Ce sunt vaccinurile și ce sunt acestea?

Pentru prevenirea specifică a bolilor infecțioase, se utilizează vaccinuri care permit formarea imunității active înainte de contactul natural cu agentul patogen.

Vaccinurile destinate prevenirii unei singure infecții se numesc monovaccinuri, împotriva a două - divaccinuri, împotriva a trei - travovaccinuri, împotriva mai multor - polivaccinuri. Vaccinurile asociate sunt cele care conțin un amestec de antigene ale diferitelor microorganisme și anatoxine. Vaccinurile polivalente sunt cele care includ mai multe varietăți de tipuri serologice de agenți patogeni ai unei singure infecții (leptospiroză, colibaciloză, salmoneloză, pseudomonoză de nurcă, boala Marek etc.).

Diverse tipuri de vaccinuri sunt utilizate pentru imunoprofilaxia bolilor infecțioase.

Vaccinuri vii

Acestea sunt o suspensie de tulpini vaccinale de microorganisme (bacterii, virusuri, rickettsii) cultivate pe diverse medii nutritive. De obicei, pentru vaccinare se utilizează tulpini de microorganisme cu virulență slăbită sau lipsite de proprietăți de virulență, dar care își păstrează complet proprietățile imunogene. Aceste vaccinuri sunt produse pe baza unor agenți patogeni apatogeni, atenuați (slăbiți) în condiții artificiale sau naturale. Tulpinile atenuate de virusuri și bacterii se obțin prin inactivarea genei responsabile de formarea factorului de virulență sau prin mutații ale genelor care reduc nespecific această virulență.

În ultimii ani, tehnologia ADN-ului recombinant a fost utilizată pentru a produce tulpini atenuate ale unor virusuri. Virusurile ADN mari, cum ar fi virusul variolei, pot servi drept vectori pentru clonarea genelor străine. Astfel de virusuri își păstrează infecțiozitatea, iar celulele pe care le infectează încep să secrete proteine codificate de genele transfectate.

Datorită pierderii genetice fixate a proprietăților patogene și pierderii capacității de a provoca o boală infecțioasă, tulpinile vaccinale își păstrează capacitatea de a se multiplica la locul injectării, iar ulterior în ganglionii limfatici regionali și organele interne. Infecția vaccinală durează câteva săptămâni, nu este însoțită de o imagine clinică pronunțată a bolii și duce la formarea imunității față de tulpinile patogene de microorganisme.

Vaccinurile vii atenuate sunt obținute din microorganisme atenuate. Atenuarea microorganismelor se realizează și prin creșterea culturilor în condiții nefavorabile. Multe vaccinuri sunt produse sub formă uscată pentru a crește durata de valabilitate.

Vaccinurile vii prezintă avantaje semnificative față de vaccinurile inactivate, datorită faptului că păstrează complet setul de antigeni al agentului patogen și oferă o stare de imunitate mai lungă. Cu toate acestea, având în vedere faptul că principiul activ al vaccinurilor vii îl reprezintă microorganismele vii, este necesar să se respecte cu strictețe cerințele care asigură păstrarea viabilității microorganismelor și a activității specifice a vaccinurilor.

Vaccinurile vii nu conțin conservanți; atunci când se lucrează cu ele, este necesar să se respecte cu strictețe regulile de asepsie și antisepsie.

Vaccinurile vii au o durată lungă de valabilitate (1 an sau mai mult) și se păstrează la o temperatură de 2-10 °C.

Cu 5-6 zile înainte de administrarea vaccinurilor cu virusuri vii și cu 15-20 de zile după vaccinare, antibioticele, sulfonamidele, medicamentele nitrofuranice și imunoglobulinele nu pot fi utilizate pentru tratament, deoarece reduc intensitatea și durata imunității.

Vaccinurile creează imunitate activă în 7-21 de zile, care durează în medie până la 12 luni.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Vaccinuri inactivate (cu substanțe neutralizate)

Pentru a inactiva microorganismele, se utilizează încălzire, formalină, acetonă, fenol, raze ultraviolete, ultrasunete și alcool. Astfel de vaccinuri nu sunt periculoase, sunt mai puțin eficiente decât cele vii, dar atunci când sunt administrate în mod repetat, creează o imunitate destul de stabilă.

În producerea vaccinurilor inactivate, este necesar să se controleze strict procesul de inactivare și, în același timp, să se păstreze setul de antigeni din culturile inactive.

Vaccinurile inactivate nu conțin microorganisme vii. Eficiența ridicată a vaccinurilor inactivate se datorează conservării unui set de antigene în culturi de microorganisme inactivate care oferă un răspuns imun.

Pentru o eficiență ridicată a vaccinurilor inactivate, selecția tulpinilor de producție este de mare importanță. Pentru producerea de vaccinuri polivalente, este recomandat să se utilizeze tulpini de microorganisme cu o gamă largă de antigeni, ținând cont de afinitatea imunologică a diferitelor grupuri serologice și variante de microorganisme.

