Čo sú to vakcíny a aké sú?

Na špecifickú prevenciu infekčných chorôb sa používajú vakcíny, ktoré umožňujú vytvorenie aktívnej imunity ešte pred prirodzeným kontaktom s patogénom.

Vakcíny určené na prevenciu jednej infekcie sa nazývajú monovakcíny, proti dvom - divakcíny, proti trom - travovakcíny, proti viacerým - polyvakcíny. Asociované vakcíny sú tie, ktoré obsahujú zmes antigénov rôznych mikroorganizmov a anatoxínov. Polyvalentné vakcíny sú tie, ktoré obsahujú niekoľko odrôd sérologických typov patogénov jednej infekcie (leptospiróza, kolibacilóza, salmonelóza, pseudomonóza noriek, Marekova choroba atď.).

Na imunoprofylaxiu infekčných chorôb sa používajú rôzne typy vakcín.

Živé vakcíny

Ide o suspenziu vakcinačných kmeňov mikroorganizmov (baktérií, vírusov, riketsií) pestovaných na rôznych živných médiách. Na očkovanie sa zvyčajne používajú kmene mikroorganizmov s oslabenou virulenciou alebo zbavené virulenčných vlastností, ale plne si zachovávajúce imunogénne vlastnosti. Tieto vakcíny sa vyrábajú na báze apatogénnych patogénov, atenuovaných (oslabených) v umelých alebo prirodzených podmienkach. Atenuované kmene vírusov a baktérií sa získavajú inaktiváciou génu zodpovedného za tvorbu faktora virulencie alebo mutáciami v génoch, ktoré túto virulenciu nešpecificky znižujú.

V posledných rokoch sa technológia rekombinantnej DNA používa na produkciu atenuovaných kmeňov niektorých vírusov. Veľké DNA vírusy, ako napríklad vírus kiahní, môžu slúžiť ako vektory na klonovanie cudzích génov. Takéto vírusy si zachovávajú svoju infekčnosť a bunky, ktoré infikujú, začnú vylučovať proteíny kódované transfekovanými génmi.

V dôsledku geneticky fixovanej straty patogénnych vlastností a straty schopnosti spôsobiť infekčné ochorenie si vakcinačné kmene zachovávajú schopnosť množiť sa v mieste vpichu a neskôr v regionálnych lymfatických uzlinách a vnútorných orgánoch. Infekcia vakcínou trvá niekoľko týždňov, nie je sprevádzaná výrazným klinickým obrazom ochorenia a vedie k tvorbe imunity voči patogénnym kmeňom mikroorganizmov.

Živé atenuované vakcíny sa získavajú z atenuovaných mikroorganizmov. Atenuácia mikroorganizmov sa dosahuje aj pestovaním kultúr za nepriaznivých podmienok. Mnohé vakcíny sa vyrábajú v suchej forme, aby sa predĺžila ich trvanlivosť.

Živé vakcíny majú oproti usmrteným vakcínam významné výhody, pretože úplne zachovávajú antigénnu sadu patogénu a poskytujú dlhší stav imunity. Vzhľadom na to, že účinnou látkou živých vakcín sú živé mikroorganizmy, je však potrebné prísne dodržiavať požiadavky, ktoré zabezpečujú zachovanie životaschopnosti mikroorganizmov a špecifickej aktivity vakcín.

Živé vakcíny neobsahujú konzervačné látky, pri práci s nimi je potrebné prísne dodržiavať pravidlá asepsy a antisepsy.

Živé vakcíny majú dlhú trvanlivosť (1 rok alebo viac) a skladujú sa pri teplote 2 – 10 °C.

5-6 dní pred podaním živých vakcín a 15-20 dní po očkovaní sa na liečbu nemôžu použiť antibiotiká, sulfónamidy, nitrofuránové lieky a imunoglobulíny, pretože znižujú intenzitu a trvanie imunity.

Vakcíny vytvárajú aktívnu imunitu za 7 – 21 dní, ktorá trvá v priemere až 12 mesiacov.

