Комбинированная вакцина по сравнению с живой обладает более выраженным защитным эффектом, причем иммунитет не только развивается быстрее, но и дольше сохраняется благодаря наличию в организме клеток ослабленного штамма бактерии. Безвредность и реактогенность этих вакцин существенно не отличаются.
Эти вакцины уже лицензированы, НИИ микробиологии Минобороны РФ получил сертификаты на производство и живой, и комбинированной сибиреязвенных вакцин. Иммуногенность и стабильность вакцинного препарата по сравнению с выпускавшимся в СССР повысились в 5–10 раз. Среди других преимуществ отечественных вакцин – больший срок годности, менее жесткие условия хранения и транспортировки.
В Великобритании и США используется неживая вакцина, разработанная в 1950 и 1960 г. соответственно (Turnbull, 1991). Английская вакцина – это преципитированный на квасцах свободный от клеток культуральный фильтрат штамма 34F2, в то время как американская вакцина – это адсорбированный на гидроксиде алюминия свободный от клеток культуральный фильтрат некапсулированного, непротеолизированного деривата коровьего изолята V770.
Несмотря на эффективность существующих вакцин, специалисты ищут способы их усовершенствования. Цель поисков – увеличить длительность иммунитета, повысить уровень продукции протективного антигена, снизить общие (например, повышение температуры) и местные реакции, возникающие в ответ на действие летального и отечного факторов. Достичь ее можно методами генной инженерии, т.е. манипулируя генами плазмид pXO1(pag, lefa суа) и рХО2.
Исследования ведутся в ряде лабораторий мира в нескольких направлениях. Одно из них – конструирование рекомбинантных штаммов, продуцирующих протективный антиген. Для этого ген pag внедряют в геном других микроорганизмов – Bacillus subtilis или B.brevis, часто используемых в биотехнологии бактерий, которые затем синтезируют защитный антиген, причем в больших количествах, чем сама сибиреязвенная бацилла. Однако исследователям пока не удалось добиться устойчивого результата, так как ДНК B.anthracis далеко не всегда сохраняет свою устойчивость в чужих геномах.
По мнению некоторых исследователей, предпочтительнее конструировать продуценты, которые синтезировали бы не всю субъединицу протективного антигена, а только ее иммуногенные эпитопы – небольшие гидрофильные фрагменты молекулы, которые взаимодействуют с антителом и обеспечивают клеточный иммунитет. Для этого в геном бактерии-продуцента необходимо вставить лишь ту часть весьма консервативного гена pag, которая кодирует эти эпитопы.
Известно, что химические вакцины обеспечивают защиту не от всех штаммов B.anthracis, в то время как перенесенная инфекция дает стойкий иммунитет. Поэтому некоторые специалисты предлагают повысить иммуногенность рекомбинантных вакцин, используя для их создания бактерии B.subtilis, производящие капсульные полипептиды B.anthracis.
Другое направление в повышении эффективности сибиреязвенных вакцин основывается на применении новых адъювантных технологий, белковой инженерии и иммуномодуляции. Для этого пригодны вакцинные препараты, лишенные балластных веществ (т.е. всего того, что не имеет отношения к выработке иммунитета). Повышение иммуногенности достигается традиционными путями: за счет полимеризации молекул антигена, закрепления его на минеральном или полимерном сорбенте. Известно, что сорбенты повышают иммуногенность белковых антигенов в десятки и сотни раз. Иными словами, речь идет об адъювантных, сорбированных препаратах, или, как их иногда называют, полусинтетических вакцинах.
В настоящее время экспериментально доказана возможность повысить эффективность и живых сибиреязвенных вакцин, если вторичную иммунизацию проводить препаратами, которые содержат протективный антиген, и применить усиливающие иммунный ответ организма иммуномодуляторы, например сальмозан.
В последние годы в ряде лабораторий разрабатывается ещё одно направление в создании сибиреязвенных вакцин. Основано оно на конструировании штаммов возбудителя со структурно-измененными генами токсинов. Исходными вариантами служат штаммы B.anthracis только с одной плазмидой pXO1. При удалении из генов lef и суа определенных участков цитотоксическая активность бактерий сильно снижается, а преимущества живых вакцин сохраняются. Есть и другая возможность – проанализировать ДНК клонов бактерий с помощью полимеразной цепной реакции и найти среди них варианты без генов lef и суа.
Недавно в НИИ микробиологии Минобороны РФ закончено исследование влияния мутаций в генах pag и lef на иммуногенность и вирулентность вакцинных штаммов. Выяснилось, что лишь обширное повреждение в концевой части гена pag приводит к потере биологических свойств, а отсутствие примерно 600 пар нуклеотидов не сказывается никак. В то же время утрата сравнительно небольшого числа нуклеотидов (около 150 пар) в центральной области гена значительно снижает иммуногенность штамма. Если же дефектен ген lef, a pag не изменен, то вирулентность существенно снижается, но иммуногенность сохраняется (или уменьшается незначительно). Так что поиск вариантов сибиреязвенной бациллы с дефектными генами токсинов отнюдь не бесполезен.
Сроки возникновения и сохранения иммунитета, развивающегося у лабораторных животных при введении сибиреязвенных вакцин. Защитный эффект рассчитан как относительное количество выживших животных, которых после иммунизации заражали 100 дозами ЛД50 возбудителя. Таким образом, создание сибириязвенных вакцин сегодня связано с получением рекомбинантных штаммов-суперпродуцентов протективного антигекна и ареактогенных, но высокоиммуногенных вакцин, обеспечивающих формирование более длительного иммунитета. Вероятно в перспективе новые направления будут связаны с геновакцинацией, а также созданием вакцин на основе рекомбинантных ДНК. Результаты последних достижений белковой инженерии создают благоприятные условия для конструирования модифицированных белковых молекул с тандемно дуплицированными эпитопами РА и производных Ра, способными формировать мультимерную структуру белка, что существенно повысит его иммуногенные свойства.
Специалисты разного профиля продолжают поиск по созданию безопасных и высокоиммунных вакцин. Видимо, уже в ближайшие годы станет ясно, какое из развивающихся направлений даст лучшие результаты и позволит предотвратить эпизоотии и распространение сибирской язвы среди людей.
Списоклитературы
1. Abramova F.A.,Grinberg L.M.,Yampolskaya O.V.,Walker D.H. Pathology of inhalational anthrax in 42 cases from the Sverdlovsk outbreak of 1979.\PNAS USA,1993.V.90,p.2291-2294.
2. Brachman PS, Gold H, Plotkin SA et al. Field evaluation of a human anthrax vaccine. Am J Publ Hlth 1962; 52:632-45.
3. Brachman PS, Plotkin SA, Bumford FH, Atchison MM. An epidemic of inhalation anthrax: the first in the twentieth century.II. Epidemiology. Am J Hyg 1960; 72: 6-23.CHEST 1999; 116:1369–1376.
4. Collins CH. Laboratory Acquired Infections, 2nd ed, 1988, Butterworths, London, p. 16.
5. Coper J.E., Matovelo J.A., Baskerville F. Pathology and diagnosis of anthrax in African wild dogs (Lycaon pictus)//Salisbury Med.Bul/-1996-N87-P.83
6. Dahlgren CM, Buchanan LM, Decker HM et al. Bacillus anthracis aerosols in goat hair processing mills. Am J Hyg 1960; 72:6-23.
7. Davies JCA. A major epidemic of anthrax in Zimbabwe. Central Afr J Med 1982; 28:291-8.
8. Davies JCA. A major epidemic of anthrax in Zimbabwe. Central Afr J Med 1983; 29:8-12.
9. Day of Onset of Inhalational Anthrax Following Sverdlovsk Accident. http://jama.ama-assn.org/issues/v281n18/fig_tab/jst80027_f4.html
10. Doganay M., Almaç A, Hanagasi R. Primary throat anthrax. Scand J Infect Dis 1986; 18:415-9.
11. FRIEDLANDER A.M.,Medical Aspects of Chemical and Biological Warfare.Ch.22. Anthrax.
12. George S, Mathai D, Balraj V et al. An outbreak of anthrax meningoencephalitis. Trans Roy Soc Trop Med Hyg 1994; 88:206-7.
13. Guidelines for the Surveillance and Control of Anthrax in Human and Animals, http://www.who.int/emc-documents/zoonoses/docs/whoemczdi986.pdf
14. Heyworth B, Ropp ME, Voos UG et al. Anthrax in the Gambia: an epidemiological study. J Hyg 1975; 54:79-82. Inhalational Anthrax: Epidemiology, Diagnosis, and Management.
16. Khanne N, Gokul BN, Ravikumar R. Successfully treated primary anthrax meningitis. Indian J Pathol Microbiol 1989; 32:315-7
17. Kobuch E, Davis J, Fleischer K et al. A clinical and epidemiological study of 621 patients with anthrax in western Zimbabwe. Salisbury Med Bull 1990; No 68, special suppl:34-8.
18. Koshi G, Lalitha MK, Danial J et al. Anthrax meningitis: a rare clinical entity. J Assoc Physicians of India 1981; 29:59-62.
19. Lalitha MK, Anandi V, Walter N et al. Primary anthrax presenting as an injection "abscess". Indian J Pathol Microbiol 1988; 31:254-6.
20. Lalitha MK, Anandi V, Walter NM et al. Unusual forms of anthrax - a clinical problem. Salisbury Med Bull 1990; No 68, special suppl:38-40
21. Lalitha MK, Mathai D, Thomas K et al. Anthrax - a continuing problem in Southern India. Salisbury Med Bull 1996; No 87, special suppl:14-15.
22. Levy LM, Baker N, Meyer MP et al. Anthrax meningitis in Zimbabwe. Central Afr J Med 1981; 27:101-4
23. Lindeque P.M.,Brain C., Turnbull R.C.B. A review of anthrax in the Etosha National Park//Salisbary Med.Bul.-1996-N87-P.24
24. Meselson M, Guillemin J, Hugh-Jones M et al. The Sverdlovsk anthrax outbreak of 1979. Science 1994; 266: 1202-8.
25. Mich`ele Mock and Agn`es Fouet. ANTHRAX. Annu. Rev. Microbiol. 2001. 55:647–71
26. Norman PS, Ray JG, Brachman PS et al. Serologic testing for anthrax antibodies in workers in a goat hair processing mill. Am J Hyg 1960; 72: 32-7.
27. Plotkin SA, Brachman PS, Utell M et al. An epidemic of inhalation anthrax, the first in the twentieth century. Am J Med 1960; 29:992-1001
28. Quinn CP, Turnbull PCB. Anthrax. In: Collier L, Balows A, Sussman M, Hausler WJ (eds) Topley and Wilson's Microbiology and Microbial Infections, 9th ed, Vol 3. Arnold, London 1998, pp. 799-818.
29. Rao NSK, Mohiyudeen S. Tabanus flies as transmitters of anthrax - a field experience. Indian Vet J 1958; 35:348-53.
30. S.K. Fridkin, J.J. Sejvar, C.W. Shepard, M. McConnell, J.Guarner, Wun- Ju Shieh, J.M.Malecki, J.L. Gerberding, J.M. Hughes, B.A. Perkins, and members of the Anthrax. Bioterrorism Investigation Teaml. Bioterrorism-Related Inhalational Anthrax: The First 10 Cases Reported in the United States. Emerging Infectious Diseases. 2001. Vol. 7, No. 6 .P. 933-944.
31. Sen SK, Minett FC. Experiments on the transmission of anthrax through flies. Indian J Vet Sci 1944; 14:149-59.
32. Shafazand S., R.Doyle, S.Ruoss, A.Weinacker, and T.A. Raffin,Sirisanthana T, Nelson KE, Ezzell JW, Abshire TG. Serological studies of patients with cutaneous and oral-oropharyngeal anthrax from northern Thailand. Am J Trop Med Hyg 1988; 39:575-81.
33. Turell MJ, Knudson GB. Mechanical transmission of Bacillus anthracis by stable flies (Stomoxys calcitrans) and mosquitoes (Aedes aegypti and Aedes taeniorhynchus). Infect Immun 1987; 55:1859-61.
34. Turnbull PCB, Lindeque PM, Le Roux J et al. Airborne movement of anthrax spores from carcass sites in the Etosha National Park, Namibia. J Appl Microbiol 1998; 84:667-76.
35. Turner M. Anthrax in humans in Zimbabwe. Central Afr J Med 1980; 26:160-1.
36. Van den Bosch C. Recalling an outbreak of gastrointestinal anthrax in northern Kenya, 1966. Salisbury Med Bull 1996; No 87, special suppl:139.
37. Watson A, Keir D. Information on which to base assessments of risk from environments contaminated with anthrax spores. Epidemiol Infect 1994; 113:479-90.
38. Бакулов И.А., Гаврилов В.А., Селиверстов В.В. Сибирская язва (антракс). Новые страницы в изучении старой болезни. «Посад» Владимир. 2001.
39. Е.В. ПИМЕНОВ, В.В. КОЖУХОВ, Ю.И. СТРОЧКОВ. Создание вакцин против сибирской язвы http://www.1september.ru/ru/bio/2002/02/6.htm
40. Николайчук Л.Ф., Вишняков И.Ф., Бакулов И.А., Котляров В.М., Бударкова Э.Л. Индикация спор возбудителя сибирской язвы в объектах внешней среды и кормах иммуноферментным методом./В кн.:Диагностика, профилактика и меры борьбы с особо опасными и экзотическими болезнями животных.Покров.1998.-с.329-330.)
41. Сибирская язва (описание инфекции). http://www.privivka.ru/infect/anthrax.htm.
42. Слюсарь Л.И., Беседина Е.И., Гажиев В.В., Мельник В.А. Сибирская язва (антракс). Эпидемиология, клиника, лечение и профилактика. Учебное пособие. - Донецк, 1997. - 13 с.
43. Шувалова Е.П. Инфекционные болезни. М.,»Медицина». 1976.