Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Методы получения вакцин


Получение вакцин

Наиболее просты в изготовлении живые вакцины, так как технология в основном сводится к выращиванию аттенуированного вакцинного штамма с соблюдением условий, обеспечивающих получение чистых культур штамма, исключение возможностей загрязнения другими микроорганизмами (микоплазы, онковирусы) с последующей стабилизацией и стандартизацией конечного препарата. Вакцинные штаммы бактерий выращивают на жидких питательных средах (гидролизаты казеина или другие белково-углеводные среды) в аппаратах - ферментаторах емкостью от 0,1 м3 до 1-2 м3. Полученная чистая культура вакцинного штамма подвергается лиофильному высушиванию с добавлением протекторов.

Вирусные и риккетсиозные живые вакцины получают выращиванием вакцинного штамма в эмбрионах кур или перепелов, свободных от вирусов лейкоза. Живые аттенуированные штаммы бактерий и вирусов, применяемые для приготовления живых вакцин, получены, как правило, из природных штаммов путем их селекции или пассажей через биологические системы (организм животных, эмбрионы кур, культуры клеток, питательные среды).

В связи с успехами генетики и генетической инженерии появились возможности целенаправленного конструирования вакцинных штаммов. Получены рекомбинантные штаммы вируса гриппа, а также штаммы вируса вакцины со встроенными генами протективных антигенов вируса гепатита В.

Инактивированные корпускулярные бактериальные вакцины или цельновирионные инактивированные вакцины получают соответственно из культур бактерий и вирусов, выращенных на тех же средах накопления, что и в случаях получения живых вакцин, и затем подвергнутых инактивации нагреванием (гретые вакцины), формалином (формолвакцины), ультрафиолетовым излучением (УФ-вакцины), ионизирующим излучением (радиовакцины), спиртом (спиртовые вакцины). Инактивированные вакцины ввиду недостаточно высокой иммуногенности и повышенной реактогенности не нашли широкого применения.

Производство молекулярных вакцин - более сложный технологический процесс, т. к. требует извлечения из выращенной микробной массы протективных антигенов или антигенных комплексов, очистки и концентрирования антигенов, введения в препараты адъювантов. Выделение и очистка антигенов с помощью традиционных методов (экстракции трихлоруксусной кислотой, кислотного или щелочного гидролиза, ферментативного гидролиза, высаливания нейтральными солями, осаждения спиртом или ацетоном) сочетаются с применением современных методов (скоростного ультрацентрифугирования, мембранной ультрафильтрации, хроматографического разделения, аффинной хроматографии, в т.ч. на моноклональных антителах). С помощью этих приемов удается получать антигены высокой степени очистки и концентрирования.

К очищенным антигенам, стандартизированным по числу антигенных единиц, с целью повышения иммуногенности добавляют адъюванты, чаще всего сорбенты-гели (гидрат окиси алюминия и др.).

Препараты, в которых антиген находится в сорбированном состоянии, называют сорбированными или адсорбированными (дифтерийный, столбнячный, ботулинический сорбированные анатоксины). Сорбент играет роль носителя и адъюванта. В качестве носителя в синтетических вакцинах предложены всевозможные полимеры.

Интенсивно разрабатывается генно-инженерный способ получения протективных белковых антигенов бактерий и вирусов. В качестве продуцентов используют обычно эшерихии, дрожжи, псевдомонады со встроенными в них генами протективных антигенов. Получены рекомбинантные штаммы бактерий, продуцирующие антигены возбудителей гриппа, коклюша, кори, герпеса, гепатита В, бешенства, ящура, ВИЧ-инфекции и др.

Получение протективных антигенов генно-инженерным способом целесообразно в том случае, когда выращивание микробов связано с большими трудностями или опасностями, или когда трудно извлекать антиген из микробной клетки. Принцип и технология получения вакцин на основе генно-инженерного способа сводятся к выращиванию рекомбинантного штамма, выделению и очистке протективного антигена, конструированию конечного препарата.

Препараты вакцин, предназначенные для иммунизации людей, проверяют на безвредность, реактогенность и иммуногенность. Безвредность включает проверку на лабораторных животных и других биологических системах токсичности, пирогенности, стерильности, аллергенности, тератогенности, мутагенности препарата.

Реактогенность, т.е. побочные местные и общие реакции на введение вакцины, оценивают на животных и при прививках людей. Иммуногенность проверяют на лабораторных животных и выражают в иммунизирующих единицах, т.е. в дозах антигена, защищающих 50% иммунизированных животных, зараженных определенным числом инфицирующих доз патогенного микроба или токсина.



biofile.ru

65 Вакцины

Термин «вакцина» (от франц. vacca — корова) ввел Л. Пастер в честь создателя первой вакцины Дженнера, применившего вирус коровьей оспы для иммунизации людей против натуральной оспы человека.

Вакцины используют в первую очередь для активной специ- фической профилактики инфекционных заболеваний. Однако в последнее время область применения вакцин значительно рас- ширилась. Созданы вакцины для профилактики и лечения неин- фекционных и онкологических болезней, наркозависимости, та- бакокурения и др. Действующим началом всех вакцин является специфический антиген.

Вакцина представляет собой сложный ИБП, в состав которого, кроме специфических антигенов, входят стабилизаторы, консер- ванты, адъюванты. В качестве стабилизаторов, предохраняющих антиген от разрушения, чаще всего используют гомологичные белки (человеческий альбумин, сахарозо-агар-желатин и др.). В качестве консервантов для подавления роста случайно попавших в препарат микроорганизмов применяют мертиолат, формалин и другие антимикробные препараты. Иногда для повышения имму- ногенности антигена в вакцинные препараты добавляют адъюван- ты различной природы.

Вакцины применяют парентерально, внутримышечно, подкож- но, чпескожно или интраназально, перорально согласно календа- рю прививок или по определенным для каждой вакцины показа- ниям.

Общая характеристика вакцин, применяемых в практике

В настоящее время в мире создано более 100 различных вакцин. с помощью которых медики могут контролировать более 40раз- личных инфекций.

Применение этих вакцинных препаратов позволило человече- ству достичь невероятных успехов в борьбе с инфекционнымиза- болеваниями. Эффективность вакцин сильно различается. Тем не менее независимо ог этого их применение всегда обоснованно, о чем свидетельствует значительное снижение заболеваемости и смертности среди вакцинированных. Специалисты из США счи- тают, что средняя продолжительность жизни за XX век выросла по сравнению с ожидаемой по крайней мере на 20 лет, и 80% этого увеличения относят i:a результат широкого применения вакцин- ных препаратов. Применение вакцин но только позволяет сохра- нить здоровье и даже жизнь миллионам людей, но и дает огромный экономический эффект КО > считает пакиняацию наиболее эф- фективным способом борьбы c инфеционной заболеваемостью Существуют общие требования ко всем вакцинным препара- там. Любая вакцина, рекомендуемая для применения, должна быть иммуногенна, безопасна, нереактогенна, не должна вызы- вать аллергических реакций, не должна обладать тератогенностью и онкогенностью. Штаммы микроорганизмов, из которых гото- вят вакцинный препарат, должны быть генетически стабильными.

Вакцина должна иметь длительный срок хранения, производство ее должно быть технологичным, а способ применения — простым и доступным для массового применения.

-

№ 66 Живые вакцины. получение, применение. Достоинства и недостатки.

Живые вакцины  - препараты, действующим началом в которых являются ослабленные тем или иным способом, потерявшие свою вирулентность, но сохранившие специфическую антигенность штаммы патогенных бактерий.  Аттенуация (ослабление) возможна путём воздействия на штамм химических (мутагены) и физических (температура) факторов или посредством длительных пассажей через невосприимчивый организм. Так же в качестве живых вакцин используются дивергентные штаммы (непатогенные для человека), имеющие общие протективные антигены с патогенными для человека микробами. Примером такой вакцины является БЦЖ и вакцина против натуральной оспы. Возможно получение живых вакцин генно-инженерным способом. Принцип получения таких вакцин сводится к созданию непатогенных для человека рекомбинантных штаммов, несущих протективные антигены патогенных микробов и способных при введении в орг. человека размножаться и создавать иммунитет. Такие вакцины называют векторными. Вне зависимости от того, какие штаммы включены в вакцины,  бактерии получают путём выращивания на искусственных питательных средах, культурах клеток или куриных эмбрионах. В живую вакцину, как правило, добавляют стабилизатор, после чего подвергают лиофильному высушиванию. В связи с тем, что живые вакцины способны вызывать вакцинную инфекцию (живые аттенуированные микробы размножаются в организме, вызывая воспалительный процесс проходящий без клинических проявлений), они всегда вызывают перестройку иммунобиологического статуса организма и образование специфических антител. Это так же может являться недостатком, т. к. живые вакцины чаще вызывают аллергические реакции. Вакцины данного типа, как правило, вводятся однократно. Примеры: сибиреязвенная вакцина, чумная вакцина, бруцеллёзная вакцина, БЦЖ вакцина, оспенная дермальная вакцина.

