Загрузка...
Учебная работа. Биотехнология вакцин и сывороток
Содержание
Введение
1. Общие сведения о вакцинах
1.1 История возникновения вакцин
1.2 Определение и систематизация
1.3 характеристики вакцин
1.4 Получение вакцин
2. Сыворотки в биотехнологии
2.1 Общая черта
2.2 Получение
Заключение
Перечень литературы
Введение
Вакцинопрофилактика занимает существенное пространство в борьбе с заразными заболеваниями.
Благодаря вакцинопрофилактике ликвидирована оспа, сведена к минимуму заболеваемость полиомиелитом, дифтерией, резко снижена заболеваемость корью, коклюшем, сибирской язвой, туляремией и иными заразными заболеваниями. Успехи вакцинопрофилактики зависят от свойства вакцин и своевременного охвата прививками угрожаемых контингентов. Огромные задачки стоят по совершенствованию вакцины против гриппа, бешенства, пищеварительных зараз и остальных, также по разработке вакцин против сифилиса, ВИЧ —инфекции , сапа, мелиоидоза, заболевания легионеров и неких остальных.
Современные иммунология и вакцинопрофилактика подвели теоретическую базу и наметили пути совершенствования вакцин в направлении сотворения очищенных поливалентных адъювантных синтетических вакцин и получения новейших безобидных действенных {живых} рекомбинантных вакцин.
1. Общие сведения о вакцинах
1.1 История возникновения вакцин
Под общим заглавием вакцин объединяют все препараты, получаемые как из самих патогенных микробов либо их компонент, так и товаров их жизнедеятельности, которые используются для сотворения активного иммунитета у звериных и людей.
Историю сотворения средств специфичной профилактики можно поделить на три периода:
1. Безотчетные пробы на заре научной медицины искусственно заражать здоровых людей и звериных выделениями от нездоровых с легкой формой человек не захворал ею в тяжеленной смертельной форме. Вакцина Дженнер а против оспы, вакцины Пастера против холеры кур (1880), сибирской язвы (1880-1883), морды свиней (1882-1883), бешенства (1-S81-1886) содержали {живых} возбудителей способами: возбудитель холеры кур — долгим хранением культур в бульоне, действием на возбудителя сибирской язвы завышенной температурой (42,5 °С), пассажем возбудителя морды через организм голубей и зайчиков, пассированием вируса бешенства через организм зайчиков.
В 1884 году Л.С. Ценковский в Рф, используя принцип аттенуации (ослабления) по Пастеру, приготовил свои вакцины против сибирской язвы. В 1908 году Wall и Leclainche получили вакцину против эмкара из культур возбудителя, выращенных при 43-44° С, либо культуры, выращенные в средах со специфичной сывороткой. Потом подобные живы вакцины были получены против холеры людей (Хавкин В., в Индии, 1890-1896; Nikole, 1912). В 1897 году Р. Кох в практику профилактических прививок против чумы большого рогатого скота предложил жив вирус из желчи убитых, нездоровых либо павших от чумы звериных. Эти прививки давали отход до 30%. Скоро Ненцкий, Забер и Выжникевич поменяли их «симультанными» прививками, другими словами одновременным введением с {живым} вирусом специфичной сыворотки.
На этом 1-ый, самый ранешний период разработки {живых} вакцин завершается, совместно с ним завершается и 1-ый период развития иммунологии.
2-ой период характеризуется созданием вакцин из убитых микробов и открытием огромного количества возбудителей болезней. И смело можно сказать, что не было такового мельчайшего организма, который бы в убитом состоянии не употреблялся в качестве вакцины. Официальным началом этого периода следует считать 1898 год (Kolle Pieiffer), он отдал богатые плоды для медицины и ветеринарии в разработке так именуемых корпускулярных вакцин. В то же время он принес науке много умопомрачительных открытий и разочарований. Этот период не закончен и на данный момент, потому что из-за отсутствия действенных профилактических препаратов мы пользуемся убитыми корпускулярными вакцинами при целом ряде зараз, хотя имеются совершеннейшие способы аттенуации микробов.
В разработке {живых} вакцин этот период сыграл грустную роль. Он задержал их развитие наиболее чем на 20 лет. Но в то же время в этот период бытовало Мировоззрение о недостаточной эффективности убитых вакцин. Ученые не оставляли поисков все новейших и новейших {живых} вакцин, как более действенных и эконом профилактических препаратов.
