что такое иммуногенность вакцины

Что такое иммуногенность вакцины

В качестве вакцин используются антигены разного происхождения, это могут быть живые и убитые бактерии, вирусы, анатоксины, а также антигены, полученные с помощью генной инженерии и синтетические.

От состава вакцин во многом зависят их иммунобиологические свойства, способность индуцировать специфический иммунный ответ. Однако некоторые составные части вакцин могут вызвать и нежелательные реакции, что следует учитывать при проведении иммунизации.

Существующее многообразие вакцин можно подразделить на две основные группы: на живые и убитые (инактивированные) вакцины. В свою очередь какждая из этих групп может быть разделена на подгруппы [11].

2. Убитые вакцины
— Молекулярные, полученные путем:
а) биологического синтеза;
б) химического синтеза.
— Корпускулярные:
а) из цельных микробов;
б) из субклеточных надмолекулярных структур.

В последние годы созданы синтетические молекулярные вакцины, а так же плазмидные (генные) вакцины.

Постановка вопроса о предпочтительном выборе либо живых, либо убитых вакцин нам кажется неоправданной, так как в каждом конкретном случае эти принципиально разные препараты имеют свои преимущества и свои недостатки.

Традиционные вакцины

Инактивированные вакцины получают путем воздействия на микроорганизмы химическим путем или нагреванием. Такие вакцины являются достаточно стабильными и безопасными, так как не могут вызвать реверсию вирулентности. Они часто не трубуют хранения на холоде, что удобно в практическом использовании. Однако у этих вакцин имеется и ряд недостатков, в частности, они стимулируют более слабый иммунный ответ и требуют применения нескольких доз (бустерные иммунизации).

б) живые аттенуированнные

Хотя живые вакцины требуют специальных условий хранения, они продуцируют достаточно эффективный клеточный и гуморальный иммунитет и обычно требуют лишь одно бустерное введение. Большинство живых вакцин вводится парентерально (за исключением полиомиелитной вакцины).

На фоне преимуществ живых вакцин имеется и одно предостережение, 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.

Многие микроорганизмы, вызывающие заболевания у человека, опасны тем, что выделяют экзотоксины, которые являются основными патогенетическими факторами заболевания (например, дифтерия, столбник). Анатоксины, используемые в качестве вакцин, индуцируют специфический иммунный ответ. Для получения вакцин токсины чаще всего обезвреживают с помощью формалина.

Ниже (табл. 15) приведена сравнительная характеристика вакцин [11], из которой следует, что инактивированные вакцины более стабильны, менее реактогенны, на их основе можно конструировать многокомпонентные вакцины, хотя в то же время по иммуногенности они уступают живым вакцинам.

Таблица 15. Факторы, влияющие на иммунный ответ на антиген

Новое поколение вакцин

Использование новых технологий позволило создать вакцины второй генерации.

Рассмотрим подробнее некоторые из них:

Некоторые бактерии, вызывающие такие опасные заболевания, как менингиты или пневмонию (гемофилюс инфлюэнце, пневмококки), имеют антигены, трудно распознаваемые незрелой иммунной системой новорожденных и грудных детей. В конъюгированных вакцинах используется принцип связывания таких антигенов с протеинами или анатоксинами другого типа микроорганизмов, хорошо распознаваемых иммунной системой ребенка. Протективный иммунитет вырабатывается против конъюгированных антигенов.

На примере вакцины против гемофилюс инфлюэнце (Hib-b) показана эффективность в снижении заболеваемости Hib-менингитами детей до 5-ти лет в США за период с 1989 по 1994 г.г. с 35 до 5 случаев.

б) субъединичные вакцины

Субъединичные вакцины состоят из фрагментов антигена, способных обеспечить адекватный иммунный ответ. Эти вакцины могут быть представлены как частицами микробов, так и получены в лабораторных условиях с использованием генно-инженерной технологии.

Примерами субъедиинчных вакцин, в которых используются фрагменты микроорганизмов, являются вакцины против Streptococcus pneumoniae и вакцина против менингококка типа А.

Рекомбинантные субъединичные вакцины (например, против гепатита B) получают путем введения части генетического материала вируса гепатита B в клетки пекарских дрожжей. В результате экспрессии вирусного гена происходит наработка антигенного материала, который затем очищается и связывается с адъювантом. В результате получается эффективная и безопасная вакцина.

