Вакцини

Вакцини (лат. vacca — корова) — препарати, що складаються з ослаблених, вбитих збудників хвороб чи продуктів їхньої життєдіяльності. Ці специфічні речовини дістали назву від противіспяного препарату, виготовленого з вірусу коров'ячої віспи. Метод щеплень за допомогою вакцин називають вакцинацією, або імунізацією.

Творцем наукової теорії запобігання інфекційним захворюванням за допомогою виготовлених в лабораторії вакцин був засновник медичної мікробіології Луї Пастер. Вперше вакцинацію було здійснено в 1796 році англійським лікарем Едвордом Дженнером, який штучно прищепив дитині коров'ячу віспу, в результаті чого ця дитина набула імунітету до натуральної віспи.

Вакцини врятували людство не тільки від віспи. Переможено тяжку дитячу хворобу поліомієліт, вакцина БЦЖ виявилася досить ефективною проти туберкульозу. За допомогою вбитих мікробів або виділених з них антигенів створюється стійкий імунітет до кору, коклюшу, правця, газової гангрени, дифтерії та багатьох інших інфекційних захворювань.

Склад

До складу більшості вакцин входить:

• Активний компонент;
• Розчинник (сольов. розчин, H2O);
• Стабілізатори, антибіотики;
• Допоміжні речовини (солі Al, тіомерсал, формальдегід, дріжджові гриби) За природою активного компоненту вакци ни
• Вакцини, що містять цільні вбиті мікроорганізми (коклюш, холера), активні вірусні — поліомеліт, грип.
• Анатоксини (дифтерія правець, стафілокок.).
• Вакцини з живих атенуйованих вірусів (кір, грип, поліомієліт).
• Вакцини з перехресно-реагуючих живих організмів, імунологічно пов'язаних з збудником
• хімічно синтезовані субодиниці чи отримані за допомогою генної інженерії (гепатит В, грип, ВІЛ-інфекція).
• Адсорбовані вакцини (АКДС).

Варто зазначити що кількість стабілізатора чи допоміжної речовини на кілька порядків менша ніж та, що може викликати побічну дію. Так, наприклад, вміст антибіотика канаміцину в одній дозі пероральної поліоміелітноі вакцини складає не більше 30 мікрограм, тоді як доза, що використовується з лікувальною метою, вимірюється в міліграмах на кілограм маси тіла; вміст тіомерсалу(мертиоляту) в одній дозі вакцини для профілактики гепатиту В складає 0.025 міліграм, в одній дозі адсорбованої кашлюково-дифтерійно-правцевоі вакцини — 0,005 міліграм, тоді як доза, що може завдати шкоди організму-75 міліграм на кілограм маси тіла; вміст формальдегіду в рідкій інактивованій вакцині для профілактики поліомієліту не більше 0.1 міліграм в одній дозі тоді як шкідлива доза-100 міліграм на кілограм маси тіла.

Типи вакцин

Сучасні вакцини поділяють на чотири групи:

• вакцини, які виготовляють із живих збудників з ослабленою вірулентністю (проти віспи, туберкульозу, чуми, сибірки, сказу, грипу, полімієліту та ін.);
• вакцини з убитих патогенних мікробів (холерна, черевнотифозна, коклюшна, лептоспірозна, поліомієлітна тощо);
• анатоксини (виготовляються з екзотоксинів відповідних збудників обробкою їх 0,3-0,4 %-м розчином формаліну і витримуванням при температурі 38-40 °С протягом 3—4 тижнів). Добуті у такий спосіб дифтерійний, правцевий, стафілококовий, холерний та інші анатоксини знайшли широке застосування в практиці;
• хімічні вакцини (їх виготовляють не з цілих бактеріальних клітин, а із хімічних комплексів, добутих шляхом обробки суспензії клітин спеціальними методами; наприклад, для профілактики черевного тифу і правця застосовують хімічну сорбовану вакцину з О- і Vi- антигенів черевнотифозних бактерій і очищеного концентрованого правцевого анатоксину).