В 3-ий период (с 1930 года) в равной мере получили развитие живы, убитые и так именуемые хим вакцины из очищенных антигенов, другими словами 3-ий период характеризуется развитием обоих направлений.
Сторонники внедрения убитых вакцин, ссылаясь на факты осложнений при применении {живых} вакцин в ветеринарной практике, отторгали их и стремились усовершенствовать убитые вакцины. методы улучшения убитых вакцин были соединены с применением разных физических и хим агентов для обезвреживания бактерий, подбором штаммов с всеполноценными антигенами, введение «щадящих» режимов инактивации культур бактерий, внедрением очищенных, так именуемых протективных, антигенов (хим вакцин). Уделялось много работ вопросцам «депонирования» убитых и хим вакцин, способам их аппликации, кратностям, интервалам, дозам введения, также дилемме ревакцинаций. При всем этом были достигнуты огромные успехи. Но все таки неувязка ликвидации заразных заболеваний удачно не решалась.
Изготовка {живых} вакцин в 20-60-х годах текущего века не стояло на месте. Разработки получения {живых} вакцин проводились, no несколько наиболее замедленными темпами, чем убитых вакцин. Только в крайние 20-30 лет мы становимся очевидцами широкого производства {живых} вакцин и подмены ими убитых вакцин, не постоянно являющихся действенными.
к примеру, долголетний опыт использования убитых вакцин в нашей стране и за рубежом при профилактике сальмонеллезов показал их недостаточную иммуногенную эффективность, потому что сальмонеллезные антигены в организме привитых звериных не способны плодиться. Это ограничивает их циркуляцию в организме и проявление клеточного иммунитета. Крайнее принуждает использовать убитые вакцины неоднократно, вводить их большенными дозами, что обуславливает высшую реактогенность убитых вакцин. Для профилактики заразных заболеваний наиболее действенными считают живы вакцины их аттенуированных штаммов. Крайние получают при пассировании вирулентных культур микробов на искусственных питательных средах и через невосприимчивых звериных, также действием на их физических, хим и био причин. Введение таковых штаммов в организм обеспечивает их размножение не вызывая стремительно, уже опосля однократного введения вакцины. Он наиболее напряженный и длительный. Но достоинства {живых} вакцин перед убитыми сиим не исчерпываются.
Согласно современным интернациональным требованиям штаммы, используемые для производства {живых} вакцин, обязаны иметь генетические маркеры, дозволяющие отличить их от полевых штаммов. Они должны владеть всепостоянством (константность) собственных био параметров, слабенькой остаточной вирулентностью и обеспечивать имунность к инфекции большинства звериных при однократном применении вакцины.
Большая часть выпускаемых у нас {живых} вакцин в истинное время являются моноштаммными. Разработка их производства не учитывает обилия серовариантного состава микробов.
В технологическом процессе вакцинного производства важны все звенья: от подбора производственных штаммов и питательной среды до конечных шагов — стандартизации и расфасовки биопрепаратов.
1.2 Определение и систематизация
Вакцины (лат. vaccinus коровий) — препараты, получаемые из микробов либо товаров их жизнедеятельности; используются для активной иммунизации людей и звериных с профилактической и целебной целями.
Различают последующие виды вакцин:
Вакцина адсорбированная (v. adsorptum) — В., антигены которой сорбированы на субстанциях, усиливающих и пролонгирующих антигенное раздражение.
Вакцина антирабическая (v. antirabicum; анти- + лат. rabies бешенство) — В., сделанная из штамма фиксированного вируса бешенства в суспензии тканей мозга звериных либо в культуре клеток и созданная для предупреждения много + лат. valens, valentis мощный) — В., сделанная на базе нескольких серологических вариантов возбудителя одной заразной заболевания.
Вакцина убитая (v. inactivatum) — В., сделанная из микробов инактивированных (убитых) действием физических либо хим причин.
Вакцина фенолизированная (v. phenolatum) — убитая В., сделанная из микробов, инактивированных фенолом.
Вакцина формалинизированная (v. formalinatum; син. формолвакцина) — убитая В., сделанная из микробов, инактивированных формалином.
Вакцина хим (v. chemicum) — В., состоящая из специфичных антигенов, извлеченных из микробов, и очищенная от балластных веществ.
