Иммунобиологические медицинские препараты

Иммунобиологическими называют препараты, которые оказывают влияние на иммунную систему, действуют через иммунную систему или принцип действия которых основан на иммунологических реакциях. Благодаря этим свойствам иммунобиологические препараты применяют для профилактики, лечения и диагностики инфекционных и тех неинфекционных болезней, в генезе которых играет роль иммунная система.

В группу иммунобиологических препаратов входят различные по природе, происхождению, способу получения и применения препараты, которые можно подразделить на следующие группы:

· вакцины и другие профилактические и лечебные препараты, приготовленные из живых микроорганизмов или микробных продуктов (анатоксины, фаги, эубиотики);

· иммунные сывороточные препараты;

· иммуномодуляторы;

· диагностические препараты, в том числе аллергены.

Иммунобиологические препараты применяют для активации, подавления или нормализации деятельности иммунной системы. Воздействие иммунобиологических препаратов на иммунную систему может быть активным и пассивным, специфическим и неспецифическим. Активным воздействием называют непосредственную активацию иммунной системы организма препаратом (например, при вакцинации); пассивным - введение препаратов, способствующих деятельности иммунной системы (введение иммуноглобулинов, иммуномодуляторов). Действие препаратов может быть специфическим, если оно направлено на защиту от конкретного антигена (например, вакцина против коклюша, гриппа; иммунная сыворотка против столбняка и т. д.), и неспецифическим, если оно сводится к активации иммунной системы, повышению ее способности к выполнению защитных функций (например, иммуномодуляторы, активирующие фагоцитоз или пролиферацию иммунокомпетентных клеток).

Активацию или нормализацию деятельности иммунной системы с помощью иммунобиологических препаратов применяют при первичных и вторичных иммунодефицитах, для создания невосприимчивости к инфекционным болезням, подавления роста опухолевых клеток, лечения аллергических, аутоиммунных болезней. Подавление деятельности иммунной системы с помощью иммунобиологических препаратов применяют при трансплантации органов и тканей, в некоторых случаях при аутоиммунных и аллергических болезнях. Иммунная система специфически и неспецифически реагирует на действие патогенного агента, поступающего в организм извне или образующегося в организме в результате болезней и некоторых функциональных нарушений. Эти ответные реакции иммунной системы носят гуморальный и клеточный характер, они могут выявляться с помощью специфических тестов и иммунных реакций. На основе этих реакций построено большинство диагностических препаратов.

Вакцины

Вакцинами называют иммунобиологические препараты, предназначенные для создания активного специфического иммунитета. Применяют их главным образом для профилактики, но иногда используют для лечения инфекционных болезней. Действующим началом вакцины является специфический антиген. В качестве антигена используют:

· живые или инактивированные микроорганизмы (бактерии, вирусы);

· выделенные из микроорганизмов специфические, так называемые протективные, антигены;

· образуемые микроорганизмами антигенные вещества (вторичные метаболиты), играющие роль в патогенезе болезни (токсины);

· химически синтезированные антигены, аналогичные природным;

· антигены, полученные с помощью метода генетической инженерии.

Живые вакцины

· аттенуированные;

· дивергентные;

· векторные рекомбинантные.

Неживые вакцины:

· молекулярные: полученные путем биосинтеза; полученные путем химического синтеза;

· полученные методом генетической инженерии;

· корпускулярные: цельноклеточные, цельновирионные; субклеточные, субвирионные;

· синтетические, полусинтетические.

Ассоциированные вакцины

Вакцины с адъювантами называют адъювантными, сорбированными, адсорбированными или депонированными вакцинами.В зависимости от природы, физического состояния в препарате и способа получения антигена вакцины делятся на живые и неживые, или инактивированные.

1. Живые вакцины

Живые аттенуированные вакцины конструируются на основе ослабленных штаммов микроорганизмов, потерявших вирулентность, но сохранивших антигенные свойства. Такие штаммы получают методами селекции или генетической инженерии. Иногда используют штаммы близкородственных в антигенном отношении, неболезнетворных для человека микроорганизмов (дивергентные штаммы), из которых получены дивергентные вакцины. Например, для прививки против оспы используют вирус оспы коров. Живые вакцины при введении в организм приживляются, размножаются, вызывают генерализованный вакцинальный процесс и формирование специфического иммунитета к патогенному микроорганизму, из которого получен аттенуированный штамм.

