Текст книги "Медицинская микробиология: конспект лекций для вузов"

Вопрос 33. Характеристика вакцин

1. Классификация вакцин

По назначению вакцины делятся на профилактические и лечебные.

По характеру микроорганизмов, из которых они созданы, вакцины бывают:

• бактериальные,

• вирусные,

• риккетсиозные.

Существует моно– и поливакцина – приготовленные соответственно из одного или нескольких возбудителей.

По способу приготовления различают вакцины:

• живые вакцины;

• убитые вакцины;

• комбинированные.

Для повышения иммуногенности к вакцинам иногда добавляют различного рода адъюванты (алюмокалиевые квасцы, гидроксид или фосфат алюминия, масляную эмульсию), создающие депо антигенов или стимулирующие фагоцитоз и таким образом повышающие чужеродность антигена для реципиента.

2. Живые вакцины

Живые вакцины содержат живые аттенуированные штаммы возбудителей с резко сниженной вирулентностью или штаммы непатогенных для человека микроорганизмов, близкородственных возбудителю в антигенном отношении (дивергентные штаммы). К ним относят и рекомбинантные (генно-инженерные) вакцины, содержащие векторные штаммы непатогенных бактерий/вирусов (в них методами генной инженерии введены гены, ответственные за синтез протективных антигенов тех или иных возбудителей).

Примерами генно-инженерных вакцин могут служить вакцины против гепатит В – Энджерикс В и вакцина против коревой краснухи – Рекомбивакс НВ.

Поскольку живые вакцины содержат штаммы микроорганизмов-возбудителей с резко сниженной вирулентностью, то, по существу, они воспроизводят в организме человека легко протекающую инфекцию, но не инфекционную болезнь, в ходе которой формируются и активируются те же механизмы защиты, что и при развитии постинфекционного иммунитета. В связи с этим, живые вакцины, как правило, создают достаточно напряженный и длительный иммунитет. С другой стороны, по этой же причине применение живых вакцин на фоне иммунодефицитных состояний (особенно у детей) может вызвать тяжелые инфекционные осложнения, например, заболевание, определяемое клиницистами как БЦЖит после введения вакцины БЦЖ,

Живые вакцины применяют для профилактики:

• туберкулеза,

• особо опасных инфекций (чумы, сибирской язвы, туляремии, бруцеллеза),

• гриппа, кори, бешенства (антирабическая),

• паротита, оспы, полиомиелита (вакцина Сейбина-Смородинцева-Чумакова),

• желтой лихорадки, коревой краснухи,

• Ку-лихорадки.

Между введениями живых вакцин рекомендован интервал не менее 1 месяца, в противном случае возможны тяжелые побочные реакции, иммунный ответ может быть пониженным.

3. Убитые вакцины

Убитые вакцины содержат убитые культуры возбудителей (цельноклеточные, цельновирионные). Их готовят из микроорганизмов, инактивированных прогреванием (гретые), УФ-лучами, химическими веществами (формалином – формоловые, фенолом – карболовые, спиртом – спиртовые и другие) в условиях, исключающих денатурацию антигенов.

Иммунногенность убитых вакцин ниже, чем у живых. Поэтому вызываемый ими иммунитет кратковременный и сравнительно менее напряженный. Убитые вакцины применяют для профилактики:

• коклюша, лептоспироза,

• брюшного тифа, паратифа А и В,

• холеры, клещевого энцефалита,

• полиомиелита (вакцина Солка), гепатита А.

К убитым вакцинам относят и химические вакцины, содержащие определенные химические компоненты возбудителей, обладающие иммуногенностью (субклеточные, субвирионные). Поскольку они содержат только отдельные компоненты бактериальных клеток или вирионов, непосредственно обладающих иммуногенностью, то химические вакцины менее реактогенны и могут использоваться даже у детей дошкольного возраста. Известны еще и антиидиотипические вакцины, которые также относят к убитым вакцинам. Это антитела к тому или иному идиотипу антител человека (анти-антитела). Их активный центр аналогичен детерминантной группе антигена, вызвавшего образование соответствующего идиотипа.

4. Комбинированные вакцины

К комбинированным вакцинам относят искусственные вакцины. Они представляют собой препараты, состоящие из микробного антигенного компонента (обычно выделенного и очищенного или искусственно синтезированного антигена возбудителя) и синтетических полиионов (полиакриловая кислота и другие) – мощных стимуляторов иммунного ответа. Содержанием этих веществ они и отличаются от химических убитых вакцин.

Первая такая отечественная вакцина – гриппозная полимер-субъединичная («Гриппол»), разработанная в Институте иммунологии МЗ РФ, уже внедрена в практику российского здравоохранения.

Для специфической профилактики инфекционных заболеваний, возбудители которых продуцируют экзотоксин, применяют анатоксины. Анатоксин – это экзотоксин, лишенный токсических свойств, но сохранивший антигенные свойства. В отличии от вакцин, при использовании которых у человека формируется антимикробный иммунитет, при введении анатоксинов формируется антитоксический иммунитет, так как они индуцируют синтез антитоксических антител – антитоксинов. В настоящее время применяются:

• дифтерийный,

• столбнячный,

• ботулинический,

• стафилококковый анатоксины,

• холероген-анатоксин.

Вакцины, содержащие антигены бактерий и анатоксины, называются ассоциированными. Примерами ассоциированных вакцин являются:

• вакцина АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина), в которой коклюшный компонент представлен убитой коклюшной вакциной, а дифтерийный и столбнячный – соответствующими анатоксинами,

• вакцина ТАВТе, содержащая О-антигены брюшнотифозных, паратифозных А и В бактерий, и столбнячный анатоксин,

• брюшнотифозная химическая вакцина с секстаанатоксином (смесь анатоксинов клостридий ботулизма типов А, В, Е, клостридий столбняка, клостридий перфрингенс типа А и эдематиенс – два последних микроорганизма – наиболее частые возбудители газовой гангрены), и другие.

В то же время АДС (дифтерийно-столбнячный анатоксин), часто используемый вместо АКДС при вакцинации детей, является просто комбинированным препаратом, а не ассоциированной вакциной, так как содержит только анатоксины.

Вопрос 34. Иммунизация населения (плановая и по эпидемическим показаниям)

1. Показания к иммунизации

Вакцины используются для проведения плановой (обязательной) иммунизации и для иммунизации по эпидемическим показаниям (при возникновении опасности заражения среди отдельных ограниченных групп населения):

• в определенных районах (вакцина против клещевого энцефалита, туляремии, холерная вакцина);

• при профессиональном контакте с возбудителем, например, военные иммунизируются вакциной ТАВТе, брюшнотифозной вакциной с секстанатоксином, медперсонал – дифтерийным анатоксином, вакциной против гепатита В.

Для обязательной плановой вакцинации детского населения в России используется:

• туберкулезная вакцина БЦЖ,

• вакцина АКДС,

• живая полиомиелитная вакцина,

• коревая вакцина, паротитная вакцина,

• с 1997 года – вакцина против коревой краснухи и против гепатита В.

Проведение иммунопрофилактики осуществляется в строгом соответствии с разработанным прививочным календарем России, т. е. определенными конкретными сроками (возрастными группами) обязательных профилактических прививок в детском возрасте и у взрослых, который регламентируется приказами Минздрава России. Профилактические прививки должны проводиться строго в сроки, установленные календарем профилактических прививок, совмещая указанные для каждого возраста вакцины. При его нарушении допускается одновременное проведение и других прививок отдельными шприцами в разные участки тела. Для проведения последующих прививок минимальный интервал составляет четыре недели. Во избежание контаминации недопустимо совмещение в один день прививки против туберкулеза с другими парентеральными манипуляциями.

2. Календарь профилактических прививок

Календарь профилактических прививок против гепатита В

Для создания более выраженного иммунного ответа (более напряженного иммунитета) для некоторых вакцин, входящих в прививочный календарь, предусматривается ревакцинация через определенные интервалы 30–45 дней. Более того, в связи с тем, что искусственный иммунитет после вакцинации сохраняется сравнительно недолго, прививки против одного и того же заболевания проводят неоднократно в течение жизни человека.

3. Экстренная иммунопрофилактика

В отличие от плановой иммунопрофилактики антигенными препаратами (вакцинами и анатоксинами) при экстренной иммунопрофилактике некоторых инфекционных болезней у контактных лиц (бывших в контакте больных) необходимо быстро создать пассивный искусственный иммунитет. Для этих целей могут быть использованы соответствующие антительные препараты:

• антимикробные и антитоксические иммунные сыворотки, используемые для иммунотерапии (будут рассмотрены позднее),

• концентрированные и при этом высокоочищенные от балластных белков препараты – иммуноглобулины (гамма-глобулины).

В российской медицинской практике для введения контактным лицам используются иммуноглобулины:

• противостафилококковый,

• противосибиреязвенный,

• противочумный,

• противококлюшный,

• противокоревой,

• противогриппозный,

• противостолбнячный и антирабический (против бешенства) гамма-глобулины вводятся при получении человеком соответствующих травм (укуса) для экстренной профилактики этих заболеваний по показаниям.

Продолжительность защитного действия используемых сывороток и иммуноглобулинов находится в пределах 8—20 дней, а напряженность создаваемого пассивного иммунитета не высока.

Кроме указанных препаратов, для иммунопрофилактики можно также использовать человеческий нормальный иммуноглобулин. Его получают из донорской, плацентарной или абортивной крови. Он содержит антитела против возбудителей многих инфекционных заболеваний, образовавшихся как результат бытовой иммунизации, перенесенных заболеваний или вакцинаций. Он достаточно широко используется, например, для профилактики кори, коклюша, скарлатины, менингита, полиомиелита.

Вопрос 35. Иммунотерапия

1. Понятие об иммунотерапевтических средствах

Иммунотерапия – это использование иммунологических закономерностей для лечения больных.

При лечении острых тяжелых генерализованных форм инфекционных заболеваний, особенно тех, возбудители которых продуцируют экзотоксин, возникает, как правило, необходимость экстренного создания пассивного искусственного приобретенного иммунитета. Для этих целей используются антительные препараты:

• антитоксические и антибактериальные (антимикробные) иммунные сыворотки,

• иммуноглобулины (гамма-глобулины),

• плазма.

Иммунные сыворотки, используемые в практике специфической профилактики и терапии инфекционных болезней, это сыворотки получаемые от иммунизированных животных или переболевших людей, или специально иммунизированных доноров.

2. Антитоксические сыворотки

Антитоксические сыворотки содержат антитела против экзотоксинов. Их получают путем гипериммунизации животных (лошадей) анатоксином. Активность таких сывороток измеряется в АЕ (антитоксических единицах) или МЕ (международных единицах) – это минимальное количество сыворотки, способное нейтрализовать определенное количество (обычно 100 DLM) токсина для животных определенного вида и определенной массы.

В настоящее время в России широко используются следующие антитоксические сыворотки – противодифтерийная, противостолбнячная, противогангренозная, противоботулиническая, причем применение антитоксических сывороток при лечении соответствующих инфекций является обязательным.

3. Антимикробные сыворотки

Антимикробные сыворотки содержат антитела против клеточных антигенов возбудителя. Их получают иммунизацией животных клетками соответствующих возбудителей, и дозируют в миллилитрах. Антимикробные сыворотки могут применяться при лечении:

• сибирской язвы,

• чумы,

• стрептококковых инфекции,

• стафилококковой инфекции,

• синегнойной инфекций.

Их назначение определяется тяжестью течения заболевания и в отличие от антитоксических не является обязательным.

При лечении больных с хроническими, длительно, вяло текущими формами инфекционных заболеваний, возникает необходимость стимулировать собственные механизмы специфической зашиты путем введения различных антигенных препаратов и создания активного приобретенного искусственного иммунитета (иммунотерапия антигенными препаратами). Для этих целей используются в основном лечебные вакцины, и значительно реже – аутовакцины или стафилококковый анатоксин.

При этом убитые лечебные вакцины – дизентерийная, гонококковая (гоновакцина), бруцеллезная, стафилококковая, используются довольно давно.

4. Аутовакцины

Особую отдельную группу лечебных вакцин представляют аутовакцины. Это вакцины, приготовленные из убитых прогреванием при 70–80ºС в течении 1 часа штаммов возбудителей, выделенных в результате бактериологического исследования от данного больного. Аутовакцины имеют определенные преимущества ответ на антигены конкретного возбудителя, учитывая его штаммовые особенности.

5. Принципы иммунотерапии

При проведении иммунотерапии необходимо учитывать несколько достаточно важных моментов:

• противовирусные антительные препараты не используются, так как антитела не действуют на внутриклеточные формы вирусов;

• лечение путем введения антитоксических сывороток должно быть начато как можно раньше, не дожидаясь результатов микробиологического диагноза, так как серотерапия ими эффективна только до адсорбции (фиксации) токсина клетками организма;

• антитоксические иммунные сыворотки часто содержат лошадиный белок, и введение таких сывороток пациентам допустимо лишь в случае отсутствия в течении 20–30 минут выраженной реакции на лошадиную сыворотку (в/к, в разведении 1:100, в объеме 1 мл);

• в некоторых случаях возможно одновременное введение и антигенных, и антительных препаратов (столбнячный анатоксин с противостолбнячным иммуноглобулином при первичной хирургической обработке раны);

• клинически доказано, что использование препаратов иммуноглобулинов, полученных от иммунизированных людей, при иммунотерапии гнойно-воспалительных заболеваний стафилококковой этиологии и столбняка более эффективно, чем использование соответствующих иммунных антитоксических сывороток (лошадиных).

Вопрос 36. Вирусология

1. Вирусы как живые микроорганизмы

Вирусы — это уникальные микроорганизмы, составляющие третье царство живой природы – царство Vira. В отличие от всех организмов представители этого царства характеризуются следующими признаками:

они содержат лишь один тип нуклеиновой кислоты;

не имеют собственных белоксинтезирующих и энергетических систем;

не имеют клеточной организации;

обладают уникальным разобщенным способом репродукции.

Уникальность этого способа состоит в том, что синтез основных структурных компонентов вирусов (белков и нуклеиновых кислот) происходит в разное время и в разных местах пораженной клетки, т. е. разобщен во времени и пространстве;

облигатный паразитизм вирусов реализуется на генетическом уровне, так как вирусы репрессируют (подавляют) функцию клеточного генома и используют ее метаболические системы для синтеза собственных структурных компонентов. Более того, генетический аппарат вирусов может полностью или частично встраиваться в клеточный геном и в дальнейшем функционировать и воспроизводиться как его часть. Этим паразитизм вирусов отличается от облигатного внутриклеточного паразитизма, свойственного гонококкам, риккетсиям, хламидиям, малярийному плазмодию;

фильтруемость – прохождение вирусов через бактериальные фильтры, что связано с малыми размерами вирусов (их размеры выражаются в нанометрах, т. е. они в тысячи раз меньше клеток).

2. Формы существования вирусов

Несмотря на то, что само существование вирусов очень тесно связано с клеткой хозяина, они могут существовать в двух формах – внутриклеточной и внеклеточной (вирион). В связи с отсутствием собственных синтезирующих белок и энергетических систем вирусы не растут на искусственных питательных средах, да и само понятие рост, как увеличение биомассы, к ним неприменимо.

Близки к вирусам вириоиды и прионы.

Вириоиды – инфекционные молекулы кольцевой РНК, весьма близкие внехромосомным генетическим элементам бактерий (плазмидам).

Прион – общее определение возбудителей категории прионных инфекций (наиболее известная – болезнь Крейцфельдта—Якоба). Прионом называется инфекционная белковая частица очень маленького размера и молекулярной массы (около 30 кД), устойчивая к инактивации факторами, влияющими на нуклеиновые кислоты (температура, формальдегид). Белок приона кодируется генами организма-хозяина, которые содержатся в репрессированном состоянии в каждой клетке, накапливаться прионы в клетках могут только после депрессии генов изоформами приона, попавшего в организм извне.

Прионные инфекции – категория трансмиссивных нейродегенеративных болезней животных и человека, из группы медленных вирусных инфекций, выделенных на основе общности прионной этиологии и основных патогномоничных признаков:

необычно длительного инкубационного периода,

медленно прогрессирующего течения,

патологических изменений опустошительного характера исключительно в нервной ткани,

отсутствия признаков инфекционного воспаления и иммунного ответа,

неизбежного летального исхода.

Эта группа включает 12 нозологических единиц, называемых трансмиссивными спонгиозными (губкообразными) энцефалопатиями из-за характерных клинических проявлений, связанных с поражением клеток центральной нервной системы (разрастание глиальных клеток, накопление мозгового амилоида, губкообразное перерождение клеток).

3. Вирион

Внеклеточная форма существования вирусов называется вирионом. Вирионы имеют различную форму – круглую, нитевидную, палочковидную, многогранника – и величину. Самые мелкие вирусы близки к размерам крупных белковых молекул. Самые крупные – мельчайшим бактериям. Вирионы имеют единую схему организации. В центре вириона располагается нуклеиновая кислота вируса (какая-либо одна – или ДНК, или РНК). По своему составу вирусные нуклеиновые кислоты не отличаются от нуклеиновых кислот прокариотов и эукариотов, а вот их строение может быть различным. Это могут быть одно– или двунитевые, линейные или кольцевые, цельные или фрагментированные молекулы или ДНК, или РНК. Тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и ее строение – важнейший таксономический признак вирионов.

Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, которую называют капсидной. Капсидная оболочка состоит из отдельных субъединиц – капсомеров, их количество может быть различным. Белки капсидной оболочки обычно простые и способны к самосборке. Пространственная организация белков капсидной оболочки, их взаиморасположение определяют тип симметрии нуклеокапсида:

спиральный,

кубический,

смешанный (сложный).

Тип симметрии нуклеокапсида – еще один важный таксономический критерий, позволяющий дифференцировать вирусы.

Простейшие вирусы представляют собой нуклеокапсид. Вирионы многих вирусов поверх капсидной покрыты суперкапсидной оболочкой. Суперкапсид – это сложноорганизованная структура, включающая белковый, углеводный и липидный компоненты, наличие липидов делает вирусы, имеющие суперкапсидную оболочку, чувствительными к эфиру. Белки суперкапсидной оболочки – это сложные белки. В состав суперкапсидной оболочки могут входить элементы клетки хозяина. Наличие или отсутствие в строении вириона суперкапсидной оболочки – еще один из важнейших таксономических признаков вирусов.

Вопрос 37. Нуклеиновые кислоты и белки вирусов

1. Функции вирусных нуклеиновых кислот

Функция вирусных нуклеиновых кислот независимо от их типа состоит в хранении и передаче генетической информации. Вирусные ДНК могут быть линейными (как у эукариотов) или кольцевыми (как у прокариотов), однако в отличие от ДНК тех и других она может быть представлена однонитевой молекулой. Вирусные РНК имеют разную организацию (линейные, кольцевые, фрагментированные, однонитевые и двунитевые), они могут быть представлены плюс– или минус-нитями.

Плюс-нити функционально тождественны и-РНК, т. е. способны транслировать закодированную в них генетическую информацию на рибосомы клетки хозяина.

Минус-нити не могут функционировать как и-РНК, и для трансляции содержащейся в них генетической информации необходим синтез комплементарной плюс-нити.

РНК плюс-нитевых вирусов в отличие от РНК минус-нитевых имеют специфические образования, необходимые для узнавания рибосомами. У двунитевых как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов, информация обычно записана только в одной цепи, чем достигается экономия генетического материала.