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