Вакцина – это биологический препарат, предназначенный для создания специфической невосприимчивости организма к конкретному возбудителю инфекционного заболевания путем выработки активного иммунитета.
Под вакцинацией (иммунизацией), в свою очередь подразумевается процесс, в ходе которого организм приобретает активный иммунитет к инфекционному заболеванию путем введения вакцины.
Виды вакцин
Вакцина может содержать живые или убитые микроорганизмы, части микроорганизмов, ответственные за выработку иммунитета (антигены) или их обезвреженные токсины.
Вакцины, содержащие цельные микробные тела, называютсякорпускулярными: цельноклеточные – если микроорганизм является бактерией, цельновирионные – если вирусом.
Если вакцина содержит только отдельные компоненты микроорганизма (антигены), то она называется компонентной (субъединичной, бесклеточной, ацеллюлярной).
По количеству возбудителей, против которых они задуманы, вакцины делятся на:
моновалентные (простые) — против одного возбудителя
поливалентные – против нескольких штаммов одного возбудителя (например, полиомиелитная вакцина является трехвалентной, а вакцина Пневмо-23 содержит 23 серотипа пневмококков)
ассоциированные (комбинированные) – против нескольких возбудителей (АКДС, корь – паротит — краснуха ).
Рассмотрим виды вакцин более подробно.
Живые ослабленные вакцины
Живые ослабленные (аттенуированные) вакцины получают из модифицированных искусственным путем патогенных микроорганизмов. Такие ослабленные микроорганизмы сохраняют способность размножаться в организме человека и стимулировать выработку иммунитета, но не вызывают заболевание (то есть являются авирулентными).
Ослабленные вирусы и бактерии обычно получают путем многократного культивирования на куриных эмбрионах или клеточных культурах. Это длительный процесс, на который может потребоваться около 10 лет.
Разновидностью живых вакцин являются дивергентные вакцины, при изготовлении которых используют микроорганизмы, находящиеся в близком родстве с возбудителями инфекционных заболеваний человека, но не способные вызвать у него заболевание. Пример такой вакцины — БЦЖ, которую получают из микобактерий бычьего туберкулеза.
Все живые вакцины содержат цельные бактерии и вирусы, поэтому относятся к корпускулярным.
Основным достоинством живых вакцин является способность вызывать стойкий и длительный (часто пожизненный) иммунитет уже после однократного введения (кроме тех вакцин, которые вводятся через рот). Это связано с тем, что формирование иммунитета к живым вакцинам наиболее приближено к таковому при естественном течении заболевания.
При использовании живых вакцин существует вероятность, что размножаясь в организме, вакцинный штамм может вернуться к своей первоначальной патогенной форме и вызвать заболевание со всеми клиническими проявлениями и осложнениями.
Такие случаи известны для живой полиомиелитной вакцины (ОПВ), поэтому в некоторых странах (США) она не применяется.
Живые вакцины нельзя вводить людям с иммунодефицитными заболеваниями (лейкемия, ВИЧ, лечение препаратами, вызывающими подавление иммунной системы).
Другими недостатками живых вакцин являются их неустойчивость даже при незначительных нарушениях условий хранения (тепло и свет действуют на них губительно), а так же инактивация, которая происходит при наличии в организме антител к данному заболеванию (например, когда у ребенка в крови еще циркулируют антитела, полученные через плаценту от матери).
Примеры живых вакцин: БЦЖ, вакцины против кори, краснухи, ветрянки, паротита, полиомиелита, гриппа.
Инактивированные вакцины
Инактивированные (убитые, неживые) вакцины, как следует из названия, не содержат живых микроорганизмов, поэтому не могут вызвать заболевания даже теоретически, в том числе и у людей с иммунодефицитом.
Эффективность инактивированных вакцин, в отличие от живых, не зависит от наличия в крови циркулирующих антител к данному возбудителю.
Инактивированные вакцины всегда требуют нескольких вакцинаций. Защитный иммунный ответ развивается обычно только после второй или третьей дозы. Количество антител постепенно снижается, поэтому спустя некоторое время для поддержания титра антител требуется повторная вакцинация (ревакцинация).
Для того, чтобы иммунитет сформировался лучше, в инактивированные вакцины часто добавляют специальные вещества — адсорбенты (адъюванты). Адъюванты стимулируют развитие иммунного ответа, вызывая местную воспалительную реакцию и создавая депо препарата в месте его введения.
В качестве адъювантов обычно выступают нерастворимые соли алюминия (гидроксид или фосфат алюминия). В некоторых противогриппозных вакцинах российского производства с этой целью используют полиоксидоний.
Такие вакцины называются адсорбированными (адъювантными).
Инактивированные вакцины, в зависимости от способа получения и состояния содержащихся в них микроорганизмов, могут быть:
Корпускулярные – содержат цельные микроорганизмы, убитые физическими (тепло, ультрафиолетовое облучение) и/или химическими (формалин, ацетон, спирт, фенол) методами.
Такими вакцинами являются: коклюшный компонент АКДС, вакцины против гепатита А, полиомиелита, гриппа, брюшного тифа, холеры, чумы.
Субъединичные (компонентные, бесклеточные) вакцинысодержат отдельные части микроорганизма — антигены, которые отвечают за выработку иммунитета к данному возбудителю. Антигены могут представлять собой белки или полисахариды, которые выделены из микробной клетки с помощью физико-химических методов. Поэтому такие вакцины еще называют химическими.
Субъединичные вакцины менее реактогенные, чем корпускулярные, потому что из них убрано все лишнее.
Примеры химических вакцин: полисахаридные пневмококковая, менингококковая, гемофильная, брюшнотифозная; коклюшная и гриппозная вакцины.
Генно-инженерные (рекомбинантные) вакцины являются разновидностью субъединичных вакцин, их получают путем встраивания генетического материала микроба – возбудителя болезни в геном других микроорганизмов (например, в дрожжевые клетки), которые затем культивируют и из полученной культуры выделяют нужный антиген.
Пример — вакцины против гепатита В и вируса папилломы человека.
В стадии экспериментальных исследований находятся еще два вида вакцин – это ДНК-вакцины и рекомбинантные векторные вакцины. Предполагается, что оба типа вакцин будут обеспечивать защиту на уровне живых вакцин, являясь при этом наиболее безопасными.
В настоящее время проводятся исследования ДНК-вакцин против гриппа и герпеса и векторных вакцин против бешенства, кори и ВИЧ-инфекции.
Анатоксиновые вакцины
В механизме развития некоторых заболеваний основную роль играет не сам микроб-возбудитель, а токсины, которые он вырабатывает. Одним из примеров такого заболевания является столбняк. Возбудитель столбняка продуцирует нейротоксин – тетаноспазмин, который и вызывает симптомы.
Для создания иммунитета к таким заболеваниям используются вакцины, которые содержат обезвреженные токсины микроорганизмов –анатоксины (токсоиды).
Анатоксины получают с использованием вышеописанных физико-химических методов (формалин, тепло), затем их очищают, концентрируют и адсорбируют на адъюванте для усиления иммуногенных свойств.
Анатоксины можно условно отнести к инактивированным вакцинам.
Примеры анатоксиновых вакцин: столбнячный и дифтерийный анатоксины.
Конъюгированные вакцины
Это инактивированные вакцины, которые представляют собой комбинацию частей бактерий (очищенные полисахариды клеточной стенки) с белками-носителями, в качестве которых выступают бактериальные токсины (дифтерийный анатоксин, столбнячный анатоксин).
В такой комбинации значительно усиливается иммуногенность полисахаридной фракции вакцины, которая сама по себе не может вызвать полноценный иммунный ответ (в частности, у детей до 2-х лет).
В настоящее время созданы и применяются конъюгированные вакцины против гемофильной инфекции и пневмококка.
Способы введения вакцин
Вакцины можно вводить почти всеми известными способами – через рот (перорально), через нос (интраназально, аэрозольно), накожно и внутрикожно, подкожно и внутримышечно. Способ введения определяется свойствами конкретного препарата.
Накожно и внутрикожно вводятся в основном живые вакцины, распространение которых по всему организму крайне не желательно из-за возможных поствакцинальных реакций. Таким способом вводятся БЦЖ, вакцины против туляремии, бруцеллеза и натуральной оспы.
Перорально можно вводить только такие вакцины, возбудители которых в качестве входных ворот в организм используют желудочно-кишечный тракт. Классический пример — живая полиомиелитная вакцина (ОПВ), так же вводятся живые ротавирусная и брюшнотифозная вакцины. В течение часа после вакцинации ОВП российского производства нельзя пить и есть. На другие оральные вакцины это ограничение не распространяется.
Интраназально вводится живая вакцина против гриппа. Цель такого способа введения – создание иммунологической защиты в слизистых оболочках верхних дыхательных путей, которые являются входными воротами гриппозной инфекции. В то же время системный иммунитет при данном способе введения может оказаться недостаточным.
Подкожный способ подходит для введения как живых так и инактивированных вакцин, однако имеет ряд недостатков (в частности, относительно большое число местных осложнений). Его целесообразно использовать у людей с нарушением свертывания крови, так как в этом случае риск кровотечения минимален.
Внутримышечное введение вакцин является оптимальным, так как с одной стороны, благодаря хорошему кровоснабжению мышц, иммунитет вырабатывается быстро, с другой снижается вероятность возникновения местных побочных реакций.
У детей до двух лет предпочтительным местом для введения вакцины служит средняя треть передне-боковой поверхности бедра, а у детей после двух лет и взрослых – дельтовидная мышца (верхняя наружная треть плеча).