Вопросы и ответы фармтехнология. Непрерывный и периодический технологический процесс
 Скачать 6.32 Mb.
|
|
150.Компоненты вакцин. Характеристика основных групп вакцин. Методы получения аттенуированных штаммов. Современные принципы конструирования вакцин. Вакцины – это препараты, приготовленные из убитых или ослабленных болезнетворных микроорганизмов или их токсинов. Как известно, вакцины применяются с целью профилактики или лечения. Введение вакцин вызывает иммунную реакцию, за которой следует приобретение устойчивости организма человека или животного к патогенным микроорганизмам. Если рассмотреть состав вакцины, то в них входят: - действующий компонент, представляющие специфические антигены, - консервант, который определяет стабильность вакцины при ее хранении, стабилизатор, который продлевает срок годности вакцины, - полимерный носитель, который повышает иммуногенность антигена (АГ). Под иммуногенностью понимают свойство антигена вызывать иммунный ответ. В роли антигена можно использовать: 1. живые ослабевшие микроорганизмы 2. неживые, убитые микробные клетки или вирусные частицы 3. антигенные структуры, извлеченные из микроорганизма 4. продукты жизнедеятельности микроорганизмов, в качестве которых используют токсины, как вторичные метаболиты 1. Живые вакцины получают а) из естественных штаммов микроорганизмов с ослабленной вирулентностью для человека, но содержащий полный набор антигенов (в качестве примера можно привести вирус оспы). б) из искусственных ослабленных штаммов. в) часть вакцин получают генноинженерным способом. Для получения таких вакцин используют штамм, несущий ген чужеродного антигена, например, вирус оспы со встроенным антигеном гепатита В. 2. Неживые вакцины – это: а) молекулярные и химические вакцины. При этом молекулярные вакцины конструируют на основе специфического антигена, который находится в молекулярном виде. Эти вакцины могут быть получены и путем химического синтеза или биосинтеза. Примерами молекулярных вакцин являются анатоксины. Анатоксины – это бактериальный экзотоксин, потерявший токсичность в результате длительного воздействия формалина, но сохранивший антигенные свойства. Это дифтерийный токсин, столбнячный токсин, бутулинический токсин. б) корпускулярные вакцины, которые получают из целой микробной клетки, которая инактивизирована температурой, ультрафиолетовым облучением или химическими методами, например, спиртом. 3. Комбинированные вакцины. Они комбинируются из отдельных вакцин, превращаясь при этом в поливакцины, которые способны иммунизировать сразу от нескольких инфекций. В качестве примера можно назвать поливакцину АКДС, содержащую дифтерийный и столбнячный анатоксины и коклюшные корпускулярные антигены. Эта вакцина, как известно, широко применяется в детской практике. Методы получения аттенуированных штаммов Термин аттенуация происходит от латинского «attenuatio» – «уменьшение» и означает искусственное стойкое ослабление, уменьшение вирулентности возбудителей инфекционных болезней. Явление аттенуации впервые открыто в 1880 году Л.Пастером. Аттенуация вирусов и бактерий широко используется при приготовлении живых вакцин, а говоря точнее – при селекции штаммов, предназначенных для изготовления живых вакцин Методы получения аттенуированных штаммов: Использование селекции спонтанно возникших мутантов (дивергентных линий) с ослабленной вирулентностью (чумная, полиомиелитная и другие вакцины). Воздействие на геном возбудителя разнообразными методами: - длительное культивирование в неблагоприятных условиях (вакцины БЦЖ, против сибирской язвы и др.); - пассирование возбудителя на невосприимчивых животных (антирабическая); - воздействие мутагеном на генетический материал бактерии или вируса. Современные принципы конструирования вакцин.Вакцины искусственных антигенов. синтез налогов природных антигенных детерминант, ответственных за индукцию протективного иммунитета против определенного микроорганизма. Иммуногенные свойства искусственных антигенных детерминант определяют два фактора: расположение на поверхности молекулы и их конформационная структура. Практически процесс получения искусственных антигенов складывается из 3-х звеньев: 1) выделение биологически активного антигена; 2) расшифровка его молекулярной структуры; 3) искусственный ресинтез химическим или генно-инженерным путем. Этот путь перспективен для создания вакцин против возбудителей, антигены которых обладают иммуногенными и протективными свойствами. Существует