в) рекомбинантные векторные вакцины

3.1. Компоненты вакцин

Как известно, основу каждой вакцины составляют протективные антигены, представляющие собой лишь небольшую часть бактериальной клетки или вируса и обеспечивающие развитие специфического иммунного ответа. Протективные антигены могут являться белками, гликопротеидами, липополисахаридобелковыми комплексами. Они могут быть связаны с микробными клетками (коклюшная палочка, стрептококки и др.), секретироваться ими (бактериальные токсины), а у вирусов располагаются преимущественно в поверхностных слоях суперкапсида вириона [11].

Поскольку для создания вакцин необходимо получение протективного антигена в достаточных количествах, то, прежде всего, нарабатываются большие объемы биомассы (культивируемые бактерии, вирусы). Далее производится выделение и очистка протективного антигена, причем в зависимости от условий это может быть как живая биомасса, так и инактивированная. Для инактивации используют формалин, фенол, перекись водорода, тепло, УФО-облучение и т.д.

Выделение и очистка протективного антигена также сопряжены с физическими или химическими методами воздействия, что определяется в основном свойствами антигена. Это могут быть методы изоэлектрического осаждения кислотами и щелочами, высаливание нейтральными солями, осаждение спиртом, сорбция и элюция, ультрафильтрация, колоночная хроматография и т.д.

Важно, что при всех указанных действиях должна максимально сохраняться первоначальная структура протективного антигена и в то же время должна быть получена максимальная степень чистоты препарата [11].

Несмотря на постоянное совершенствование вакцин, существует целый ряд обстоятельств, изменение которых в настоящий момент невозможно. К ним относятся следующие: добавление к вакцине стабилизаторов, наличие остатков питательных сред, добавление антибиотиков и т.д. Известно, что вакцины могут быть разными и тогда, когда они выпускаются разными фирмами. Кроме того, активные и инертные ингредиенты в разных вакцинах могут быть не всегда идентичными (для одинаковых вакцин).

Консерванты, стабилизаторы, антибиотики

Аллергические реакции могут иметь место, если реципиент чувствителен к одной из этих добавок (тимеросал или мертиолят, фенолы, альбумин, глицин, неомицин).

Растворители вакцин

Адъюванты

Многие антигены вызывают субоптимальный иммунологический ответ. Усиление иммуногенности включает связывание антигенов с различными субстанциями или адъювантами (например, фосфат алюминия или гидроокись алюминия).

В технологии создания вакцин предусматривается стерилизация растворов антигенов. С этой целью используются термическая обработка, облучение, фильтрация и т.п. Безусловно все эти воздействия не должны повлиять на сохранность протективного антигена и его количество [11].

3.2. Критерии эффективных вакцин

Актуальной задачей современной вакцинологии является постоянное совершенствование вакцинных препаратов. Эксперты международных организаций по контролю за вакцинацией разработали ряд критериев эффективных вакцин, которые соблюдаются всеми странами-производителями вакцин. Перечислим некоторые из них (Табл. 16)

Таблица 16. Некоторые критерии эффективных вакцин
(Janeway C.A., et al., 1996)

В настоящее время существуют определенные требования к вакцинам:

3.3. Условия эффективной вакцинации

На сегодняшний день эффективной считается та вакцинация, в результате которой развивается длительная защита вакцинируемого от инфекции. Ряд требований эффективной вакцинации перечисляются ниже.

Источник

Интервью с иммунологом: ответы на вопросы о вакцинации

Интервью с иммунологом: ответы на вопросы о вакцинации

Дорогие друзья, сегодня в нашей рубрике «Интервью с врачом» необычный гость. Наш директор, врач-генетик и к.м.н. Макеева Оксана Алексеевна побеседовала с Еленой Георгиевной Чуриной — д.м.н., профессором, врачом иммунологом-аллергологом. Тема — очень актуальная, будет посвящена вакцинации от новой коронавирусной инфекции.

О. А.: Елена Георгиевна, давайте сразу начнем с главного вопроса. Расскажите, пожалуйста, всех ли можно прививать, какие противопоказания, какие осложнения?

Е. Г.: Всех прививать, конечно, нельзя. Абсолютные противопоказания для вакцинации — беременность, аутоиммунные заболевания, онкологические заболевания, аллергические заболевания в стадии обострения, любые анафилактические реакции в анамнезе. Есть еще много относительных противопоказаний, в этом случае вопрос решается лечащим врачом пациента.

Вакцинация, которая сейчас активно предлагается и реализуется — в действительности продолжение третьей фазы испытаний — клинических исследований. Клинические исследования — это очень длительная и важная стадия и основными ее целями являются: получение объективных и полных данных о безопасности и эффективности вакцины, выявление побочных эффектов, в том числе отдаленных последствий, оценка соотношения риска и пользы при использовании изучаемой вакцины. И этот цикл обычно длится в течение 3-5 лет! Недавно появилась информация о тромбоэмболических осложнениях, в том числе развитии инсультов у людей после вакцинирования вакциной Astra Zeneca в ряде стран Европы. Напомню, что эта вакцина, по аналогии с вакциной Спутник V, также разработана на аденовирусной платформе.

Таким образом, вакцина Спутник V не прошла развернутую и полномасштабную третью фазу и поступила в гражданский оборот преждевременно, с ускоренной досрочной регистрацией и с мотивацией активной вакцинации населения, для создания коллективного иммунитета и защиты от вируса. На самом деле, все намного сложнее. Вакцинация никогда не защитит от проникновения вируса в организм. Она нужна для того, чтобы избежать тяжелого течения инфекции и фатальных осложнений. Антитела какое-то время находятся в кровотоке и, если они нейтрализующие, то могут связать определенные белки вируса, например, S-белок коронавируса. Но эта защита сработает только тогда, когда вирус минует первую линию защиты на слизистой ротоглотки и попадет в кровоток. У абсолютного большинства пациентов вся динамика ОРВИ, от проникновения вируса в организм до выздоровления разворачивается в верхних дыхательных путях.

О. А.: Давайте разграничим базовую вакцинацию ребенка по национальному календарю и вакцинацию взрослого населения от респираторных вирусных инфекций, то есть от гриппа и вот сейчас, от COVID-19.

Е. Г.: Особенности иммунного реагирования у каждого человека отличаются, в этом отношении мы все уникальны. С чего начинается иммунный ответ? Вирус внедряется в организм и сразу садится на слизистую оболочку носоглотки и ротоглотки — входные ворота для инфекции. Активируется врожденный иммунитет, его ключевые клетки — макрофаги — и сразу запускается воспаление. Для чего мы делаем прививку? Для того, чтобы в крови образовался пул протективных антител, которые будут блокировать вирусные белки и не давать вирусу размножаться и поражать другие клетки, уже в нижних отделах респираторного тракта. Они сработают только тогда, когда наступит генерализация инфекции, а не в первые 5-7 дней, когда весь процесс происходит на слизистых верхних дыхательных путей, для этого нужны эффективные механизмы местной защиты — секреторный IgА, макрофаги, местные Т-киллерные клетки и антимикробные белки. Таким образом, вакцина не защитит от заражения, она защитит от возможных осложнений, и только при условии выработки именно нейтрализующих антител к S-протеину.

Что касается вакцинации детей от особо опасных инфекций в соответствии с национальным календарем профилактических прививок, то здесь совсем другие механизмы реализации иммунного ответа на инфекцию изначально. Эти инфекции имеют раннюю и стойкую стадию вирусемии — присутствия вируса в крови и длительный инкубационный период, в отличие от респираторных вирусов. И после такой вакцинации формируется стойкий пожизненный иммунитет, образуются Т- и В-клетки памяти, которые всю жизнь живут вместе с нами.

О. А.: Чем отличается иммунитет после болезни, естественный, от искусственного иммунитета, достигаемого в ходе вакцинации? В первом случае слизистые защищены, а во втором нет?

Е. Г.: Не совсем так. Слизистые оболочки в полной мере никогда не могут быть защищены. Естественный или врожденный иммунитет — очень мощный и всеобъемлющий, основная масса живых существ на земле прекрасно обходится только врожденными механизмами. Высоко специфический адаптивный иммунитет — более позднее эволюционное приобретение млекопитающих, он связан с уникальной, избирательной специфичностью антигенраспознающих рецепторов на Т- и В-лимфоцитах. Если произошло хотя бы незначительное изменение генома у микроба, то иммунный ответ снова будет развиваться как в первый раз. А все респираторные вирусы, как правило, РНК-содержащие и очень быстро мутирующие. Вы уже читали про разные мутации COVID-19? Итальянская, бразильская, британская и т.д. мутации, и их будет очень много. У коронавируса есть пока несколько мутаций, но он высокомутирующий, и на каждую геномную последовательность будет разная специфичность рецепторов лимфоцитов. И что, против каждого штамма прививаться? Поэтому, довольно проблематично создать эффективную вакцину от любых респираторных вирусов.

Когда у человека уже реализовался естественный иммунный ответ на определенный вирус, даже если не было клинических признаков болезни, то выработались самые разнообразные защитные факторы, и это не только антитела! Неправильно оценивать противовирусный иммунный ответ, как антительный или гуморальный. Противовирусный ответ — это, прежде всего, Т-клеточный иммунный ответ, первая линия защиты на слизистых, макрофаги, многочисленные антимикробные белки, контактные взаимодействия между клетками, реакции, которые определяют дальнейший сценарий иммунного ответа в целом. Хорошо, если есть антитела, но они не смогут полностью защитить организм, и наоборот, если их нет — это вовсе не значит, что мы без защиты от коронавируса.

О. А.: Если мы вводим вакцину подкожно, то это только стимуляция антительного ответа и другого иммунитета не будет?

Е. Г.: Нет, разовьются разные иммунные ответы. Антиген в структуре вакцины попал в циркуляцию, необходимые процессы формирования Т-клеточного ответа обязательно будут запущены. Но абсолютно экстраполировать эту ситуацию на естественное проникновение вируса через слизистые верхних дыхательных путей нельзя. Почему мы постоянно говорим о том, что очень много «бессимптомных больных» и пациентов с легким течением инфекции? Да, как раз потому, что наши уникальные механизмы внутренней иммунной защиты срабатывают вовремя и блокируют размножение вируса. С вакциной немного другая ситуация — мы вводим в организм антиген в структуре аденовируса (Спутник V) и не можем точно утверждать, по какому механизму пойдет иммунный ответ. Если антитела уже есть, то могут возникнуть очень тяжелые побочные реакции, например, антителозависимое усиление инфекции (АЗУИ).

О. А.: Это реакция организма на вакцинацию или реакция на повторное инфицирование, когда в организме уже есть антитела, и произошло столкновение с вирусом?

Е. Г.: Может быть и та, и другая ситуация. Если человек переболел бессимптомно, хотя мне очень не нравится эта странная формулировка «бессимптомный больной», то есть просто он встретился где-то с вирусом, и у него уже есть активный защитный иммунитет, клетки памяти и антитела. При введении вакцины в этом случае возможно очень острое течение болезни, с осложнениями. Я бы рекомендовала обязательно провести исследование на наличие всех видов антител к COVID-19, прежде чем принять решение о вакцинации. АЗУИ возникает потому, что сразу образуется иммунный комплекс: антитела, которые уже есть в организме, плюс вирус и белки системы комплемента, запускается острое воспаление. Если много антител, то эти комплексы будет поглощаться клетками макрофагами, взаимодействовать с определенными рецепторами, но, вместо того, чтобы разрушиться и погибнуть, вирус продолжит размножаться в макрофагах. И в этой ситуации возможно развитие цитокинового шторма. Поэтому тем, кто уже переболел, я бы не рекомендовала вакцинироваться.

О. А.: Расскажите, пожалуйста, у всех ли после перенесенной коронавирусной инфекции появляются антитела? Можно ли переболеть и не иметь антител?

Е. Г.: Антитела всегда будут изначально, но их может быть мало, и, спустя какое-то время, они просто не будут фиксироваться методом иммуноферментного анализа, иначе говоря, останутся следовые количества антител. И в этом есть важный биологический смысл, что антитела подвергаются быстрой деградации. Это механизм иммунорегуляции, направленный на то, чтобы предотвратить потенциальные аутоиммунные процессы. Ничего хорошего нет в постоянной циркуляции по организму каких-либо антител, это канонические положения иммунологии, в любом учебнике их можно прочесть.

Кроме того, как правило, нет корреляции между клиническим течением заболевания и титром антител в крови при любых вирусных инфекциях. В моей практике есть пациенты с рецидивирующей герпетической инфекцией, но при этом с очень низким количеством антител к вирусам герпеса.

Установление клинического диагноза — это, в первую очередь — клиническое мышление врача. А сегодня мы наблюдаем такую картину, когда вся диагностика сводится лабораторным и инструментальным методам. Например, КТ. Удивляет, с какой легкостью назначается это серьезное, очень высокое по лучевой нагрузке обследование. И что мы видим? Например, 90% поражения легких по КТ? Это просто картина матового стекла, пневмонит, системное воспаление мелких сосудов и отек, это не поражение именно альвеол, если бы так было, то человек бы уже не жил. Мы должны ориентироваться на объективный статус и общее состояние пациента, на его настроение, самочувствие, активность. Если у человека все хорошо, и он прекрасно себя чувствует, а КТ показывает, например, 30% поражения легких, при этом ему все равно в ряде случаев рекомендовали срочную госпитализацию, в результате практически здоровый человек заболевал внутрибольничной бактериальной пневмонией, и все заканчивалось фатально.

О. А.: Чтобы возник цитокиновый шторм, человек должен одномоментно получить большое количество частиц коронавируса?

Е. Г.: Большое количество вирусных частиц, примерно 1000, надо получить для того, чтобы заболеть ковидом. Цитокиновый шторм развивается при синдроме активации макрофагов — самых главных клеток врожденного иммунитета, и это не такое частое осложнение, но его можно спровоцировать применением интерферонов и таких препаратов, как кагоцел и ингавирин. Что происходило год назад, с самого начала эпидемии? На первом этапе даже бессимптомных пациентов только с положительным ПЦР-тестом на коронавирус везли в госпитали, все лежали вместе. Таким образом формировались очаги инфекции внутри больниц, возрастала в геометрической прогрессии антигенная нагрузка на иммунную систему пациентов, а самое страшное — присоединялась внутрибольничная бактериальная суперинфекция, резистентная ко всем антибиотикам, которые на сегодня существуют.

Когда я увидела первые протоколы лечения COVID-19, то поняла, что, насколько это возможно, буду ограждать людей от госпитализации. Несколько видов антибиотиков, противомалярийные препараты и лекарства от ВИЧ-инфекции — от побочных эффектов такого лечения может умереть даже здоровый и молодой человек.

О. А.: Если человек получил небольшую долю коронавируса, то он легче справится с ней, чем если одномоментно получать много?

Е. Г.: Да, конечно. Когда вирусных частиц немного, скорее всего, вообще не будет никаких проявлений инфекции, гораздо опаснее высокая вирусная нагрузка.

О. А.: Полезно ли получить и пережить эту маленькую дозу?

Е. Г.: Очень полезно! Микробиота каждого человека уникальна, и чем она более разнообразна, тем лучше. Компоненты микробиома производят физиологическую микровакцинацию, постоянно стимулируют клетки врожденного иммунитета, держат их на низком старте для того, чтобы иммунитет оперативно сработал при необходимости. Нужно обязательно контактировать с антигенами. Дети, которые не посещают детский сад, все равно переболеют основными вирусными инфекциями, но уже в школе, пока не наработают адаптивный иммунный ответ.

О. А.: В гигиенической теории про вакцинацию так и говорят — она дает возможность иммунитету поработать. Это не так?

Е. Г.: Нет, это искусственная тренировка. Гигиеническая теория привела к резкому росту аллергических и аутоиммунных заболеваний! Невозможно вакцинацией воспроизвести все механизмы естественного иммунного ответа. Препараты микробных продуктов или аутовакцины в этом аспекте работают намного лучше — это вакцинация на уровне местного иммунитета. Таким способом мы помогаем клеткам иммунной системы активироваться, принимая лизаты бактерий. Может быть даже высокая температура, но это всегда хорошо, потому что, например, у часто болеющих людей хроническое воспаление протекает без температуры и затягивается, так как активного иммунного ответа нет.

О. А.: Итак, мы за базовую вакцинацию ребенка по национальному календарю, но против не до конца неизученной вакцины от респираторного вируса?

Е. Г.: Конечно. Мой ребенок — вакцинирован полностью от опасных инфекций по календарю, и даже дополнительно я его провакцинировала от менингококковой инфекции. Вакцинируем обязательно, потому что, как минимум, по туберкулезу у нас по-прежнему, не очень хорошая ситуация. Но когда мы говорим о массовой ежегодной вакцинации взрослого населения от ОРВИ, особенно о людях в возрасте 40+, с повышенными рисками аутоиммунных, сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний, с уже накопленными соматическими мутациями в клетках, нужно быть крайне осторожными. Людей, работающих в группах профессионального риска, возможно, и надо провакцинировать, но только после тщательного сбора анамнеза и обследования.

Источник