Получают живые вакцины путем выращивания аттенуирован-ных штаммов на питательных средах, оптимальных для данного микроорганизма. Бактериальные штаммы культивируют или в ферментерах на жидких питательных средах, или на твердых питательных средах; вирусные штаммы культивируют в куриных эмбрионах, первично-трипсинизированных, перевиваемых культурах клеток. Процесс ведут в асептических условиях. Биомассу аттенуированного штамма подвергают концентрированию, высушиванию со стабилизирующей средой, затем ее стандартизируют по числу микроорганизмов и фасуют в ампулы или флаконы. Консервант к живой вакцине не добавляют. Обычно одна прививочная доза вакцины составляет 103-10б живых микроорганизмов. Срок годности вакцины ограничен 1-2 годами, вакцина должна храниться и транспортироваться при пониженной температуре (от 4 до 8°С). Живые вакцины применяют, как правило, однократно; вводят их подкожно, накожно или внутримышечно, а некоторые вакцины - перорально (полиомиелит) и ингаля-ционно.Живые вакцины составляют примерно половину всех применяемых в практике вакцин. Наиболее важные для иммунопрофилактики живые вакцины приведены ниже. Бактериальные живые вакцины: туберкулезная (из штамма БЦЖ, полученного А. Капьметтом и К. Гереном); чумная (из штамма EV, полученного Г. Жираром и Ж. Робиком); туляремий-ная (из штамма <15, полученного Б.Я. Эльбертом и Н.А. Гайским); сибиреязвенная (из штамма СТИ-1, полученного Н.Н. Гинзбургом, Л.А. Тамариным и Р.А. Салтыковым); бруцеллезная (из штамма 19-ВА, полученного П.А. Вершиловой); против Ку-лихорадки (из штамма М-44, полученного В.А. Гениг и П.Ф. Здродовским).

Вирусные живые вакцины: оспенная (на основе вируса оспы коров); коревая (из штамма Л-16 и штамма Эдмонстон, полученных А. А. Смородинцевым и М. П. Чумаковым); полиомиелитная (из штаммов А. Сэбина типов 1, 2, 3); против желтой лихорадки (из штамма 17D); гриппозная (из лабораторных штаммов, полученных В. М. Ждановым и др.); против венесуэльского энцефаломиелита лошадей (из штамма 230, полученного В.А. Андреевым и А.А. Воробьевым); паротитная (из штаммов, полученных А.А. Смородинцевым и Н.С. Клячко). Существуют или разрабатываются живые вакцины для профилактики других вирусных и бактериальных инфекций (аденовирусная, против краснухи, легионеллеза и др.). К живым вакцинам относятся так называемые векторные рекомбинантные вакцины, которые получают методом генетической инженерии. Векторные вакцинные штаммы конструируют, встраивая в геном (ДНК) вакцинного штамма вируса или бактерий ген чужеродного антигена. В результате этого векторный вакцинный штамм после иммунизации вызывает иммунитет не только к вакцинному штамму-реципиенту, но и к новому чужеродному антигену. Уже получены рекомбинантные штаммы вируса оспенной вакцины с встроенным антигеномHBs вируса гепатита В. Такая векторная вакцина может создавать иммунитет против оспы и гепатита В одновременно. Изучается также векторная вакцина на основе вируса осповакцины и антигена вируса бешенства, клещевого энцефалита.

1. 2. Неживые (инактивированные) вакцины

К таким вакцинам относятся корпускулярные бактериальные и вирусные вакцины, корпускулярные субклеточные и субъединичные вакцины, а также молекулярные вакцины. Корпускулярные вакцины представляют собой инактивированные физическими (температура, УФ- лучи, ионизирующее излучение) или химическими (формалин, фенол, р-пропиолактон) способами культуры патогенных или вакцинных штаммов бактерий и вирусов. Инактивацию проводят в оптимальном режиме (инактивирующая доза, температура, концентрация микроорганизмов), чтобы сохранить антигенные свойства микроорганизмов, но лишить их жизнеспособности. Корпускулярные вакцины, полученные из цельных бактерий, называют цельноклеточными, а из неразрушенных вирионов - цельновирионными. Инактивированные вакцины готовят в асептических условиях на основе чистых культур микроорганизмов. К готовым, дозированным (по концентрации микроорганизмов) вакцинам добавляют консервант. Вакцины могут быть в жидком (суспензии) или сухом виде. Вакцинацию выполняют 2-3 раза, вводя препарат подкожно, внутримышечно, аэрозольно, иногда перорально. Корпускулярные вакцины применяют для профилактики коклюша, гриппа, гепатита А, герпеса, клещевого энцефалита.

