НОВОЕ О ПРИВИВКАХ

Владимир ТАТОЧЕНКО, профессор

Окончание. См № 44 - 1

С учетом высокой стоимости вакцин необходимы расчеты их будущей эффективности. Очевидно, что большим эффектом будут обладать вакцины против массовых болезней, таких как малярия, Денге, кишечные инфекции, которые поражают миллионы детей и от которых многие из них умирают, особенно в развивающихся странах. Сложнее предсказать эффективность вакцин для стран экономически развитых. Для этой цели используются показатели, учитывающие число лет предстоящей жизни, потерянных (в случае смерти) или неполноценных (в случае инвалидности) в результате заболевания, которое не было предотвращено с помощью вакцинопрофилактики. Расчеты, проведенные с помощью этих показателей для США, позволили ранжировать будущие вакцины с точки зрения расходов на один спасенный год предстоящей жизни (табл. 2).

Таблица 2. Ранжирование будущих вакцин с точки зрения выгод для здоровья и экономии ресурсов здравоохранения в США

ДНК-ВАКЦИНЫ

ДНК – дезоксирибонуклеиновые кислоты – являются материальным носителем нашей наследственности, они находятся в ядрах клеток, по ним, как по шаблону, клетка собирает молекулы белка. Каждому белку соответствует определенная часть длинной нити ДНК, в сумме гены одного организма составляют геном.

Расшифровка генома возбудителя позволяет с помощью новейших технологий создавать генно-инженерные вакцины, встраивая гены (отрезки ДНК), ответственные за синтез антигенных белков, в другой микроорганизм (дрожжи, кишечную палочку и т.д.), который, размножаясь в искусственной среде, нарабатывает антигенный белок. Первой из таких вакцин стала вакцина против гепатита В – Энджерикс В, представляющая собой белок поверхностного антигена вируса гепатита В, выращенный в клетках хлебных дрожжей (именно поэтому она противопоказана лицам с аллергией к дрожжам).

Эти достижения открыли перспективу совершенно нового подхода к проблеме – к созданию ДНК-вакцин. Идея таких вакцин состоит в том, чтобы встроить гены возбудителя, ответственные за синтез антигенного белка, не в другой микроорганизм, а непосредственно в геном человека. В этом случае клетки человека начнут продуцировать этот чужеродный для него белок, а его иммунная система станет вырабатывать антитела к этому белку, которые и будут нейтрализовать возбудителя в случае его попадания в организм. То есть наш организм будет сам вырабатывать как бы затравку, в ответ на которую его же иммунная система выработает антитела.

Вопрос: как доставить такую вакцину в ядра клеток человека? Это можно осуществить разными путями. Один из путей – «выстреливание» так называемым безигольным инжектором (воздушной помпой, «стреляющей» вакциной через небольшое отверстие) микробной ДНК в кожу и мышцу, где часть ее попадет в ядра клеток и «сплавится» с «хозяйской» ДНК. Другой метод – использование мельчайших жировых шариков – липосом, содержащих вакцину, которые будут активно поглощаться клетками. Используются и плазмиды – содержащие наследственный материал мельчайшие частицы, которыми микробы обмениваются между собой. Помимо этих сейчас разрабатываются десятки новых векторов. Более перспективны протеосомы – белковые шарики, приготовленные из оболочки некоторых микроорганизмов, а также супрамолекулярные биовекторы – липосомы с сердцевиной из углеводов. В опытах на животных было показано, что, используя эти методы, можно «заставить» их вырабатывать антитела и другие клеточные иммунные механизмы, которые необходимы для защиты от инфекции.

К настоящему времени иммунный ответ на ДНК-вакцины был получен у 14 семейств животных – от мышей и рыб до дельфинов и обезьян. Иммунный ответ был получен на более чем 40 вирусных, бактериальных, грибковых и паразитарных возбудителей, причем в большом проценте случаев это сопровождалось созданием невосприимчивости к соответствующему микроорганизму. По этому принципу создаются и вакцины против некоторых злокачественных болезней (некоторые виды лимфом и рака почек), против рассеянного склероза и против аллергии к арахису.

Оказалось, однако, не все так просто. В опытах на добровольцах до сих пор удовлетворительный иммунный ответ получен не был, что связывают со сложностью доставки ДНК в ядра клеток. Неясны сроки, в течение которых клетки человека будут вырабатывать антигенный белок.

Но больше всего неясности с безопасностью ДНК-вакцин. Не удивительно, что такое вмешательство в наследственный аппарат человека находит много противников, выдвигающих обоснованные опасения. К чести исследователей, они не ведут пустых схоластических споров, а с помощью экспериментов все высказываемые опасения подвергают тщательному анализу, публикуя результаты в прессе. Как бы там ни было, это направление имеет огромный потенциал, обещающий в будущем невиданные доселе перспективы борьбы с инфекционными и аутоиммунными болезнями.

Меньше возражений вызывает использование «живых векторов» – непатогенных микроорганизмов (вирусы осповакцины, птичьей оспы, аденовирусы), в геном которых «встроен» ген другого микроба, продуцирующий вакцинный антиген. Приживление вектора в организме человека приведет к выработке им достаточного количества вакцинного антигена, на который иммунная система даст иммунный ответ. К настоящему времени создано около 60 таких вакцин, 40 из них проходят испытания.

«СЪЕДОБНЫЕ ВАКЦИНЫ»

Еще одно направление в создании вакцин захватило воображение многих исследователей. Речь идет о «съедобных вакцинах» – вакцинах, вырабатываемых растениями, в геном которых был встроен соответствующий фрагмент генома микроорганизма. В 1992 г. была получена первая такая вакцина: трансгенное табачное растение стало продуцировать поверхностный антиген вируса гепатита В, который в опытах на животных вызывал мощный иммунный ответ. А в 1998 г. был выращен картофель, в геном которого был встроен ген субъединицы В холерного токсина. Скармливание этого картофеля мышам привело к выработке ими иммунитета к холере, так что они не заболевали при заражении их холерой. Аналогичная вакцина против кори была получена на табаке.

В том же году 10 из 11 добровольцев, получивших по 100 г сырого картофеля, в геном которого был встроен ген патогенной кишечной палочки, начали вырабатывать в слизистой кишечника антитела к этому возбудителю. Сейчас испытываются «картофельные» вакцины к вирусу Ньюарк (возбудителю диареи) и гепатиту В с обнадеживающими результатами. На животных испытываются вакцины против бешенства, выращенные на помидорах.

Технология «съедобных вакцин» оказалась эффективной и для так называемой пассивной иммунизации, т.е. введения в организм человека готовых антител к тому или иному возбудителю. Обнадеживающие результаты были недавно получены при использовании у человека антител к особой разновидности стрептококка, вызывающего зубной кариес. Эти антитела были выращены на табаке, в геном которого был встроен соответствующий ген. Тот же принцип использован в отношении соевых антител к герпесвирусу второго типа, вызывающему заболевание половых органов. Их применение (местное) у мышей предохранило этих грызунов от заражения вирусом.

«Съедобные вакцины», естественно, нельзя варить или жарить, поэтому ведутся исследования по выращиванию вакцин на овощах или фруктах, в частности на бананах, которые так любят дети.

Как и в отношении ДНК-вакцин, опасений и сомнений в адрес «съедобных вакцин» высказано также немало. Например, считается, что наш организм в отношении пищевых продуктов может вырабатывать не защитные антитела, а так называемую толерантность, которая не защитит человека от инфекции. Неясно, насколько «съедобные вакцины» смогут перенести кислую среду желудка. На каком этапе созревания фрукта созреют вакцины? Как они будут переносить хранение? Как дозировать вакцины и что будет, если ребенок съест лишний банан? Эти и многие другие вопросы внимательно изучаются в десятках лабораторий.

ВАКЦИНЫ-ЛЕДЕНЦЫ

Этим необычным термином стали называть вакцинные препараты, приготовленные в смеси с некоторыми сахарами, которые открывают новые перспективы повышения их стабильности во время транспортировки и хранения. При этом стоимость таких вакцин будет небольшой: на одного полностью иммунизированного ребенка она составит всего два доллара США.

Такой подход становится возможным благодаря разработке «леденцовой» технологии. Речь идет о способности одного из сахаров – дисахарида трегалозы, сохранять живыми клетки при крайней степени обезвоживания. Так, удалось оживить полностью высушенного в трегалозе червя, пробывшего в таком состоянии 23 года; для этого понадобилось лишь капнуть на него воды. Трегалоза, как и другие дисахариды, встречается в тканях многих организмов – от грибов до млекопитающих. Ее особенно много в растениях пустынь, например в воскресающем растении, способном переносить полное высушивание. Трегалоза обладает способностью при охлаждении насыщенного раствора постепенно переходить в состояние леденца, которое защищает и сохраняет белковые молекулы. При контакте с водой леденец быстро тает, высвобождая белки. Трегалоза используется для консервации глазной роговицы при пересадках, в Японии – также для консервации и подслащения продуктов и соков.

Использование подобной технологии для сохранения вакцин позволит прежде всего сократить расходы на ее транспортировку и хранение, повысив термостабильность. Но с ее помощью можно создать новые их формы, например вакцинные иглы, которые, будучи введенными в кожу, будут растворяться и высвобождать вакцину с определенной скоростью. Возможно приготовление вакцины в виде быстрорастворимого порошка для ингаляции или для инжекции в кожу. Сейчас ведутся поиски методов массового производства трегалозы, что позволит применять ее в широких масштабах.

ВАКЦИНЫ-ПЛАСТЫРИ

Это еще одно новшество в производстве вакцин, особенно из антигенов, которые слишком токсичны для непосредственного введения под кожу или в мышцу. Один из таких антигенов – уже упоминавшаяся субъединица В холерного токсина. Оказалось, что кожные пластыри, пропитанные ею, не оказывают токсического действия на организм человека. В то же время, всасываясь в кожу, токсин активирует особые дендритные клетки Лангерганса, находящиеся в изобилии в коже (до 1000 на кв. мм). Клетки Лангерганса поглощают антиген и предъявляют его иммуннокомпетентным лимфоцитам, в результате чего развивается мощный иммунный ответ – выработка антител, активация клеток-хелперов и клеток-киллеров.

Но дело не ограничивается только защитой от холеры. Если в пластыре холерный токсин смешать с другим вакцинным антигеном, то мощный иммунный ответ развивается и по отношению к нему. Такая форма иммунизации испытывается в настоящее время по отношению к столбняку, бешенству, дифтерии, гриппу. Так мы можем получить более простой способ предотвращения этих болезней – пластырь вместо уколов.

В качестве вектора для чрескожной вакцинации испытывается и токсин патогенной кишечной палочки. В другой лаборатории испытывают для этой цели живой вектор – непатогенный аденовирус.

В первой декаде нового века решатся многие проблемы, которые вакцинопрофилактика ставит перед нами в настоящее время.