Spectrul de agenți patogeni utilizați pentru prepararea vaccinurilor inactivate este foarte divers, dar cei mai utilizați sunt bacterieni (vaccin împotriva necrobacteriozei) și virali (vaccin antirabic inactivat în cultură uscată împotriva rabiei din tulpina Șciolkovo-51).

Vaccinurile inactivate trebuie păstrate la 2-8 °C.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Vaccinuri chimice

Acestea constau din complexe antigenice ale celulelor microbiene combinate cu adjuvanți. Adjuvanții sunt utilizați pentru a mări particulele de antigen și pentru a crește activitatea imunogenă a vaccinurilor. Adjuvanții includ hidroxid de aluminiu, alaun, uleiuri organice sau minerale.

Antigenul emulsionat sau adsorbit devine mai concentrat. Când este introdus în organism, acesta se depune și pătrunde în organe și țesuturi de la locul injectării în doze mici. Resorbția lentă a antigenului prelungește efectul imun al vaccinului și reduce semnificativ proprietățile sale toxice și alergice.

Vaccinurile chimice includ vaccinurile depozitate împotriva erizipelului porcin și a streptococozei porcine (serogrupurile C și R).

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Vaccinuri asociate

Acestea constau dintr-un amestec de culturi de microorganisme care cauzează diverse boli infecțioase, care nu își suprimă reciproc proprietățile imune. După introducerea unor astfel de vaccinuri, în organism se formează imunitate împotriva mai multor boli în același timp.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Anatoxine

Acestea sunt preparate care conțin toxine lipsite de proprietăți toxice, dar care își păstrează antigenitatea. Sunt utilizate pentru a induce reacții imune care vizează neutralizarea toxinelor.

Anatoxinele sunt produse din exotoxine ale diferitelor tipuri de microorganisme. Pentru a face acest lucru, toxinele sunt neutralizate cu formalină și menținute într-un termostat la o temperatură de 38-40 °C timp de câteva zile. Anatoxinele sunt în esență analogi ai vaccinurilor inactivate. Sunt purificate din substanțe de balast, adsorbite și concentrate în hidroxid de aluminiu. Adsorbanții sunt introduși în anatoxină pentru a spori proprietățile adjuvante.

Anatoxinele creează o imunitate antitoxică care durează mult timp.

[ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

Vaccinuri recombinante

Folosind metode de inginerie genetică, este posibilă crearea de structuri genetice artificiale sub formă de molecule de ADN recombinant (hibrid). O moleculă de ADN recombinant cu informații genetice noi este introdusă în celula receptoare folosind purtători de informații genetice ( virusuri, plasmide), numiți vectori.

Producerea vaccinurilor recombinante implică mai multe etape:

• clonarea genelor care asigură sinteza antigenelor necesare;
• introducerea genelor clonate într-un vector (virusuri, plasmide);
• introducerea vectorilor în celulele producătoare (virusuri, bacterii, fungi);
• cultură celulară in vitro;
• izolarea antigenului și purificarea acestuia sau utilizarea celulelor producătoare ca vaccinuri.

Produsul finit trebuie testat în comparație cu un medicament natural de referință sau cu una dintre primele serii ale unui medicament modificat genetic care a trecut studiile preclinice și clinice.

BG Orlyankin (1998) raportează că a fost creată o nouă direcție în dezvoltarea vaccinurilor modificate genetic, bazată pe introducerea ADN-ului plasmidic (vector) cu o genă integrată a unei proteine protectoare direct în organism. În acesta, ADN-ul plasmidic nu se multiplică, nu se integrează în cromozomi și nu provoacă o reacție de formare a anticorpilor. ADN-ul plasmidic cu un genom integrat al unei proteine protectoare induce un răspuns imun celular și umoral complet.

Diverse vaccinuri ADN pot fi construite pe baza unui singur vector plasmidic, modificând doar gena care codifică proteina protectoare. Vaccinurile ADN au siguranța vaccinurilor inactivate și eficacitatea celor vii. În prezent, au fost construite peste 20 de vaccinuri recombinante împotriva diferitelor boli umane: un vaccin împotriva rabiei, bolii Aujeszky, rinotraheitei infecțioase, diareei virale, infecției respiratorii sincițiale, gripei A, hepatitei B și C, coriomeningitei limfocitare, leucemiei umane cu celule T, infecției cu herpesvirus uman etc.

Vaccinurile ADN au o serie de avantaje față de alte vaccinuri.

1. Atunci când se dezvoltă astfel de vaccinuri, este posibil să se obțină rapid o plasmidă recombinantă care poartă o genă care codifică proteina patogenă necesară, spre deosebire de procesul lung și costisitor de obținere a tulpinilor atenuate ale agentului patogen sau a animalelor transgenice.
2. Eficiența tehnologică și costul redus al cultivării plasmidelor obținute în celule de E. coli și purificarea ulterioară a acestora.
3. Proteina exprimată în celulele organismului vaccinat are o conformație cât mai apropiată de cea nativă și are o activitate antigenică ridicată, ceea ce nu se realizează întotdeauna atunci când se utilizează vaccinuri subunitare.
4. Eliminarea plasmidei vectoriale din organismul persoanei vaccinate are loc într-o perioadă scurtă de timp.
5. Cu vaccinarea ADN împotriva unor infecții deosebit de periculoase, probabilitatea de a dezvolta boala ca urmare a imunizării este complet absentă.
6. Imunitatea prelungită este posibilă.