№ 67 Инактивированные (корпускулярные) вакцины. Применение. Недостатки. Инактивированные (убитые, корпускулярные или молекулярные) вакцины – препараты, в качестве действующего начала включающие убитые химическим или физическим  способом культуры патогенных вирусов или бактерий, (клеточные, вирионные) или же извлечённые из патогенных микробов комплексы антигенов, содержащие в своём составе протективные антигены (субклеточные, субвирионные вакцины).  Для выделения из бактерий и вирусов антигенных комплексов (гликопротеинов, ЛПС, белков) применяют трихлоруксусную кислоту, фенол, ферменты, изоэлектрическое осаждение. Их получают путем выращивания патогенных бактерий и вирусов на искусственных питательных средах, инактивируют, выделяют антигенные комплексы, очищают, конструируют в виде жидкого или лиофильного препарата. Преимуществом данного типа вакцин является относительная простота получения (не требуется длительного изучения и выделения штаммов). К недостаткам же относятся низкая иммуногенность, потребность в трехкратном применении и высокая реактогенность формализированных вакцин. Так же, по сравнению с живыми вакцинами, иммунитет, вызываемый ими, непродолжителен. В настоящее время применяются следующие убитые вакцины: брюшнотифозная, обогащенная Vi антигеном; холерная вакцина, коклюшная вакцина.

№ 68 Субклеточные и субъединичные вакцины. Получение. Преимущество. Применение. Роль адъювантов. Действующим началом этого типа препаратов являются протективные антигены бактерий, полученные путем воздействия ультразвука на бактериальные клетки.   Главным преимуществом данного типа вакцин является их низкая реактогенность. Адъюванты применяются для усиления иммуногенности вакцин. В качестве адъювантов используют минеральные сорбенты (гели гидрата окиси и фосфата аммония), полимеры, и др. хим. соединения, бактерии и компоненты бактерий, липиды, вещества, вызывающие воспалительную реакцию. Они действуют на антиген и организм в целом. Действие на антиген сводится к укрупнению молекул антигена, т. е. превращению растворимых антигенов в корпускулярные, в результате чего антиген лучше захватывается иммунокомпетентными клетками. При воздействии на организм в месте инъекции адъюванты вызывают воспалительный процесс образование фиброзной капсулы, что способствует более длительному сохранению антигена в «депо» и суммации антигенных раздражений. Адъюванты так же непосредственно активируют пролиферацию В, Т и А систем иммунитета.

№ 69 Молекулярные вакцины. Анатоксины. Получение, очистка, титрование. Применение. Молекулярные вакцины – в них антиген находится в молекулярной форме или даже в виде фрагментов его молекул, определяющих специфичность т. е.  в виде эпитопов, детерминант. В процессе культивирования природных патогенных микробов можно получить протективный антиген, синтезируемый этими бактериями токсин затем превращается в анатоксин, сохраняющий специфическую антигенность и иммуногенность. Анатоксины являются одним из видов молекулярных вакцин. Анатоксины – препараты, полученные из бактериальных экзотоксинов, полностью лишенные своих токсических свойств, но сохранившие антигенные и иммуногенные свойства. Получение: токсигенные бактерии выращивают на жидких средах, фильтруют с помощью бактериальных фильтров для удаления микробных тел, к фильтрату добавляют 0,4% формалина и выдерживают в термостате при 30-40t  на 4 недели до полного исчезновения токсических свойств, проверяют на стерильность, токсигенность и иммуногенность. Эти препараты называются нативными анатоксинам, в настоящее время почти не используются, т. к. содержат большое количество балластных веществ, неблагоприятно влияющих на организм. Анатоксины подвергают физической и химической очистке, адсорбируют на адъювантах. Такие препараты называются адсорбированными высокоочищенными концентрированными анатоксинами. Титрование анатоксинов в реакции фолликуляции производят по стандартной фолликулирующей антитоксической сыворотке, в которой известно количество антитоксических единиц. 1 антигенная единица анатоксина обозначается Lf, это то количество анатоксина, которое вступает в реакцию фолликуляции с 1 единицей дифтерийного анатоксина. Анатоксины применяются для профилактики и реже, для лечения токсинемических инфекций (дифтерия, газовая гангрена, ботулизм, столбняк). Так же анатоксины применяются для получения антитоксических сывороток путем гипериммунизации животных. Примеры препаратов: АКДС, АДС, адсорбированный стафилококковый анатоксин, ботулинистический анатоксин, анатоксины из экзотоксинов возбудителей газовых инфекций.

№ 70 Ассоциированные и комбинированные вакцинные препараты. Достоинства. Вакцинотерапия. Ассоциированные вакцины – препараты, включающие несколько разнородных антигенов и позволяющие проводить иммунизацию против нескольких инфекций одновременно. Если в препарат входят однородные антигены, то такую ассоциированную вакцину называют поливакциной. Если же ассоциированный препарат состоит из разнородных антигенов, то его целесообразно называть комбинированной вакциной.  Возможна так же комбинированная иммунизация, когда одновременно вводят несколько вакцин в различные участки тела, например, против оспы (накожно) и чумы (подкожно). Примером поливакцины можно считать живую полиомиелитную поливакцину, содержащую аттенуированные штаммы вируса полиомиелита I, II, III типов. Примером комбинированной вакцины является АКДС, куда входят инактивированная корпускулярная  коклюшная вакцина, дифтерийный и столбнячный анатоксин. Комбинированные вакцины применяются в сложной противоэпидемической обстановке. В основе их действия лежит способность иммунной системы отвечать на несколько антигенов одновременно.

№ 71 Генно-инженерные вакцины. Принципы получения, применение. Генно-инженерные вакцины – это препараты, полученные с помощью биотехнологии, которая по сути сводится к генетической рекомбинации . Для начала получают ген, который должен быть встроен в геном реципиента. Небольшие гены могут быть получены методом химического синтеза. Для этого расшифровывается число и последовательность аминокислот в белковой молекуле вещества, затем по этим данным узнают очерёдность нуклеотидов в гене, далее следует синтез гена химическим путем. Крупные структуры, которые довольно сложно синтезировать получаются путем выделения (клонирования), прицельного выщепления этих генетических образований с помощью рестриктаз. Полученный одним из способов целевой ген с помощью ферментов сшивается с другим геном, который используется в качестве вектора для встраивания гибридного гена в клетку. Вектором могут служить плазмиды, бактериофаги, вирусы человека и животных. Экспрессируемый ген встраивается в бактериальную или животную клетку, которая начинает синтезировать несвойственное ей ранее вещество, кодируемое экспрессируемым геном. В качестве реципиентов экспрессируемого гена чаще всего используется E. coli, B. subtilis, псевдомонады, дрожжи, вирусы, некоторые штаммы способны переключаться на синтез чужеродного вещества до 50% своих синтетических возможностей – эти штамм называются суперпродуцентами.  Иногда к генно-инженерным вакцинам добавляется адъювант. Примерами таких вакцин служат вакцина против гепатита В (энджерикс), сифилиса, холеры, бруцеллёза, гриппа, бешенства. Есть определённые сложности в разработке и применении:  - длительное время к генно-инженерным препаратам относились настороженно.  - на разработку технологии для получения вакцины затрачиваются значительные средства  - при получении препаратов данным способом возникает вопрос об идентичности полученного материала природному веществу.

№ 72 Иммунные сыворотки. Классификация. Получение, очистка. Применение.

Иммунные сыворотки: иммунологические препараты на основе антител.

1.Антитоксические - сыворотки против дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены, т.е. сыво­ротки, содержащие в качестве антител антитоксины, которые нейтрализуют специфические токсины.

2.Антибактериальные - сыворотки, содержащие агглютинины, преципитины, комплементсвязывающие антитела к воз­будителям брюшного тифа, дизентерии, чумы, коклюша.

3.Противовирусные сыворотки (коревая, гриппоз­ная, антирабическая) содержат вируснейтрализующие, комплементсвязывающие противовирусные антитела.