Вакцина эмбриональная (v. embryonale) — В., сделанная из вирусов либо риккетсий, выращенных на зародышах птиц (кур, перепелок).
Вакцина этеризованная (v. aetherisatum) — убитая В., сделанная из микробов, инактивированных эфиром.
Вакцины состоят из работающего начала — специфичного антигена; консерванта для сохранения стерильности (в неживых В.); стабилизатора, либо протектора, для увеличения сроков сохраняемости антигена; неспецифического активатора (адъюванта), либо полимерного носителя, для увеличения иммуногенности антигена (в хим, молекулярных вакцинах). Специальные антигены, находящиеся в В., в ответ на введение в организм вызывают развитие иммунологических реакций, обеспечивающих устойчивость организма к патогенным микробам. В качестве антигенов при конструировании В. употребляют: живы ослабленные (аттенуированные) мельчайшие организмы; неживые (инактивированные, убитые) цельные микробные клеточки либо вирусные частички; извлеченные из микробов сложные антигенные структуры (протективные антигены); продукты жизнедеятельности микробов — вторичные метаболиты (к примеру, токсины — ядовитый — яд биологического происхождения), молекулярные протективные антигены): антигены, приобретенные методом хим синтеза либо биосинтеза с применением способов генетической инженерии.
В согласовании с природой специфичного антигена В. делят на живы, неживые и комбинированные (как живы, так и неживые мельчайшие организмы и их отдельные антигены).
Живы В. получают из дивергентных (естественных) штаммов микробов, владеющих ослабленной вирулентностью для человека, но содержащих настоящий набор антигенов (к примеру, вирус коровьей оспы), и из искусственных (аттенуированных) штаммов микробов. К {живым} В. можно отнести также векторные В., приобретенные генно-инженерным методом и представляющие из себя вакцинный штамм, несущий ген чужеродного антигена (к примеру, вирус оспенной вакцины со интегрированным антигеном вируса гепатита В).
Неживые В. подразделяют на молекулярные (хим) и корпускулярные. Молекулярные В. конструируют на базе специфичных протективных антигенов, находящихся в молекулярном виде и приобретенных методом биосинтеза либо хим синтеза. К сиим В. можно отнести также анатоксины, которые представляют собой обезвреженные формалином молекулы токсинов, образуемых микробной клеточкой (дифтерийный, столбнячный, ботулинический и др.). Корпускулярные В. получают из цельных микробов, инактивированных физическими (тепло, ультрафиолетовое и остальные излучения) либо хим (фенол, спирт) способами (корпускулярные, вирусные и бактериальные вакцины), либо из субклеточных над-молекулярных антигенных структур, извлеченных из микробов (субвирионные вакцины, сплит-вакцины, вакцины из сложных антигенных комплексов).
Молекулярные антигены, либо сложные протективные антигены микробов и вирусов, употребляют для получения синтетических и полусинтетических вакцин, представляющих из себя комплекс из специфичного антигена, полимерного носителя и адъюванта.
Из отдельных В. (моновакцин), созданных для иммунизации против одной инфекции , готовят сложные препараты, состоящие из нескольких моновакцин. Такие ассоциированные вакцины, либо поливакцины, поливалентные вакцины обеспечивают иммунитет сразу против нескольких зараз. Примером может служить ассоциированная АКДС-вакцина, в состав которой входят адсорбированные дифтерийный и столбнячный анатоксины и коклюшный корпускулярный антиген. Существует также семейство полианатоксинов: ботулинический пентаанатоксин, противогангренозный тетраанатоксин, дифтерийно-столбнячный дианатоксин. Для профилактики полиомиелита используют единый поливалентный продукт, состоящий из аттенуироваиных штаммов I, II, III серотипов (сероваров) вируса полиомиелита.
Насчитывается около 30 вакцинных препаратов, используемых с целью профилактики заразных заболеваний; приблизительно половина из их живы, другие инактивированные. Посреди {живых} В. выделяют бактерийные — сибиреязвенную, чумную, туляремийную, туберкулезную, против Ку-лихорадки; вирусные — оспенную, коревую, гриппозную, полиомиелитную, паротитную, против желтоватой лихорадки, краснухи. Из неживых В. используют коклюшную, дизентерийную, брюшнотифозную, холерную, герпетическую, сыпнотифозную, против клещевого энцефалита, геморрагических лихорадок и остальные, также анатоксины — дифтерийный, столбнячный, ботулинический, газовой гангрены.
