Реферат: Вакцины нового поколения
ФЕДЕРАЛЬНОЕГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКАЯГОСУДАРСТВЕННФЯАКАДЕМИЯ
ВЕТЕРИНАРНОЙМЕДИЦИНЫ ИБИОТЕХНОЛОГИИим. К.И. СКРЯБИНА»
Реферат
поиммунологии
«Вакцинынового поколения»
Выполнилстудент 4 курса
16-ой группыФВМ
ТофанБорис Федорович
Москва2009
Вакцины(Vaccines) — препараты, предназначенныедля сотворенияактивногоиммунитетав организмепривитых людейлибо животных.Главным работающимначалом каждойвакцины являетсяиммуноген, т.е. корпускулярнаялибо раствореннаясубстанция, несущая на себехимическиеструктуры, аналогичныекомпонентамвозбудителязаболевания, ответственнымза выработкуиммунитета.
В зависимостиот природыиммуногенавакцины разделяютсяна:
цельномикробные либо цельновирионные, состоящие из микроорганизмов, соответственно микробов либо вирусов, сохраняющих в процессе производства свою целостность;
химические вакцины из товаров жизнедеятельности микроорганизма (классический пример — анатоксины) либо его интегральных компонентов, то есть субмикробные либо субвирионные вакцины;
генно-инженерные вакцины, содержащие продукты экспрессии отдельных генов микроорганизма, наработанные в особых клеточных системах;
химерные, либо векторные вакцины, в которых ген, контролирующий синтез протективного белка, встроен в безвредный микроорганизм в расчете на то, что синтез этого белка будет происходить в организме привитого
синтетические вакцины, где в качестве иммуногена употребляется химический аналог протективного белка, полученный способом прямого химического синтеза.
В своюочередь посредицельномикробных(цельновирионных)вакцин выделяютинактивированные, либо убитые, и живые аттенуированные.У первых возможностьпроявленияпатогенныхпараметровмикроорганизманадежно устраняетсяза счет химической, термальнойлибо другойобработкимикробной(вирусной) взвеси, другими словами, умерщвлениявозбудителяболезни присохраненииего иммунизирующейактивности; у вторых — засчет глубочайшихи стабильныхконфигурацийв геноме микроорганизма, исключающихвозможностьвозвращенияк вирулентномуфенотипу, тоесть реверсии.Эффективностьживых вакцинопределяетсяв конечномсчете способностьюаттенуированногомикроорганизмаразмножатьсяв организмепривитого, воспроизводяиммунологическиактивные составляющиеконкретно вего тканях. Прииспользованииубитых вакциниммунизирующийэффект зависитот количестваиммуногена, вводимого всоставе продукта, поэтому с цельюсотворенияболее полноценныхиммуногенныхстимулов приходитсяприбегать кконцентрациии очистке микробныхклеток либовирусных частиц.Иммунизирующуюспособностьинактивированныхи всех остальныхнереплицирующихсявакцин удаетсяповысить методомсорбции иммуногенана крупномолекулярныххимическиинертных полимерах, добавленияадъювантов, то есть веществ, стимулирующихиммунные реакцииорганизма, атакже заключенияиммуногенав мелкие капсулы, которые медлительнорассасываются, способствуядепонированиювакцины в местевведения ипролонгированию, тем самым, деянияиммуногенныхстимулов.
Как понятно, базу каждойвакцины составляютпротективныеантигены, представляющиесобой тольконебольшую частьбактериальнойклеточки либовируса и обеспечивающиеразвитиеспецифическогоиммунногоответа. Протективныеантигены могутявляться белками, гликопротеидами, липополисахаридобелковымикомплексами.Они могут бытьсоединены смикробнымиклеточками(коклюшнаяпалочка, стрептококкии др.), Секретироватьсяими (бактериальныетоксины), а увирусов размещаютсяв большей степенив поверхностныхслоях суперкапсидавириона.
В составвакцины, несчитая основногоработающегоначала, могутвходить и остальныесоставляющие- сорбент, консервант, наполнитель, стабилизатори неспецифическиепримеси. К последниммогут бытьотнесены белкисубстратакультивированиявирусных вакцин, следовое* количествоантибиотикаи белка сывороткиживотных, используемыхв ряде случаевпри культивированииклеточныхкультур. (* — следовымименуетсяколичествовещества, неопределяемоесовременнымиметодиками).Консервантывходят в составвакцин, производимыхво всем мире.Их назначениесостоит в обеспечениистерильностипрепаратовв тех вариантах, когда появляютсяусловия длябактериальнойконтаминации(появлениемикротрещинпри транспортировке, хранение вскрытойпервичноймногодознойупаковки). Указаниео необходимостиналичия консервантовсодержитсяв наставленияхВОЗ. Что касаетсявеществ, используемыхв качествестабилизаторови наполнителей, то в производствевакцин употребляютсяте из них, которыедопущены длявведения ворганизм человека.
В 80-е годызародилосьновое направление, которое сейчасудачно развивается,- это разработкабиосинтетическихвакцин — вакцингрядущего.
Биосинтетическиевакцины — этовакцины, полученныеспособамигенной инженериии представляютсобой искусственносозданныеантигенныедетерминантымикроорганизмов.Примером можетслужить рекомбинантнаявакцина противвирусногогепатита B, вакцинапротив ротавируснойинфекции. Дляих полученияупотребляютдрожжевыеклеточки вкультуре, вкоторые встраиваютвырезанныйген, кодирующийвыработкунужного дляполучениявакцины протеин, который потомвыделяетсяв чистом виде.
На современномэтапе развитияиммунологиикак базовоймедико-биологическойнауки сталаочевиднойнеобходимостьсотворенияпринципиальноновейших подходовк конструированиювакцин на базезнаний об антигеннойструктурепатогена и обиммунном ответеорганизма напатоген и егосоставляющие.
Биосинтетическиевакцины представляютсобой синтезированныеиз аминокислотпептидныефрагменты, которые соответствуютаминокислотнойпоследовательноститем структурамвирусного(бактериального)белка, которыераспознаютсяиммунной системойи вызываютиммунный ответ.Принципиальнымпреимуществомсинтетическихвакцин по сравнениюс традиционнымиявляется то, что они не содержатмикробов ивирусов, товарових жизнедеятельностии вызываютиммунный ответузенькойспецифичности.Не считая того, исключаютсятрудностивыкармливаниявирусов, храненияи способностирепликациив организмевакцинируемогов случае использованияживых вакцин.При разработкеданного типавакцин можноприсоединятьк носителюнесколькоразличныхпептидов, выбиратьболее иммуногенныеиз них длякоплексированияс носителем.Совместно стем, синтетическиевакцины менееэффективны, по сравнениюс традиционными, т.К. Многие участкивирусов проявляютвариабельностьв плане иммуногенностии дают меньшуюиммуногенность, ежели нативныйвирус. Но, внедрениеодного либодвух иммуногенныхбелков заместоцелого возбудителяобеспечиваетформированиеиммунитетапри значимомпониженииреактогенностивакцины и еёпобочногодеяния.
Векторные(рекомбинантные)вакцины. Вакцины, полученныеспособамигенной инженерии.Суть способа: гены вирулентногомикроорганизма, отвечающийза синтезпротективныхантигенов, встраиваютв геном какого- или безвредногомикроорганизма, который прикультивированиипродуцируети накапливаетсоответствующийантиген. Примеромможет служитьрекомбинантнаявакцина противвирусногогепатита B, вакцинапротив ротавируснойинфекции. Наконец, имеются положительныерезультатыиспользованият.Н. Векторныхвакцин, когдана носитель- живой рекомбинантныйвирус осповакцины(вектор) наносятсяповерхностныебелки двухвирусов: гликопротеинD вируса обычногогерпеса игемагглютининвируса гриппаА. Происходитнеограниченнаярепликациявектора и развиваетсяадекватныйиммунный ответпротив вируснойинфекции обоихтипов. Действиеотдельныхкомпонентовмикробных, вирусных ипаразитарныхантигеновпроявляетсяна различныхуровнях и вразличныхзвеньях иммуннойсистемы. Ихрезультирующаяможет бытьтолько одна: клиническиепризнаки заболевания- выздоровление- ремиссия — рецидив- обострениелибо остальныесостоянияорганизма.Клиническаякартина болезни, таким образомявляется болееобъективнымпоказателемвакцинации.
Рекомбинантныевакцины — дляпроизводстваэтих вакциниспользуютрекомбинантнуютехнологию, встраиваягенетическийматериалмикроорганизмав дрожжевыеклеточки, продуцирующиеантиген. Послекультивированиядрожжей из нихвыделяют подходящийантиген, очищаюти готовят вакцину.Примером таковыхвакцин можетслужить вакцинапротив гепатитаВ (Эувакс В).
Рибосомальныевакцины. Дляполучениятакового видавакцин употребляютрибосомы, имеющиесяв каждой клеточке.Рибосомы — этоорганеллы, продуцирующиебелок по матрице- и-РНК. Выделенныерибосомы сматрицей вчистом видеи представляютвакцину. Примеромможет служитьбронхиальнаяи дизентерийнаявакцины (к примеру, ИРС-19, Бронхо-мунал, Рибомунил).
Разработкаи изготовлениесовременныхвакцин делаетсяв согласованиис высокимитребованиямик их качеству, в первую очередь, безвредностидля привитых.Традиционнотакие требованияосновываютсяна наставленияхглобальнойОрганизацииЗдравоохранения, которая завлекаетдля их составлениясамых знатныхпрофессионаловиз различныхгосударствмира. «Идеальной»вакцин мог бысчитатьсяпродукт, владеющийтаковыми свойствами, как:
1. полнойбезвредностьюдля привитых, а в случае живыхвакцин — и длялиц, к которымвакцинныймикроорганизмпопадает витоге контактовс привитыми;
2. способностьювызывать стойкийиммунитет послемалого количествавведений (неболее трех);
3. возможностьювведения ворганизм методом, исключающимпарентеральныеманипуляции, к примеру, нанесениемна слизистыеоболочки;
4. достаточнойстабильностью, чтоб не допуститьухудшенияпараметроввакцины притранспортировкеи хранении вусловиях прививочногопункта;
5. умереннойценой, котораяне препятствовалабы массовомуприменениювакцины.
Новоепоколениевакцин. Внедрениеновейших технологийпозволилосделать вакцинывторой генерации.
К нимотносятся:
а) конъюгированные- некие бактерии, вызывающиетакие опасныезаболевания, как менингитылибо пневмонию(гемофилюсинфлюэнце, пневмококки), имеют антигены, тяжело распознаваемыенезрелой иммуннойсистемойноворожденныхи грудных детей.В конъюгированныхвакцинахупотребляетсяпринцип связываниятаковых антигеновс протеинамилибо анатоксинамидругого типамикроорганизмов, отлично распознаваемыхиммунной системойдитя. Протективныйиммунитетвырабатываетсяпротив конъюгированныхантигенов.
б) субъединичныевакцины. Субъединичныевакцины состоятиз фрагментовантигена, способныхобеспечитьадекватныйиммунный ответ.Эти вакцинымогут бытьпредставленыкак частицамимикробов, таки получены влабораторныхусловиях свнедрениемгенно-инженернойтехнологии.
Примерамисубъедиинчныхвакцин, в которыхупотребляютсяфрагментымикроорганизмов, являются вакциныпротив Streptococcus pneumoniae ивакцина противменингококкатипа А.
Рекомбинантныесубъединичныевакцины (к примеру, против гепатитаB) получают методомвведения частигенетическогоматериалавируса гепатитаB в клеточкипекарскихдрожжей. В итогеэкспрессиивирусного генапроисходитнаработкаантигенногоматериала, который потомочищается исвязываетсяс адъювантом.В итоге выходитэффективнаяи безопаснаявакцина.
в) рекомбинантныевекторныевакцины. Вектор, либо носитель,- это ослабленныевирусы либобактерии, вовнутрькоторых можетбыть вставленгенетическийматериал отдругого микроорганизма, являющегосяпричинно-значимымдля развитиязаболевания, к которомунужно созданиепротективногоиммунитета.Вирус коровьейоспы употребляетсядля сотворениярекомбинантныхвекторныхвакцин, в частности, против ВИЧ-инфекции.Подобные исследованияпроводятсяс ослабленнымибактериями, в частности, сальмонеллами, как носителямичастиц вирусагепатита B. Внастоящее времяширокого внедрениявекторныевакцины ненашли.
Несмотряна неизменноеулучшениевакцин, существуетцелый ряд событий, изменениекоторых в реальныймомент нереально.К ним относятсяследующие: добавлениек вакцинестабилизаторов, наличие остатковпитательныхсред, добавлениелекарств. Понятно, что вакцинымогут бытьразличнымии тогда, когдаони выпускаютсяразличнымифирмами. Несчитая того, активные иинертные ингредиентыв различныхвакцинах могутбыть не постоянноидентичными(для одинаковыхвакцин).
Таковымобразом, созданиесовременныхвакцин — этовысокотехнологичныйпроцесс, использующийзаслуги вомногих отрасляхзнаний.
Вакциныбудущего. В1990 г. в некоторыхисследовательскихлабораторияхприступилик разработкеновых вакцин, которые основанына введении«голой» молекулыДНК. Уже в 1992–1993гг. нескольконезависимыхгрупп исследователейв результатеэкспериментадоказали, чтовведение чужероднойДНК в организмживотногоспособствуетформированиюиммунитета.
ПринциппримененияДНК-вакцинзаключаетсяв том, что в организмпациента вводятмолекулу ДНК, содержащуюгены, кодирующиеиммуногенныебелки патогенногомикроорганизма.ДНК-вакциныназывают ещегенными, генетическими, полинуклеотиднымивакцинами, вакцинами изнуклеиновыхкислот. На совещанииспециалистовпо генным вакцинам, проведенномв 1994 г. под эгидойВОЗ, было решеноотдать предпочтениетермину «вакциныиз нуклеиновыхкислот» с ихподразделениемсоответственнона ДНК- и РНК-вакцины.Для полученияДНК-вакцин ген, кодирующийпродукциюиммуногенногопротеина какого-либомикроорганизма, встраиваютв бактериальнуюплазмиду. Плазмидапредставляетсобой небольшуюстабильнуюмолекулу кольцевойдвухцепочечнойДНК, котораяспособна крепликации(воспроизведению)в бактериальнойклетке. Кромегена, кодирующеговакцинирующийпротеин, в плазмидувстраиваютгенетическиеэлементы, которыенеобходимыдля экспрессии(«включения»)этого гена вклетках эукариотов, в том числечеловека, дляобеспечениясинтеза белка.Такую плазмидувводят в культурубактериальныхклеток, чтобыполучить большоеколичествокопий. ЗатемплазмиднуюДНК выделяютиз бактерий, очищают отдругих молекулДНК и примесей.Очищеннаямолекула ДНКи служит вакциной.Введение ДНК-вакциныобеспечиваетсинтез чужеродныхпротеиновклеткамивакцинируемогоорганизма, чтоприводит кпоследующейвыработкеиммунитетапротив соответствующеговозбудителя.При этом плазмиды, содержащиесоответствующийген, не встраиваютсяв ДНК хромосомчеловека.
ДНК-вакциныможно вводитьв солевом раствореобычным парентеральнымспособом(внутримышечно, внутрикожно).При этом бoльшаячасть ДНК поступаетв межклеточноепространствои только послеэтого включаетсяв клетки. Применяюти другой методвведения, используятак называемыйгенный пистолет.Для этого ДНКфиксируют намикроскопическихзолотых гранулах(около 1–2 мкм), затем с помощьюустройства, приводимогов действиесжатым гелием, гранулы «выстреливают»непосредственновнутрь клеток.Следует отметить, что аналогичныйпринцип введениялекарства спомощью струисжатого гелияиспользуюти для разработкиновых способовдоставкилекарственныхсредств (с этойцелью оптимизируютразмеры частицлекарственноговещества и ихплотность длядостижениянеобходимойглубины проникновенияв соответствующуюткань организма).Этот методтребует оченьнебольшогоколичестваДНК для иммунизации.Если при иммунизацииклассическимисубъединичнымивакцинамивводят микрограммыпротеина, топри использованииДНК-вакцины— нанограммыи даже меньше.Говоря о минимальномколичествеДНК, достаточномдля индукциииммунногоответа, С.А.Джонстон, директорЦентра биомедицинскихизобретенийТехасскогоуниверситета, отмечает, чтос помощью генногопистолета можнооднократноввести мыши«фактически27 тыс. различныхплазмид и получитьиммунный ответна индивидуальнуюплазмиду».
Ученыеиз Институтабиоорганическойхимии (ИБХ РАН)разработалиуниверсальныйспособ получениямикрокапсул— своего родаминиконтейнеровради снадобийили вакцин. Вмногослойнуюбиодеградируемуюполимернуюоболочку можновнедрять белки, ДНК, иные молекулы.На основе такихмикрокапсулразрабатываютвакцины новоиспеченногопоколения —ДНК-вакцины.
Похожихмикроконтейнеровради доставки, например, ДНК, придумано нетак много. Естьзарубежныеаналоги, в которыхоболочка капсулывыполнена изполимолочнойкислоты. На ихоснове создаютвакцины противгепатита и дажеСПИДа.
В пористуюмикросферуиз карбонатакальция (CaCO3) внедряютбелок, ДНК, иныевещества, которыенужно доставитьв организм.Покрывают ееполупроницаемойоболочкой изнемногих слоевестественныхполимеров —полисахаридов.Можно покрытькаркас полипептидамиили приобрестикомбинированнуюоболочку. Еслимикросферыв полимернойоболочке поместитьв подкисленныйраствор, карбонаткальция внутрирастворитсяи уйдет черезполимернуюмембрану. Внутриостанетсятолько белокили ДНК, подлежащиетранспортировке.Микрокапсулыс бодрой «начинкой»готовы
Среднийдиаметр микрокапсулради доставкиДНК-вакцин —1—2 микрона (мкм).Его можно уменьшить, если взятькарбонатныемикросферыменьшего размера.Такие микрокапсулыможно ввестиподкожно илидаже в кровь.Короткий размеробеспечиваетим свободноедействие пососудам: онименьше эритроцитов(диаметр которых7,2—7,5 мкм), пластичны, меняют форму, протискиваясьчерез утонченныекапилляры.Клетки «заглатывают»капсулы, ихоболочка растворяетсяклеточнымиферментами, выпуская бодрую«начинку».
Методразрешает непросто доставитьлекарственныевещества вклетки организма, но продлеватьи регулироватьвремя их движения.Если в микрочастицувместе, например, с ДНК или снадобьемпоместитьфермент, расщепляющийоболочку капсулыизнутри, высвобождениемснадобья можноправить: чемменьше фермента, тем медлительнеерушится оболочка.
Российскиеученые успешноприменилимикрокапсулыради полученияДНК-вакцин, испытали ихна клеточныхлиниях и лабораторныхмышах. Традиционнаявакцина содержитбелки вирусовили бактерий, ДНК-вакцина— гены такихбелков. Белки-антигенытрадиционнойвакцины скороразрушаются, посколькучужеродны. Тоже проистекаетс некапсулированнойДНК — ее в организмескоро расщепляютсоответствующиеферменты.МикрокапсулированнаяДНК, попав вклетки, разрешаеторганизмусамому производитьдостаточноечисло антигена, формирующегоиммунитет. Этопроистекаетв движениедлительноговремени: в организмекапсулы постепенно, как минимуммесяц, растворяютсяи помогаютнужную концентрациюантигена, чтоважно радивоспитаниястабильногоиммунитета.
ПривлекательностьДНК-вакцинзаключаетсяв относительнойпростоте ихсоздания, дешевизнепроизводстваи удобствехранения, чтопозволилонекоторымавторам заговоритьо ДНК-вакцинах, как о вакцинахтретьего поколенияи о произошедшейреволюции ввакцинации.Однако, их широкоеприменениесдерживаетсянекоторымиопасениями, вызванными, в первую очередь, теоретическойвозможностьювнедрения такойчужероднойДНК в геномвакцинированногоорганизма. Темне менее, досих пор не полученосколько-нибудьубедительныхдоказательстввстраиванияДНК таких вакцинв геном млекопитающих, в то время какимеется множествоподтвержденийо длительномсуществованиивведенных ворганизм ДНК-вакцинв форме исходнойплазмиды. Впрочем, подобные опасения, пожалуй, можносчитать излишними, если вспомнить, что при использованииклассическихвакцин (применяющихсяуже две сотнилет) в организмчеловека тожепопадает, вчастности, ДНКпатогена, котораятеоретическитакже способнавстраиватьсяв геном. Болеетого, как считаютнекоторыеисследователи– если бы ДНК-вакциныбыли разработаныраньше классических, то ситуациямогла бы бытьв корне обратной, и предложенияприменять«живые» или«убитые» вакцины, как вакцинынового типа, также вызывалибы аналогичныеи наверноесправедливыеопасения.
К преимуществамДНК-вакцин, кроме ужеупоминавшейсяпростоты ихполучения, производстваи хранения, можно отнестии то, что привведении ворганизм оникак бы имитируютнахождениев нем настоящегопатогена, посколькуобразованиебелковых продуктов, выступающихантигенами, происходитв этом случаенепосредственнов клетках человекаили животногои, следовательно, все посттрансляционныемодификациибелков происходятв полном соответствиитому, как этосовершаетсяпри настоящейинфекции. Видимо, этим можнообъяснить ивысокий уровеньиммунногоответа наДНК-вакцины, и их специфичность.
Особенностииммунногоответа. Механизмыиммунногоответа на введениеДНК-вакцин, неисследованы.При иммунизацииубитыми (химическими, субъединичными)вакцинамиэкзогенныеантигены разрушаютсядо пептидоввнутри эндосомныхкомпартментовклетки. Далееони появляютсяна поверхностиэтих клетокв соединениис молекуламиглавного комплексагистосовместимостиII класса (МНС-И).Их распознаваниеСД4 + Т-хэлпернымилимфоцитами(Th) побуждаетпоследних ксекреции растворимыхфакторов (цитокинов), регулирующихэффекторныемеханизмыгуморальногоиммунногоответа.
Эффективностьиммунизации.J.J. Donnelly et al. (1995) наблюдалиперекрестно-штаммовый(видоспецифический)иммунитет вотношениивозбудителейгриппа. Самокмышей линииBALB/c в 4-, 7- и 10-недельномвозрастеиммунизировали100 мкг плазмиднойДНК с геномнуклеопротеина(NP), клонированнымиз генома вирусагриппа A/PR/8/34(H 1N1) (рис.1, А, синие кружки).Мышам контрольнойгруппы вводилипо этой же схемевекторнуюплазмиду безклонированногогена (светлыекружки). В 13-недельномвозрасте грызуновинфицировалиинтраназально200 LD50вирусаА/НК/68 (H3N2). Мышейдругой экспериментальнойгруппы вакцинировалипо такой жесхеме очищеннымNP, а контрольной— не иммунизировали.Животных инфицировалиинтраназально200 LD50вируса А/НК/68(H3N2).
Защитныйэффект прииммунизацииДНК-вакцинойсоставлял 100%, а при использованиихимическойвакцины наоснове этогоже антигенаон отсутствовал.
Интереснуюконструкциюплазмидноговектора дляиммунизацииживотных противвируса клещевогоэнцефалитаразработалиЕ.Э. Митрофанови соавт. (1997). Векторвключает генгликопротеинаоболочки вирионаи ген неструктурногогликопротеинаNS1, который находитсяна поверхностиинфицированныхвирусом клещевогоэнцефалита(ВЭК) клеток.Защитный эффектДНК-иммунизацииисследовалина мышах линииBALB/c. Животных5-кратно иммунизировали80–100 мкг вектораpSVK3-ENS1 и через неделюпосле последнейпрививки инфицировали100 LD50ВЭК (штамм Софьин).В контрольнойгруппе заболеливсе мыши и 43% изних погибли.Животные, иммунизированныеДНК-вакциной, оставалисьздоровыми втечение всегосрока наблюдения.
При изучениидлительностииммунногоответа Н.L. Davisобнаружили, что послеДНК-иммунизациимышей геномповерхностногоантигена вирусагепатита Вуровень антителвыходит наплато на 104 сути остаетсястабильным18 мес. Бустернаяиммунизациячерез 7 месувеличивалаколичествоантител болеечем в 10 раз. Теоретическис помощью ДНК-вакциныпри однократномее введенииможно достичьпожизненнойрезистентностииммунизированныхособей к одномуили несколькимвозбудителяминфекционныхболезней.
Массоваяиммунизация.Некоторыеавторы говорято дешевизнеДНК-вакцин, однако исследователи, которые самивыделяли плазмиднуюДНК, хорошопредставляют, что получениев лабораторныхусловиях 100 мкгплазмид дляиммунизациитолько одноймыши — процесструдоемкий.Тем более чтов любом препаратековалентнозамкнутаякольцевая (кзк)плазмида прихранении постепеннообразует открытокольцевые илинейные формы, трансфецирующаяактивностькоторых в 100 иболее раз ниже, чем у кзк формДНК плазмид.Поэтому ДНК-вакцина, предназначеннаядля иммунизацииживотных вусловиях хозяйств, должна бытьразработанадля внутрикожнойинъекции, тоесть представлятьсобой композицию, состоящую измельчайшихтвердых частицс сорбированнымина них плазмиднымиДНК. Внутрикожноевведение ДНК-вакциныцелесообразноосуществлятьсжатым воздухомс помощьюспециальноготочно дозирующегоаппарата.Альтернативнымспособом введенияДНК-вакцинмогут бытьсаморазрушающиесябактериальныевекторы, применяемыеперорально.
Новыеинфекции.ДНК-вакцинымогут статьважным элементоммероприятий, направленныхна ликвидациювспышек новыхинфекций средисельскохозяйственныхживотных.Клонированиев плазмидныйвектор с помощьюПЦР гена полноразмерногооболочечногогликопротеинавируса требуетне более недели, после этогоДНК-вакцинаготова дляпримененияв очаге эпизоотии.В экстренномслучае, принеизвестностигена протективногоантигена, можноиспользоватьэкспрессионнуюбиблиотекугенов. Целесообразнозаранее подготовитьплазмиды, экспрессирующиегены протективныхбелков возбудителейафриканскойчумы свиней, везикулярногостоматитакрупного рогатогоскота, чумырогатого скота, ящура и некоторыхдругих.
ПреимуществаДНК-иммунизацииперед распространеннымиспособамииммунопрофилактикимассовых инфекционныхболезней животныхзаключаютсяв том, что ДНК-вакциныбез персистированияв макроорганизмеприближаютискусственновызываемыйиммунный ответк возможномупри инфицированииприроднымивозбудителями; иммунная реакцияна введениегенов антигеновсбалансированаи состоит изсистемногои местногоответов. Каждыйиз них включаетиммуноглобулиновыйи клеточныйответы. Иммунныйответ такоготипа важен дляпротиводействияинфекциям, вызываемымвирусами играмотрицательнымимикроорганизмами.
Заключение
За последние10 лет в вакцинологиисформировалосьновое направление, который основанна принципе, когда в организмвводится небелок, но нуклеиноваякислота (ДНКлибо РНК). Этонаправлениеназывают«генетическойиммунизацией»,«вакцинациейнуклеиновымикислотами»,«ДНК-вакцинацией»и связываютс данным направлениемреволюционныеизменения ввакцинологииближайшегобудущего. Несмотряна то, что способностьДНК и РНК инициироватьсинтез кодируемыхими белковпосле проникновенияв клетку известнадавно, тольков середине 90-хгодов предыдущегосотни лет былиосознаны исформулированывозможностиданной технологиисообразно кмедицине, ветеринариии фундаментальнойнауке. Этотновый подходдовольно прост, дешев и главнейшеедает возможностьунифицироватьметодическиеподходы. Заразработкиотносительнобезопасныхвекторныхсистем, повышенияэффективностидоставки нуклеиновыхкислот в ткани, обнаружениявозможностидлительной(до влага) экспрессиичужероднойДНК в трансформированныхклетках in vivo сталясен потенциалданной технологиив генотерапиии созданиивакцинныхпрепаратов.В 1993г. было показано, что ДНК-вакцинацияприводит кполноценномуиммунномуответу, то естьк образованиюантител (гуморальныйреакция) ицитотоксическихТ-лимфоцитов(клеточныйреакция), обеспечиваету животныхвысокий порядокзащиты от вируснойинфекции.
Интереск ДНК-вакцинамстимулируетстрой перспективныхсвойств, которымиони обладают.
Используяодин и тот жевирусный илиплазмидныйвектор, можносоздаватьвакцины, противразных инфекционныхзаболеваний, меняя толькопоследовательность, которая кодируетнеобходимыеантигены. Приданном отпадаетнужда манипулированияс патогеннымивирусами ибактериями.Отпадаетдорогостоящаяи сложная действиеочистки антигенов.Важно то, чтопрепаратыДНК-вакцин нетребуют специальныхметодов доставкии стабильныдлительноевремя при комнатнойтемпературе.
ДНК-вакцинысодержат структуры, распознаваемыесистемой врожденногоиммунитетакак чужие (CpGолигонуклеотидыбактериальнойнуклеиновойкислоты). Поэтомуот них ожидаютвысокую иммунологическуюэффективность.
В времяразработаныи испытываютсяДНК-вакциныпротив инфекцийвызываемыхвирусами гепатитовВ и С, вирусомгриппа, вирусомлимфоцитарногохориоменингита, вирусом бешенства, вирусом иммунодефицитачеловека (ВИЧ), вирусом японскогоэнцефалитаи возбудителямисальмонеллеза, туберкулезаи некоторыхпаразитарныхзаболеваний(лейшманиоз, малярия). Выборинфекций связанне только с ихвысокой актуальностьюдля человечества, но и с безуспешнымипопыткамисотворитьнадежные вакцинныепрепаратыклассическими, широко используемымисейчас методами.ДНК-вакцинацияпредставляетсяодним с перспективнейшихнаправленийв борьбе с раком.
Литература
Вакцинопрофилактика под ред. В.К. Таточенко, Н.А. Озерецковского) / М., 1994
Супотницкий М.В. // Ветеринария. 1996
Вишняков И.Ф. и др. // Ветеринария. 1998