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

Usmrtené (inaktivované) vakcíny

Na inaktiváciu mikroorganizmov sa používa zahrievanie, formalín, acetón, fenol, ultrafialové lúče, ultrazvuk a alkohol. Takéto vakcíny nie sú nebezpečné, sú menej účinné ako živé vakcíny, ale pri opakovanom podávaní vytvárajú pomerne stabilnú imunitu.

Pri výrobe inaktivovaných vakcín je potrebné prísne kontrolovať proces inaktivácie a zároveň zachovať súbor antigénov v usmrtených kultúrach.

Usmrtené vakcíny neobsahujú živé mikroorganizmy. Vysoká účinnosť usmrtených vakcín je spôsobená zachovaním súboru antigénov v inaktivovaných kultúrach mikroorganizmov, ktoré poskytujú imunitnú odpoveď.

Pre vysokú účinnosť inaktivovaných vakcín má veľký význam výber produkčných kmeňov. Na výrobu polyvalentných vakcín je najlepšie použiť kmene mikroorganizmov so širokou škálou antigénov, berúc do úvahy imunologickú afinitu rôznych sérologických skupín a variantov mikroorganizmov.

Spektrum patogénov používaných na prípravu inaktivovaných vakcín je veľmi rozmanité, ale najpoužívanejšie sú bakteriálne (vakcína proti nekrobakterióze) a vírusové (vakcína proti besnote inaktivovaná suchou kultúrou z kmeňa Ščolkovo-51).

Inaktivované vakcíny sa majú skladovať pri teplote 2 – 8 °C.

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

Chemické vakcíny

Pozostávajú z antigénových komplexov mikrobiálnych buniek kombinovaných s adjuvans. Adjuvans sa používajú na zväčšenie antigénových častíc a na zvýšenie imunogénnej aktivity vakcín. Medzi adjuvansy patrí hydroxid hlinitý, kamenec, organické alebo minerálne oleje.

Emulgovaný alebo adsorbovaný antigén sa stáva koncentrovanejším. Po zavedení do tela sa ukladá a z miesta vpichu sa v malých dávkach dostáva do orgánov a tkanív. Pomalá resorpcia antigénu predlžuje imunitný účinok vakcíny a výrazne znižuje jej toxické a alergické vlastnosti.

Medzi chemické vakcíny patria deponované vakcíny proti erysipelu ošípaných a streptokokóze ošípaných (séroskupiny C a R).

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

Súvisiace vakcíny

Pozostávajú zo zmesi kultúr mikroorganizmov, ktoré spôsobujú rôzne infekčné ochorenia, pričom si navzájom nepotláčajú imunitné vlastnosti. Po zavedení takýchto vakcín sa v tele vytvára imunita proti viacerým chorobám súčasne.

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

Anatoxíny

Ide o prípravky obsahujúce toxíny, ktoré nemajú toxické vlastnosti, ale zachovávajú si antigenicitu. Používajú sa na vyvolanie imunitných reakcií zameraných na neutralizáciu toxínov.

Anatoxíny sa vyrábajú z exotoxínov rôznych druhov mikroorganizmov. Na tento účel sa toxíny neutralizujú formalínom a niekoľko dní sa uchovávajú v termostate pri teplote 38 – 40 °C. Anatoxíny sú v podstate analógmi inaktivovaných vakcín. Sú očistené od balastných látok, adsorbované a koncentrované v hydroxide hlinitom. Adsorbenty sa pridávajú do anatoxínu na zvýšenie adjuvantných vlastností.

Anatoxíny vytvárajú antitoxickú imunitu, ktorá pretrváva dlhodobo.

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

Rekombinantné vakcíny

Pomocou metód genetického inžinierstva je možné vytvoriť umelé genetické štruktúry vo forme rekombinantných (hybridných) molekúl DNA. Rekombinantná molekula DNA s novou genetickou informáciou sa zavádza do recipientnej bunky pomocou nosičov genetickej informácie ( vírusy, plazmidy), ktoré sa nazývajú vektory.

Výroba rekombinantných vakcín zahŕňa niekoľko fáz:

• klonovanie génov, ktoré zabezpečujú syntézu potrebných antigénov;
• zavedenie klonovaných génov do vektora (vírusy, plazmidy);
• zavedenie vektorov do produkčných buniek (vírusy, baktérie, huby);
• bunková kultúra in vitro;
• izolácia antigénu a jeho purifikácia alebo použitie produkčných buniek ako vakcín.

Hotový produkt musí byť testovaný v porovnaní s prírodným referenčným liekom alebo s jedným z prvých sériových geneticky modifikovaných liekov, ktoré prešli predklinickými a klinickými skúškami.

B. G. Orlyankin (1998) uvádza, že vznikol nový smer vo vývoji geneticky modifikovaných vakcín, založený na zavedení plazmidovej DNA (vektora) s integrovaným génom ochranného proteínu priamo do tela. V ňom sa plazmidová DNA nemnoží, neintegruje sa do chromozómov a nespôsobuje reakciu tvorby protilátok. Plazmidová DNA s integrovaným genómom ochranného proteínu indukuje plnohodnotnú bunkovú a humorálnu imunitnú odpoveď.

Na základe jedného plazmidového vektora je možné skonštruovať rôzne DNA vakcíny, pričom sa mení iba gén kódujúci ochranný proteín. DNA vakcíny majú bezpečnosť inaktivovaných vakcín a účinnosť živých vakcín. V súčasnosti bolo skonštruovaných viac ako 20 rekombinantných vakcín proti rôznym ľudským ochoreniam: vakcína proti besnote, Aujeszkého chorobe, infekčnej rinotracheitíde, vírusovej hnačke, respiračnej syncytiálnej infekcii, chrípke A, hepatitíde B a C, lymfocytovej choriomeningitíde, ľudskej T-bunkovej leukémii, infekcii ľudským herpesvírusom atď.

DNA vakcíny majú oproti iným vakcínam množstvo výhod.

1. Pri vývoji takýchto vakcín je možné rýchlo získať rekombinantný plazmid nesúci gén kódujúci potrebný proteín patogénu, na rozdiel od zdĺhavého a drahého procesu získavania atenuovaných kmeňov patogénu alebo transgénnych zvierat.
2. Technologická efektívnosť a nízke náklady na kultiváciu získaných plazmidov v bunkách E. coli a ich ďalšie čistenie.
3. Proteín exprimovaný v bunkách očkovaného organizmu má konformáciu, ktorá sa čo najviac blíži natívnej a má vysokú antigénnu aktivitu, čo sa nie vždy dosiahne pri použití podjednotkových vakcín.
4. Eliminácia vektorového plazmidu v tele očkovanej osoby nastáva v krátkom časovom období.
5. Pri DNA očkovaní proti obzvlášť nebezpečným infekciám je pravdepodobnosť vzniku ochorenia v dôsledku imunizácie úplne neprítomná.
6. Dlhodobá imunita je možná.

Všetky vyššie uvedené skutočnosti nám umožňujú nazvať DNA vakcíny vakcínami 21. storočia.

Myšlienka úplnej kontroly infekcie prostredníctvom očkovania však pretrvávala až do konca 80. rokov, keď ňou otriasla pandémia AIDS.

DNA imunizácia tiež nie je univerzálnym všeliekom. Od druhej polovice 20. storočia nadobúdajú čoraz väčší význam patogény, ktoré nemožno kontrolovať imunoprofylaxiou. Pretrvávanie týchto mikroorganizmov je sprevádzané javom protilátkovo závislého zosilnenia infekcie alebo integrácie provírusu do genómu makroorganizmu. Špecifická profylaxia môže byť založená na inhibícii prenikania patogénov do citlivých buniek blokovaním rozpoznávacích receptorov na ich povrchu (vírusová interferencia, vo vode rozpustné zlúčeniny, ktoré sa viažu na receptory) alebo inhibíciou ich intracelulárnej reprodukcie (oligonukleotidová a antisense inhibícia génov patogénov, deštrukcia infikovaných buniek špecifickým cytotoxínom atď.).

Problém integrácie provírusu možno vyriešiť klonovaním transgénnych zvierat, napríklad získaním línií, ktoré provírus neobsahujú. Preto by sa mali vyvíjať DNA vakcíny pre patogény, ktorých perzistencia nie je sprevádzaná protilátkovo závislým zosilnením infekcie alebo zachovaním provírusu v genóme hostiteľa.

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

Séroprofylaxia a séroterapia

Séra vytvárajú v tele pasívnu imunitu, ktorá trvá 2 – 3 týždne a používajú sa na liečbu pacientov alebo prevenciu ochorení v ohrozenej oblasti.

Imunitné séra obsahujú protilátky, preto sa najčastejšie používajú na terapeutické účely na začiatku ochorenia, aby sa dosiahol čo najväčší terapeutický účinok. Séra môžu obsahovať protilátky proti mikroorganizmom a toxínom, preto sa delia na antimikrobiálne a antitoxické.

Séra sa získavajú v biotovárňach a biokomplexoch pomocou dvojstupňovej hyperimunizácie producentov imunitných sér. Hyperimunizácia sa vykonáva so zvyšujúcimi sa dávkami antigénov (vakcín) podľa určitej schémy. V prvej fáze sa podáva vakcína (1-2-krát) a potom podľa schémy vo zvyšujúcich sa dávkach - virulentná kultúra produkčného kmeňa mikroorganizmov počas dlhého časového obdobia.

V závislosti od typu imunizačného antigénu sa teda rozlišujú antibakteriálne, antivírusové a antitoxické séra.

Je známe, že protilátky neutralizujú mikroorganizmy, toxíny alebo vírusy najmä predtým, ako preniknú do cieľových buniek. Preto pri ochoreniach, kde je patogén lokalizovaný intracelulárne (tuberkulóza, brucelóza, chlamýdie atď.), zatiaľ nebolo možné vyvinúť účinné metódy séroterapie.

Sérové terapeutické a profylaktické lieky sa používajú hlavne na núdzovú imunoprofylaxiu alebo na elimináciu určitých foriem imunodeficiencie.

Antitoxické séra sa získavajú imunizáciou veľkých zvierat zvyšujúcimi sa dávkami antitoxínov a potom toxínov. Výsledné séra sa čistia a koncentrujú, zbavujú sa balastných proteínov a štandardizujú sa podľa aktivity.

Antibakteriálne a antivírusové lieky sa vyrábajú hyperimunizáciou koní zodpovedajúcimi usmrtenými vakcínami alebo antigénmi.

Nevýhodou účinku sérových prípravkov je krátke trvanie vytvorenej pasívnej imunity.

Heterogénne séra vytvárajú imunitu na 1-2 týždne, homológne globulíny na 3-4 týždne.

[ 35 ], [ 36 ]

Metódy a postup podávania vakcín

Existujú parenterálne a enterálne metódy podávania vakcín a sér do tela.

Pri parenterálnej metóde sa lieky podávajú subkutánne, intradermálne a intramuskulárne, čo umožňuje obísť tráviaci trakt.

Jedným z typov parenterálneho podávania biologických prípravkov je aerosólové (respiračné), keď sa vakcíny alebo séra podávajú priamo do dýchacích ciest inhaláciou.

Enterálna metóda zahŕňa podávanie biopreparátov ústami s jedlom alebo vodou. To zvyšuje spotrebu vakcín v dôsledku ich deštrukcie mechanizmami tráviaceho systému a gastrointestinálnou bariérou.

Po zavedení živých vakcín sa imunita vytvorí za 7-10 dní a trvá rok alebo dlhšie a pri zavedení inaktivovaných vakcín sa tvorba imunity končí 10.-14. dňom a jej intenzita trvá 6 mesiacov.

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