1.3 характеристики вакцин
Главным свойством вакцин является создание активного поствакцинального иммунитета, который по собственному процесс при внедрении {живых} вакцин сводится к размножению и генерализации аттенуированного штамма в организме привитого и вовлечению в процесс иммунной системы. Хотя по нраву поствакцинальных реакций при внедрении {живых} В. вакцинальный процесс и припоминает заразный, но он различается от него своим доброкачественным течением.
Вакцины при внедрении в организм вызывают ответную иммунную реакцию, которая зависимо от природы иммунитета и параметров антигена может носить выраженный гуморальный, клеточный либо клеточно-гуморальный нрав.
Эффективность внедрения вакцины определяется иммунологической реактивностью, зависящей от генетических и фенотипических особенностей организма, от свойства антигена, дозы, кратности и интервала меж прививками. Потому для каждой вакцины разрабатывают схему вакцинации.
Живы вакцины обычно употребляют однократно, неживые — почаще дважды либо трехкратно. Поствакцинальный иммунитет сохраняется опосля первичной вакцинации 6-12 мес. (для слабеньких вакцин) и до 5 и наиболее лет (для мощных вакцин); поддерживается повторяющимися ревакцинациями. Активность (сила) вакцины определяется коэффициентом защиты (отношением числа болезней посреди непривитых к числу заболевших посреди привитых), который может разнообразить от 2 до 500. К слабеньким вакцинам с коэффициентом защиты от 2 до 10 относятся гриппозная, дизентерийная, брюшнотифозная и др., к мощным с коэффициентом защиты от 50 до 500 — оспенная, туляремийная, против желтоватой лихорадки и др.
Зависимо от метода внедрения вакцины делят на инъекционные, пероральные и ингаляционные. В согласовании с сиим им придается соответственная фармацевтическая форма: для инъекций используют начальные водянистые либо регидратированные из сухого состояния вакцины; пероральные — в виде пилюль, конфет (драже) либо капсул; для ингаляций употребляют сухие (пылевые либо регидратированные) вакцины. Вакцины для инъекций вводят накожно (скарификация), подкожно, внутримышечно.
1.4 Получение вакцин
Более ординарны в изготовлении живы вакцины, потому что разработка в главном сводится к выращиванию аттенуированного вакцинного штамма с соблюдением критерий, обеспечивающих получение незапятнанных культур штамма, исключение способностей загрязнения иными микробами (микоплазы, онковирусы) с следующей стабилизацией и стандартизацией конечного продукта. Вакцинные штаммы микробов выращивают на водянистых питательных средах (гидролизаты казеина либо остальные белково-углеводные среды) в аппаратах — ферментаторах емкостью от 0,1 м3 до 1-2 м3. Приобретенная незапятнанная человека. Живы аттенуированные штаммы микробов и вирусов, используемые для изготовления {живых} вакцин, получены, как правило, из природных штаммов методом их селекции либо пассажей через био системы (организм звериных, зародыши кур, культуры клеток, питательные среды).
В связи с фуррорами генетики и генетической инженерии возникли способности целенаправленного конструирования вакцинных штаммов. Получены рекомбинантные штаммы вируса гриппа, также штаммы вируса вакцины со встроенными генами протективных антигенов вируса гепатита В.
Инактивированные корпускулярные бактериальные вакцины либо цельновирионные инактивированные вакцины получают соответственно из культур микробов и вирусов, выращенных на тех же средах скопления, что и в вариантах получения {живых} вакцин, и потом подвергнутых инактивации нагреванием (гретые вакцины), формалином (формолвакцины), ультрафиолетовым излучением (УФ -вакцины), ионизирующим излучением (радиовакцины), спиртом (спиртовые вакцины). Инактивированные вакцины ввиду недостаточно высочайшей иммуногенности и завышенной реактогенности не отыскали широкого внедрения.