Иммунные сыворотки получают путем гипе­риммунизации животных (ло­шади) специфическим антигеном (анатоксином, бактериальными или вирусными культурами и их антигенами) с пос­ледующим, в период максимального антителообразования, выделением из крови иммунной сыворотки. Иммунные сы­воротки, полученные от животных, называют гетерогенными, так как они содержат чужерод­ные для человека сывороточные белки.

Для получения гомологичных нечужеродных иммунных сывороток используют сы­воротки переболевших людей (коревая, оспенная сыворотки) или специ­ально иммунизированных людей-доноров (противостолбнячная, противоботулиническая), содержащие антитела к ряду возбудителей инфекционных болезней вследствие вакци­нации или перенесенного заболевания.

Нативные иммунные сыворотки содержат ненужные белки (альбумин), из этих сывороток выделяют и подвергают очистке специфические белки- иммуноглобулины. Методы очистки: осаждение спиртом, ацетоном на холоде, обработка ферментами.

Иммунные сыворотки создают пассивный специфический иммунитет сразу после введения. Применяют с лечебной и профилактической целью. Для лечения токсинемических инфекций (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена), а также для ле­чения бактериальных и вирусных инфекций (корь, краснуха, чума, сибирская язва). С лечебной целью сывороточные препараты в/м. Профилактически: в/м лицам, имевшим контакт с больным, для создания пассивного иммунитета.

№ 73 Антитоксические сыворотки. Получение, очистка, титро­вание. Применение. Осложнения при использовании и их преду­преждение.

Антитоксические гетерогенные сыворотки получаются путем гипериммунизации различных животных. Они называются гетерогенными т.к. содержат чужеродные для человека сывороточные белки. Более предпочтительным является применение гомологичных антитоксических сывороток, для получения которых используется сыворотка переболевших людей (коревая, паротидная), или специально иммунизированных доноров(противостолбнячная, противоботулинистическая), сыворотка из плацентарной а так же абортивной крови, содержащие антитела к ряду возбудителей инфекционных болезней вследствие вакцинации или перенесенного заболевания.

Для очистки и концентрирования антитоксических сывороток используют методы: осаждение спиртом или ацетоном на холоде, обработка ферментами, аффинная хроматография, ультрафильтрация.

Активность иммунных антитоксических сывороток выражают в антитоксических единицах, т.е. тем наименьшим кол-вом антител, которое вызывает видимую или регистрируемую соответствующим способом реакцию с определённым кол-вом специфического антигена. активность антитоксической противостолбнячной сыворотки и соответствующего Igвыражается в антитоксических единицах.

Антитоксические сыворотки применяются для лечения токсинемических инфекций (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена).

После введения антитоксических сывороток возможны осложнения в виде анафилактического шока и сывороточной болезни, поэтому пред введением препаратов ставят аллергическую пробу на чувствительность к ним пациента, а вводят их дробно, по Безредке.

№ 74 Препараты иммуноглобулинов. Получение, очистка, по­казания к применению.

Нативные иммунные сыворотки содержат ненужные белки (альбумин), из этих сывороток выделяют и подвергают очистке специфические белки- иммуноглобулины.

Иммуноглобулины, иммунные сыворотки подразделяют на:

1.Антитоксические - сыворотки против дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены, т.е. сыво­ротки, содержащие в качестве антител антитоксины, которые нейтрализуют специфические токсины.

2.Антибактериальные - сыворотки, содержащие агглютинины, преципитины, комплементсвязывающие антитела к воз­будителям брюшного тифа, дизентерии, чумы, коклюша.

3.Противовирусные сыворотки (коревая, гриппоз­ная, антирабическая) содержат вируснейтрализующие, комплементсвязывающие противовирусные антитела.

Методы очистки: осаждение спиртом, ацетоном на холоде, обработка ферментами, аффинная хроматография, ультрафильтрация.

Активность иммуноглобулинов выражают в антитоксических единицах, в титрах вируснейтрализующей, гемагглютинирующей, агглютинирующей активности, т.е. тем наименьшим количеством антител, которое вызывает видимую реакцию с определенным количеством специфического антигена.

Иммуноглобулины создают пассивный специфический иммунитет сразу после введения. Применяют с лечебной и профилактической целью. Для лечения токсинемических инфекций (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена), а также для ле­чения бактериальных и вирусных инфекций (корь, краснуха, чума, сибирская язва). С лечебной целью сывороточные препараты в/м. Профилактически: в/м лицам, имевшим контакт с больным, для создания пассивного иммунитета.

При необходимости экстренного создания иммунитета, для лечения развивающейся инфекции применяют иммуноглобулины, содержащие готовые антитела.

№ 75 Понятие об иммуномодуляторах. Принцип действия. Применение.

Иммуномодуляторы – вещества, оказывающие влияние на функцию иммунной системы, изменяющие активность иммунной системы в сторону повешения (иммуностимуляторы) или понижения (иммунодепрессанты) её активности.

К экзогенным иммуномодуляторам отно­сится большая группа веществ различной хи­мической природы и происхождения, оказы­вающих неспецифическое активирующее или супрессивное действие на иммунную систему, но являющихся чужеродными для организма. Антибиотики, левамизол, полисахариды, ЛПС, адъюванты.

Эндогенные иммуномодуляторы представляют собой достаточно большую группу олигопептидов, синтезируемых самим организмом, его иммунокомпетентными клетка­ми, и способных активировать иммунную сис­тему путем усиления функции иммунокомпетентных клеток. К ним относятся регуляторные пептиды: интерлейкины, интерфероны, гормоны тимуса.

Применение иммуномодуляторов: при первичных и вторичных иммунодефицитах различного происхождения, при онкологических болезнях, при транспланта­ции органов и тканей, при лечении иммуно­патологических и аллергических болезней, в иммунопрофилактике и лечении инфек­ционных болезней.

Созданы препараты, обладающие иммуномодулирующим действием: интерферон, лейкоферон, виферон.

№ 76 Интерфероны. Природа, способы получения. Применение.

Интерфероны — гликопротеины, вырабатываемые клетками в ответ на вирусную инфекцию и другие стимулы. Бло­кируют репродукцию вируса в других клетках и участвуют во взаимодействии клеток иммунной системы. Различают две се­рологические группы интерферонов:Iтип — ИФН-α и ИФН -β;IIтип — ИФН-.γ ИнтерфероныIтипа оказывают противовирус­ные и противоопухолевые эффекты, в то время как интерферонIIтипа регулирует специфический иммунный ответ и неспеци­фическую резистентность.

α- интерферон (лейкоцитарный) продуцируется лейкоцитами, обработанными вирусами и другими агентами. β-интерферон (фибробластный) продуцируется фибробластами, обработанными вирусами.

ИФН Iтипа, связываясь со здоровыми клетками, защищает их от вирусов. Антивирусное действие ИФНIтипа может обуславливаться и тем, что он способен угне­тать клеточную пролиферацию, препятствуя синтезу аминокис­лот.

ИФН-γ продуцируется Т-лимфоцитами и NK. Стимулирует активность Т- и В-лимфоцитов, моноци­тов/макрофагов и нейтрофилов. Индуцирует апоптоз активированных макрофагов, кератиноцитов, гепатоцитов, клеток костного мозга, эндотелиоцитов и подавляет апоптоз периферических моноцитов и герпес-инфицированных нейронов.

Генно-инженерный лейкоцитарный интерферон получают в прокариотических системах (кишечной палочке). Биотехнология получения лейкоцитарного интерферонавключает следующие этапы: 1) об­работка лейкоцитарной массы индукторами интерферона; 2) выделение из обработанных клеток смеси иРНК; 3) получение суммарных комплемен­тарных ДНК с помощью обратной транскриптазы; 4) встраивание кДНК в плазмиду кишечной палочки и ее клонирование; 5) отбор клонов, содержащих гены интерферона; 6) включение в плазмиду сильного промо­тора для успешной транскрипции гена; 7) экспрессия гена интерферона, т.е. синтез соответствующего белка; 8) разрушение прокариотических клеток и очистка интерферона с помощью аффинной хроматографии.

Интерфероны применяютсядля профи­лактики и лечения ряда вирусных инфекций. Их эффект определяется до­зой препарата, однако высокие дозы интерферона оказывают токсическое действие. Интерфероны широко применяются при гриппе и других острых респираторных заболеваниях. Препарат эффективен на ранних стадиях за­болевания, применяется местно. Интерфероны оказывают терапевтическое действие при гепатите В, герпесе, а также при злокачественных ново­образованиях.

