Антигены вакцин

Механизмы действия и виды адъювантов

Адъюванты решают проблему недостаточной иммуногенности очищенных антигенов. Их главная задача — создать очаг воспаления и активировать антигенпрезентирующие клетки (АПК), опираясь на распознавание «образов патогенности» (PAMP). Без стимуляции врожденного иммунитета полноценный адаптивный ответ не формируется.

Состав адъюванта строго определяет вектор развития иммунной реакции:

• Адъюванты Фрейнда: исторически важная, но ныне запрещенная из-за высокой реактогенности группа. Неполный адъювант (ланолин, вазелиновое масло, эмульгатор) создает депо для медленного высвобождения антигена и применяется при повторных иммунизациях. Полный адъювант дополнительно содержит БЦЖ (штамм Mycobacterium bovis). Микобактерии мощно стимулируют дендритные клетки, что критически важно для презентации антигена наивным Т-клеткам при первичном ответе.
• Провоспалительные стимулы: микроорганизмы и БЦЖ направляют ответ по клеточному пути с участием Th1-лимфоцитов.
• Минеральные соли: алюминиевые квасцы стимулируют тимусзависимый гуморальный ответ через Th2-клетки. Это самый частый и безопасный вариант в современных разрешенных вакцинах.
• Липосомы: липидные везикулы, которые доставляют антигенный материал в эндосомальный компартмент клетки.
• Системы ISCOM (Immune stimulatory complexes): уникальные комплексы из антигена, детергента и растительного гликозида Quil A. Они способны проникать сквозь клеточную мембрану, доставляя вирусные белки прямо в цитозоль. Там антиген рубится протеасомой на пептиды, которые через транспортер TAP идут в эндоплазматический ретикулум. Итог — встраивание эпитопов в молекулы MHC-I и мощная стимуляция цитотоксических CD8+ Т-клеток.

Классификация вакцин по природе антигена

В зависимости от технологии получения антигенного материала выделяют несколько поколений вакцинных препаратов:

1. Живые ослабленные (аттенуированные): патоген лишен вирулентности, но сохраняет иммуногенность. Это достигается культивированием в неблагоприятных условиях или направленной генной модификацией (целенаправленное удаление гена вирулентности с последующей «сборкой» вируса). Они высокоэффективны, но несут риск реверсии к дикому типу. Примеры: БЦЖ, вакцины против кори, краснухи, герпеса, живая вакцина Сэбина от полиомиелита. Сюда же относят противооспенную вакцину Дженнера, работающую по принципу перекрестной реактивности (вирус коровьей оспы защищает от человеческой).
2. Убитые: возбудитель инактивирован физически или химически (например, формалином). Они безопаснее, но слабее стимулируют иммунитет. Примеры: вакцины против коклюша, холеры, брюшного тифа, бешенства, инактивированная вакцина Солка от полиомиелита.
3. Антитоксические: действующее вещество — инактивированный бактериальный токсин (анатоксин/токсоид) в комплексе с адъювантом. Применяются против дифтерии и столбняка.
4. Рекомбинантные: создаются методами генной инженерии. Ген протективного антигена вырезают рестриктазами и помещают под вирусный промотор в плазмиду. Затем эту рекомбинантную ДНК внедряют в безопасный вектор (например, вирус коровьей оспы). Применяются для профилактики гриппа, герпеса, везикулярного стоматита.

Синтетические, ДНК- и антиидиотипические вакцины

Поиск идеального баланса между безопасностью и иммуногенностью привел к созданию полностью искусственных препаратов.

• Синтетические вакцины: разработаны в 1970-х годах (Р.В. Петров, Р.М. Хаитов). Представляют собой чистый пептидный эпитоп, конъюгированный с носителем-адъювантом. Изначально применяли токсичные полиэлектролиты, но затем перешли на полиоксидоний (азоксимера бромид). На его основе в 1988 году создана вакцина «Гриппол», где полимер связан с поверхностными антигенами вируса гриппа (гемагглютинином и нейраминидазой штаммов H1N1, H3N2 и В). Также синтетические вакцины разрабатывают против сальмонеллеза, ящура, иерсиниоза.
• ДНК-вакцины: экспериментальное направление. Это бактериальные векторы (плазмиды) с генами нужных антигенов. Препарат вводят внутримышечно, после чего клетки макроорганизма сами экспрессируют чужеродный белок. Точные механизмы запуска иммунитета в мышцах пока изучаются (например, вакцины против гепатита В).
• Антиидиотипические вакцины: экзотический подход, где вместо антигена используют антитела. Активный центр такого антиидиотипического антитела пространственно имитирует конфигурацию эпитопа исходного патогена. Теоретически это решает проблему, когда нативный антиген получить сложно. На практике эффективность оказалась низкой (опыт с вакциной от гепатита В), и пока это остается лишь изящной научной концепцией.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы процессинга антигенов в цитозоле: роль протеасом и транспортеров TAP.
• Строение и функции образов патогенности (PAMP) в активации врожденного иммунитета.
• Молекулярная инженерия: этапы создания рекомбинантных плазмид и векторов.
• Фармакологические свойства и иммуномодулирующее действие полиоксидония.
• Феномен перекрестной антигенной реактивности на примере вирусов оспы.

Другие темы раздела «Иммунитет в защите и повреждении организма. Патология иммунитета»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.