Живі вакцини

Живі вакцини містять ослаблений живий мікроорганізм. Прикладом можуть служити вакцини проти поліомієліту, кору, паротиту, чи краснухи туберкульозу. Можуть бути отримані шляхом селекції (БЦЖ, грипозна). Вони здатні розмножуватися в організмі і викликати вакцинальний процес, формуючи несприйнятливість. Утрата вірулентності в таких штамів закріплена генетично, однак в облич з імунодефіцитами можуть виникнути серйозні проблеми. Як правило, живі вакцини є корпускулярними.

Живі вакцини одержують шляхом штучного атенуйовання (ослаблення штаму (BCG - 200-300 пасажів на жовчному бульйоні, ЖВС - пасаж на тканині бруньок зелених мавп) або відбираючи природні авірулентні штами. В наш час^[Коли?] можливий шлях створення живих вакцин шляхом генної інженерії на рівні хромосом з використанням рестриктаз. Отримані штами будуть мати властивості обох збудників, хромосоми яких були узяті для синтезу. Аналізуючи властивості живих вакцин варто виділити, як позитивні так і їхні негативні якості.

Позитивні сторони: по механізму дії на організм нагадують "дикий" штам, може приживлятися в організмі і довгостроково зберігати імунітет (для коревої вакцини вакцинація в 12 мес. і ревакцинація в 6 років), витісняючи "дикий" штам. Використовуються невеликі дози для вакцинації (звичайно однократна) і тому вакцинацію легко проводити організаційно. Останнє дозволяє рекомендувати даний тип вакцин для подальшого використання.

Негативні сторони: жива вакцина корпускулярна - містить 99% баласту і тому звичайно досить реактогенна, крім того, вона здатна викликати мутації кліток організму (хромосомні аберації), що особливо небезпечно у відношенні статевих кліток. Живі вакцини містять вируси-забруднювачі (контамінанти), особливо це небезпечно у відношенні мавпячого СПИДу й онковірусів. На жаль, живі вакцини важко дозуються і піддаються біоконтролю, легко чуттєві до дії високих температур і вимагають неухильного дотримання холодового ланцюга.

Хоча живі вакцини вимагають спеціальних умов збереження, вони продукують досить ефективний клітинний і гуморальний імунітет і звичайно вимагають лише одне бустерне введення. Більшість живих вакцин уводиться парентерально (за винятком поліомієлітної вакцини).

На тлі переваг живих вакцин мається й одне застереження, а саме: можливість реверсії вірулентних форм, що може стати причиною захворювання вакцинуючого. З цієї причини живі вакцини повинні бути ретельно протестовані. Пацієнти з імунодефіцитами (які отримують імуносупресивну терапію, при СНІДі та пухлинах) не повинні одержувати такі вакцини.

Прикладом живих вакцин можуть служити вакцини для профілактики краснухи (Рудивакс), кору (Рувакс), поліомієліту (Поліпро Себин Веро), туберкульозу, паротиту (Імовакс Орейон). Живі вакцини випускаються в ліофілізованому виді (крім поліомієлітної).

Інактивовані (убиті) вакцини

Інактивовані вакцини одержують шляхом впливу на мікроорганізми хімічним шляхом чи нагріванням. Такі вакцини є досить стабільними і безпечними, тому що не можуть викликати реверсію вірулентності. Вони часто не вимагають збереження на холоді, що зручно в практичному використанні. Однак у цих вакцин є і ряд недоліків, зокрема, вони стимулюють більш слабку імунну відповідь і вимагають застосування декількох доз (бустерні імунізації).

Вони містять або убитий цілий мікроорганізм (наприклад цельноклеточная вакцина проти коклюшу, інактивована вакцина проти сказу, вакцина проти вірусного гепатиту А), або компоненти клітинної чи стінки інших частин збудника, як наприклад в ацеллюлярній вакцині проти коклюшу, кон’югованій вакцині проти гемофилусной чи інфекції у вакцині проти менінгококковій інфекції. Їх убивають фізичними (температура, радіація, ультрафіолетове світло) чи хімічними (спирт, формальдегід) методами. Такі вакцини реактогени, застосовуються мало (коклюшна, проти гепатиту А).