№ 77 Иммуномодуляторы. Классификация, принципы применения. Иммунотерапия (применение препаратов иммуноглобулинов, моноклональных антител и цитокинов в лечении аллергических и аутоиммунных болезней) .

Иммуномодуляторы - ЛС, в терапевтических дозах восстанавливающие функции иммунной системы (эффективную иммунную защиту). Следовательно, иммунологический эффект иммуномодуляторов зависит от исходного состояния иммунитета больного: они снижают повышенные и повышают сниженные показатели иммунитета.

Иммуномодуляторами называют вещества, оказывающие влияние на иммунную систему. Их подразделяют на эндогенные и экзогенные.

К экзогенным иммуномодуляторам относится большая группа веществ различной природы и происхождения (растительные, бактериальные, искусственно синтезируемые), оказывающих активирующее или супрессивное действие на иммунную систему.

Эндогенные иммуномодуляторы представляют собой достаточно большую группу олигопептидов, синтезируемых самим организмом, его иммунокомпетентными и другими клетками и способных активировать иммунную систему путем усиления пролиферации и функции иммунокомпетентных клеток, т.е. обладающих иммуностимулирующим свойством. К ним относятся лимфокины, интефероны, миелопептиды, хемокины, пептиды тимуса.

Иммуностимулирующим свойством обладают также экзогенные иммуномодуляторы, такие, как адъюванты, многие химические соединения, цитокины и интерфероны, лизаты бактерий, рибосомальные вакцины (риболизины), производные растений рода Echinoceae.

Иммуносупрессирующее действие оказывают все цитостатики, антагонисты пуринов и аминокислот; алкилирующие агенты (циклофосфамид), ингибирующие выработку антител; кортикостероиды, которые препятствуют презентации антигена, ингибируют первичный антительный ответ, уменьшают секрецию ИЛ-1 и количество циркулирующих Т-лимфоцитов, блокаторы действия ИЛ-2 (циклоспорин), действующие на Thl-лимфоциты, препятствуя выработке ими ИЛ-2, а также антилимфоцитарная сыворотка, рентгеновские лучи и γ-излучение.

Иммуномодуляторы широко применяют при лечении иммунодефицитов различной природы, онкологических заболеваний, иммунопатологических и аллергических болезней, профилактике и лечении инфекционных заболеваний, трансплантации органов и тканей. Для этого создан ряд препаратов, оказывающих иммуномодулирующее действие. К ним относятся препараты интерферона и его индукторов. Создан целый ряд препаратов на основе интерлейкинов, полученных в основном генно-инженерным путем. Из экзогенных иммуномодуляторов чаще всего используются препараты, полученные из микробных клеток, например препарат ИРС19, полученный из лизатов бактериальных культур пневмококка, стрептококка, клебсиелл, гемофильной палочки.

 Моноклональные антитела

Как известно, антитела по своей структуре и функциям очень разнородны. Каждый В-лимфоцит синтезирует свой класс, подкласс, аллотип иммуноглобулинов. Поэтому в ответ на введение антигена в крови появляются поликлональные антитела, т.е. смесь иммуноглобулинов, синтезированных множеством клонов активированных В-лимфоцитов.

Для получения иммуноглобулинов, синтезированных только одним В-лимфоцитом или одним полученным от него клоном, т.е. моноклонального иммуноглобулина, необходимо иммунный В-лимфоцит размножить в искусственных условиях и добиться синтеза иммуноглобулина. Однако это невозможно, так как В-лимфоциты не размножаются in vitro. Исходя из этого немецкие ученые Келлер и Мильштейн разработали метод получения моноклональных антител с помощью гибридных клеток, образованных путем слияния иммунного В-лимфоцита с миеломной клеткой. Такие клетки получили название гибридом. Гибридомы способны быстро размножаться in vitro в культуре клеток и продуцировать при этом иммуноглобулин, характерный только для взятого В-лимфоцита.

Гибридомы, продуцирующие моноклональные антитела, размножают или в специальных аппаратах, или вводя их внутрибрюшинно мышам особой линии, выделяя их потом из асцитической жидкости.

С лечебной целью моноклональные антитела практически не используются из-за высокого риска введения в организм генетического материала миеломных клеток. Однако они широко применяются для создания диагностических препаратов и очистки антигенов.

studfiles.net

генетическая иммунизация и «обратная вакцинология», терапевтические вакцины. Все о вакцинах.

Создавать вакцины против новых инфекций, используя старые испытанные технологии, удается не всегда. Некоторые микроорганизмы, например, вирус гепатита B, практически невозможно вырастить в культуре клеток, чтобы получить инактивированную вакцину. Во многих случаях вакцины на основе убитых микробов оказываются неэффективными, а живые вакцины — слишком опасными. Большие надежды возлагались на вакцины, полученные на основе рекомбинантных белков-антигенов (именно таким способом в 1980-е годы создали вакцину, защищающую от гепатита B). Но сейчас стало очевидным, что многие рекомбинантные вакцины вызывают слабый иммунный ответ. Вероятно, причина в том, что в таких препаратах содержится «голый» белок и отсутствуют другие молекулярные структуры, часто необходимые для запуска иммунного ответа. Чтобы рекомбинантные вакцины вошли в практику, нужны вещества-усилители (адъюванты), стимулирующие антигенную активность.

За последние 10 лет сформировалось новое направление — генетическая иммунизация. Его называют также ДНК-вакцинацией, поскольку в организм вводят не белок-антиген, а нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК), в которой закодирована информация о белке. Реальная возможность использовать эту технологию в медицине и ветеринарии появилась в середине 90-х годов прошлого века. Новый подход достаточно прост, дешев и, самое главное, универсален. Сейчас уже разработаны относительно безопасные системы, которые обеспечивают эффективную доставку нуклеиновых кислот в ткани. Нужный ген вставляют в плазмиду (кольцо из ДНК) или в безопасный вирус. Такой носитель-вектор проникает в клетку и синтезирует нужные белки. Трансформированная клетка превращается в «фабрику» по производству вакцины прямо внутри организма. Вакцинная «фабрика» способна работать длительный период — до года. ДНК-вакцинация приводит к полноценному иммунному ответу и обеспечивает высокий уровень защиты от вирусной инфекции.

ДНК-вакцинация

ДНК-вакцинация заключается в том, чтобы ввести фрагмент ДНК, кодирующий защитные антигены и цитокины, непосредственно в мышечную ткань. «Заразность» большинства вирусов во многом определяется их структурными белками. Плазмида (кольцевая молекула ДНК) с генами таких белков, введенная в мышцу, стимулирует иммунный ответ, который препятствует развитию заболевания.

Используя один и тот же плазмидный или вирусный вектор, можно создавать вакцины против различных инфекционных заболеваний, меняя только последовательность, кодирующую необходимые белки-антигены. При этом отпадает необходимость работать с опасными вирусами и бактериями, становится ненужной сложная и дорогостоящая процедура очистки белков. Препараты ДНК-вакцин не требуют специальных условий хранения и доставки, они стабильны длительное время при комнатной температуре.

Уже разработаны и испытываются ДНК-вакцины против инфекций, вызываемых вирусами гепатитов B и C, гриппа, лимфоцитарного хориоменингита, бешенства, иммунодефицита человека (ВИЧ), японского энцефалита, а также возбудителями сальмонеллеза, туберкулеза и некоторых паразитарных заболеваний (лейшманиоз, малярия). Эти инфекции крайне опасны для человечества, а попытки создать против них надежные вакцинные препараты классическими методами оказались безуспешными.

ДНК-вакцинация — одно из самых перспективных направлений в борьбе с раком. В опухоль можно вводить разные гены: те, что кодируют раковые антигены, гены цитокинов и иммуномодуляторов.

Вакцины «по расчету»: «обратная вакцинология»

Бурное развитие в последнее десятилетие геномики, биоинформатики и протеомики привело к совершенно новому подходу в создании вакцин, получившему название «обратная вакцинология» (reverse vaccinology). Этот термин четко выражает суть нового технологического приема. Если раньше при создании вакцин ученые шли по нисходящей линии, от целого микроорганизма к его составляющим, то теперь предлагается противоположный путь: от генома – к его продуктам. Такой подход основан на том, что большинство защитных антигенов — белковые молекулы. Обладая полными знаниями обо всех белковых компонентах любого возбудителя заболевания, можно определить, какие из них годятся в качестве потенциальных кандидатов на включение в состав вакцинного препарата, а какие — нет.

Чтобы определить нуклеотидную последовательность полного генома инфекционного микроорганизма, достаточно если не нескольких дней, то нескольких недель. Причем предварительная работа по получению «библиотек» клонов ДНК возбудителя уже давно выполняется с помощью стандартных наборов ферментов. Современные приборы для автоматического определения нуклеотидной последовательности в молекулах ДНК позволяют проводить в год до 14 млн реакций. Полная расшифровка генома и его описание со списком кодируемых белков занимают несколько месяцев.

Вакцины «по расчету»: «обратная вакцинология»

Рекомбинантные технологии позволяют получить ослабленный вирус за более короткое время. Для этого из генома вируса «вырезают» ген, который отвечает за вирулентность (болезнетворные свойства), но не влияет на размножение и иммуногенность. Получившийся безобидный вирусный штамм используют для изготовления вакцины.

Проведя компьютерный (in silico) анализ генома, исследователь получает не только список кодируемых белков, но и некоторые их характеристики, например, принадлежность к определенным группам, возможная локализация внутри бактериальной клетки, связь с мембраной, антигенные свойства.

Другой подход к отбору кандидатов в вакцины — определение активности отдельных генов микроорганизмов. Для этого одновременно измеряют уровень синтеза матричной РНК всех продуктов генов, производимых в клетке. Такая технология позволяет «вычислить» гены, вовлеченные в процесс распространения инфекции.

Третий подход основан на протеомной технологии. Ее методы дают возможность детализировать количественную и качественную характеристики белков в компонентах клетки. Существуют компьютерные программы, которые по аминокислотной последовательности могут предсказать не только трехмерную структуру изучаемого белка, но и его свойства и функции.

Используя эти три метода, можно отобрать набор белков и соответствующие им гены, которые представляют интерес для создания вакцины. Как правило, в эту группу входит около 20-30% всех генов бактериального генома. Для дальнейшей проверки нужно синтезировать и очистить отобранный антиген в количествах, необходимых для иммунизации животных. Очистку белка проводят с помощью полностью автоматизированных приборов. Используя современные технологии, лаборатория, состоящая из трех исследователей, может в течение месяца выделить и очистить более 100 белков.

Впервые принцип «обратной вакцинологии» использовали для получения вакцины против менингококков группы B. За последние годы таким способом разработаны вакцинные препараты против стрептококков Streptococcus agalactiae и S. pneumoniae, золотистого стафилококка, бактерии Porphyromonas gingivalis, вызывающей воспаление десен, провоцирующего астму микроорганизма Chlamydia pneumoniae и возбудителя тяжелой формы малярии Plasmodium falciparum.

Важно не только создать вакцину, но и найти наилучший способ ее доставки в организм. Сейчас появились так называемые мукозальные вакцины, которые вводятся через слизистые оболочки рта или носа либо через кожу. Преимущество таких препаратов в том, что вакцина поступает через входные ворота инфекции и тем самым стимулирует местный иммунитет в тех органах, которые первыми подвергаются атаке микроорганизмов.

Терапевтические вакцины

Обычные вакцины предназначены для предупреждения болезни: прививку делают здоровому человеку, чтобы заранее «вооружить» организм средствами борьбы с инфекцией (исключение — разработанная Пастером вакцина против бешенства, которую применяют после укуса бешеным животным; ее эффективность объясняется длительным инкубационным периодом этого вирусного заболевания). Но в последнее время отношение к вакцинам исключительно как к профилактическому средству изменилось. Появились терапевтические вакцины — препараты, которые индуцируют иммунный ответ у больных и тем самым способствуют выздоровлению или улучшению состояния. Такие вакцины нацелены на хронические заболевания, вызванные бактериями или вирусами (в частности, вирусами гепатитов B и C, вирусом папилломы, ВИЧ), опухоли (прежде всего, меланому, рак молочной железы или прямой кишки), аллергические или аутоиммунные болезни (рассеянный склероз, диабет I типа, ревматоидный артрит).

Существующие терапевтические вакцины для лечения хронических воспалительных заболеваний, вызванных бактериями или вирусами, получают классическими методами. Такие вакцины способствуют развитию иммунитета к входящим в их состав микроорганизмам и активизируют врожденный иммунитет.

Терапевтические вакцины

Один из традиционных методов ослабления вирусов — выращивание в животных клетках. Сначала болезнетворный вирус выделяют из культуры человеческих клеток. Выращивание вне человеческого организма само по себе ослабляет «заразность» вируса. Для некоторых заболеваний, например, краснухи, такой подготовки бывает достаточно, чтобы получить вакцинный штамм. Однако в общем случае для того, чтобы получить ослабленный штамм, вирус пересаживают в среду, приготовленную из клеток животных. Благодаря мутациям вирус приспособится к новой среде обитания. Для создания вакцины ученые отбирают те разновидности вирусов-мутантов, которые плохо растут на человеческих клетках, а значит, не могут вызвать болезнь.

Одна из важнейших целей разработчиков терапевтических вакцин — ВИЧ-инфекция. Уже проведена серия доклинических и клинических испытаний нескольких препаратов. Их способность вызывать развитие клеточного иммунитета у здоровых людей не вызывает сомнений. Однако убедительных данных о том, что вакцины подавляют размножение вируса у больных, пока нет.

Большие надежды в лечении нарушений иммунитета при раковых заболеваниях связаны с дендритными вакцинами. Их делают на основе дендритных клеток — особой разновидности лейкоцитов, которые занимаются поиском потенциально опасных микроорганизмов. Дендритные клетки «патрулируют», прежде всего, слизистые оболочки и кожу, то есть органы, контактирующие с внешней средой. Встретив патогенную бактерию или вирус, дендритные клетки поглощают «чужака» и используют его белки-антигены для того, чтобы активизировать иммунную систему на борьбу с врагом.

Схема изготовления дендритной вакцины такова: из крови больного выделяют клетки, которые дают начало дендритным клеткам, и размножают их в лабораторных условиях. Одновременно из опухоли пациента выделяют белки-антигены. Дендритные клетки некоторое время выдерживают вместе с опухолевыми антигенами, чтобы они запомнили образ врага, а затем вводят больному. Такая стимуляция иммунной системы заставляет организм активно бороться с опухолью.

Дендритные вакцины можно использовать для лечения как спонтанных опухолей, так и новообразований, ассоциированных с вирусами. Первые результаты испытания дендритных противораковых вакцин на людях (в небольших группах пациентов IV стадии заболевания) показали безвредность таких вакцин, а в ряде случаев зарегистрирован положительный клинический эффект.

У мышей дендритные вакцины помогают предупредить повторное развитие карциномы после удаления опухоли. Это позволяет надеяться, что они будут эффективны для продления безрецидивного периода онкологических больных после хирургического вмешательства.

В XX веке успехи вакцинологии определялись, прежде всего, победами над очередной опасной инфекцией. С развитием наших представлений о работе иммунной системы сфера применения вакцин постоянно расширяется. Есть надежда, что в XXI веке вакцины помогут снизить заболеваемость диабетом, миокардитом, атеросклерозом и другими «неинфекционными» болезнями. Полным ходом идет разработка препаратов для иммунопрофилактики и иммунотерапии онкологических заболеваний.

www.yaprivit.ru

Вакцины. Технология получения » СтудИзба

Конспект для сдачи экзамена

В 1950 году  Ж.Моно (Франция) разработал теоретические основы непрерывного управляемого культивирования микробов.  В этом периоде были предложения  по созданию и внедрению в практику необходимого оборудования - биореакторов.

Четвертый период (генотехнический) начался с 1972 года.  В этом году П.Берг со своими сотрудниками в США создали первую рекомбинантную молекулу ДНК.

В 1982 году поступил в продажу человеческий инсулин, выработанный кишечными палочками, которые несут в себе искусственно встроенную генетическую информацию об этом гормоне. Знание строения аппарата наследственности (ДНК) у разных организмов позволяет манипулировать как нуклеиновыми кислотами, так и целыми хромосомами (генная инженерия)  и клетками (клеточная инженерия).

Тема: Вакцины. Технологии получения вакцин

1. Одно из важных направлений биотехнологии – создание и разработка вакцин, способствующих развитию иммунитета к патогенным вирусам и микроорганизмам.  Название «вакцины» было дано Л.Пастером всем прививочным препаратам, полученным из микроорганизмов и их продуктов. Э.Дженнером была получена первая живая вакцина, содержащая вирус коровьей оспы (vaccinus- коровий), идентичный по антигенным свойствам вирусу натуральной оспы человека, но маловирулентный для человека. Таким образом, первый вакцинный штамм был заимствован из природы. Заслугой Л.Пастера была разработка принципов направленного получения вакцинных штаммов – селекция спонтанных мутантов с пониженной вирулентностью и сохранными иммуногенными свойствами путем культивирования их в определенных условиях или пассирования через организм устойчивых к данной инфекции животных. Исходя из этих принципов были получены вакцины первого поколения: против бешенства, туберкулеза, чумы, туляремии, сибирской язвы, полиомиелита, кори и др.

Убитые (аттенуированные) или инактивированные вакцины готовят из микроорганизмов, обладающих максимально выраженной иммуногенностью, инактивированных прогреванием, УФ-лучами или химическими веществами (формалином, фенолом, спиртом и др.).   Далее, усовершенствование вакцин путем использования компонентов бактериальных клеток и вирионов(-субъединичные, если содержит некоторые иммуногенные компоненты вириона), обладающих выраженным протективным (способностью индуцировать защитный иммунитет) действием позволило получить вакцины второго поколения – химические.  Для повышения иммуногенности химических и субъединичных вакцин к ним добавляют разного рода адъюванты (adjuvans - помогающий): гидрооксид алюминия, алюминиево-калиевые квасцы, фосфат алюминия и др. Те же адъюванты добавляют для повышения иммуногенности и к препаратам анатоксинов. Анатоксины получают путем выделения, очистки и инактивации вторичного метаболита микроорганизмов – экзотоксина. Достижения молекулярной биологии и иммунологии привели к конструированию комбинированных вакцин, включающие несколько антигенных детерминант разной специфичности.   Другой принцип используется при создании вакцин следующего, третьего, поколения – генноинженерных: на основе картирования  геномов микроорганизмов гены, контролирующие нужные антигенные детерминанты, переносят в геном других микроорганизмов и клонируют в них, добиваясь экспрессии этих генов в новых условиях. Итак, исходя из технологии получения вакцин, существуют 2 классификации, одинаково использующиеся в практике. Согласно первой классификации различают: живые, убитые, химические и анатоксины. Вторая классификация включает: субъединичные, генно-инженерные, синтетические, съедобные, терапевтические, противоопухолевые, ДНК-вакцины, а также форсифицированные и комбинированные.

   2.  Технологии получения вакцин.  При производстве живых и инактивированных вакцин предварительно подгатавливается посевной материал и среда культивирования. Биомасса вакцинных штаммов нарабатывается в биореакторах глубинной ферментацией (бактерии. дрожжи) или поверхностной на твердых питательных средах (мицелиальные грибы). Процессы выполняются в строго асептических условиях.Для получения живой вакциныбиомассу аттенуированного штамма концентрируют, стандартизируют по количеству микроорганизмов в единице объема, лиофилизируют со стабилизирующей средой, затем фасуют в ампулы или флаконы. Срок хранения лиофилизированных живых вакцин 1-2 года при температуре 4-80 С.    Для получения убитых вакцин микроорганизмы концентрируют, стандартизируют по числу микробных клеток в единице объема, инактивируют. Далее производится лиофилизация, фасовка и упаковка во флаконах или ампулах.

Получение комбинированной вакцины – АКДС адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина.  Столбнячный и дифтерийный анатоксины получают обработкой формальдегидом очищенных токсинов Corynebacteriumdiphtheriae и Clostridiumtetani. Компоненты ацеллюлярной коклюшной вакцины получают путем их выделения и очистки из культуры  Bordetellapertussis.  Дифтерийный анатоксин, столбнячный анатоксин и компоненты коклюшной вакцины адсорбируют на гидрате окиси алюминия. Затем лиофилизация, фасовка и упаковка во флаконы.

   Получение вирусных вакцин. Вакцина ККП – против кори, краснухи и паротита. Для культивирования нескольких вирусов используется диплоидная клеточная линия ЭФЧ-Л5, полученная из легочной ткани эмбриона человека. Такая клеточная линия сохраняет жизнеспособность и биологическую активность на протяжении 60 пассажей и проявляет выраженную чувствительность к вышеуказанным вирусам. Дополнительное внесение в культуру клеток таких компонентов, как хлорид кальция, аргинин и аминопептид, а также использование смеси сред 199 и Игла с двойным содержанием аминокислот значительно повышает репродукцию вирусов. Затем вирусы выделяют, очищают, стандартизируют, лиофилизируют, фасуют в ампулы.

Противогриппозные вакцины бывают трех типов: цельновирионные вакцины, сплит-вакцины и субъединичные вакцины.Сплит-вакцины, вакцины второго поколения, они достаточно иммуногены.  Репродуцированный вакцинный штамм вируса гриппа выделяется из культуры клеток или тканей куриного эмбриона, очищается и затем вирусные частицы разрушают детергентом, например, диэтиловым эфиром.  Такая вакцина содержит все вирусные белки: гемагглютинин, нейраминидазу и белки нуклеопротеида вируса. Дополнительная очистка уменьшает содержание токсичных субстанций, поэтому она менее реактогенна по сравнению с цельновирионной вакциной.

studizba.com

Способ получения вакцин

         8. Существующие и планируемые мировые ресурсы противогриппозной вакцины         Реальные цифры, которые отражали бы планируемый объем мировой продукции протигриппозных вакцин с использованием культур клеток, на настоящий момент неизвестны. Однако Министерство здравоохранения и социального обеспечения США недавно заключило контракты с шестью производителями вакцин. Выполнение условий контрактов подразумевает создание мощностей, которые обеспечивали бы производство 600 миллионов доз вакцин в течение шести месяцев (включая время подготовки). Итого планируемые мощности должны ежегодно производить 1,45 миллионов доз вакцин. Если эти планы осуществятся, то объем производства вакцин с помощью клеточных культур в США превысит сегодняшние мировые возможности производства вакцин в куриных яйцах. Учитывая это, достижение конечной цели – тотальной иммунизации в течение одного года – будет возможно в том случае, если остальные страны мира обеспечат производство вакцин с помощью клеточных культур, суммарная мощность которого превышала бы объем планируемого США производства в 2,5 раза. Кроме того, сократить время, необходимое для обеспечения мировых потребностей в противогриппозных вакцинах может повышение их эффективности и снижение необходимой дозы с помощью адъювантов. 

        9. Новые методы создания вакцин         Как уже было упомянуто выше, использование вакцин, содержащих живые или мертвые микроорганизмы или их компоненты, позволило значительно снизить заболеваемость инфекционными болезнями и даже полностью избавиться от некоторых из них. Однако традиционные подходы неэффективны в целом ряде случаев, в том числе для профилактики и лечения хронических инфекций и рака. В таких ситуациях требуется индукция мощных клеточных иммунных реакций, в том числе стимуляция цитотоксических лимфоцитов, функции которых заключаются в уничтожении инфицированных и злокачественных клеток. Кроме того, в некоторых случаях необходима более высокая специализация иммунных клеток по отношению к определенным антигенам, в особенности к опухолевым неоантигенам. Для обеспечения этого необходимы новые методы презентирования антигенов иммунной системе. В случае онкологических заболеваний важно также преодоление иммунологической толерантности к собственным антигенам. Несколько перспективных методик в настоящее время находятся на разных стадиях разработки и со временем могут помочь в усовершенствовании производства существующих вакцин.

         10. Генные вакцины         Клеточный, в особенности цитотоксический, иммунитет особенно эффективно стимулируется при экспрессировании антигена клетками самого организма, что происходит при вирусной инфекции. Вакцины, содержащие живые микроорганизмы, как и генные препараты, основанные на ДНК-плазмидах и рекомбинантных вирусных векторах, способны вызывать подобную реакцию иммунной системы. Такие препараты, как VLP-вакцины (VLP – virus-like particle – вирусоподобные частицы), также способны активизировать цитотоксические лимфоциты (см. ниже) путем интернализации и процессинга антигенов антигенпрезентирующими клетками, однако этот механизм отличается от запускаемых живыми вирусными вакцинами реакций. Одним из привлекательных качеств генных вакцин является то, что они сочетают в себе простоту и способность вызывать специфичный иммунный ответ, характерные для рекомбинантных вакцин, и возможность индукции цитотоксического ответа, традиционно обеспечиваемой введением живых микроорганизмов. Благодаря этим качествам генные вакцины против инфекционных и онкологических заболеваний подают большие надежды при проведении доклинических и клинических испытаний.         Внедрение таких вакцин в практику должно значительно облегчить производственный процесс. Во-первых, вирусные ДНК-плазмиды для вакцин синтезируются бактериями E. coli в процессе обычной ферментации, что позволяет производить высокоочищенные и стабильные препараты в промышленных масштабах. Во-вторых, метод рекомбинантных ДНК позволяет ускорить производство новых вакцин, что важно в борьбе с вновь возникающими заболеваниями, такими как пандемичный грипп. Единственное отличие ДНК-вакцин друг от друга – это состав гена, встраиваемого в бактериальную клетку при их производстве. Таким образом, процесс производства таких вакцин универсален и не зависит от характера возбудителя. В 2005 году две генные вакцины получили официальное разрешение на использование в ветеринарной практике и, судя по всему, этот класс препаратов ждет большое будущее.         К сожалению, вводимые путем инъекций в буферном растворе ДНК-плазмиды обладают достаточно слабой иммуногенностью в человеческом организме. Возможно, это проблему удастся решить путем усовершенствования методов доставки препаратов в организм. Как альтернатива ДНК-плазмидам в настоящее время рассматриваются рекомбинантные вирусные векторы, получаемые из аденовирусов, поксивирусов и альфавирусов. Подобно обычным ДНК-вакцинам, рекомбинантные вирусные векторы доставляют в клетки гены, кодирующие антигены возбудителей-мишеней, однако с более высокой эффективностью, выражающейся в развитии более выраженного иммунного ответа. Однако, с точки зрения производства, создание вирусных векторов сложнее, чем производство ДНК-вакцин. Структура вектора, его генетическая стабильность, линии клеток-производителей, условия размножения и очистки вирусных частиц, а также характеристики готового продукта – все это должно быть тщательно продумано и отработано в целях получения высококачественных безопасных препаратов. Несколько основанных на вирусных векторах вакцин уже проходят клинические испытания; ведется активная работа над стандартизацией вышеперечисленных параметров.        Кроме связанных с производством технических трудностей, существует проблема, связанная с тем, что в течение жизни у многих людей уже выработался иммунитет на вирусы, в особенности на аденовирусы и поксивирусы. Это значительно снижает эффективность вакцинации сконструированными на основе этих вирусов векторами. В качестве стратегий преодоления этой проблемы рассматриваются такие подходы, как повышение дозы, подбор редких серотипов вирусов (с которыми большинство людей не сталкивалось), разработка поэтапных режимов вакцинации и удаление из векторной ДНК-последовательности иммунодоминантных эпитопов.

         VLP-вакцины         VLP, или вирусоподобные частицы, формируются в результате самосборки белков вирусных капсидов при их помещении в клеточную культуру. Вакцины на основе VLP обладают перед вакцинами других типов целым рядом преимуществ. Во-первых, они состоят из частиц, содержащих много повторяющихся копий антигенов, в структуру которых входят взаимодействующие с антителами эпитопы. Это обеспечивает эффективную активацию как гуморального, так и клеточного иммунного ответа, в том числе формирование специфичных цитотоксических лимфоцитов. Во-вторых, вирусоподобные частицы не содержат вирусных нуклеиновых кислот и не способны к самовоспроизведению, что обеспечивает их безопасность. В-третьих, VLP-вакцины эффективны при нанесении на слизистые оболочки, в том числе ротовой полости. И, наконец, существует много вариантов синтеза таких частиц. Для этого можно использовать культуры клеток млекопитающих, насекомых, растений, а также дрожжи и бактерии. Это обеспечивает возможность подбора условий производства согласно специфическим требованиям, предъявляемым к каждому конкретному продукту.         Эффективная самосборка капсидов отдельных вирусов, а также корпускулярная природа вирусоподобных частиц значительно облегчают производство и очистку этого типа вакцин по сравнению растворимыми вакцинами на основе рекомбинантных белков. Уже созданы и прошли клинические испытания VLP-вакцины против ВИЧ, вируса Норфолка и человеческого папилломавируса. Вакцины против типов 16 и 18 папилломавируса, стимулирующие иммунный ответ на специфический антиген L1, продемонстрировали высокую иммуногенность, а также способность предотвращать инфицирование людей папилломавирусами и развитие ассоциированных с ними поражений слизистой шейки матки. Недавно эти вакцины получили официальное одобрение для практического использования.

         11. Вакцины растительного происхождения         Применение съедобных вакцин растительного происхождения значительно облегчает процессы производства препаратов и их доставки в организм. Учитывая то, что большинство патогенов попадает в организм через слизистые оболочки, создание и поддержание полноценного местного иммунитета слизистых оболочек должно обеспечить защиту человека от большинства инфекционных заболеваний. Особенно привлекательно выглядит пероральное введение вакцин, т.к. оно позволяет избежать использования инъекционных игл и допускает самостоятельное применение. Производство вакцин с помощью растений является весьма привлекательным подходом с точки зрения безопасности и эффективности затрат. Растительные вакцины не могут содержать животных белков, а также патогенов животного происхождения, в том числе прионов. Возможности создания растительных вакцин практически безграничны и не требуют осуществления сложных технологических манипуляций. Трансгенные растения, такие как картофель, томаты и бананы, в состав которых входят необходимые для вакцинации антигены, можно выращивать в промышленных масштабах, для чего не требуется разработки сложных и дорогостоящих производственных процессов и оборудования.         На настоящий момент клубни картофеля трансгенных сортов, экспрессирующие бактериальный токсин и антигены гепатита В и вируса Норфолка и в сыром виде представляющие собой съедобные вакцины, успешно прошли I фазу клинических испытаний. Однако на некоторые вопросы еще предстоит получить ответы. В том числе необходимо детальное изучение возможности развития иммунологической толерантности слизистой оболочки ротовой полости при употреблении съедобных вакцин, важна разработка протоколов приема таких препаратов, а также разработка повышающих эффективность вакцин адъювантов. Не последним вопросом является поиск растений, являющихся оптимальными системами для производства вакцин. Одним из критериев отбора является съедобность плодов растения в сыром виде, что позволяет избежать потери антигенов при термической обработке.          12. Новые адъюванты и системы доставки          Эффективность вакцин, содержащих рекомбинантные или очищенные белковые фрагменты, обычно снижается из-за недостаточной иммуногенности и трудностей с доставкой в организм, чего не скажешь о вакцинах, основанных на целых микроорганизмах, содержащих множество стимулирующих иммунитет компонентов и не нуждающихся в помощи при проникновении в организм. Это обуславливает необходимость разработки повышающих эффективность вакцинации адъювантов и систем доставки. На сегодняшний день разрешение на применение в комплексе с вакцинами, предназначенными для людей, получило очень небольшое количество соединений, в том числе соли алюминия и водомасляная эмульсия MF59. Однако результаты последних исследований указывают на то, что решающую роль в развитии приобретенного иммунного ответа играет стимуляция механизмов врожденного иммунитета. Это привело к тому, что в настоящее время много усилий уделяется разработке подходов, которые помогли бы задействовать механизмы врожденного иммунитета в развитии полноценного иммунного ответа на вакцинацию.         Уже разработано несколько экспериментальных потенцирующих иммунитет средств, значительно повышающих эффективность вакцин. К таким препаратам относятся иммуностимулирующие олигонуклеотиды CpG, синтетические аналоги монофосфориллипида А и малые молекулы имидазохинолиновых соединений. Смеси таких потенцирующих средств с вакцинами демонстрируют весьма высокую эффективность, однако в большинстве случаев адъювантный эффект можно значительно усилить с помощью подбора систем доставки вакцин в организм. Например, в экспериментах на животных показано, что использование микрочастиц и эмульсий для одновременного введения в организм антигенов и иммунных потенцирующих средств приводит к значительному повышению эффективности вакцинации.         Производство таких вакцин, однако, связано с определенными трудностями, так как для этого необходимо сначала провести синтез трех индивидуальных компонентов и только потом создать на их основе конечный продукт. 