К корпускулярным вакцинам относят также субклеточные и субвирионные вакцины, в которых в качестве действующего начала используют антигенные комплексы, выделенные из бактерий или вирусов после их разрушения. Приготовление субклеточных и субвирионных вакцин сложнее, чем цельноклеточных и цельновирионных, однако такие вакцины содержат меньше балластных компонентов микроорганизмов.

Раньше субклеточные и субвирионные вакцины называли химическими, поскольку применяли химические методы при выделении антигенов, из которых готовили вакцину. Однако этот термин более применим к вакцинам, полученным методом химического синтеза.В настоящее время используют субклеточные инактивирован-ные вакцины против брюшного тифа (на основе О-, Н- и Vi-антигенов), дизентерии, гриппа (на основе нейраминидазы и гемагглютинина), сибирской язвы (на основе капсульного антигена) и др. Такие вакцины, как правило, применяют с добавлением адъювантов. Молекулярные вакцины. К ним относят специфические антигены в молекулярной форме, полученные методами биологического, химического синтеза, генетической инженерии. Принцип метода биосинтеза состоит в выделении из микроорганизмов или культуральной жидкости протективного антигена в молекулярной форме. Например, истинные токсины (дифтерийный, столбнячный, ботулиновый) выделяются клетками при их росте. Молекулы токсина при обезвреживании формалином превращаются в молекулы анатоксинов, сохраняющие специфические антигенные свойства, но теряющие токсичность. Следовательно, анатоксины являются типичными представителями молекулярных вакцин. Анатоксины (столбнячный, дифтерийный, ботулиновый, стафилококковый, против газовой гангрены) получают путем выращивания глубинным способом в ферментаторах возбудителей столбняка, дифтерии, ботулизма и других микроорганизмов, в результате чего в культуральной жидкости накапливаются токсины. После отделения микробных клеток сепарированием культуральную жидкость (токсин) обезвреживают формалином в концентрации 0,3.0,4%при 37°С в течение 3.4 нед. Обезвреженный токсин - анатоксин, потерявший токсичность, но сохранивший антигенность, подвергают очистке и концентрированию, стандартизации и фасовке. К очищенным анатоксинам добавляют консервант и адъювант. Такие анатоксины называют очищенными сорбированными. Дозируют анатоксин в антигенных единицах (ЕС - единица связывания, ЛФ - флокку-ляционная единица). Применяют анатоксины подкожно, внутримышечно; схема иммунизации состоит из 2-3 прививок с последующими ревакцинациями. Выделение протективных антигенов в молекулярной форме из самих микроорганизмов - задача довольно сложная, поэтому приготовление молекулярных вакцин этим способом не вышло за рамки эксперимента. Более продуктивным оказался метод генетической инженерии, с помощью которого получены рекомбинантные штаммы, продуцирующие антигены бактерий и вирусов в молекулярной форме. На основе таких антигенов можно создавать вакцины. Так, уже разработана и выпускается промышленностью молекулярная вакцина, содержащая антигены вируса гепатита В, продуцируемые рекомбинантными клетками дрожжей. Создана молекулярная вакцина против ВИЧ из антигенов вируса, продуцируемых рекомбинантными штаммами Е.coli.

Химический синтез молекулярных антигенов пока широко не применяется из-за своей сложности. Однако уже получены методом химического синтеза некоторые низкомолекулярные антигены [Петров Р.В., Иванов В.Т. и соавт. и др.]. Это направление, безусловно, будет развиваться.

3. Синтетические и полусинтетические вакцины

С целью повышения эффективности вакцин и снижения побочного действия за счет балластных веществ в настоящее время решается проблема конструирования искусственных вакцин. Основными компонентами таких вакцин являются антиген или его детерминанта в молекулярном виде, полимерный высокомолекулярный носитель для придания макромолекулярности антигену и адъювант, неспецифически повышающий активность антигена. В качестве носителя используют полиэлектролиты (винилпир-ролидон, декстран), с которыми сшивается антиген.

3. Ассоциированные вакцины

Для одновременной иммунизации против ряда инфекций применяют поливалентные, или ассоциированные, вакцины. Они могут включать как однородные антигены (например, анатоксины), так и антигены различной природы (корпускулярные и молекулярные, живые и убитые).

Примером ассоциированной вакцины первого типа может служить секстаанатоксин против столбняка, газовой гангрены и ботулизма, второго типа - АКДС-вакцина, в которую входят столбнячный, дифтерийный анатоксины и коклюшная корпускулярная вакцина. В живую поливалентную ассоциированную полиоми-елитную вакцину входят живые вакцинные штаммы вируса полиомиелита I, II, III типов. В ассоциированные вакцины включаются антигены в дозировках, не создающих взаимной конкуренции, чтобы иммунитет формировался ко всем входящим в вакцину антигенам.

3. Массовые способы вакцинации

Вакцины вводят накожным, чрескожным (подкожно и внутримышечно), интраназальным (через нос), пероральным (через рот), ингаляционным (через легкие) путями. Способ введения вакцины обусловлен характером препарата и вакцинального процесса. Накожный, интраназальный, пероральный способы более надежны для живых вакцин. Сорбированные вакцины можно вводить только чрескожными методами. Однако любой метод должен обеспечивать реализацию иммуногенных свойств вакцины и не вызывать чрезмерных поствакцинальных реакций. Большое значение имеют производительность и экономичность способа введения препарата. Это приобретает особую важность в случае необходимости быстрого охвата прививками больших масс людей в короткое время, например в период эпидемий. Применение скарификационного или шприцевого способа введения в этих ситуациях требует длительного времени и огромного числа медицинского персонала. Поэтому разработаны массовые способы иммунизации, к которым относят безыгольную инъекцию, пероральный и аэрозольный (ингаляционный) способы. Эти способы позволяют бРНГАде из 1-2 человек привить около 1000 и более человек в час. Для безыгольной инъекции применяют автоматы пистолетного типа, в которых струя жидкости (вакцины) под большим давлением проникает через кожу на заданную глубину (внут-рикожно, подкожно, внутримышечно). Для пероральной и ингаляционной иммунизации используют специально сконструированные вакцины (таблетки, конфеты-драже, жидкие и сухие препараты). Пероральные вакцины наиболее удовлетворяют требованиям, предъявляемым к массовым методам вакцинации, они менее ре-актогенны и исключают передачу «шприцевых» инфекций - ВИЧ (СПИД), вирусных гепатитов В и С, сифилиса, малярии. Широко применяют пероральную полиомиелитную вакцину; разработаны также пероральные таблетированные живые вакцины против чумы, оспы и других инфекций (А. А. Воробьев и др.).

3. Эффективность вакцин

Иммунизирующую способность вакцин проверяют в эксперименте на животных и эпидемическом опыте. В первом случае ее выражают коэффициентом защиты (КЗ), во втором - индексом эффективности (ИЭ). Как КЗ, так и ИЭ представляют собой отношение числа заболевших или погибших среди невакцинированных особей к числу заболевших или погибших среди вакцинированных особей при их инфицировании. Например, среди 1000 вакцинированных заболело 10 человек, а среди 1000 невакцинированных - 100 человек.

Эффективность иммунизации зависит не только от природы и качества препарата, но и от схемы его применения (величина дозы, кратность применения, интервалы времени между прививками), а также состояния реактивности прививаемых (состояние здоровья, питание, витаминная обеспеченность, климатические условия и др.).

Система вакцинации для профилактики инфекционных болезней среди населения страны регламентируется календарем прививок, в котором, начиная с рождения и до старости, определено проведение обязательных прививок и прививок по показаниям. В каждой стране существует такой календарь прививок. Поствакцинальные (нежелательные, побочные) реакции, как местные, так и общие, на введение вакцин выражаются степенью интенсивности (диаметр отека, гиперемии на месте инъекции, высота температуры). Перед выпуском каждой вакцины контролируют ее безвредность, иммуногенность и другие свойства на производстве и в контрольных лабораториях, а выборочно - в Институте стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Л.А. Тарасевича.

2. Эубиотики

В результате нарушений нормального биоценоза микрофлоры кишечника возникают дисбактериозы, которые лежат в основе многих болезней или сопровождают болезни (см. главу 4). Для лечения дисбактериозов применяют препараты, приготовленные из микроорганизмов, которые являются представителями нормальной микрофлоры кишечника человека. Эти препараты, предназначенные для нормализации кишечной флоры, называют эубиотиками. Наиболее часто применяют следующие эубиотики: бифидумбактерин, колибактерин, лактобактерин, субтилин, бификол.

Препараты представляют собой живые высушенные культуры соответствующих микроорганизмов, обычно в таблетированной форме, с указанием числа микробных клеток в препарате. Разработаны также эубиотики в виде кисломолочных продуктов (кефир «Бифидо», «Биокефир» и др.). Учитывая, что эубиотики содержат живые микроорганизмы, они должны храниться в щадящих условиях. Назначают эубиотики перорально по 2-3 раза в день длительными курсами от 1 до 6 мес, как правило, в комбинации с другими методами лечения.

3. Фаги

Фаги - иммунобиологические препараты, созданные на основе вирусов бактерий. Используются для диагностики, профилактики и лечения бактериальных инфекций. Фагодиагностика применяется для идентификации и индикации бактерий, фагопрофилактика - для предупреждения эпидемических болезней (брюшной тиф, дизентерия, холера и др.), фаготерапия - для лечения инфекционных болезней, вызванных бактериями (кишечные, раневые и другие инфекции). Механизм действия фагов - лизис клеток бактерий.Фаги получают культивированием пораженных фагом бактерий и выделением из культуральной жидкости фильтрата, содержащего фаги, с последующим его высушиванием и таблетированием. Титрование фагов производят на соответствующих чувствительных к нему культурах бактерий, выращенных на плотных или жидких питательных средах. Активность фага выражают числом частиц фага, содержащихся в I мл или 1 таблетке. С профилактической и лечебной целью фаги назначают перорально или местно (орошение раневой поверхности) длительными курсами. Эффект фагопрофилактики и лечения умеренный.

4. Сывороточные иммунные препараты

К сывороточным иммунным препаратам относят иммунные сыворотки и иммуноглобулины. Иммунные сыворотки получают из крови гипериммунизированных (интенсивно иммунизированных) животных (лошади, ослы, кролики) соответствующей вакциной или крови иммунизированных людей (используется донорская, плацентарная, абортная кровь). Нативные иммунные сыворотки для удаления из них балластных белков и повышения концентрации антител подвергают очистке, используя различные физико-химические методы (спиртовой, ферментативный, аффинная хроматография, ультрафильтрация). Очищенные и концентрированные иммунные сыворотки называют иммуноглобулинами .

Иммунные сывороточные препараты, полученные из крови животных, называют гетерологичными, а из крови людей - гомологичными. Активность сывороточных препаратов выражают в титрах антител - антитоксинов, гемагглютининов, комплемент-связывающих, вируснейтрализующих и т. д.

Сывороточные иммунные препараты применяют для специфического лечения и экстренной профилактики. Основной механизм лечебного и профилактического действия сводится к связыванию и нейтрализации антителами бактерий, вирусов и их антигенов, в том числе токсинов в организме. В связи с этим различают противовирусные, антибактериальные, антитоксические иммунные сывороточные препараты.

Сывороточные препараты вводят внутримышечно, подкожно, иногда внутривенно. Эффект от введения препарата наступает сразу после введения и продолжается от 2-3 нед (гетерологичные антитела) до 4-5 нед (гомологичные антитела). Для исключения возникновения анафилактической реакции и сывороточной болезни сывороточные препараты вводят по методу Безредки.

Гомологичные сывороточные препараты широко применяют для профилактики и лечения вирусного гепатита, кори, для лечения ботулизма, столбняка, стафилококковых и других инфекций. Гетерологичные сывороточные препараты имеют строго ограниченное применение из- за опасности аллергических осложнений при их введении.

В последнее время получены иммунные препараты на основе моноклональных антител. Однако они еще не нашли широкого лечебного и профилактического применения, а используются пока в диагностических целях.

5. Иммуномодуляторы

К этой группе иммунобиологических препаратов относятся им-муномодулирующие лекарственные средства химической или биологической природы, способные модулировать, т. е. стимулировать, угнетать или регулировать иммунные реакции в результате воздействия на активность иммунокомпетентных клеток, регуляторные механизмы, процесс образования иммунных факторов или другие иммунные процессы. Иммуномодуляторы по происхождению делят на гомологичные и гетерологичные. К гомологичным относятся Иммуномодуляторы, вырабатываемые в организме, так называемые эндогенные Иммуномодуляторы (цитокины, к которым принадлежат интерфероны, интерлейкины, фактор некроза опухолей, миелопептиды, вещества вилочковой железы и др.). Получение и свойства этих природных, естественных препаратов эндогенных иммуномодуляторов описаны в главе 6. К гетерологичным иммуномодуляторам относится группа химических веществ, оказывающих влияние на иммунную систему. Это левамизол (декарис), регулирующий созревание Т-лимфоцитов и гранулоцитов; левакадин (2-карбамоплазипирид), стимулирующий Т-хелперы и ингибирующий Т-супрессоры; циклоспорин А - иммунодепрессант. Эти препараты используют для подавления трансплантационного иммунитета при пересадках органов и др. Имеются Иммуномодуляторы, преимущественно влияющие на систему мононуклеарных фагоцитов (нуклеинат натрия), а также препараты главным образом микробного происхождения (полисахариды или липополисахариды, продигиозан, пирогенал, мурамилдипептид и др.), которые повышают антиинфекционную резистентность. В качестве иммуномодуляторов применяют также антилимфоцитарную сыворотку и иммуноглобулины (пентаглобин, интраглобин).

В зависимости от оказываемого эффекта Иммуномодуляторы делят на три группы: иммуностимуляторы, иммунодепрессанты и средства заместительной терапии. По механизму действия им-муномодуляторы делят на вещества, влияющие на Т-систему иммунитета, В-систему иммунитета и на систему мононуклеарных фагоцитов. Иммуномодуляторы с учетом механизма их действия назначают при первичных и вторичных иммунодефицитах, злокачественных новообразованиях, аутоиммунных заболеваниях й других иммунопатологических состояниях.

6. Диагностические препараты

Диагностические иммунобиологические препараты широко применяют для диагностики инфекционных болезней, аллергических состояний, опухолевых процессов, иммунопатологических проявлений и т.д. Принцип действия диагностических препаратов основан на иммунологических реакциях (реакция антиген - антитело; клеточные реакции), которые регистрируются по физическим, химическим или клиническим эффектам. Для диагностики инфекционных и неинфекционных болезней создано несколько сот диагностических иммунобиологических препаратов. С их помощью диагностируют ВИЧ-инфекцию, вирусные гепатиты, брюшной тиф, дифтерию, корь и многие другие инфекционные болезни; пищевые, профессиональные и иные виды аллергий; локализацию злокачественных опухолей (рак печени, легких, прямой кишки и др.); иммунные взаимоотношения матери и плода, беременность; совместимость органов и тканей при пересадках; иммунодефицитные состояния. Чувствительность и специфичность диагностических препаратов, основанных на иммунологических принципах, как правило, выше, чем других методов диагностики.

Применение моноклональных антител и очищенных антигенов еще более повысило специфичность диагностических препаратов.

Вопросы для фронтального опроса студентов

1. Что такое «Иммунный статус».

2. Что такое иммунопрофилактика и иммунотерапия?

3. Понятие «Аллергия».

4. Расскажите о живых вакцинах

5. Расскажите об убитых вакцинах

6. Какие вы знаете виды анатоксинов? Приведите примеры

7. Что такое сыворотки? Приведите примеры

8. Расскажите об эубиотиках

9. Какие вы знаете противопоказания к проведению вакцинации?

10. Что нужно знать медработнику перед проведением плановой вакцинации?