Інактивовані вакцини також є корпускулярними. Аналізуючи властивості корпускулярних вакцин також варто виділити, як позитивні так і їхні негативні якості. Позитивні сторони: Корпускулярні убиті вакцини легше дозувати, краще очищати, вони довгостроково зберігаються і менш чуттєві до температурних коливань. Негативні сторони: вакцина корпускулярна - містить 99 % баласту і тому реактогена, крім того, містить агент, використовуваний для умертвіння мікробних кліток (фенол). Ще одним недоліком інактивированной вакцини є те, що мікробний штам не приживляється, тому вакцина слабка і вакцинація проводиться в 2 чи 3 прийоми, вимагає частих ревакцинацій (АКДС), що сутужніше в плані організації в порівнянні з живими вакцинами. Інактивовані вакцини випускають як у сухому (ліофілізованному), так і в рідкому вигляді.

Анатоксини

Багато мікроорганізмів, що викликають захворювання в людини, небезпечні тим, що виділяють екзотоксини, що є основними патогенетичними факторами захворювання (наприклад, дифтерія, стовбняк). Анатоксини, використовують як вакцини, індукують специфічну імунну відповідь. Для одержання вакцин токсини найчастіше знешкоджують за допомогою формаліну.

Асоційовані вакцини

Вакцини різних типів, що містять кілька компонентів.

Корпускулярні вакцини

Корпускулярні вакцини це бактерії віруси, інактивовані хімічним (формалін, спирт, фенол) чи фізичним (тепло, ультрафіолетове опромінення) впливом. Прикладами корпускулярних вакцин є: коклюшна (як компонент АКДС і Тетракок), антирабічна, лептоспірозна, грипозні цельновіріонні, вакцини проти енцефаліту, проти гепатиту А (Аваксим), інактивована поліовакцина.

Хімічні вакцини

Хімічні вакцини містять компоненти клітинної стінки чи інших частин збудника, як наприклад в ацеллюлярній вакцині проти коклюшу, коньюгированной вакцині проти гемофільної інфекції чи у вакцині проти менінгококкової інфекції.

Хімічні вакцини створюються з антигенних компонентів, витягнутих з мікробної клітини. Виділяють ті антигени, що визначають імуногенні характеристики мікроорганізму. До таких вакцин відносяться: полісахаридні вакцини (Менинго А+З, Акт-ХІБ, Пневмо 23, Тифим Ви), ацелюлярні коклюшні вакцини.

Біосинтетичні вакцини

Біосинтетичні вакцини - це вакцини, отримані методами генної інженерії які є штучно створеними антигенними детермінантами мікроорганізмів. Прикладом може служити рекомбинантна вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусної інфекції. Для їхнього одержання використовують дріжджеві клітини в які вбудовують вирізаний ген, що кодує вироблення необхідного для одержання вакцини протеїну, що потім виділяється в чистому вигляді.

Біосинтетичні вакцини це синтезовані з амінокислот пептидні фрагменти, що відповідають амінокислотної послідовності тим структурам вірусного (бактеріального) білка, що розпізнаються імунною системою і викликають імунну відповідь. Важливою перевагою синтетичних вакцин у порівнянні з традиційними є те, що вони не містять бактерій і вірусів, продуктів їхньої життєдіяльності і викликають імунну відповідь вузької специфічності. Крім того, виключаються труднощі вирощування вірусів, збереження і можливості реплікації в організмі вакцинованої людини у випадку використання живих вакцин. При створенні даного типу вакцин можна приєднувати до носія кілька різних пептидів, вибирати найбільш імуногенні з них для коплексування з носієм. Разом з тим, синтетичні вакцини менш ефективні, у порівнянні з традиційними, тому що багато ділянок вірусів мають значну мінливість у плані імуногенності і дають меншу імуногенність, ніж нативний вірус. Однак, використання одного чи двох імуногенних білків замість цілого збудника забезпечує формування імунітету при значному зниженні реактогенности вакцини і її побічної дії.