два типа современных искусственных вакцин: I. Из искусственных иммунизирующих молекул, синтезированных по принципу природных аналогов: · Конъюгированные антигены (гаптен-носитель); · Синтетические белки; · Синтетические полиаминокислотные антигены; · Конъюгенты синтетических полиаминокислотных антигенов с синтетическими адъювантами; · Синтетические полисахариды. II. Из искусственных иммунизирующих молекул, не имеющих аналогов в природе: · искусственные комплексы или конъюгенты антигенных детерминант с синтетической неприродной молекулой с иммуномодулирующим действием. Принципиальная новизна современного этапа конструирования вакцин -начато создание искусственных макромолекул, обладающих необходимыми антигенными детерминантами.иммуногенность вакцин можно увеличить, используя специальные адъювантыВ качестве носителя антигенной детерминанты, обладающего свойствами адъюванта, можно использовать такие неприродные полимерные объединения, как, например, поливинилпириды (класс синтетических полуэлектролитов). Они усиливают функцию Т-хелперов и способствуют взаимодействию В- и Т-лимфоцитов, увеличивая число антителобразующих клеток. На основе конъюгации синтетических антигенных детерминант (бактериальных и вирусных) с синтетическими носителями (МДП) созданы первые полностью синтетические вакцины против дифтерийного токсина, стрептококков, вируса гриппа, вируса гепатита В. Получены синтетические антигены вируса ящура. Субклеточные (рибосомальные) вакцины. В последние годы началась разработка вакцинных препаратов нового типа – препаратов, стоящих из рибосом соответствующего возбудителя. Эти вакцины получили название рибосомальных или субклеточных. Они имеют некоторые преимущества перед живыми вакцинами или изолированными антигенами микробной клетки. Для дезинтеграции бактериальной клетки применяются следующие методики: жидкостный пресс, механическое разрушение, обработка ультразвуком. Рибосомы выделяются и очищаются при разных режимах дифференциального ультрацентрифугирования или высаливания сернокислым аммонием. Применяется также обработка рибосом детергентами, полиэтиленгликолем. Преимуществами рибосомальных вакцин являются следующие их особенности: 1) бактериальные рибосомы не обладают токсичностью для животных и малореактогенны; 2) вакцины обладают более выраженной иммуногенностью по сравнению с корпускулярными вакцинами; 3) рибосомальные вакцины способны индуцировать перекрестный иммунитет к разным серотипам и серогруппам в пределах вида возбудителя. Механизм действия рибосомальные вакцин окончательно не расшифрован и в настоящее время ведутся исследования по обеспечению перечисленных преимуществ. В настоящее время разработана рибосомальная вакцина против возбудителей пневмоний человека – Str. pneumoniae, H. influenzae, Kl. pneumoniae, Str. piogenes. В качестве адъюванта использован пептидогликан клебсиеллы. Приготовлена вакцина из шигелл Зонне. Субъединичные вирусные вакцины. Субъединичные вакцины – это дальнейший путь улучшения расщепленных вирусных вакцин. Для того,чтобы получить их, нужно иметь в очищенной форме антигены, необходимые для иммунизации. Поэтому производство субъединичных вакцин включено против тех возбудителей инфекций, у которых известна антигенная структура, определены протективные антигены и их можно отделить и сконцентрировать как субъединицы биопрепарата. Наиболее перспективной моделью для создания субъединичных вакцин являются так называемые оболочечные вирусы, имеющие липопротеидную мембрану. Типичным примером использования различных типов вакцин является вакцинация против гриппа человека. В наши дни используется несколько типов тнактивированных очищенных вакцин – субвирионных из полностью разрушенных вирионов (сплит-вирусные вакцины) и субвирионных субъединичных вакцин – с наивысшей степенью очистки от балластных веществ. Таким образом, субъединичные вакцины против гриппа и парагриппа животных должны содержать в качестве субъединиц гемагглютинин и нейрамидазу. Определены и выделены в чистом виде субъединицы возбудителей ящура, адено- и герпесвирусных инфекций , против которых также получены субъединичные вакцины. Но надо помнить, что вирусные субъединичные вакцины только тогда активны, если они индуцируют вируснейтрализующие антитела. Технологический процесс изготовления субъединичных вакцин состоит из следующих этапов: 1) получение вируса зараженных культур клеток или эмбрионов; 2) очистка вируса с помощью пластинчатого сепаратора или на колонке