии на уровне хромосом с использованием рестриктаз. Полученные штаммы будут обладать свойствами обоих возбудителей, хромосомы которых были взяты для синтеза. Анализируя свойства живых вакцин, следует выделить как положительные, так и их отрицательные качества. Положительные стороны: по механизму действия на организм напоминают «дикий» штамм, они могут приживляться в организме и длительно сохранять иммунитет (для коревой вакцины вакцинация в 12 мес. и ревакцинация в 6 лет), вытесняя «дикий» штамм. Исполь- зуются небольшие дозы для вакцинации (обычно однократная) и по- этому вакцинацию легко проводить организационно. Последнее позволяет рекомендовать данный тип вакцин для дальнейшего ис- пользования. Отрицательные стороны: живая вакцина корпускулярная − содержит 99 % балласта и поэтому обычно достаточно реактогенная, кроме того, она способна вызывать мутации клеток организма (хромосомные аберрации), что особенно опасно в отношении половых клеток. Живые вакцины содержат вирусы-загрязнители (контаминанты), особенно это опасно в отношении обезьяньего СПИДа и онковирусов. К сожалению, живые вакцины трудно дозируются и поддаются биоконтролю, легко чувствительны к действию высоких температур и требуют неукоснительного соблюдения холодовой цепи. Хотя живые вакцины требуют специальных условий хранения, они продуцируют достаточно эффективный клеточный и гумораль- ный иммунитет и обычно требуют лишь одного бустерного введения. Большинство живых вакцин вводится парентерально (за исключени- ем полиомиелитной вакцины). На фоне преимуществ живых вакцин имеется и одно предосте- режение, а именно возможность реверсии вирулентных форм, что может стать причиной заболевания вакцинируемого. По этой причине живые вакцины должны быть тщательно протестированы. Пациенты с иммунодефицитами (получающие иммуносупрессивную терапию, при СПИДе и опухолях) не должны получать такие вакцины. Примером живых вакцин могут служить вакцины для профи- лактики краснухи (Рудивакс), кори (Рувакс), полиомиелита (Полио Сэбин Веро), туберкулеза, паротита (Имовакс Орейон). Живые вак- цины выпускаются в лиофилизированном виде (кроме полиомиелит- ной). В живых вакцинах нет консервантов, при работе с такими вак- цинами следует строго соблюдать правила асептики. Нарушение це- лостности ампул и потеря вакуума приводит к инактивации препара- та в связи с проникновением воздуха и влаги. При наличии в ампулах трещин и изменении внешнего вида содержимого следует изъять та- кие ампулы и уничтожить их. При вскрытии ампул, растворении вакцин и обработке инструментария следует избегать воздействия на препарат высокой температуры и дезинфицирующих средств, инактивирующих микроорганизмы. При накожном применении вакцины кожу обрабатывают спиртом или эфиром, вакцину наносят после испарения жидкостей. За 1−2 дня до применения живых бактериальных вакцин и на протяжении 7 недель после вакцинации следует избегать применения антибиотиков, сульфаниламидов и иммуноглобулинов, кото- рые могут снижать эффект вакцинации вследствие своих бактери- цидных свойств. Основным преимуществом живых вакцин считается активизация всех звеньев иммунной системы, вызывающая сбалансированный иммунный ответ (системный и локальный, иммуноглобулиновый и клеточный). Это имеет особое значение при тех инфекциях, когда клеточный иммунитет играет важную роль, а также при инфекциях слизистых оболочек, где требуется как системный, так и локальный иммунитет. Местное применение живых вакцин обычно является более эффективным для стимулирования локального ответа у непраймированных хозяев, чем инактивированные вакцины, вводимые парентерально. 