Векторні (рекомбинантні) вакцини

Векторні (рекомбинантні) вакцини — вакцини, отримані методами генної інженерії. Суть методу: гени вірулентного мікроорганізму, відповідальний за синтез протективних антигенів, вбудовують у геном якого - або нешкідливого мікроорганізму, що при культивуванні продукує і накопичує відповідний антиген. Прикладом може служити рекомбінантна вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусной інфекції. Нарешті, маються позитивні результати використання т.зв. векторних вакцин, коли на носій - живий рекомбинантний вірус осповакцини (вектор) наносяться поверхневі білки двох вірусів: глікопротеїн D вірусу простого герпеса і гемагглютинин вірусу грипу А. Відбувається необмежена реплікація вектора і розвивається адекватна імунна відповідь проти вірусної інфекції обох типів.

Дія окремих компонентів мікробних, вірусних і паразитарних антигенів виявляється на різних рівнях і в різних ланках імунної системи. Їх результуюча може бути лише одна: клінічні ознаки захворювання - видужання - ремісія - рецидив - чи загострення інші стани організму. Так, зокрема, АДС - через 3 тижні після її введення дітям приводить до зростання рівня Т-клітин і збільшенню змісту ЕКК у периферичній крові, полівалентна бактеріальна вакцина Lantigen B стимулює антитілоутворені Ig A у крові і слині, але саме головне, що при подальшому спостереженні у вакцинованих відзначене зменшення числа випадків захворювання, а якщо вони і виникали, те протікали легше. Клінічна картина хвороби, таким чином є найбільш об'єктивним показником вакцинації.

Рекомбинантні вакцини - для виробництва цих вакцин застосовують рекомбінантну технологію, вбудовуючи генетичний матеріал мікроорганізму в дріжджові клітки, які продукують антиген. Після культивування дріжджів з них виділяють потрібний антиген, очищають і готують вакцину. Прикладом таких вакцин може служити вакцина проти гепатиту В (Еувакс У).

Рибосомальні вакцини

Для одержання такого виду вакцин використовують рибосоми, що знаходяться в кожній клітці. Рибосоми - це органели, продукуючі білок по матриці - і-РНК. Виділені рибосоми з матрицею в чистому виді і представляють вакцину. Прикладом може служити бронхіальна і дизентерійна вакцини (наприклад, ИРС-19, Бронхо-мунал, Рибомунил).

Безпека

Розробка і виготовлення сучасних вакцин виробляється відповідно до високих вимог до їхньої якості, у першу чергу, нешкідливості для щеплених. Звичайно такі вимоги ґрунтуються на рекомендаціях Всесвітньої Організації Охорони здоров'я, що залучає для їхнього складання самих авторитетних фахівців з різних країн світу. Ідеальною вакциною міг би вважатися препарат, що відповідав би наступним вимогам:

• повністю нешкідливий для щеплених, а у випадку живих вакцин - і для людей, до яких вакцинний мікроорганізм попадає в результаті контактів із щепленими;
• здатний викликати стійкий імунітет після мінімальної кількості введень (не більш трьох);
• може вводитися в організм способом, що виключає парентеральні маніпуляції, наприклад, нанесенням на слизуваті оболонки;
• достатньо стабільний, щоб не допустити погіршення властивостей вакцини при транспортуванні і збереженні в умовах прищеплювального пункту;
• недорогий, щоб ціна не перешкоджала б масовому застосуванню вакцини.

Джерела

• Векірчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. – К.: Либідь, 2001. – 312 с.
• Ґудзь С.П. та ін. Основи мікробіології. – К., 1991.
• Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – М., 1987.