Вакцины. Технологии получения вакцин

   Тема: Вакцины. Технологии получения вакцин

1.                  Одно из важных направлений биотехнологии – создание и разработка вакцин, способствующих развитию иммунитета к патогенным вирусам и микроорганизмам.  Название «вакцины» было дано Л.Пастером всем прививочным препаратам, полученным из микроорганизмов и их продуктов. Э.Дженнером была получена первая живая вакцина, содержащая вирус коровьей оспы (vaccinus- коровий), идентичный по антигенным свойствам вирусу натуральной оспы человека, но маловирулентный для человека. Таким образом, первый вакцинный штамм был заимствован из природы. Заслугой Л.Пастера была разработка принципов направленного получения вакцинных штаммов – селекция спонтанных мутантов с пониженной вирулентностью и сохранными иммуногенными свойствами путем культивирования их в определенных условиях или пассирования через организм устойчивых к данной инфекции животных. Исходя из этих принципов были получены вакцины первого поколения: против бешенства, туберкулеза, чумы, туляремии, сибирской язвы, полиомиелита, кори и др.

   Убитые (аттенуированные) или инактивированные вакцины готовят из микроорганизмов, обладающих максимально выраженной иммуногенностью, инактивированных прогреванием, УФ-лучами или химическими веществами (формалином, фенолом, спиртом и др.).   Далее, усовершенствование вакцин путем использования компонентов бактериальных клеток и вирионов(-субъединичные, если содержит некоторые иммуногенные компоненты вириона), обладающих выраженным протективным (способностью индуцировать защитный иммунитет) действием позволило получить вакцины второго поколения – химические.  Для повышения иммуногенности химических и субъединичных вакцин к ним добавляют разного рода адъюванты (adjuvans - помогающий): гидрооксид алюминия, алюминиево-калиевые квасцы, фосфат алюминия и др. Те же адъюванты добавляют для повышения иммуногенности и к препаратам анатоксинов. Анатоксины получают путем выделения, очистки и инактивации вторичного метаболита микроорганизмов – экзотоксина. Достижения молекулярной биологии и иммунологии привели к конструированию комбинированных вакцин, включающие несколько антигенных детерминант разной специфичности.   Другой принцип используется при создании вакцин следующего, третьего, поколения – генноинженерных: на основе картирования  геномов микроорганизмов гены, контролирующие нужные антигенные детерминанты, переносят в геном других микроорганизмов и клонируют в них, добиваясь экспрессии этих генов в новых условиях. Итак, исходя из технологии получения вакцин, существуют 2 классификации, одинаково использующиеся в практике. Согласно первой классификации различают: живые, убитые, химические и анатоксины. Вторая классификация включает: субъединичные, генно-инженерные, синтетические, съедобные, терапевтические, противоопухолевые, ДНК-вакцины, а также форсифицированные и комбинированные.

2.                  Технологии получения вакцин.  При производстве живых и инактивированных вакцин предварительно подгатавливается посевной материал и среда культивирования. Биомасса вакцинных штаммов нарабатывается в биореакторах глубинной ферментацией (бактерии. дрожжи) или поверхностной на твердых питательных средах (мицелиальные грибы). Процессы выполняются в строго асептических условиях. Для получения живой вакцины биомассу аттенуированного штамма концентрируют, стандартизируют по количеству микроорганизмов в единице объема, лиофилизируют со стабилизирующей средой, затем фасуют в ампулы или флаконы. Срок хранения лиофилизированных живых вакцин 1-2 года при температуре 4-8⁰ С.    Для получения убитых вакцин микроорганизмы концентрируют, стандартизируют по числу микробных клеток в единице объема, инактивируют. Далее производится лиофилизация, фасовка и упаковка во флаконах или ампулах.

   Получение комбинированной вакцины – АКДС адсорбированная коклюшно-дифтерийностолбнячная вакцина.  Столбнячный и дифтерийный анатоксины получают обработкой формальдегидом очищенных токсинов Corynebacterium diphtheriae и Clostridium tetani. Компоненты ацеллюлярной коклюшной вакцины получают путем их выделения и очистки из культуры  Bordetella pertussis.  Дифтерийный анатоксин, столбнячный анатоксин и компоненты коклюшной вакцины адсорбируют на гидрате окиси алюминия. Затем лиофилизация, фасовка и упаковка во флаконы.

   Получение вирусных вакцин. Вакцина ККП – против кори, краснухи и паротита. Для культивирования нескольких вирусов используется диплоидная клеточная линия ЭФЧ-Л5, полученная из легочной ткани эмбриона человека. Такая клеточная линия сохраняет жизнеспособность и биологическую активность на протяжении 60 пассажей и проявляет выраженную чувствительность к вышеуказанным вирусам. Дополнительное внесение в культуру клеток таких компонентов, как хлорид кальция, аргинин и аминопептид, а также использование смеси сред 199 и Игла с двойным содержанием аминокислот значительно повышает репродукцию вирусов. Затем вирусы выделяют, очищают, стандартизируют, лиофилизируют, фасуют в ампулы.

   Противогриппозные вакцины бывают трех типов: цельновирионные вакцины, сплитвакцины и субъединичные вакцины.  Сплит-вакцины, вакцины второго поколения, они достаточно иммуногены.  Репродуцированный вакцинный штамм вируса гриппа выделяется из культуры клеток или тканей куриного эмбриона, очищается и затем вирусные частицы разрушают детергентом, например, диэтиловым эфиром.  Такая вакцина содержит все вирусные белки: гемагглютинин, нейраминидазу и белки нуклеопротеида вируса. Дополнительная очистка уменьшает содержание токсичных субстанций, поэтому она менее реактогенна по сравнению с цельновирионной вакциной.   

   Тема: Ветеринарные вакцины по значимости наносимого ущерба инфекционные болезни животных  распределены на две группы: А и В. В группу А включены 16 острых инфекционных болезней, 15 из которых вирусной этиологии. Сюда относятся: ящур, болезнь Ауески, чума плотоядных, африканская и европейская чума свиней, чума лошадей, грипп птиц, болезнь Ньюкасла и другие. Для них характерны массовость поражения и высокая летальность.  В группу В   входит 81 инфекционная болезнь – болезни крупных и мелких плотоядных животных, болезни грызунов, рыб, пчел и другие. Характерной особенностью указанных болезней является более медленное распространение.

    Болезнь Ауески.  Среди инфекционных болезней домашних животных (свиней, овец, коз), наносящих значительный экономический ущерб имеет значение  болезнь Ауески – ложное бешенство, псевдобешенство 

   Возбудителем болезни является ДНК-содержащий вирус семейства Herpesviridae, рода Varicellavirus., открытый венгерским исследователем-бактериологом Ауески в 1902 г. (по имени которого названа болезнь). Вирус  имеет сферическую форму, размером в диаметре 180190 нм. К возбудителю болезни Ауески восприимчивы все домашние и дикие животные.   Источником инфекции являются больные животные и животные-вирусоносители. Факторами передачи возбудителя инфекции является контаминированные возбудителем корма, вода, подстилка, предметы ухода, помещения и т.д.  Заражение происходит респираторным или алиментарным путем, реже через поврежденную кожу, слизистые оболочки. Болезнь начинается остро, с высокой лихорадки, беспокойства и возбуждения. Животные  принимают позу сидячей собаки, лежат на боку, совершая плавательные движения,  дышат тяжело с выделением пенистой слюны, чихают, затем появляются судороги, развиваются параличи конечностей, глотки, гортани.   Животные погибают через 1-2 дня. 

    Специфических и медикаментозных средств лечения больных животных нет.  Пассивная профилактика болезни Ауески с применением гипериммунной сыворотки и гамма-глобулина в последнее время не проводится. После выздоровления животные могут оставаться вирусоносителями. Не прекращает вирусоносительство и вакцинация.  Среди невакцинированного поголовья животных оно может достигать 93 %, а среди вакцинированного - до 25 %.    

    Для активной специфической профилактики болезни Ауески в настоящее время используются преимущественно следующие вакцины: 

-    Сухая культуральная вирус-вакцина ВГНКИ против болезни Ауески.

-    ПОРЦИЛИС - это живая маркерная вирус-вакцина против болезни Ауески свиней, изготовлена из штамма Begonia вируса болезни Ауески.      

-    Инактивированная культуральная вакцина против болезни Ауески пушных зверей, свиней и овец. 

-    Ассоциированные вакцины: ПЛА - инактивированная концентрированная вакцина против парвовирусной болезни, лептоспироза, болезни Ауески;

   ПЛАХ -  инактивированная концентрированная вакцина против парвовирусной болезни, лептоспироза, болезни Ауески и хламидиоза свиней.

    Ящур - вирусная высоко-контагиозная болезнь домашних и диких парнокопытных животных.  Ящур регистрируется во многих странах мира.  Наиболее восприимчивы к заболеванию ящуром крупный рогатый скот, затем свиньи, овцы, козы. Болеют ящуром все виды парнокопытных животных.  Источник возбудителя – больные животные, которые выделяют вирус во внешнюю среду уже в инкубационный период.  Во внешнюю среду вирус выделяется со слюной, молоком, калом, мочой и др. Особенно богата вирусом слюна.   Ящур чаще протекает в виде эпизоотий, реже – панзоотий.  Летальность составляет 20-50%.

   Возбудитель болезни – РНК-содержащий вирус, который относится к семейству Picornaviridae. Известны 7 серологических типов и более 80 вариантов вируса ящура. Типы и варианты вируса различаются иммунологически: каждый из них может вызывать заболевание животного, иммунного к другим типам и вариантам вируса. На территории Казахстана  чаще болезнь вызывают следующие типы: О, А, С, САТ-1, САТ-2, САТ-3, АЗИЯ-1. 

   Болезнь начинается остро, животные угнетены, удой резко снижается.. На 2-3 день болезни в ротовой полости, на языке и крыльях носа, на носовом зеркальце появляются афты, которые через 1-3 дня разрываются. Афты образуются на коже межкопытной щели, на вымени. На месте лопнувших афт образуются эрозии.  У новорожденных телят афты не образуются, заболевание протекает в виде гастроэнтеритов и чаще заканчивается летальным исходом.  

Аналогичные проявления болезни наблюдаются у овец и коз.

Специфического лечения болезни не существует, неспецифическая терапия не всегда бывает эффективной, смертность остается высокой. После перенесенной болезни у животных создается иммунитет к данному серотипу вируса ящура. Иммунитет у животных сохраняется 1,5—2 года, после чего животные могут заболеть вновь.

   В настоящее время для профилактики ящура широко применяется вакцинация. Вакцинируют животных при наличии угрозы заноса ящура. В отдельных странах проводят поголовную вакцинацию животных.  Общая профилактика ящура сводится к охране благополучных ферм от заноса вируса. Территория фермы должна быть огороженной, вход на ферму разрешается только через санпропускники. Въезд транспорта на территорию фермы допустим лишь после его обработки дезинфицирующими растворами.  

    В Казахстане для профилактики ящура, вызываемого вирусом типов А, О, С, Азия-1 используются: - поливалентная эмульсионная вакцина ВНК-21.  Вакцина содержит инактивированный вирус, выращенный в клетках ВНК-21.  Вакцина вводится парентерально, в/м.  Вакцина производится в России (ВНИИЗЖ ФГУ).

- инактивированная трехвалентная вакцина (содержит вирусы типов А, О и Азия-1)    «Афтовакс» в виде эмульсии.  Вакцина производится во  Франции, фирмой «Мериал». Вводится парентеральным путем.