Toate cele de mai sus ne permit să numim vaccinurile ADN vaccinurile secolului XXI.

Totuși, ideea controlului complet al infecțiilor prin vaccinuri a persistat până la sfârșitul anilor 1980, când a fost zdruncinată de pandemia de SIDA.

Imunizarea ADN nu este, de asemenea, un panaceu universal. Începând cu a doua jumătate a secolului XX, agenții patogeni care nu pot fi controlați prin imunoprofilaxie au căpătat o importanță tot mai mare. Persistența acestor microorganisme este însoțită de fenomenul de amplificare dependentă de anticorpi a infecției sau de integrare a provirusului în genomul macroorganismului. Profilaxia specifică se poate baza pe inhibarea penetrării agenților patogeni în celulele sensibile prin blocarea receptorilor de recunoaștere de la suprafața acestora (interferență virală, compuși solubili în apă care leagă receptorii) sau prin inhibarea reproducerii lor intracelulare (inhibarea oligonucleotidelor și a antisensului genelor agenților patogeni, distrugerea celulelor infectate de către o citotoxină specifică etc.).

Problema integrării provirusului poate fi rezolvată prin clonarea animalelor transgenice, de exemplu, prin obținerea de linii care nu conțin provirusul. Prin urmare, ar trebui dezvoltate vaccinuri ADN pentru agenți patogeni a căror persistență nu este însoțită de o creștere dependentă de anticorpi a infecției sau de conservarea provirusului în genomul gazdei.

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Seroprofilaxia și seroterapia

Serurile formează imunitate pasivă în organism, care durează 2-3 săptămâni și sunt utilizate pentru tratarea pacienților sau prevenirea bolilor într-o zonă amenințată.

Serurile imune conțin anticorpi, așa că sunt cel mai adesea utilizate în scopuri terapeutice la debutul bolii pentru a obține cel mai mare efect terapeutic. Serurile pot conține anticorpi împotriva microorganismelor și toxinelor, așa că sunt împărțite în antimicrobiene și antitoxice.

Serurile sunt obținute în biofabrici și biocomplexe prin intermediul hiperimunizării în două etape a producătorilor de ser imun. Hiperimunizarea se efectuează cu doze crescătoare de antigene (vaccinuri) conform unei anumite scheme. În prima etapă, se administrează vaccinul (de 1-2 ori), iar apoi, conform schemei, în doze crescătoare - o cultură virulentă a tulpinii producătoare de microorganisme pe o perioadă lungă de timp.

Astfel, în funcție de tipul de antigen imunizant, se disting seruri antibacteriene, antivirale și antitoxice.

Se știe că anticorpii neutralizează microorganismele, toxinele sau virusurile în principal înainte ca acestea să pătrundă în celulele țintă. Prin urmare, în bolile în care agentul patogen este localizat intracelular (tuberculoză, bruceloză, chlamydia etc.), nu a fost încă posibilă dezvoltarea unor metode eficiente de seroterapie.

Medicamentele terapeutice și profilactice serice sunt utilizate în principal pentru imunoprofilaxia de urgență sau eliminarea anumitor forme de imunodeficiență.

Serurile antitoxice se obțin prin imunizarea animalelor mari cu doze crescătoare de antitoxine, apoi cu toxine. Serurile rezultate sunt purificate și concentrate, eliberate de proteinele de balast și standardizate după activitate.

Medicamentele antibacteriene și antivirale sunt produse prin hiperimunizarea cailor cu vaccinurile sau antigenele inactive corespunzătoare.

Dezavantajul acțiunii preparatelor serice este durata scurtă a imunității pasive formate.

Serurile eterogene creează imunitate timp de 1-2 săptămâni, globulinele omoloage timp de 3-4 săptămâni.

[ 35 ], [ 36 ]

Metode și ordine de administrare a vaccinurilor

Există metode parenterale și enterale de introducere a vaccinurilor și serurilor în organism.

Prin metoda parenterală, medicamentele sunt administrate subcutanat, intradermic și intramuscular, ceea ce permite ocolirea tractului digestiv.

Unul dintre tipurile de administrare parenterală a preparatelor biologice este aerosolul (respirator), când vaccinurile sau serurile sunt administrate direct în tractul respirator prin inhalare.

Metoda enterală implică administrarea de biopreparate pe cale orală cu alimente sau apă. Aceasta crește consumul de vaccinuri datorită distrugerii lor de către mecanismele sistemului digestiv și ale barierei gastrointestinale.

După introducerea vaccinurilor cu virusuri vii, imunitatea se formează în 7-10 zile și durează un an sau mai mult, iar odată cu introducerea vaccinurilor inactivate, formarea imunității se încheie până în ziua 10-14, iar intensitatea acesteia durează 6 luni.

[ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ]