WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
ANTIVIRUS VACCINES ПРОТИВОВИРУСНЫЕ S. N. SHCHELKUNOV ВАКЦИНЫ:

200 years history of the ОТ ДЖЕННЕРА ДО НАШИХ ДНЕЙ development of antiviral..

immunoprophilaxis from ‚· „‰‡‚ ‚ the first intuitive steps till the newest modern variants of vaccines created by genetic engineering 14 мая 1796 года произошло знаменательное для медицины да и всей биологической науки событие:

methods is reviewed.

английский медик Эдуард Дженнер в присутствии врачебной комиссии внес восьмилетнему мальчику ‡ ‡ 200-в надрезы кожи на руке (привил) жидкость, взятую им из пузырьков, имевшихся на кистях рук женщиflfl fl ‡‚fl ны, заразившейся при дойке больной коровы так ‚‚ называемой оспой коров. Через несколько дней на ‡ месте надрезов на руке образовались язвочки, у мальчика повысилась температура, появился озноб.

‚ ‚ ‰Спустя некоторое время язвочки подсохли и покры‰‚ ‰ ‚ ‚лись сухими корочками, которые затем отпали, об ‚‡‡‚ „нажив небольшие рубцы на коже. Ребенок полностью выздоровел.

‚‡.

Через месяц Дженнер сделал весьма рискованный шаг – он заразил этого мальчика тем же способом, но уже гноем из накожных пузырьков от больного страшным заболеванием – натуральной оспой.

Человек в таком случае должен был непременно тяжело заболеть, кожа его покрыться множеством пузырьков, и он мог в итоге с вероятностью 20–30% (один человек из 3–5 заболевших) умереть. Однако гениальность открытия Дженнера как раз в том и состояла, что он был уверен: его пациент от натуральной оспы не умрет и даже не заболеет в той форме, какая обычно встречается. Так и случилось:

мальчик не заболел. Впервые было доказано, что человека можно заразить легкой формой схожего заболевания (оспой коров) и после выздоровления он приобретает надежную защиту от такого грозного заболевания, как натуральная оспа. Возникающее состояние невосприимчивости к инфекционному заболеванию получило название “иммунитет” (от англ. immunity – невосприимчивость).

И хотя о природе возбудителей как оспы коров, так и натуральной оспы в то время ничего не было известно, тем не менее метод прививок против оспы, предложенный Дженнером и названный вакцинацией (от лат. vaccus – корова), быстро получил широкое распространение. Так, в 1800 году в Лондоне было вакцинировано 16 тыс. человек, а в 1801 году – уже 60 тыс. Постепенно этот метод защиты от оспы завоевал всеобщее признание и стал широко распространяться по странам и континентам.

Однако наука, изучающая механизмы формирования иммунитета, – иммунология возникла лишь..

© ‚.., в конце XIX века после открытия бактерий – возбу- токсина, получило название антитоксина, затем дителей инфекционных заболеваний животных и был введен более общий термин – “антитело”, а то, человека. Большой импульс зарождению и разви- что вызывает образование этих антител, назвали антию иммунологии дали работы великого француз- тигеном.

ского микробиолога Луи Пастера, который первым В настоящее время известно, что все позвоночдоказал, что микроб убивающий может стать микные от примитивных рыб до человека обладают выробом защищающим от инфекции, если в лаборатосокоорганизованной иммунной системой, которая рии ослабить его патогенные свойства. В 1880 году до конца еще не изучена. Антигены – это вещества, он доказал возможность профилактической иммунесущие признаки генетически чужеродной иннизации против куриной холеры ослабленным возформации. Антигенность присуща прежде всего будителем, в 1881 году провел свой сенсационный белкам, а также и некоторым сложным полисахариопыт по иммунизации коров против сибирской язвы.

дам, липополисахаридам и иногда препаратам нукНо поистине знаменитым Пастер стал после того, леиновых кислот. Антитела – это особые защитные как 6 июля 1885 года привил ослабленный возбудибелки организма, называемые иммуноглобулинами тель смертельного заболевания – бешенства мальчи(рис. 1). Антитела способны связываться с антигеку, покусанному бешеной собакой. Вместо неминуном, вызвавшим их образование, и инактивировать емой гибели этот мальчик остался жив.

его. Агрегаты антиген–антитело в организме обычно удаляются специальными клетками-мусорщикаПричем в отличие от бактерий сибирской язвы и ми (фагоцитами), открытыми знаменитым русским куриной холеры возбудителя бешенства Пастер ученым Ильей Мечниковым в 1901 году, либо разруувидеть не смог (так как это вирус намного меньше шаются системой комплемента. Последняя состоит бактериальной клетки), но он со своими сотруднииз двух десятков различных белков, которые нахоками научился размножать этого возбудителя в моздятся в крови и взаимодействуют друг с другом по гу кроликов, затем мозг умерших кроликов сушили, строго определенной схеме.

выдерживали определенное время, в результате чего и добивались ослабления возбудителя. Как выра- В то время как большинство бактериальных инжение признания заслуги Дженнера в разработке фекций удается лечить с помощью антибиотиков, метода иммунизации против оспы свой метод за- удовлетворительных методов лечения вирусных щиты от бешенства Пастер также назвал вакцина- заболеваний практически не существует. Самым цией. С тех пор все способы профилактического простым и надежным методом борьбы с вирусными прививания против инфекционных заболеваний инфекциями является иммунопрофилактика (вакназывают вакцинацией, а препараты, которые при цинация). Поэтому мы коснемся лишь подходов, этом используют, – вакцинами. которые реализуют для формирования иммунитета организма к вирусным инфекциям.

Важное открытие в 1890 году сделали Беринг и Китасато. Они обнаружили, что после иммуниза ции дифтерийным или столбнячным токсином в крови животных появляется некий фактор, способ- Вирусы столь малы и просто устроены, что могут ный нейтрализовать или разрушить соответствую- размножаться только используя многочисленные щий токсин и тем самым предотвратить заболева- макромолекулы клетки, необходимые для биосинние. Вещество, которое вызывало обезвреживание теза белков и нуклеиновых кислот. Поэтому вирусы а б Связывание антигена Обеспечение биологической активности Рис. 1. Строение молекулы иммуноглобулина (а) и ее схематическое изображение (б), ‹7, осуществляют жизнедеятельность исключительно тить, что в ответ на каждый антиген активируется внутри живых клеток. Хозяевами могут быть от- размножение строго специфичных В-лимфоцитов, дельные клетки (например, бактерии) или организ- которые синтезируют антитела, осуществляющие мы (например, животные или растения). Вирусные связывание этого антигена и выведение его из оргачастицы (вирионы) многообразны по своей морфо- низма. Такой иммунитет часто называют гуморальным. Важнейшим механизмом в уничтожении заралогии (рис. 2), но все они обязательно содержат нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК), окружен- женных вирусом клеток (на поверхности которых представлены некоторые антигены вируса) являетную чехлом из большого числа белковых молекул. У некоторых видов вирусов частицы покрыты допол- ся активация размножения специфичных Т-лимфоцитов, лизирующих (разрушающих) эти клетки.



нительными оболочками, содержащими не только Данный тип ответа иммунной системы называют белки, но и липиды. Поверхностные белки вирусов клеточным иммунитетом. В результате прошедшей обычно обладают выраженными иммуногенными инфекции в организме переболевшего животного свойствами, то есть вызывают формирование имсохраняется небольшое количество специфичных мунного ответа в зараженном организме.

(сенсибилизированных) В- и Т-лимфоцитов, котоПри попадании вируса в организм и развитии рые при повторной инфекции таким же вирусом инфекционного заболевания в иммунной системе могут быстро размножаться и обеспечивать устойиндуцируются процессы, направленные на инакти- чивость организма к данному патогену. Такое состовацию свободного вируса и уничтожение заражен- яние организма также называют иммунологической ных клеток, способных выделять инфекционный памятью.

