Производство противовирусных вакцин. Основные этапы производств

 

Содержание:

 

Введение…………………………………………………………………………3

1. Определение вакцин………………………………………………………….4

2. Классификация вакцин……..……………..………………………………….5

3. Требования к производству вакцин…….…………………………….……12

4. Методы получения современных вакцин……………..……………...…....15

5. Производство противовирусных вакцин. Основные этапы производств.18

6. Заключение………………………………………………………………........22

7. Список литературы……….…………………………………………………24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

«Величайший успех, который  нельзя увидеть,- все люди, которые  не страдают и не умирают от вакциноконтролируемых заболеваний».

 Вальтер Оренстейн.

Инфекционные болезни  во все времена были главными врагами  человека. История знает множество  примеров опустошительных последствий  оспы, чумы, холеры, тифа, дизентерии, кори, гриппа. Достаточно вспомнить, что упадок Древней Греции и Рима связан не столько с войнами, которые они  вели, сколько с чудовищными эпидемиями чумы, уничтожившими большую часть  населения. В XIV веке чума погубила треть населения Европы. Из-за эпидемии натуральной оспы через 15 лет после нашествия Кортеса от30-миллионной империи инков осталось менее 3 млн человек. Пандемия гриппа (так называемой «испанки») в 1918–1920 годах унесла жизни около 40 млн человек, а число заболевших составило около 500 млн человек. Это больше, чем потери на полях сражений Первой мировой войны, где погибли 8 млн 400 тыс. и были ранены 17 млн человек.

В поисках средств против инфекционных заболеваний люди испробовали многое — от заклинаний и заговоров до дезинфицирующих средств и карантинных мер. Однако только с появлением вакцин началась новая эра борьбы с инфекциями. [8]

Цель работы: - изучение вакцин их свойств и способов получения.

Задачи: - Рассмотреть, что такое вакцины;

               - Рассмотреть номенклатуру и  классификацию;

                - Рассмотреть промышленное производство  получения современных вакцин.

 

 

 

1 Определение. Историческая справка

 

Вакцина (от лат. vacca — корова) — медицинский или ветеринарный препарат, предназначенный для создания иммунитета к инфекционным болезням. Вакцина изготавливается из ослабленных или убитых микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности, или из их антигенов, полученных генно-инженерным или химическим путём.

Вакцинация стимулирует  адаптивный иммунный ответ путем  образования в организме специфических  клеток памяти, поэтому последующая  инфекция тем же агентом вызывает стойкий, более быстрый иммунный ответ. Для получения вакцин используют штаммы патогенов, убитые или ослабленные, их субклеточные фрагменты или анатоксины. [5]

Первая вакцина получила свое название от слова vaccinia (коровья оспа) — вирусная болезнь крупного рогатого скота. Английский врач Эдвард Дженнер впервые применил на мальчике Джеймсе Фиппсе вакцину против натуральной оспы, полученную из пузырьков на руке больного коровьей оспой, в 1796 г. Лишь спустя почти 100 лет (1876—1881) Луи Пастер сформулировал главный принцип вакцинации — применение ослабленных препаратов микроорганизмов для формирования иммунитета против вирулентных штаммов.

Некоторые из живых вакцин были созданы советскими учеными, например, П.Ф. Здродовский создал вакцину против сыпного тифа в 1957—1959 годах. Вакцину против гриппа создала группа ученых: А.А. Смородинцев, В.Д. Соловьев, В.М. Жданов в 1960 году. П.А. Вершилова в 1947—1951 годах создала живую вакцину от бруцеллёза. [8]

 

 

 

 

 

2 Классификация  вакцин

 

В основе классификации вакцин лежит принцип разделения по входящему  в их состав антигену.

Различают 8 групп вакцин:

   1. Живые вакцины.

   2. Инактивированные  корпускулярные (цельновирионные) вакцины.

   3. Химические вакцины.

   4. Анатоксины.

   5. Конъюгированные  вакцины.

   6. Вакцины с искусственными  адъювантами.

   7. Комбинированные  вакцины.

   8. Генно-инженерные  вакцины.

Живые  вакцины

Они содержат ослабленный  живой  микроорганизм. Могут быть получены путем селекции (БЦЖ, гриппозная). Они способны размножаться в организме и вызывать вакцинальный процесс, формируя невосприимчивость. Утрата вирулентности у таких штаммов закреплена генетически, однако у лиц с иммунодефицитами могут возникнуть серьезные проблемы. Как правило, живые  вакцины  являются корпускулярными. Живые  вакцины  получают путем искусственного аттенуирования (ослабления штамма (BCG - 200-300 пассажей на желчном бульоне, ЖВС - пассаж на ткани почек зеленых мартышек) либо отбирая естественные авирулентные штаммы. В настоящее время возможен путь создания живых вакцин путем генной инженерии на уровне хромосом с использованием рестриктаз. Полученные штаммы будут обладать свойствами обеих возбудителей, хромосомы которых были взяты для синтеза. Анализируя свойства живых вакцин следует выделить, как положительные так и их отрицательные качества.

Положительные стороны: по механизму  действия на организм напоминают "дикий" штамм, может приживляться в организме  и длительно сохранять иммунитет (для коревой  вакцины  вакцинация в 12 мес. и ревакцинация в 6 лет), вытесняя "дикий" штамм. Используются небольшие дозы для вакцинации (обычно однократная) и поэтому вакцинацию легко проводить организационно. Последнее позволяет рекомендовать данный тип  вакцин  для дальнейшего использования.

Отрицательные стороны: живая   вакцина  корпускулярная - содержит 99% балласта и поэтому обычно достаточно реактогенная, кроме того, она способна вызывать мутации клеток организма (хромосомные аберрации), что особенно опасно в отношении половых клеток. Живые  вакцины  содержат вирусы-загрязнители (контаминанты), особенно это опасно в отношении обезьяннего СПИДа и онковирусов. К сожалению, живые  вакцины  трудно дозируются и поддаются биоконтролю, легко чувствительны к действию высоких температур и требуют неукоснительного соблюдения холодовой цепи. 

Хотя живые  вакцины требуют специальных условий хранения, они продуцируют достаточно эффективный клеточный и гуморальный иммунитет и обычно требуют лишь одно введение. Большинство живых  вакцин вводится парентерально (за исключением полиомиелитной  вакцины).

На фоне преимуществ живых  вакцин  имеется и одно предостережение, а именно: возможность реверсии вирулентных форм, что может стать причиной заболевания вакцинируемого. По этой причине живые  вакцины должны быть тщательно протестированы. Пациенты с иммунодефицитами (получающие иммуносупрессивную терапию, при СПИДе и опухолях) не должны получать такие  вакцины.

Примером живых  вакцин  могут служить  вакцины  для профилактики краснухи, кори, полиомиелита, туберкулеза, паротита. Живые  вакцины  выпускаются в лиофилизированном виде (кроме полиомиелитной). [2]

Инактивированные (убитые)  вакцины

Инактивированные вакцины  получают путем воздействия на  микроорганизмы  химическим путем  или нагреванием. Такие  вакцины  являются достаточно стабильными и  безопасными, так как не могут  вызвать реверсию вирулентности. Они  часто не требуют хранения на холоде, что удобно в практическом использовании. Однако у этих  вакцин  имеется  и ряд недостатков, в частности, они стимулируют более слабый иммунный ответ и требуют применения нескольких доз. Они содержат либо убитый целый  микроорганизм  (например, цельноклеточная  вакцина против коклюша, инактивированная  вакцина против бешенства,  вакцина против вирусного гепатита А), либо компоненты клеточной стенки или других частей возбудителя, как например в ацеллюлярной вакцине против коклюша, коньюгированной  вакцине против гемофилусной инфекции или в вакцине против менингококковой инфекции. Их убивают физическими (температура, радиация, ультрафиолетовый свет) или химическими (спирт, формальдегид) методами Еще одним недостатком инактивированной вакцины является то, что микробный штамм не приживляется, поэтому вакцина слабая и вакцинация проводится в 2 или 3 приема, требует частых ревакцинаций, что труднее в плане организации по сравнению с живыми вакцинами. Инактивированные вакцины выпускают как в сухом (лиофилизированном), так и в жидком виде.

Инфекции, для профилактики которых используются инактивированные вакцины: бешенство, грипп, клещевой энцефалит, коклюш, холера, гепатит А, герпес, брюшной тиф, лептоспироз, сыпной тиф.     [1]

Химические  вакцины

Представляют собой наиболее активные антигены, извлекаемые из микробных клеток с помощью кислот, спиртов, ферментов или разрушением  вирионов с помощью физических или  химических методов. Для очистки  выделенных антигенов используют ультрафильтрацию, центрифугирование, гель фильтрацию, хромотографию на ионообменниках  и аффинную хромотографию. Достигается высокая - до 95% – степень очистки вакцины.

Основной принцип заключается  в выделении протективных антигенов и очистка их  от балластных веществ, что обеспечивает развитие надежного иммунитета.

Преимущество химических вакцин – их потенциальная нереактогенность и безвредность в отличие от живых или убитых вакцин, у которых сохраняется носитель генетический информации, и поэтому, у живых вакцин имеется опасность реверсии к дикому типу. Химические вакцтны более стабильны и могут вводится в больших дозах без побочных эффектов. Для повышения иммуногенности химических вакцин применяют адъюванты, которые способствуют длительному циркулированию протективного антигена в организме.[3]

Инфекции, для профилактики которых используют химические вакцины: грипп, менингококковая инфекция, брюшной  тиф, холера, вирус ящера и клещевого  энцефалита.[1]

 

Анатоксины.

Представляют собой бактериальные  экзотоксины, обезвреженные длительным воздействием формалина при повышенной температуре.

Подобная технология получения  анатоксинов позволяет сохранять  антигенные и иммуногенные свойства токсинов, делает невозможной реверсию их токсичности. При этом периодически необходимо проверять возможную реверсию их токсичности. В процессе производства анатоксины подвергают очистке от балластных веществ (питательной среды, других продуктов метаболизма и распада микробной клетки) и концентрации. Эти процедуры снижают их реактогенность и позволяют использовать для иммунизации небольшие объемы препарата. Впервые анатоксины (дифтерийный и столбнячный) были получены  французским ученым Рамоном в 1916 году.

Очищенный от балластных веществ  и концентрированный анатоксин  сорбируют на гидроксиде алюминия.

Анатоксины обеспечивают формирование антитоксического иммунитета, который, естественно, уступает иммунитету, образующемуся посл перенесения заболевания, и не предотвращают явления бактерионосительства. 

Инфекции, для профилактики которых применяют анатоксины: дифтерия, столбняк, газовая гангрена, холера, ботулизм, стафилококковые и синегнойные  инфекции.[1]

Конъюгированные вакцины.

  Некоторые бактерии, вызывающие такие опасные заболевания, как менингиты или пневмонию, имеют антигены, трудно распознаваемые незрелой иммунной системой новорожденных и грудных детей. В конъюгированных  вакцинах  используется принцип связывания таких антигенов с протеинами или анатоксинами другого типа микроорганизмов, хорошо распознаваемых иммунной системой ребенка. Протективный иммунитет вырабатывается против конъюгированных антигенов.

На примере  вакцин  против менингита  показана эффективность  в снижении заболеваемости Hib-менингитами  детей до 5-ти лет в США за период с 1989 по 1994 г.г. с 35 до 5 случаев.

В практике вакцинопрофилактики существует две конъюгированные вакцины – вакцина против гемофильной типа Б инфекции и менингококковая вакцина группы С. Разрабатывается также брюшнотифозная конъюгированная вакцина. [1]

Вакцины с искусственными адъювантами.

Принцип создания заключается  в использовании естественных антигенов  и синтетических носителей. Одним  из вариантов таких вакцин является гриппозная вакцина, состоящая из белков вируса гриппа (гемаглютинина и нейроминидазы) и искусственного иммуномодулятора – полиоксидония, обладающего выраженными адъювантными свойствами.[1]

Комбинированные вакцины

Разработка комбинированных  вакцин обычно проводится на основе существующих монопрепаратов. К комбинированным вакцинам, выпускаемым в России, относятся вакцины АКДС, менингококковая А+С, а также АДС анатоксины. Пермское НПО «БИОМЕД» совместнос НПК «Комбиотех» разработали комбинированные вакцины Бубо-М и Бубо-Кок для профилактики дифтерии, столбняка, коклюша и гепатита В.За рубежом выпускатся вакцины против коклюша, дифтерии, столбняка и полиомиелита – Тетракок 05; вакцину против столбняка, коклюша, дифтерии, полиомиелита и гемофильной инфекции типа В – ПЕНТАктХИБ; вакцину против кори, краснухи, эпидемического паротита – ММR, Приорикс.

Необходимо подчеркнуть, что комбинированные препараты  внедряются в медицинскую практику только в том случае, если результаты, полученные при их клиническом испытании, свидетельствуют, что их антигенная активность не отличается от антигенной активности монопрепаратов, а чаще всего превышает, и при этом не происходит потенцирования реактогенности.

Генно-инженерные вакцины.

Принцип создания генно-инженерных вакцин заключается в том, что  в геном живых аттенуированных вирусов, бактерий, дрожжей или клеток эукариотов встраивается ген, кодирующий образование протективного антигена того возбудителя, против которого будет направлена вакцина.