Вакцини

Вакци́на (з лат. vaccina — коров'яча від лат. vacca — корова) — препарат, що складається з ослаблених, вбитих збудників хвороб чи продуктів їхньої життєдіяльності або їх синтетичних аналогів. Ці специфічні речовини дістали назву від противіспяного препарату, виготовленого з вірусу коров'ячої віспи. Метод щеплень за допомогою вакцин називають вакцинацією, або імунізацією.

Жінка отримує вакцину від краснухи

Історія
Едвард Дженнер проводить першу в світі вакцинацію проти натуральної віспи

Творцем наукового напрямку запобігання інфекційним захворюванням за допомогою виготовлених у лабораторії вакцин був засновник медичної мікробіології Луї Пастер. Вперше вакцинацію здійснив у 1796 році англійський лікар Едвард Дженнер, який штучно прищепив дитині коров'ячу віспу, в результаті чого ця дитина набула імунітету до натуральної віспи.

Вакцини врятували людство не тільки від натуральної віспи. Зменшено тягар тяжкої дитячої хвороби поліомієліту, вакцина БЦЖ виявилася досить ефективною проти туберкульозу. За допомогою вбитих мікроорганізмів або виділених з них антигенів створюється стійкий імунітет до кору, кашлюку, правця, газової гангрени, дифтерії та деяких інших інфекційних захворювань.

Розробка вакцин

Нині застосовуються комп'ютерні методи для розробки вакцин на основі даних (банків даних) геномних послідовностей багатьох бактерій, збудників паразитарних інфекцій і вірусів. Перш за все визначається нуклеотидна послідовність геному вірусу. Секвенування вже відомої структури дозволяє виявити раніше невідомі білки й використовувати ці дані при розробці вакцин. Це дозволяє проводити попередню ідентифікацію елементарних імуногенних компонентів (замість культивування). У синергізмі із протеомними технологіями дає вагоміші результати, а методи молекулярного клонування дозволяють прискорити вироблення імуногену із наступною перевіркою його антигенних властивостей.

Людством накопичений досить великий об'єм даних про біополімери, тому основна увага зосереджена на алгоритмах комп'ютерної обробки (статистичної, топологічної[1][2]) цих даних.

Для виявлення білок-кодуючих ділянок у геномних послідовностях використовують методи вирівнювання, які дозволяють ідентифікувати потенційні трансляційні білки, подібні до вже відомих. Аналіз амінокислотних послідовностей методом моделювання трансляції дозволяє прогнозувати функції білків патогенного агенту[3].

Склад

До складу більшості вакцин входить:

  • активний компонент;
  • розчинник (сольовий розчин, H2O);
  • стабілізатори, антибіотики;
  • допоміжні речовини (солі Al, тіомерсал, формальдегід, дріжджові гриби).

За природою активного компоненту вакцини бувають:

  • вакцини, що містять цільні вбиті мікроорганізми (кашлюк, холера), активні вірусні — поліомієліт, грип;
  • анатоксини (дифтерія, правець, стафілокок);
  • вакцини з живих атенуйованих вірусів (кір, грип, поліомієліт);
  • вакцини з перехресно-реагуючих живих організмів, імунологічно пов'язаних зі збудником;
  • хімічно синтезовані субодиниці чи отримані за допомогою генної інженерії (гепатит B, грип);
  • адсорбовані вакцини (АКДС).

Варто зазначити що кількість стабілізатора чи допоміжної речовини на кілька порядків менша ніж та, що може спричинити побічну дію. Так, наприклад, вміст антибіотика канаміцину в одній дозі пероральної поліомієлітноі вакцини становить не більше 30 мікрограмів, тоді як доза, що використовується з лікувальною метою, вимірюється в міліграмах на кілограм маси тіла; вміст тіомерсалу (мертиоляту) в одній дозі вакцини для профілактики гепатиту В становить 0,025 міліграмів, в одній дозі адсорбованої кашлюково-дифтерійно-правцевоі вакцини — 0,005 міліграма, тоді як доза, що може завдати шкоди організму — 75 міліграмів на кілограм маси тіла; вміст формальдегіду в рідкій інактивованій вакцині для профілактики поліомієліту не більше 0,1 міліграма в одній дозі тоді як шкідлива доза — 100 міліграмів на кілограм маси тіла.

Типи вакцин

Сучасні вакцини поділяють на чотири групи:

  • вакцини, які виготовляють із живих збудників з ослабленою вірулентністю (проти натуральної віспи, туберкульозу, чуми, сибірки, сказу, грипу, поліомієліту тощо);
  • вакцини з убитих патогенних мікробів (холерна, черевнотифозна, кашлюкова, лептоспірозна, поліомієлітна тощо);
  • анатоксини (виготовляються з екзотоксинів відповідних збудників обробкою їх 0,3-0,4%-м розчином формаліну і витримуванням за температури 38-40 °С протягом 3-4 тижнів). Добуті у такий спосіб дифтерійний, правцевий, стафілококовий, холерний та інші анатоксини знайшли широке застосування в практиці;
  • хімічні вакцини (їх виготовляють не з цілих бактеріальних клітин, а із хімічних комплексів, добутих шляхом обробки суспензії клітин спеціальними методами; наприклад, для профілактики черевного тифу, паратифів і правця застосовують хімічну сорбовану вакцину з О- і Vi-антигенів черевнотифозних бактерій і очищеного концентрованого правцевого анатоксину).

Живі вакцини

Живі вакцини містять ослаблений живий мікроорганізм. Можуть бути отримані шляхом селекції (БЦЖ, грипозна). Вони здатні розмножуватися в організмі і породжувати вакцинальний процес, формуючи несприйнятливість. Втрата вірулентності в таких штамів закріплена генетично, однак в осіб з імунодефіцитами можуть виникнути серйозні проблеми. Як правило, живі вакцини є корпускулярними.

Живі вакцини одержують шляхом штучного атенуйовання (ослаблення штаму) (BCG — 200—300 пасажів на жовчному бульйоні, ЖВС — пасаж на тканині нирок зелених мавп) або відбираючи природні авірулентні штами (дивергентна вакцина). У XXI столітті можливим став шлях створення живих вакцин за допомогою генної інженерії на рівні хромосом з використанням рестриктаз. Отримані штами будуть мати властивості обох збудників, хромосоми яких були узяті для синтезу. Аналізуючи властивості живих вакцин варто виділити, як позитивні так і їхні негативні якості.

Позитивні сторони: по механізму дії на організм нагадують «дикий» штам, може приживлятися в організмі і довгостроково підтримувати імунітет (для корової вакцини вакцинація в 12 місяців і ревакцинація в 6 років), витісняючи «дикий» штам. Використовуються невеликі дози для вакцинації (звичайно однократна) і тому вакцинацію організаційно легко проводити. Останнє дозволяє рекомендувати даний тип вакцин для подальшого використання.

Негативні сторони: жива вакцина корпускулярна — містить 99 % баласту і тому звичайно досить реактогенна, крім того, вона здатна зумовлювати мутації клітин організму (хромосомні аберації), що особливо небезпечно у відношенні статевих клітин. Живі вакцини містять віруси-забруднювачі (контамінанти), особливо це небезпечно у відношенні мавпячого синдрому набутого імунодефіциту і онкогенних вірусів. На жаль, живі вакцини важко дозуються і піддаються біоконтролю, чутливі до дії високих температур і вимагають неухильного дотримання холодового ланцюга.

Хоча живі вакцини вимагають спеціальних умов збереження, вони продукують досить ефективний клітинний та гуморальний імунітет і звичайно вимагають лише одне бустерне введення. Більшість живих вакцин вводиться парентерально (за винятком поліомієлітної вакцини).

На тлі переваг живих вакцин є й одне застереження, а саме: можливість реверсії вірулентних форм, що може стати причиною захворювання вакцинованого. З цієї причини живі вакцини повинні бути ретельно протестовані. Пацієнти з імунодефіцитами (які отримують імуносупресивну терапію, при СНІДі та пухлинах) не повинні вакцинуватися такими вакцинами.

Прикладом живих вакцин можуть служити вакцини для профілактики краснухи (Рудивакс), кору (Рувакс), поліомієліту (Поліпро Себин Веро), туберкульозу, епідемічного паротиту (Імовакс Орейон). Живі вакцини випускаються в ліофілізованому виді (крім поліомієлітної).

Інактивовані (убиті) вакцини

Інактивовані вакцини одержують шляхом впливу на мікроорганізми хімічним шляхом чи нагріванням. Такі вакцини є досить стабільними і безпечними, тому що не можуть спричинити реверсію вірулентності. Вони часто не вимагають низькотемпературного збереження, що зручно в практичному використанні. Однак у цих вакцин є і ряд недоліків, зокрема, вони породжують відносну слабку імунну відповідь і вимагають застосування декількох доз (бустерні імунізації).

Вакцина проти менінгококової інфекції

Вони містять або убитий цілий мікроорганізм (наприклад цільно кліткова вакцина проти коклюшу, інактивована вакцина проти сказу, вакцина проти вірусного гепатиту А), або компоненти клітинної стінки чи інших частин збудника, як, наприклад, в ацеллюлярній вакцині проти коклюшу, кон'югованій вакцині проти гемофільної інфекції, у вакцині проти менінгококковій інфекції. Їх убивають фізичними (температура, радіація, ультрафіолетове опромінення) чи хімічними (спирт, формальдегід) методами. Такі вакцини реактогенні, застосовують їх мало (коклюшна, проти гепатиту А).

Інактивовані вакцини також є корпускулярними. Аналізуючи властивості корпускулярних вакцин також варто виділити, як позитивні так і їхні негативні якості. Позитивні сторони: корпускулярні убиті вакцини легше дозувати, краще очищати, вони довгостроково зберігаються і менш чуттєві до температурних коливань. Негативні сторони: вакцина корпускулярна — містить 99 % баласту і тому реактогена, крім того, містить агент, використовуваний для умертвіння мікробних кліток (фенол). Ще одним недоліком інактивованої вакцини є те, що мікробний штам не приживляється, тому вакцина слабка і вакцинація проводиться в 2 чи 3 прийоми, вимагає частих ревакцинацій (АКДС), що сутужніше в плані організації в порівнянні з живими вакцинами. Інактивовані вакцини випускають як у сухому (ліофілізованному), так і в рідкому вигляді.

Анатоксини

Багато мікроорганізмів, що спричинюють захворювання в людини, небезпечні тим, що виділяють екзотоксини, що є основними патогенетичними факторами захворювання (наприклад, дифтерія, правець, газова гангрена). Анатоксини / токсоїди[4][5][6], які використовують як вакцини[7][8], індукують специфічну імунну відповідь. Для одержання вакцин токсини найчастіше знешкоджують за допомогою формаліну.

Асоційовані вакцини

Вакцини різних типів, що містять кілька компонентів (багатокомпонентні вакцини).

Жінка у 1976 році отримує вакцину від грипу А. Вакцинація проводиться спеціальним пістолетом, який невдовзі був знятий з виробництва через те, що його було важко знезаражувати і відбувалася передача гемоконтактних інфекцій (вірусних гепатитів B, C, ВІЛ-інфекції)

Корпускулярні вакцини

Корпускулярні вакцини — бактерії, віруси, інактивовані хімічним (формалін, спирт, фенол) або фізичним (тепло, ультрафіолетове опромінення) впливом. Прикладами корпускулярних вакцин є: коклюшна (як компонент АКДС і Тетракок), антирабічна, лептоспірозна, грипозні цельновіріонні, вакцини проти кліщового енцефаліту, проти гепатиту А (Аваксим), інактивована поліовакцина.

Хімічні вакцини

Хімічні вакцини містять компоненти клітинної стінки чи інших частин збудника, як, наприклад, в ацелюлярній вакцині проти коклюшу, кон'югованій вакцині проти гемофільної інфекції чи у вакцині проти менінгококкової інфекції.

Хімічні вакцини створюються з антигенних компонентів, витягнутих з клітини мікроорганізму. Виділяють ті антигени, що визначають імуногенні характеристики його. До таких вакцин відносяться: полісахаридні вакцини (Менинго А+З, Акт-ХІБ, Пневмо 23, Тифим Ви), ацелюлярні коклюшні вакцини.

Біосинтетичні вакцини

Біосинтетичні вакцини — це такі, що отримані методами генної інженерії, є штучно створеними антигенними детермінантами мікроорганізмів. Прикладом може служити рекомбінантна вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусної інфекції. Для їхнього одержання використовують клітини дріжджів, в які вбудовують вирізаний ген, що кодує вироблення необхідного для одержання вакцини протеїну, що потім виділяється в чистому вигляді.

Біосинтетичні вакцини — це синтезовані з амінокислот пептидні фрагменти[9], що відповідають амінокислотній послідовності тим структурам вірусного (бактеріального) білка, що розпізнаються імунною системою і зумовлюють імунну відповідь. Важливою перевагою синтетичних вакцин у порівнянні з традиційними є те, що вони не містять бактерій і вірусів, продуктів їхньої життєдіяльності і спричинюють імунну відповідь вузької специфічності. Крім того, виключаються труднощі вирощування вірусів, збереження і можливості реплікації в організмі вакцинованої людини у випадку використання живих вакцин. При створенні даного типу вакцин можна приєднувати до носія кілька різних пептидів, вибирати найбільш імуногенні з них для коплексування з носієм. Разом з тим, синтетичні вакцини менш ефективні, у порівнянні з традиційними, тому що багато ділянок вірусів мають значну мінливість у плані імуногенності й дають меншу імуногенність, ніж нативний вірус. Однак, використання одного чи двох імуногенних білків замість цілого збудника забезпечує формування імунітету при значному зниженні реактогенності вакцини і її побічної дії.

Векторні (рекомбінантні) вакцини

Векторні (рекомбінантні) вакцини — це такі, що отримані методами генної інженерії. Суть методу: гени вірулентного мікроорганізму, що відповідальний за синтез протективних антигенів, вбудовують у геном непатогенного мікроорганізму, що при культивуванні продукує і накопичує відповідний антиген. Прикладом може служити рекомбінантна вакцина проти вірусного гепатиту B, вакцина проти ротавірусної інфекції. Нарешті, є позитивні результати використання так званих векторних вакцин, коли на носій — живий рекомбінантний поксвірус (вектор) наносяться поверхневі білки двох вірусів: глікопротеїн D вірусу простого герпеса і гемаглютинін вірусу грипу А. Відбувається необмежена реплікація вектора і розвивається адекватна імунна відповідь проти вірусної інфекції обох типів.

Дія окремих компонентів бактеріальних, вірусних і паразитарних антигенів виявляється на різних рівнях і в різних ланках імунної системи. Їх результуюча може бути лише одна: клінічні ознаки захворювання — видужання — ремісія — рецидив — чи загострення, інші стани організму. Так, зокрема, АДС — через 3 тижні після її введення дітям приводить до зростання рівня Т-клітин і збільшенню змісту ЕКК у периферичній крові, полівалентна бактеріальна вакцина Lantigen B стимулює антитілоутворення Ig A у крові та слині, але саме головне, що при подальшому спостереженні у вакцинованих відзначене зменшення числа випадків захворювання, а якщо вони і виникали, то перебігали легше. Клінічна картина хвороби, таким чином є найоб'єктивнішим показником вакцинації.

Рекомбинантні вакцини — для виробництва цих вакцин застосовують рекомбінантну технологію, вбудовуючи генетичний матеріал мікроорганізму в клітини дріжджів, що продукують антиген. Після культивування дріжджів з них виділяють потрібний антиген, очищають і готують вакцину. Прикладом таких вакцин можуть служити вакцина проти гепатиту В (Еувакс У) та вакцина Ervebo проти хвороби, яку спричинює вірус Ебола.[10]

Вакцини четвертого покоління

Більшість вакцин цього покоління знаходяться в стадії розробки. До них відносять:

Календар вакцинації

З метою надання найкращого захисту, дітям рекомендується робити вакцинацію як тільки їхня імунна система розвинеться достатньо щоб відповідати на конкретні вакцини, а також коли потрібні додаткові дози вакцини щоб досягти «повного імунітету». Це привело до створення складних календарів вакцинацій.

В Україні всі вакцинації проводять відповідно до наказу МОЗ від  11.08.2014 № 551 «Про удосконалення проведення профілактичних щеплень в Україні» та від 16.09.2011 № 595 «Про порядок проведення профілактичних щеплень в Україні та контроль якості й обігу медичних імунобіологічних препаратів»[11][12][13][14][15].

  • Новонароджені в перші 12 год. прищеплюються від вірусного гепатиту В.
  • Новонароджені на 3-7-ий день проходять вакцинацію БЦЖ проти туберкульозу.
  • На 1 місяць — друга вакцинація проти гепатиту В.
  • На 2 місяць — перші щеплення вакциною АКДП (проти дифтерії, кашлюку, правця), вакциною від поліомієліту (ін'єкційною поліомієлітної вакциною — ІПВ) і гемофільною вакциною (Хіб).
  • У 4 місяці — друге щеплення вакциною АКДП, вакциною від поліомієліту (ІПВ) і Хіб-вакциною.
  • На 6 місяць — третє щеплення вакциною АКДП і вакциною від поліомієліту (ОПВ) і вірусного гепатиту B.
  • На 12 місяць — вакцинація проти кору, краснухи, епідемічного паротиту і третє щеплення Хіб-вакциною.
  • У 18 місяць — перша ревакцинація проти дифтерії, кашлюку, правця і вакцина від поліомієліту (ОПВ).
  • У 6 років  2 ревакцинація проти поліомієліту (ОПВ) + дифтерії і правця (АДП), вакцина проти кору, епідемічного паротиту, краснухи.
  • У 7 років — ревакцинація проти туберкульозу.
  • У 14 років — третя ревакцинація проти поліомієліту.
  • У 16 років — третя ревакцинація проти дифтерії і правця (АДП-м).
  • Дорослі — ревакцинація проти дифтерії, правця кожні 10 років з моменту останньої ревакцинації.
Календар щеплень за віком в України: 2017[12]
Вакцина 1 день 3-5 днів 1 міс. 2 міс. 4 міс. 6 міс. 12 міс. 18 міс 6
рр.		 7
рр.		 14
рр.		 16
рр.		 26
рр.
Гепатит B 1 доза1 2 доза1 3 доза1
Туберкульоз БЦЖ2 БЦЖ3
Дифтерія, правець 1 доза АКДП (або АаКДП) 2 доза АКДП (або АаКДП) 3 доза АКДП (або АаКДП) 1 ревак-
цинація АКДП (або АаКДП)		 2 ревак-
цинація (АДП)		 3 ревак-
цинація (АДП-М)		 ревак-
цинація, та кожні 10 рр. (АДП-М)
Кашлюк
Гемофільна паличка
тип b		 1 доза 2 доза 1 ревак-
цинація
Поліомієліт 1 доза 2 доза 3 доза 1 ревак-
цинація		 2 ревак-
цинація		 3 ревак-
цинація
Кір, краснуха, паротит 1 доза 2 доза

Різні вакцини виділено кольорами.
↑  Якщо мати HBsAg «–» (документально підтверджено), вакцинацію проти гепатиту B можна провести протягом перших місяців життя. Новонародженим від HBsAg-негативних матерів з масою тіла менше 2000 г вакцинацію можна провести після досягнення маси 2000 г або віку 1 місяць. Якщо стан дитини важкий, щеплення проводять після його покращення перед випискою з лікарні[12].
Народженим від HBsAg-позитивних («+») матерів першу дозу вводять у перші 12 годин життя незалежно від маси тіла. Докладніше, див. джерела[12].
↑  Вакцинація проти туберкульозу проводиться на 3-5 добу після народження (не раніше ніж через 48 годин). Недоношених дітей щеплюють після досягнення маси 2500 г. Щеплення не проводять в один день із іншими щепленнями. Дітям, яким не виповнилось 2 місяці щеплення проводять без проби Манту. Після віку 2 місяців слід виконати пробу Манту і, якщо вона негативна, провести щеплення. Діти у яких не сформувався рубчик, але є достовірні дані про проведення щеплення БЦЖ, не потребують повторної вакцинації[12].
↑  Ревакцинації підлягають діти з 7 років, з негативним результатом проби Манту та неінфіковані мікобактеріями туберкульозу[12].

Безпека

Розробка і виготовлення сучасних вакцин відбувається відповідно до високих вимог до їхньої якості, у першу чергу, нешкідливості для щеплених. Звичайно такі вимоги ґрунтуються на рекомендаціях Всесвітньої Організації Охорони здоров'я, що залучає для їхнього складання найавторитетніших фахівців з різних країн світу. Ідеальною вакциною міг би вважатися препарат, що відповідає наступним вимогам:

  • повністю нешкідливий для щеплених, а у випадку живих вакцин — і для людей, до яких вакцинний мікроорганізм попадає в результаті контактів із щепленими;
  • здатний викликати стійкий імунітет після мінімальної кількості введень (не більш трьох);
  • може вводитися в організм способом, що виключає парентеральні маніпуляції, наприклад, нанесенням на слизові оболонки;
  • достатньо стабільний, щоб не допустити погіршення властивостей вакцини при транспортуванні і збереженні в умовах прищеплювального пункту;
  • недорогий, щоб ціна не перешкоджала масовому застосуванню вакцини.

Див. також

Примітки
  1. M. Gameiro, Y. Hiraoka, S. Izumi, M. Kramar, K. Mischaikow, and V. Nanda. Topological mea-surement of protein compressibility via persistent diagrams.Japan J. Industrial & Applied Mathe-matics, 32(1):1–17, Oct 2014.
  2. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. - Статистическая физика макромолекул: Учеб. руководство, 1989.
  3. Б.Н.Соболев,В.В.Поройков, Л.В.Оленина, Е.Ф.Колесанова, А.И.Арчаков - Компьютерное констрирование вакцин.
  4. P. J. Moloney THE PREPARATION AND TESTING OF DIPHTHERIA TOXOID (ANATOXINE-RAMON) American Journal of Public Health. December 1926. 16(12), pp. 1208—1210 (англ.)
  5. Р. М. Алешина, Б. А. Ребров Поствакцинальные аллергические осложнения. Клінічна імунологія, алергологія, інфектологія. Номер журнала: 2' 2010 (рос.)
  6. Фармацевтична енциклопедія > Терміни по Алфавіту > АНАТОКСИН
  7. Encyclopaedia Britannica. Vaccine Types (англ.)
  8. Encyclopaedia Britannica. Toxoid
  9. А. А. ЗАМЯТНИН - ФРАГМЕНТОМИКА ПРИРОДНЫХ ПЕПТИДНЫХ СТРУКТУР.
  10. А, Хиць (19 листопада 2019). Вірус Ебола: офіційно схвалено першу вакцину. Український медичний часопис (рос.). Процитовано 24 грудня 2020.
  11. КАЛЕНДАР ПРОФІЛАКТИЧНИХ ЩЕПЛЕНЬ В УКРАЇНІ. ГО “Батьки за вакцинацію”. 24.06.2016. Процитовано 18.03.2017.
  12. Наказ МОЗ України від 11 серпня 2014 року № 551 «Про удосконалення проведення профілактичних щеплень в Україні»
  13. Наказ МОЗ України від 16 вересня 2011 року № 595 «Про порядок проведення профілактичних щеплень в Україні та контроль якості й обігу медичних імунобіологічних препаратів»
  14. Наказ МОЗ України 16.09.2011 № 595
  15. Наказ МОЗ України 11.08.2014 № 551.

Джерела

Література
  • Авторський колектив, за ред. В.П. Широбокова. Медична мікробіологія, вірусологія та імунологія. — Вінниця : Нова Книга, 2011. — С. ?. — 2000 прим. — ISBN 978-966-382-325-6.
  • Векірчик К. М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. — К.: Либідь, 2001. — 312 с. (С.?)
  • Ґудзь С. П. та ін. Основи мікробіології. — К., 1991. (С.?)
  • Гонський Я., Максимчук Т., Калинський М. Біохімія людини. — Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. — 744 с. — ISBN 966-7364-17-8 (С.?)

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.