1.2. Генноинженерные вакцины В геном живых аттенуированных вирусов, бактерий, дрожжей или клеток эукариотов встраивается ген, кодирующий образование протективного антигена того возбудителя, против которого направлена вакцина. Рекомбинантная технология совершила прорыв в создании принципиально новых вакцин. Принцип создания генно-инженерных вакцин заключается в том, что в геном живых аттенуированных ви- русов, бактерий, дрожжей или клеток эукариотов встраивается ген, кодирующий образование протективного антигена того возбудителя, против которого будет направлена вакцина. В качестве вакцин используются сами модифицированные мик- роорганизмы или протективный антиген, образующийся при их куль- тивировании в условиях in vitro. В первом случае иммунный ответ направлен не только против продуктов встроенного гена, но и на но- ситель вектора. Примером рекомбинантной вакцины, состоящей из готового антигена, является вакцина против гепатита В, а примером векторных вакцин, антигены которых образуются in vivo, является антирабическая вакцина. Она получена на основе осповакцины и на- шла широкое применение в профилактике бешенства среди диких животных с помощью приманки, содержащей эту вакцину. Для создания векторных живых вирусных вакцин используют аттенуированный ДНК-содержащий вирус, в геном которого встра- ивается необходимый предварительно клонированный ген. Вирус, носитель вектора, активно размножается, а продукт встроенного гена обеспечивает формирование иммунитета. Вектор может содержать несколько встроенных генов, отвечающих за экспрессию соответст- вующих чужеродных антигенов. Экспериментальные векторные вак- цины на основе вируса осповакцины получены к ветряной оспе, гриппу А, гепатитам А и В, малярии, простому герпесу. К сожале- нию, вакцины испытаны преимущественно на животных, которые ус- тойчивы к большинству из этих инфекций. Рекомбинантный продукт не всегда имеет ту же структуру, что и естественный антиген. Иммуногенность такого продукта может быть сниженной. Естественные вирусные антигены в клетках эука- риотов подвергаются гликозилированию, что повышает иммуноген- ность таких антигенов. В бактериях гликозилирование отсутствует или оно происходит не так, как в клетках высших эукариотов. У низ- ших эукариотов (грибов) посттрансляционные процессы занимают среднее положение. Разработчик генно-инженерной вакцины должен представить данные о стабильности системы экспрессии антигена во время хра- нения рабочего банка клеток. При наличии изменений в посевной культуре, которые могут сопровождаться перестройкой, делецией или вставками нуклеотидов, необходимо определить нуклеогидную последовательность, исследовать пептидные карты и последователь- ность концевых аминокислот генно-инженерного продукта. Исполь- зование рестриктазного картирования в сочетании с изучением мар- керов, кодируемых вектором (чувствительность к антибиотикам и др.) может указать на появление изменений в структуре вектора. Принципы создания бактериальных рекомбинантных вакцин аналогичны. Важными этапами являются клонирование генов и по- лучение мутантных генов, кодирующих иммуногенные, но не токси- ческие формы антигена. Клонированы гены для дифтерийного и столбнячного токсинов, токсина синегнойной палочки, сибиреяз- венного, холерного, коклюшного, шигеллезного токсинов. Предпри- нимаются попытки получить рекомбинантные вакцины против гоно- реи и менингококковой инфекции. В качестве носителя бактериального вектора используется БЦЖ, Vibrio cholerae, Escherichia coli, Salmonella tythimurium. Ки- шечная группа возбудителей перспективна для разработки энтераль- ных вакцин. Живые рекомбинантные вакцины, введенные через рот, имеют короткий период жизни, но способны за этот период вызвать стойкий иммунитет. Возможно создание многокомпонентных вакцин для одномоментной профилактики против нескольких диарейных инфекций. Бактериальные векторные вакцины, в отличие от вирус- ных, можно контролировать с помощью антибиотиков. Прошли экс- периментальную проверку оральные вакцины против гепатита В и малярии. В перспективе предполагается использовать векторы, в которые встроены не только гены, контролирующие синтез протективных ан- тигенов, но и гены, кодирующие различные медиаторы иммунного ответа. Получены рекомбинантные штаммы БЦЖ, которые секрети- руют ИФ-у, ИЛ, Г-КСФ. Предварительные исследования свидетель- ствуют о высокой эффективности штаммов в отношении туберкулеза и рака мочевого пузыря. Получать эффективную векторную вакцину на основе бактерий достаточно трудно из-за нестабильности транс- фекции генного материала, токсичности чужеродного антигена для бактерий, малого количества экспрессированного антигена. 2. НЕЖИВЫЕ ВАКЦИНЫ ские) и корпускулярные. Молекулярные вакцины конструируют на основе специфических протективных антигенов, находящихся в мо- лекулярном виде и полученных путем биосинтеза или химического синтеза. К этим вакцинам можно отнести также анатоксины, которые представляют собой обезвреженные формалином молекулы токси- нов, образуемых микробной клеткой (дифтерийный, столбнячный, ботулинический и др.). Корпускулярные вакцины получают из цель- ных микроорганизмов, инактивированных физическими (тепло, ульт- рафиолетовое и другие излучения) или химическими (фенол, спирт) методами (корпускулярные, вирусные и бактериальные вакцины), или из субклеточных надмолекулярных антигенных структур, извле- ченных из микроорганизмов (субвирионные вакцины, сплит-вакци- ны, вакцины из сложных антигенных комплексов). Неживые вакцины подразделяют на молекулярные (химиче- Инактивированные вакцины всегда требуют нескольких вакци- наций. Защитный иммунный ответ развивается обычно только после второй или третьей дозы. Количество антител постепенно снижается, поэтому спустя некоторое время для поддержания титра антител тре- буется повторная вакцинация (ревакцинация). Молекулярные антигены, или сложные протективные антигены бактерий и вирусов, используют для получения синтетических и по- лусинтетических вакцин, представляющих собой комплекс из специ- фического антигена, полимерного носителя и адъюванта. Из отдель- ных вакцин (моновакцин), предназначенных для иммунизации против одной инфекции, готовят сложные препараты, состоящие из нескольких моновакцин. Такие ассоциированные вакцины, или поли- вакцины, поливалентные вакцины, обеспечивают иммунитет одно- временно против нескольких инфекций. Примером может служить ассоциированная АКДС-вакцина, в состав которой входят адсорби- рованные дифтерийный и столбнячный анатоксины и коклюшный корпускулярный антиген. Существует также семейство полианаток- синов: ботулинический пентаанатоксин, противогангренозный тет- раанатоксин, дифтерийно-столбнячный дианатоксин. Для профилак- тики полиомиелита применяют единый поливалентный препарат, состоящий из аттенуированных штаммов I, II, III серотипов (серова- ров) вируса полиомиелита [6]. К таким вакцинам относятся корпускулярные бактериальные и вирусные вакцины, корпускулярные субклеточные и субъединичные 11 вакцины, а также молекулярные вакцины. Корпускулярные вакцины представляют собой инактивированные физическими (температура, УФ-лучи, ионизирующее излучение) или химическими (формалин, фенол, р-пропио-лактон) способами культуры патогенных или вак- цинных штаммов бактерий и вирусов. Инактивацию проводят в оп- тимальном режиме (инактивирующая доза, температура, концентра- ция микроорганизмов), чтобы сохранить антигенные свойства микроорганизмов, но лишить их жизнеспособности. Корпускулярные вакцины, полученные из цельных бактерий, называют цельно-клеточ- ными, а из неразрушенных вирионов − цельновирионными. Инактиви- рованные вакцины готовят в асептических условиях на основе чистых культур микроорганизмов. К готовым, дозированным (по концентра- ции микроорганизмов) вакцинам добавляют консервант. Вакцины могут быть в жидком (суспензии) или сухом виде. Вакцинацию вы- полняют 2−3 раза, вводя препарат подкожно, внутримышечно, аэро- зольно, иногда перорально. Корпускулярные вакцины применяют для профилактики коклюша, гриппа, гепатита А, герпеса, клещевого эн- цефалита. К корпускулярным вакцинам относят также субклеточные и субвирионные вакцины, в которых в качестве действующего начала используют антигенные комплексы, выделенные из бактерий или ви- русов после их разрушения. Приготовление субклеточных и субви- рионных вакцин сложнее, чем цельноклеточных и цельновирионных, однако такие вакцины содержат меньше балластных компонентов микроорганизмов. Раньше субклеточные и субвирионные вакцины называли химическими, поскольку применяли химические методы при выделении антигенов, из которых готовили вакцину. Однако этот термин более применим к вакцинам, полученным методом химиче- ского синтеза. В настоящее время используют субклеточные инакти- вированные вакцины против брюшного тифа (на основе О-, Н- и Vi- антигенов), дизентерии, гриппа (на основе нейраминидазы и гем- агглютинина), сибирской язвы (на основе капсульного антигена) и др. Такие вакцины, как правило, применяют с добавлением адъювантов. |