с сефадоксом; 3) микрофильтрация; 4) понцентрирование (примерно в 50 раз) на фильтрах; 5) дополнительная очистка ультрацентрифугированием в градиенте плотности сахарозы; 6) расщепление концентратов детергентами; 7) извлечение гликопротеинов вирусов путем ультрацентрифугирования или ультрафильтрации; 8) диализ; 9) стерилизующая фильтрация концентрата субъединиц; 10) стандартизация концентрата субъединиц; 11) контроль Генно-инженерные вакцины. Необходимость таких разработок диктовалась следующими причинами: 1) недостатком природных источников сырья/подходящих животных ; 2) невозможностью размножать вирус в классических объектах/культуры ткани и пр. Принцип создания генно-инженерных вакцин включает: а) выделение природных генов антигенов или их активных фрагментов; б) встройку этих генов в простые биологические объекты – бактерии, дрожжи; в) получение необходимого продукта в процессе культивирования биологического объекта – продуцента антигена. Метод заключается в том, что геном клонируют в клетках Е. coli с использованием плазмидных и фаговых векторов. Бактерии, несущие рекомбинантные плазмиды, продуцируют белки, специфически реагирующие с антителами против самого вируса. В 1982 г. в США была получена первая экспериментальная вакцина против гепатита В. 151.Процесс изготовления сухих корпускулярных вакцин. Стадии. Химические (субъединичные) вакцины. Вакцины из искусственных антигенов. Этапы создания искусственных антигенов Вакцины (Vaccines) - препараты, предназначенные для создания активного иммунитета в организме привитых людей или животных.Основным действующим началом каждой вакцины является иммуноген, т. е. корпускулярная или растворенная субстанция, несущая на себе химические структуры, аналогичные компонентам возбудителя заболевания, ответственным за выработку иммунитета.Инактивированные (убитые) вакцины- получают путем химического или физического воздействия на микроорганизмы (бактерии, риккетсии и вирусы) с сохранением их физической структуры, т.е. корпускулярности. В соответствии с методом получения вакцин их называют гретыми, формалиновыми, ацетоновыми, спиртовыми, феноловыми и т.д. Такие вакцины являются стабильными и безопасными, т.к. не могут вызвать реверсию вирулентности. Чаще всего они не требуют хранения на холоде, что обуславливает удобство их применения. К положительным сторонам инактивированных вакцин относят: легкость дозирования, высокую степень очистки, возможность длительного хранения и низкая чувствительность к температурным колебаниям.Однако у этих вакцин имеется ряд недостатков, в частности, они стимулируют более слабый иммунный ответ по сравнению с живыми вакцинами и требуют применения нескольких доз; значительное содержание балластных веществ (до 99 %), обуславливающих их реактогенность, поэтому их применяют редко (коклюшная и против гепатита А); могут содержать агент, используемый для умерщвления микробных клеток (фенол). Такие вакцины содержат либо убитый целый микроорганизм (цельноклеточная вакцина против коклюша, инактивированная вакцина против бешенства, вакцина против вирусного гепатита А), либо компоненты клеточной стенки или др. частей возбудителя, как, например, в ацеллюлярной вакцине против коклюша, коньюгированной вакцине против гемофилусной инфекции или в вакцине против менингококковой инфекции. Инактивирование клеток микроорганизмов при получении убитых вакцин осуществляется преимущественно нагреванием при температуре 56 ºС в течение 2 ч. Инактивированные вакцины выпускают в сухом (лиофилизированном) и жидком виде. Многие микроорганизмы, вызывающие заболевания у человека, опасны тем, что выделяют экзотоксины, являющиеся основными патогенетическими факторами заболевания (дифтерия и столбняк). Процесс изготовления сухих корпускулярных вакцин состоит из следующих стадий:- Подбор штамма микроорганизма с полноценными свойствами и получение из него маточной культуры.-Выращивание биомассы.-Инактивация микробной взвеси.- Стандартизация.-Лиофилизация.В клинической практике инактивированные вакцины применяются для профилактики и лечения, предназначенные для лечения хронических инфекционных болезней. Такие вакцины получают в каждом отдельном случае специально из убитых бактерий, выделенных от данного больного.Химические (субъединичные) вакцины.Химические вакцины(ХВ) создаются из антигенных компонентов, извлеченных из микробной клетки (ацеллюлярная вакцина против коклюша,коньюгированная вакцина против гемофильной инфекции и др.). Выделяют антигены, определяющие иммуногенные характеристики микроорганизма. Этот тип вакцин называют молекулярными вакцинами. К ХВ относятся также вакцины, полученные из растворимых дериватов микробной клетки (токсинов). ХВ могут быть получены методами биосинтеза и химическим синтезом. Для создания химических вакцин необходимо знать не только локализацию и иммуногенные свойства антигенных детерминант вирусных белков, но и их первичную структуру. По химическому строению, основным иммунологическим свойствам, а также по методам изучения все антигенные детерминанты делят на:гаптены, искусственно присоединенные к крупным молекулам белка или полисахарида;олигосахаридные детерминанты;пептиды. После определения первичной структуры антигенных детерминант приступают к их химическому синтезу. Затем конструируют синтетическую вакцину на основе синтезированных антигенных детерминант по строго составленному рецепту. Вся работа по производству вакцин проводится в асептических условиях.По иммуногенности современные химические вакцины уступают живым и убитым вакцинам, но в то же время они обладают преимуществами: нет опасности реверсии, менее реактогенны, более стандартны, менее опасны побочным действием. В отличие от корпускулярных, химические вакцины вызывают защиту против определенных патогенных субстанций возбудителя, и не содержит избыточного количества балластных структур. Существенным преимуществом химических вакцин является возможность конструирования на их основе многокомпонентных препаратов против инфекц.заболеваний. Основной недостаток химических вакцин заключается в том, что их действие направлено на предотвращение заключительного этапа инфекционного процесса. Создание антитоксического иммунитета не защищает от начальных стадий инфекционного процесса: колонизация бактериями входных ворот и инвазии во внутреннюю среду организма. Для повышения иммуногенности химических вакцин применяют адъюванты, способствующие длительному циркулированию протективного антигена в организме (гели неорганических солей алюминия, синтетический аналог компонента клеточной стенки бактерий (мурамилдипептид), адъювант Фрейнда).Химические вакцины готовят из поверхностных структур микроорганизмов (капсидов и суперкапсидов вирусов, клеточных стенок и клеточных мембран бактерий), содержащих антигены, обладающие протективной активностью.Для создания химических вакцин необходимо расшифровать структуру микробной клетки, особенно специфичность антигенных структур. Из микробных клеток выделяют протективные антигены – иммунологически активные вещества, имеющие различную химическую природу, способные при введении в организм обеспечивать формирование специфического иммунитета, аналогичного иммунитету, индуцированному живыми микроорганизмами. Протективные антигены состоят из тех структурных элементов, которые обеспечивают патогенность микроорганизма, и в то же время определяют антигенность, иммуногенность и специфичность антигена. Протективные антигены находятся или на поверхности микробных клеток или в цитоплазме, а также в клеточной стенке. Они могут быть также внеклеточными продуктами жизнедеятельности микробных клеток. Антигенам, сосредоточенным в капсуле и клеточной стенке, принадлежит исключительно важная роль в стимуляции специфической устойчивости к инфекции. Отдельные структуры клеток более антигены, чем извлеченные химическими методами комплексы, а протективная активность изолированных микробных субстанций определяется степенью ее нативности, т.е. макромолекулярной структурой, характерной для микробной клетки.При разработке химических вакцин на начальном этапе определяют протективную активность антигенов возбудителя и разрабатывают метод их выделения. Вакцины искусственных антигенов. синтез налогов природных антигенных детерминант, ответственных за индукцию протективного иммунитета против определенного микроорганизма. Иммуногенные свойства искусственных антигенных детерминант определяют два фактора: расположение на поверхности молекулы и их конформационная структура. Практически процесс получения искусственных антигенов складывается из 3-х звеньев: 1) выделение биологически активного антигена; 2) расшифровка его молекулярной структуры; 3) искусственный ресинтез химическим или генно-инженерным путем. Этот путь перспективен для создания вакцин против возбудителей, антигены которых обладают иммуногенными и протективными свойствами. Существует два типа современных искусственных вакцин: I. Из искусственных |