вирус. Свободный вирус инактивируется прежде Первоначальная устойчивость к повторной инвсего в результате взаимодействия с антителами, фекции обусловлена главным образом воздействиспецифично связывающимися с поверхностными ем специфичных антител на свободный вирус. С антигенами вирусных частиц. За выработку антител момента начала развития инфекции (заражения (иммуноглобулинов) отвечают В-клетки иммунной клеток и размножения в них вируса) важную роль системы организма (В-лимфоциты). Следует отме- начинают играть иммунные механизмы, направленные на лизис зараженных клеток и тем самым ограничивающие размножение вируса. Окончанию а инфекционного процесса содействуют опять же антитела, действующие на свободный вирус. Приведенное описание очень схематично. До сих пор ни для одного патогенного агента нет четкой ясности относительно вклада разных механизмов иммунитета в устойчивость организма к инфекции. Поэтому эффективность развития иммунного ответа при использовании того или иного подхода определяется только экспериментально, сначала на лабораторных животных и лишь затем на людях. В настоящее время ясно, что для эффективной иммунопрофибв г д лактики необходима стимуляция возможно большего числа иммунных механизмов в правильном соотношении.

Иммунный организм или совершенно устойчив к инфицирующему микроорганизму, или обусловливает протекание заболевания в легкой форме.

Поэтому большое внимание медицина и ветеринае ж рия уделяют разработке методов эффективной и безопасной иммунизации (вакцинации) людей и домашних животных. Существуют разные типы вакцин, каждый из которых имеет определенные достоинства и недостатки. Коротко охарактеризуем зи эти типы вакцин.

В качестве живых вирусных вакцин обычно используют так называемые аттенуированные (осРис. 2. Вирионы разных вирусов: а – вирус оспо- лабленные) варианты вирусов, которые являются вакцины, б – вирус простого герпеса человека, в – утратившими большинство свойств патогенности вирус гепатита В, г – аденовирус человека, д – вимутантами исходно патогенных штаммов. В редких рус гриппа, е – вирус гепатита А, ж – бактериальслучаях удается найти близкородственный слабопаный вирус (фаг) лямбда, з – нитевидный фаг М13, и – фаг MS2 тогенный вирус, вакцинация которым обеспечивает.. : иммунную защиту от другого опасного вируса (наи- для получения инактивированных вакцин, предъболее яркий пример: предложенная Дженнером являются повышенные требования по обеспечению вакцинация вирусом оспы коров против натураль- безопасности как самого персонала, так и окружаюной оспы). Главным преимуществом живых вакцин щей среды, то есть требуются дорогостоящие, спеявляется то, что они активируют все компоненты циально оборудованные помещения.

иммунной системы, вызывая сбалансированный иммунный ответ. Кроме того, такие вакцины отно сительно дешевы, так как для иммунизации требуКак отмечено выше, живые и инактивированется небольшая доза вируса, поскольку он размноные вакцины могут иметь определенные недостатжается в зараженном организме.

ки, в частности патогенное или аллергенное возНедостаток живых вакцин заключается в том, действие на некоторых вакцинируемых. Поэтому что они обычно сохраняют некоторый уровень осученые пытаются разрабатывать более безопасные таточной патогенности, хотя он может быть и очень варианты противовирусных вакцин. Наиболее пронизким. Тем не менее у детей и лиц с дефектной имдуктивным при этом является направление исслемунной системой они могут в некоторых случаях дований по использованию очищенных вирусных вызывать тяжелые формы заболевания. Одной из белков. Такие вакцины называют субъединичными.





проблем при массовом производстве аттенуироСубъединичные вирусные вакцины обычно являванных вакцин является их возможная генетичесются набором протективных вирионных белков или кая нестабильность, приводящая к возвращению отдельным поверхностным протективным белком, свойств патогенности. Поэтому партии вакцин невыделенным из препарата вирионов (вирусных обходимо тщательно проверять на лабораторных частиц). Под протективной активностью антигена животных. Кроме того, для живых вакцин серьезпонимается его способность обеспечить развитие ной проблемой может быть их биологическая неустойчивости иммунизируемого организма к постабильность при хранении и использовании в следующему инфицированию данным вирусом.

практической медицине (или ветеринарии). Более Иммуногенность, или способность вызывать в ортого, как показывает опыт, иногда живые вакцины в ганизме образование антител, зависит от наличия процессе наработки на культурах клеток могут зана поверхности молекулы белка так называемых грязняться другими вирусами, поэтому требуется эпитопов (антигенных детерминант), образуемых строгий контроль за качеством получаемых препаобычно шестью–восемью аминокислотными осратов вакцин.

татками и обладающих наибольшим сродством к связывающей области специфического иммуноглоТрудности, возникающие при получении и исбулина (антитела) (см. рис. 1). Обычно отдельный пользовании живых вакцин, удается преодолевать в белок имеет несколько разных эпитопов. При этом случае инактивированных вакцин, которые предкаждый эпитоп в составе молекулы белка узнается ставляют собой препарат патогенного вируса, инакопределенными лимфоцитами, вырабатывающими тивированного (убитого) формальдегидом, бетаантитела только против данного эпитопа. Таким обпропиолактоном или каким-либо другим химичесразом, против чужеродного белка иммунная систеким соединением. Инактивация направлена на вима обычно вырабатывает несколько разных типов русный геном и по возможности не должна затрагииммуноглобулинов.

вать белковый каркас вирусной частицы. В данном варианте риск заражения при вакцинации практиАнтигенные детерминанты вирусных частиц чески отсутствует, не требуется проводить сложную, могут быть трех типов: 1) эпитопы, представлендлительную и не всегда удачно завершающуюся раные непрерывными участками полипептидной цеботу по получению аттенуированных штаммов.

пи; 2) конформационные эпитопы, представляющие Инактивированные вакцины, как правило, проще собой пространственно сближенные отдельные сохранять.

участки полипептидной цепи; 3) конформационные эпитопы, составленные аминокислотными осОсновным недостатком инактивированных вактатками двух или более различных белков, объедицин является то, что они уступают аттенуированненных в макроструктуру в составе вирусной ным живым вирусам в отношении индукции Т-клечастицы (рис. 3). Наличие указанных конформациточного иммунитета. Кроме того, для эффективной онных детерминант в некоторых случаях приводит индукции В-клеточного (гуморального) иммунитек тому, что иммуногенные свойства вирусных белта необходимо вводить относительно большие дозы ков определяются их третичной и четвертичной инактивированной вакцины с определенной периоструктурой.

дичностью, что может приводить с течением времени к аллергизации организма. При инактивации В том случае, когда главная (наиболее иммуновируса часть антигенов может полностью или час- генная) антигенная детерминанта протективного витично разрушаться, что также снижает качество русного белка представлена непрерывной аминокисвакцины. Следует отметить, что при препаративной лотной последовательностью (см. рис. 3, а), можно наработке патогенных вирусов, предназначенных осуществить ее химический синтез и полученным, ‹7, чивающих его наработку. Кроме человека к данноб му вирусу чувствительны только обезьяны шимпанзе, которые очень дороги и редки. Поэтому данный вирус одним из первых привлек внимание исследов вателей, работающих в области генетической инженерии. Встал вопрос, можно ли методами генетической инженерии создать молекулярную вакцину а против заболевания гепатитом В. Многие лаборатории взялись за решение этой проблемы, что позволило добиться положительного результата.

В 60-е годы было обнаружено, что в крови больа ных гепатитом В кроме вирусных частиц (вирионов) диаметром 42 нм находятся небольшие сферические частицы со средним размером 22 нм в диаметре (рис. 4). Оказалось, что частицы 22 нм состоят из молекул белка оболочки вириона, который назван поверхностным антигеном вируса гепатита В (HBsAg), и обладают высокими антигенными и протективными свойствами. В 1982 году было обнаружено, что при эффективной экспрессии искусственного гена поверхностного антигена вируса гепатита В в клетках дрожжей происходит самосборка изометрических частиц диаметром 22 нм из вирусного белка. Частицы 22 нм HBsAg, полученные метоРис. 3. Схема взаимодействия иммуноглобулинов с антигенными детерминантами (эпитопами) дом генетической инженерии, по структуре и иммудвухсубъединичного белка: а – эпитопы, предногенным свойствам практически не отличаются от ставленные непрерывными участками полипепприродных. Мономерная же форма HBsAg обладает тидной цепи, б – конформационный эпитоп, предзначительно меньшей иммуногенной активностью.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.