       Вывод

         В настоящее время в практическом здравоохранении применяются вакцины, разработанные много лет назад, но усовершенствованные по мере развития медицинской науки. Усовершенствование вакцин обусловлено необходимостью повышения их безопасности, переносимости и эффективности. В результате появились продукты, обладающие улучшенными характеристиками, производство которых, однако, невозможно без усложнения технологических процессов. В то же время, некоторые разработанные десятилетия назад вакцины, например, вакцину против гриппа, до сих пор получают с помощью допотопных, давно устаревших методов. Изменения в подходах к производству таких вакцин стимулируются желанием внедрения более эффективных усовершенствованных технологий. Конечной целью является создание препаратов, эквивалентных своим прототипам, или превосходящих их по свойствам, но производимых с помощью современных технологических процессов, в больших объемах и со скоростью, позволяющей удовлетворить существующие запросы. И, наконец, существуют заболевания, против которых бессильны вакцины, производимые с помощью традиционных методов. В таких случаях требуется разработка новых подходов к созданию вакцин, которые, в свою очередь, могут оказать влияние на уже существующие технологии. Несмотря на все достижения в области производства вакцин, есть ряд проблем, которые практически невозможно решить. К ним относятся инерция производителей, затрудняющая замену традиционных методов производства новыми; сложные регулятивные вопросы, касающиеся иммунизации здоровых людей новыми вакцинами, и повышение финансовых затрат при переходе на производство новых усовершенствованных препаратов.

 

 Список использованной литературы:

 

 

1. Вакцинопрофилактика  (справочник для врачей под  ред. В.К.Таточенко, Н.А.Озерецковского) / М., 1994.- 179 с.

 

2. Вакцинопрофилактика гриппа (информационный сборник) / Москва-Санкт-Петербург, 1997.- 48 с.

 

3. Караулов А.В. Инфекции и иммунодефициты – приоритеты сегодня // Практикующий врач.- 1997.- № 9.- С.3-4.

 

4. Костинов М.П. Новое в клинике, диагностике и вакцинопрофилактике управляемых инфекций / М., 1997.- 110 с.

 

5. Костинов М.П. Иммунокоррекция в педиатрии / М., 1997. 111 с.

 

6. Библиогр.: Биотехнология, под ред. А.А. Баева, М., 1984; 

         7. Биотехнология. Принципы и применение, под ред. И. Хиггинса и др., пер. с англ, М., 1988. 

         8. Бургасов П.Н. Состояние и перспективы дальнейшего снижения инфекционной заболеваемости в СССР, М., 1987; 

         9. Воробьев А.А. и Лебединский В.А. Массовые способы иммунизации, М., 1977; 

         10. Гапочко К.Г. и др. Вакцины, поствакцинальные реакции и функциональное состояние организма привитых, Уфа, 1986; 

         11. Жданов В.М., Дзагуров С.Г. и Салтыков Р.А. Вакцины, БМЭ, 3-е изд., т. 3, с. 574, М., 1976; 

         12. Мертвецов Н.П., Беклемишев А.Б. и Савич И.М. Современные подходы к конструированию молекулярных вакцин, Новосибирск, 1987; 

         13. Петров Р.В. и Хаитов Р.М. Искусственные антигены и вакцины, М., 1988  

 

stud24.ru

Получение - вакцина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Получение - вакцина

Cтраница 2

Такой способ экспрессии используется, когда возможно отщепление экспрессируемого пептида от N-koh - цевой части химерного белка или когда достаточно получить гибридный полипептид, например в случае получения искусственных вакцин, где достаточно наличия необходимых антигенных детерминант.  [16]

Сейчас в производствах, основанных на микробиологических процессах ( в молочной и пивоваренной промышленности, в хлебопечении), широко применяются сухие биопрепараты плесеней, дрожжей, бактерий; высушивание применяют также в медицинских учреждениях для получения сухих вакцин, сывороток и других препаратов.  [17]

При этом, как отмечает большинство авторов, очень важны молекулярная масса, заряд и гидрофобность носителя, а также плотность эпитопов протективного антигена на молекуле такого носителя. Данный метод получения вакцин весьма перспективен, хотя применяется пока достаточно редко.  [18]

Трансплантация фетальных тканей не является единственной областью утилизации абортированных плодов в современной медицине. Человеческие плоды широко используются для получения вакцин, например против полиомиелита. Трудно переоценить значение этой вакцины для спасения жизней и здоровья многих миллионов детей во всем мире. Эмбрионы используются и при диагностике многих вирусных заболеваний. Неоценимо значение научных исследований абортированных плодов для эмбриологии человека, выяснения причин врожденных и генетических заболеваний, разработки новейших методов внутриутробной хирургии и терапии различных форм патологии. Поэтому вопрос о моральности использования тканей абортированных плодов для целей трансплантации должен учитывать отмеченные выше, не вызывающие возражений у населения, рутинные способы их утилизации.  [19]

Они думают, что копии этой длинной молекулы могут быть использованы для получения вакцины против СПИДа.  [20]

Это вирусное заболевание неизлечимо, а заболевшие животные оказываются непригодными к пище. В странах третьего мира ящур представляет собой эндемическую болезнь, приносящую огромный экономический урон и приводящую к человеческим жертвам. Для получения вакцины против этого заболевания был использован клонированный белковый антиген вируса ящура. Другая очень важная задача заключается во введении генов, кодирующих ферменты и другие белки азот-фиксации, в геном культурных растений, обычно не способных фиксировать азот. В этом направлении до практических результатов пока еще далеко, но совершенно очевидно, что достижение этой цели окажет глубокое воздействие на сельское хозяйство во всем мире.  [21]

По способам культивирования особое место занимает вирус бешенства. Его репродукцию осуществляют на мозговой ткани целостных организмов, используя для этого кроликов, крыс, овец. Его-то и применяют для получения вакцин.  [22]

Вакцинация человека и животных основана на выработке антител в ответ на введение антигена - ослабленного или инактивированного вируса. Применение живых вакцин чревато заражением, а инактивация вирусов может резко снизить их иммуногенность. Антигенные свойства вирусных частиц определяются в основном их белковыми компонентами, поэтому выделение индивидуального вирусного белка дает возможность получения вакцины, лишенной указанных выше недостатков.  [23]

Лимфомы у обезьян переносятся в естественных условиях и при лабораторном заражении. У части приматов при перевивке лимфом возникают не опухоли, а иммуноде-фицитный синдром. Предполагается, что наличие двух экспериментальных моделей СПИДа - одна - с явным заболеванием ( у макак), другая - без него ( у африканских зеленых мартышек) - может иметь значение для получения вакцины против СПИДа: не исключено, что сравнительное изучение этих вирусов выявит общую область их генома, которую можно использовать для получения вакцины методом генной инженерии - но об этом речь далее.  [24]

Лимфомы у обезьян переносятся в естественных условиях и при лабораторном заражении. У части приматов при перевивке лимфом возникают не опухоли, а иммуноде-фицитный синдром. Предполагается, что наличие двух экспериментальных моделей СПИДа - одна - с явным заболеванием ( у макак), другая - без него ( у африканских зеленых мартышек) - может иметь значение для получения вакцины против СПИДа: не исключено, что сравнительное изучение этих вирусов выявит общую область их генома, которую можно использовать для получения вакцины методом генной инженерии - но об этом речь далее.  [25]

В данном обзоре обобщены сведения по синтезу полиоксимов и реакциям модификации полимеров, содержащих в макроцепи оксимные группы. Эти полимеры, в отличие от разнообразных путей синтеза низкомолекулярных оксимов, получают двумя способами: полимеризацией мономеров, содержащих оксимную группу, или оксимированием полиальдегидов. Интерес к полимерным оксимам объясняется высокой реакционной способностью оксимных групп, которая открывает широкие возможности для синтеза новых продуктов с практически ценными свойствами. Эти полимеры обладают прекрасными комплексообразующими свойствами, что позволяет использовать их в качестве флокулянтов, сорбентов тяжелых металлов и для создания на их основе новых медико-биологических полимеров. В последние годы проявляется повышенное внимание к полимерным оксимам, которые находят применение в различных технологических схемах получения вакцин.  [26]

Относительно недавно стали производить вакцины, используя методы генной инженерии. Многие патогенные микроорганизмы не поддаются культивированию вне их естественного хозяина. Например, возбудитель сифилиса - бледная спирохета ( Treponema pal-lidum) - и бактерия, вызывающая проказу ( Mycobacterium leprae), не размножаются in vitro ( вне тела человека), и, следовательно, получить большое количество живой или убитой вакцины из этих микроорганизмов нельзя. Альтернативный подход основан на технологии реком-бинантной ДНК. Гены, кодирующие нужные для вакцинации антигены, переносят из этих возбудителей в легко культивируемых хозяев ( бактерию E. Именно такая схема была использована для получения вакцины против вирусного гепатита.  [27]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru