ГЛАВА 14 ИММУНОПРОФИЛАКТИКА И ИММУНОТЕРАПИЯ

Иммунопрофилактика и иммунотерапия являются разделами иммунологии, которые изучают и разрабатывают способы и методы специфической профилактики и лечения инфекционных и неинфекционных болезней с помощью иммунобиологических препаратов, действующих на основе иммунологических принципов и/ или влияющих на иммунную систему.

Иммунопрофилактика направлена на создание иммунитета к возбудителю инфекционного заболевания или его антигенам, а также патогену для предупреждения возможного заболевания путем формирования невосприимчивости к ним организма. Иммунотерапия направлена на лечение уже развившегося заболевания, в основе которого лежат нарушения функций иммунной системы, или же иммунной системе принадлежит ведущая роль в восстановлении здоровья.

Иммунопрофилактика и иммунотерапия применяются, когда необходимо:

• сформировать специфический иммунитет или активизировать деятельность иммунной системы;

• подавить активность отдельных звеньев иммунной системы;

• нормализовать работу иммунной системы, если имеются отклонения ее функций в ту или иную сторону.

Иммунопрофилактика и иммунотерапия широко применяются для профилактики и лечения инфекционных и онкологических болезней, аллергий, иммунопатологических состояний, иммунодефицитов и других заболеваний, а также при трансплантологии.

Часто иммунопрофилактика и иммунотерапия являются единственными способами борьбы с инфекционными болезнями.

Только благодаря вакцинопрофилактике на земном шаре удалось ликвидировать натуральную оспу, полиомиелит на большинстве континентов, резко снизить заболеваемость корью, эпидемическим паротитом, краснухой. В лечении целого ряда токсинемических инфекций (ботулизм, столбняк и др.) ведущее значение имеет серотерапия, т.е. применение антитоксических сывороток и иммуноглобулинов.

Принцип иммунопрофилактики и иммунотерапии сводится к тому или иному воздействию на иммунную систему, т.е. к активации, супрессии или нормализации ее работы. Это воздействие может быть активным или пассивным, специфическим или неспецифическим. Для такого избирательного и дифференцированного действия на иммунную систему разработано множество препаратов, объединенных в группу иммунобиологических препаратов (ИБП).

14.2. Иммунобиологические препараты

14.2.1. Общая характеристика и классификация ИБП

Действующим началом ИБП являются антигены, полученные тем или иным способом, антитела или микробные клетки, биологически активные вещества типа цитокинов, иммунокомпетентные клетки, другие иммунореагенты. Кроме действующего начала, ИБП могут включать стабилизаторы, адъюванты, консерванты и другие субстанции, улучшающие качество препаратов.

В настоящее время выделяют 5 основных групп ИБП (А.А. Воробьев).

Первая группа - ИБП, получаемые из живых или убитых микробов (бактерии, вирусы, грибы) или микробных продуктов и используемые для специфической профилактики и лечения. К этой группе относятся живые и инактивированные вакцины, субъединичные вакцины, анатоксины, бактериофаги, пробиотики.

Вторая группа - ИБП на основе антител. К этой группе относятся иммуноглобулины, иммунные сыворотки, иммунотоксины, антитела-ферменты, рецепторные антитела, мини-антитела.

Третья группа - иммуномодуляторы для иммунокоррекции, лечения и профилактики инфекционных, неинфекционных болезней, иммунодефицитов. К этой группе относятся экзогенные и эндогенные иммуномодуляторы.

Четвертая группа - адаптогены - сложные химические вещества растительного происхождения, обладающие широким спектром биологической активности, действующие на иммунную систему.

Пятая группа - диагностические препараты и системы для специфической диагностики инфекционных и неинфекционных заболеваний, с помощью которых можно идентифицировать антигены, антитела, ферменты, продукты метаболизма, биологически активные вещества, чужеродные клетки.

14.2.2. Вакцины

Термин «вакцина» (от франц. vacca - корова) ввел Л. Пастер в честь создателя первой вакцины Дженнера, применившего вирус коровьей оспы для иммунизации людей против натуральной оспы человека.

Вакцины используют в первую очередь для активной специфической профилактики инфекционных заболеваний. Однако в последнее время область применения вакцин значительно расширилась. Созданы вакцины для профилактики и лечения неинфекционных и онкологических болезней, наркозависимости, табакокурения и др. Действующим началом всех вакцин является специфический антиген.

Вакцина представляет собой сложный ИБП, в состав которого, кроме специфических антигенов, входят стабилизаторы, консерванты, адъюванты. В качестве стабилизаторов, предохраняющих антиген от разрушения, чаще всего используют гомологичные белки (человеческий альбумин, сахарозо-агар-желатин и др.). В качестве консервантов для подавления роста случайно попавших в препарат микроорганизмов применяют мертиолат, формалин и другие антимикробные препараты. Иногда для повышения иммуногенности антигена в вакцинные препараты добавляют адъюванты различной природы.

Вакцины применяют парентерально, внутримышечно, подкожно, чрескожно или интраназально, перорально согласно календарю прививок или по определенным для каждой вакцины показаниям.

14.2.2.1. Живые вакцины

Живые вакцины представляют собой препараты, в которых действующим началом являются ослабленные тем или иным способом,

потерявшие вирулентность, но сохранившие специфическую антигенную активность штаммы патогенных микроорганизмов (бактерий, вирусов). Такие штаммы получили название аттенуированных штаммов. Аттенуация (ослабление) достигается путем длительного воздействия на штамм химических (мутагены), физических (температура, радиация) факторов или же длительного пассирования через организм невосприимчивых к инфекции животных или других биообъектов (эмбрионы птиц, культуры клеток). В результате такой обработки селектируются штаммы со сниженной вирулентностью, но способные при введении в организм человека вызывать специфический иммунный ответ, не вызывая инфекционного заболевания. Примером таких вакцин являются живые вакцины против кори, эпидемического паротита, краснухи, полиомиелита, гриппа. Кроме того, в качестве живых вакцин иногда используют так называемые дивергентные штаммы, т.е. непатогенные для человека микроорганизмы, имеющие общие протективные антигены с возбудителем инфекции. Классическими примерами дивергентных живых вакцин являются вакцина против натуральной оспы, в которой используется живой вирус оспы коров, и БЦЖ-вакцина, в состав которой включены родственные в антигенном отношении микобактерии бычьего типа.

В последнее время успешно развивается новое направление в создании живых вакцин на основе генно-инженерных технологий. Принцип его основан на получении рекомбинантных штаммов бактерий или вирусов, в геном которых включены гены протективных антигенов патогенных микробов. Попадая в организм человека, эти штаммы при размножении синтезируют специфический антиген и, таким образом, создают иммунитет к возбудителю инфекции. Такие вакцины называются векторными. В качестве вектора используются некоторые поксвирусы, непатогенные штаммы сальмонелл и другие микроорганизмы.

14.2.2.2. Инактивированные (убитые) вакцины

Инактивированные вакцины в качестве действующего начала включают убитые тем или иным способом микроорганизмы (бактерии, вирусы). Для инактивации микроорганизмов обычно используют формальдегид, спирты, фенол, температурное и УФвоздействие, ионизирующую радиацию и другие физические или химические методы.

Получают инактивированные вакцины путем выращивания микроорганизмов на искусственных питательных средах (бактерии) или культурах клеток. После инактивации тем или иным методом проводят выделение и очистку антигенных комплексов, при необходимости лиофилизацию. В препарат добавляют консервант, иногда адъюванты. Применяются такие вакцины, как правило, в виде нескольких инъекций на курс вакцинации. Примером инактивированных вакцин являются вакцины против гриппа, неживая вакцина против полиомиелита, вакцина против бешенства и некоторые другие вакцины против особо опасных инфекций.

14.2.2.3. Молекулярные вакцины

В молекулярных вакцинах антиген находится в молекулярной форме или в виде фрагментов его молекулы (эпитопов). Такие антигены можно получить либо биологическим синтезом в процессе культивирования микроорганизмов, либо при культивировании рекомбинантных бактерий или грибов, содержащих ген нужного антигена, либо химическим синтезом антигенных детерминант. К сожалению, рекомбинантные технологии получения молекулярных вакцин не нашли широкого распространения прежде всего изза низкой иммуногенности антигенов. В медицинской практике широко применяется только одна рекомбинантная вакцина против гепатита В, полученная из антигена вируса, продуцируемого рекомбинантным штаммом дрожжей. При вакцинации этой вакциной препарат необходимо вводить трижды с короткими (месяц) промежутками для получения полноценного иммунного ответа.

14.2.2.4. Анатоксины (токсоиды)

Принцип получения анатоксинов состоит в том, что образующийся при культивировании бактерий токсин в молекулярном виде превращают в нетоксическую, но сохраняющую иммуногенность форму - анатоксин. Для этого токсин подвергают нагреванию до 37 °С и обработке 0,4% формалином в течении 3-4 нед, после чего обязательно проверяют препарат на токсичность, очищают от клеточных компонентов, продуктов бактерий и питательной среды и концентрируют. Для повышения иммуногенности добавляют адъюванты. Примером таких вакцин служат дифтерийный, столбнячный, ботулинический, стафилококковый, холерный и гангренозный анатоксины.

14.2.2.5. Синтетические вакцины

Молекулы антигенов и их эпитопы сами по себе малоиммуногенны. Это связано с их быстрым распадом в организме, а также недостаточно активным процессом адгезии их иммунокомпетентными клетками из-за небольшой молекулярной массы. Для повышения иммуногенности их сшивают с полимерными крупномолекулярными безвредными для организма соединениями, которые играют роль шлеппера и адъюванта. Такой искусственно созданный комплекс долго сохраняется в организме и легко адгезируется иммунокомпетентными клетками. Вакцины, созданные таким образом, получили название молекулярных вакцин. Примером такой вакцины является отечественная вакцина против гриппа Гриппол.

14.2.2.6. Ассоциированные вакцины

Ассоциированными называются вакцины, в состав которых входит несколько разнородных антигенов, что позволяет проводить вакцинопрофилактику сразу нескольких инфекций. Разработкой таких вакцин занимаются для того, чтобы уменьшить число вакцин и инъекций при проведении массовой вакцинации. Создание таких вакцин обоснованно, так как показано, что иммунная система способна отвечать сразу на десятки различных антигенов. Основная задача при создании ассоциированных вакцин заключается в том, чтобы сбалансировать состав входящих в нее антигенов и недопустить их взаимную конкуренцию и поствакцинальные осложнения. В состав таких вакцин могут входить как живые, так и убитые вакцины. Если в состав препарата входят однородные компоненты, то такую вакцину называют поливакциной, например живая полиомиелитная вакцина, в состав которой входят аттенуированные штаммы вируса полиомиелита I, II и III типа. Если препарат состоит из разнородных компонентов, его называют комбинированной вакциной. Примерами комбинированных вакцин являются живая ассоциированная вакцина против кори, эпидемического паротита и краснухи и АКДС-вакцина (коклюш, дифтерия, столбняк).

14.2.2.7. Адъюванты

Как уже говорилось, иногда для усиления иммуногенности вакцинных препаратов прибегают к помощи адъювантов (от лат. adjuvant - помощник). В качестве адъювантов используют минеральные сорбенты (гели гидрата окиси и фосфата алюминия), по-

лимеры, сложные химические соединения (ЛПС, мурамилдипептид и др.), бактериальные клетки и их компоненты (БЦЖ, коклюшные бактерии), липиды и эмульгаторы (ланолин, арлацел), вещества, вызывающие воспаление (сапонин, скипидар). Эти различные по происхождению и химической структуре вещества имеют одно общее свойство - способность усиливать иммуногенность различных антигенов. Механизм действия адъювантов очень сложный. Они действуют не только на антиген, но и на организм. Действие на антиген заключается в укрупнении его молекулы, превращении растворимой формы в корпускулярную. В результате антиген лучше захватывается и представляется иммунокомпетентным клеткам, т.е. превращается из тимусзависимого в тимуснезависимый антиген. Кроме того, адъюванты в месте введения вызывают воспалительную реакцию с образованием фиброзной капсулы, в результате чего антиген долгое время сохраняется (депонируется) в месте инъекции и действует длительное время (эффект ревакцинации). В связи с этим адъювантные вакцины еще называют депонированными. Кроме того, адъюванты непосредственно активируют пролиферацию клеток Т-, В-, А-систем иммунитета и в несколько раз усиливают синтез защитных белков организма. Обычно адъюванты усиливают иммуногенность антигенов в несколько раз, а некоторых антигенов в десятки раз.

14.2.2.8. Общая характеристика вакцин, применяемых в практике

В настоящее время в мире создано более 100 различных вакцин, с помощью которых медики могут контролировать более 40 различных инфекций.

Применение этих вакцинных препаратов позволило человечеству достичь невероятных успехов в борьбе с инфекционными заболеваниями. Эффективность вакцин сильно различается. Тем не менее независимо от этого их применение всегда обоснованно, о чем свидетельствует значительное снижение заболеваемости и смертности среди вакцинированных. Специалисты из США считают, что средняя продолжительность жизни за ХХ век выросла по сравнению с ожидаемой по крайней мере на 20 лет, и 80% этого увеличения относят на результат широкого применения вакцинных препаратов. Применение вакцин не только позволяет сохранить здоровье и даже жизнь миллионам людей, но и дает огромный экономический эффект. ВОЗ считает вакцинацию наиболее эффективным способом борьбы с инфекционной заболеваемостью.

Существуют общие требования ко всем вакцинным препаратам. Любая вакцина, рекомендуемая для применения, должна быть иммуногенна, безопасна, нереактогенна, не должна вызывать аллергических реакций, не должна обладать тератогенностью и онкогенностью. Штаммы микроорганизмов, из которых готовят вакцинный препарат, должны быть генетически стабильными. Вакцина должна иметь длительный срок хранения, производство ее должно быть технологичным, а способ применения - простым и доступным для массового применения.

14.2.2.9. Календарь прививок. Показания и противопоказания к вакцинации

В большинстве стран, в том числе и в России, действует календарь прививок, в котором регламентируется обоснованное проведение во всех возрастных группах вакцинации против определенных инфекционных болезней. В календаре указано, какими вакцинами и по какой временной схеме должен быть привит человек в детском возрасте и во взрослом периоде. Так, в детском возрасте (до 10 лет) каждый человек должен быть привит против туберкулеза, кори, полиомиелита, эпидемического паротита, краснухи, гепатита В, дифтерии, столбняка, коклюша. Кроме того, в календарь прививок внесена вакцинопрофилактика гриппа по эпидемиологическим показаниям.

Кроме того, показаниями к вакцинации являются появление или угроза распространения инфекционного заболевания, а также возникновение вспышек или эпидемий тех или иных инфекций.

Противопоказания определены для каждой отдельной вакцины и указаны в инструкции для ее применения. Общими противопоказаниями являются острые инфекционные или неинфекционные заболевания; аллергические состояния; заболевания центральной нервной системы; хронические заболевания паренхиматозных органов; тяжелые заболевания сердечно-сосудистой системы; выраженные иммунодефициты; злокачественные заболевания.

Поствакцинальные реакции в виде кратковременного повышения температуры тела, местные реакции (гиперемия, отек на месте введения препарата), если они не превышают границу указанных в инструкции по применению вакцины параметров, не являются противопоказаниями к прививкам.

14.2.3. Бактериофаги

Бактериофаги - один из видов ИБП, созданных на основе вирусов, поражающих бактерии. Их применяют в диагностике, профилактике и терапии многих бактериальных заболеваний (брюшной тиф, холера, дизентерия и др.). Бактериофаги получают путем культивирования пораженных бактериофагом бактерий на питательных средах с выделением из культуральной жидкости фильтрата, содежащего фаги. Активность препарата определяют путем титрования на чувствительных к нему культурах бактерий. Назначают эти препараты с профилактической и лечебной целью перорально или местно длительными курсами.

14.2.4. Пробиотики

Пробиотики - препараты, содержащие культуру непатогенных для человека и животных бактерий - представителей нормальной микрофлоры кишечника человека, предназначенные для ее коррекции при дисбактериозах. Пробиотики применяют как с профилактической, так и с лечебной целью при дисбактериозах различной этиологии (при соматических и инфекционных заболеваниях, вторичных иммунодефицитах, использовании антибиотиков широкого спектра действия и др.).

Препараты представляют собой лиофильно высушенные живые культуры соответствующих микроорганизмов с добавками стабилизатора и вкусовых веществ и выпускаются в виде порошков или таблеток. Дозируются пробиотики по числу живых бактериальных клеток в таблетке или 1 г.

Кроме того, в последнее время получили широкое распространение пробиотики в виде молочнокислых продуктов. Пробиотики назначают перорально длительными (1-6 мес) курсами по 2-3 раза в день, как правило, в сочетании с другими методами лечения.

14.2.5. ИБП на основе специфических антител

Антитела относятся к числу основных иммунореагентов большинства иммунных реакций, определяющих состояние иммунитета организма. Они крайне разнообразны по функциям и структуре. К ИБП на основе антител относятся иммунные сыворотки, иммуноглобулины, моноклональные антитела, иммунотоксины, иммуноадгезины, абзимы (антитела-ферменты).

14.2.5.1. Иммунные сыворотки и иммуноглобулины

Иммунные лечебные и профилактические сыворотки применяют уже более 100 лет. В настоящее время используют антитоксические (против различных бактериальных токсинов), антибактериальные (противотифозная, противодизентерийная, противочумная и др.), противовирусные (против бешенства, клещевого энцефалита и др.) иммунные сыворотки. Иммунные сыворотки получают путем гипериммунизации (многократной иммунизации) животных (лошади, ослы, кролики) специфическим антигеном с последующим выделением из крови иммунных сывороток. Такие препараты называются гетерогенными иммунными сыворотками, так как они содержат чужеродные для человека сывороточные белки. Для получения гомологичных сывороток используют кровь переболевших людей или специально иммунизированных доноров. Такие сыворотки предпочтительнее, так как дают гораздо меньше побочных реакций на их введение. Основным действующим началом в иммунных сыворотках являются специфические иммуноглобулины против того или иного антигена токсинов, бактерий вирусов. Поэтому их выделяют из иммунных сывороток, очищают и концентрируют различными физико-химическими методами. Иногда для повышения специфичности антител выделяют только их антигенсвязывающий участок (Fab-фрагмент). Такие препараты получили название доменных антител.

Иммунные сыворотки и препараты иммуноглобулинов применяют с лечебной и профилактической целью. Особенно эффективно их применение для лечения и профилактики токсинемических инфекций (столбняк, ботулизм, газовая гангрена, дифтерия). С лечебной целью эти препараты вводят как можно раньше внутримышечно или внутривенно в больших дозах.

Профилактические дозы сывороточных препаратов значительно меньше, препараты вводят внутримышечно людям, имевшим контакт с больным или источником инфекции, для создания пассивного иммунитета. После введения иммунных сывороток или иммуноглобулинов возможны осложнения в виде анафилактического шока и сывороточной болезни. Потому перед введением таких препаратов необходимо ставить аллергическую пробу на чувствительность к ним пациента, а вводить - по Безредке, т.е. дробно небольшими количествами. Иногда прибегают к активно-пассивной иммунизации, т.е. к одновременному введению вакцины и сыво-

ротки для формирования кратковременного пассивного иммунитета с заменой его через несколько недель активным, возникающим в ответ на введение вакцины. К такому методу иммунизации прибегают при профилактике столбняка у раненых, профилактике бешенства и в некоторых других случаях.

14.2.5.2. Моноклональные антитела

Как известно, антитела по своей структуре и функциям очень разнородны. Каждый В-лимфоцит синтезирует свой класс, подкласс, аллотип иммуноглобулинов. Поэтому в ответ на введение антигена в крови появляются поликлональные антитела, т.е. смесь иммуноглобулинов, синтезированных множеством клонов активированных В-лимфоцитов.

Для получения иммуноглобулинов, синтезированных только одним В-лимфоцитом или одним полученным от него клоном, т.е. моноклонального иммуноглобулина, необходимо иммунный В-лимфоцит размножить в искусственных условиях и добиться синтеза иммуноглобулина. Однако это невозможно, так как В-лимфоциты не размножаются in vitro. Исходя из этого немецкие ученые Келлер и Мильштейн разработали метод получения моноклональных антител с помощью гибридных клеток, образованных путем слияния иммунного В-лимфоцита с миеломной клеткой. Такие клетки получили название гибридом. Гибридомы способны быстро размножаться in vitro в культуре клеток и продуцировать при этом иммуноглобулин, характерный только для взятого В-лимфоцита.

Гибридомы, продуцирующие моноклональные антитела, размножают или в специальных аппаратах, или вводя их внутрибрюшинно мышам особой линии, выделяя их потом из асцитической жидкости.

С лечебной целью моноклональные антитела практически не используются из-за высокого риска введения в организм генетического материала миеломных клеток. Однако они широко применяются для создания диагностических препаратов и очистки антигенов.

14.2.5.3. Иммуномодуляторы

Иммуномодуляторами называют вещества, оказывающие влияние на иммунную систему. Их подразделяют на эндогенные и экзогенные.

К экзогенным иммуномодуляторам относится большая группа веществ различной природы и происхождения (растительные, бактериальные, искусственно синтезируемые), оказывающих активирующее или супрессивное действие на иммунную систему.

Эндогенные иммуномодуляторы представляют собой достаточно большую группу олигопептидов, синтезируемых самим организмом, его иммунокомпетентными и другими клетками и способных активировать иммунную систему путем усиления пролиферации и функции иммунокомпетентных клеток, т.е. обладающих иммуностимулирующим свойством. К ним относятся лимфокины, интефероны, миелопептиды, хемокины, пептиды тимуса.

Иммуностимулирующим свойством обладают также экзогенные иммуномодуляторы, такие, как адъюванты, многие химические соединения, цитокины и интерфероны, лизаты бактерий, рибосомальные вакцины (риболизины), производные растений рода Echinoceae.

Иммуносупрессирующее действие оказывают все цитостатики, антагонисты пуринов и аминокислот; алкилирующие агенты (циклофосфамид), ингибирующие выработку антител; кортикостероиды, которые препятствуют презентации антигена, ингибируют первичный антительный ответ, уменьшают секрецию ИЛ-1 и количество циркулирующих Т-лимфоцитов, блокаторы действия ИЛ-2 (циклоспорин), действующие на Thl-лимфоциты, препятствуя выработке ими ИЛ-2, а также антилимфоцитарная сыворотка, рентгеновские лучи и γ-излучение.

Иммуномодуляторы широко применяют при лечении иммунодефицитов различной природы, онкологических заболеваний, иммунопатологических и аллергических болезней, профилактике и лечении инфекционных заболеваний, трансплантации органов и тканей. Для этого создан ряд препаратов, оказывающих иммуномодулирующее действие. К ним относятся препараты интерферона и его индукторов. Создан целый ряд препаратов на основе интерлейкинов, полученных в основном генно-инженерным путем. Из экзогенных иммуномодуляторов чаще всего используются препараты, полученные из микробных клеток, например препарат ИРС19, полученный из лизатов бактериальных культур пневмококка, стрептококка, клебсиелл, гемофильной палочки.

Задания для самоподготовки (самоконтроля) (к главам 13, 14)

A. Отметьте реакции, которые используются для оценки иммунного статуса организма:

1. РСК.

2. Проточная цитометрия.

3. Реакция Кумбса.

4. Радиальная иммунодиффузия.

5. ИФА.

Б. Назовите реакцию, которая используется для определения наличия неполных антител:

1. Реакция кольцепреципитации.

2. Реакция Кумбса.

3. Радиальная иммунодиффузия.

4. Нейтрализации.