Создание молекулярных вакцин — наиболее непростой технологический процесс, т. к. просит извлечения из выращенной микробной массы протективных антигенов либо антигенных комплексов, чистки и концентрирования антигенов, введения в препараты адъювантов. Выделение и чистка антигенов при помощи обычных способов (экстракции трихлоруксусной кислотой, кислотного либо щелочного гидролиза, ферментативного гидролиза, высаливания нейтральными солями, осаждения спиртом либо ацетоном) смешиваются с применением современных способов (высокоскоростного ультрацентрифугирования, мембранной ультрафильтрации, хроматографического разделения, аффинной хроматографии, в т.ч. на моноклональных антителах). При помощи этих приемов удается получать антигены высочайшей степени чистки и концентрирования.
К очищенным антигенам, стандартизированным по числу антигенных единиц, с целью увеличения иммуногенности добавляют адъюванты, почаще всего сорбенты-гели (гидрат окиси алюминия и др.).
Препараты, в каких антиген находится в сорбированном состоянии, именуют сорбированными либо адсорбированными (дифтерийный, столбнячный, ботулинический сорбированные анатоксины). Сорбент играет роль носителя и адъюванта. В качестве носителя в синтетических вакцинах предложены различные полимеры.
Активно разрабатывается генно-инженерный метод получения протективных белковых антигенов микробов и вирусов. В качестве продуцентов употребляют обычно эшерихии, дрожжи, псевдомонады со встроенными в их генами протективных антигенов. Получены рекомбинантные штаммы микробов, продуцирующие антигены возбудителей гриппа, коклюша, кори, герпеса, гепатита В, бешенства, ящура, ВИЧ
, последняя стадия которой известна как синдром приобретённого иммунодефицита СПИД)-инфекции и др.
Получение протективных антигенов генно-инженерным методом целенаправлено в том случае, когда выкармливание бактерий соединено с большенными трудностями либо угрозами, либо когда тяжело извлекать антиген из микробной клеточки. Принцип и разработка получения вакцин на базе генно-инженерного метода сводятся к выращиванию рекомбинантного штамма, выделению и чистке протективного антигена, конструированию конечного продукта.
Препараты вакцин, созданные для иммунизации людей, инспектируют на безвредность, реактогенность и иммуногенность. Безвредность включает проверку на лабораторных звериных и остальных био системах токсичности, пирогенности, стерильности, аллергенности, тератогенности, мутагенности продукта.
Реактогенность, т.е. побочные местные и общие реакции на введение вакцины, оценивают на звериных и при прививках людей. Иммуногенность инспектируют на лабораторных звериных и выражают в иммунизирующих единицах, т.е. в дозах антигена, защищающих 50% иммунизированных звериных, зараженных определенным числом инфицирующих доз патогенного микроорганизма либо токсина. В противоэпидемической практике эффект вакцинации оценивают по соотношению заразной заболеваемости в привитых и непривитых коллективах. Контроль вакцин производят на производстве в отделах бактериологического контроля и в Муниципальном научно-исследовательском институте стандартизации и контроля мед био препаратов им. Л.А. Тарасовича по разработанной и утвержденной МЗ СССР
Сывороточные препараты употребляют в последующих целях:
— для исцеления, потому что введение в организм антител обеспечивает резвое обезвреживание бактерий и их токсинов;
— для профилактики, чтоб стремительно сделать имунность у человека, контактировавшего с нездоровым либо инфицированным материалом;
— мельчайшего организма выделенного от хворого, что дозволяет установить вид (тип) мельчайшего организма.
Введение сыворотки в организм человека делает пассивный иммунитет.
Различают сыворотки антитоксические, которые получают методом иммунизации звериных анатоксинами либо токсинами бактерий, и антимикробные, домученные при неоднократной иммунизации звериных микробами и эндотоксинами.
Более эффективны антитоксические сыворотки, которые стремительно обезвреживают экзотоксины в организме хворого. Их используют для исцеления дифтерии, скарлатины, столбняка, ботулизма, газовой гангрены и болезней, вызванных стафилококками. Антимикробные сыворотки наименее эффективны, потому их употребляют пореже.
2.2 Получение
Целительные и профилактические гетерологичные сыворотки получают методом иммунизации ослов и лошадок, так как эти звериные наиболее реактогенны, чем остальные, и дают большенный выход крови звериных выделяют плазму, потом из нее убирают фибрин получают сыворотку.
Забор крови у этих звериных создают в период наибольшего содержания тканью. Состоит из плазмы и форменных элементов: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов) по такому показателю, как титр количество сыворотки, предохраняющее определенный вид звериных от смерти при инфецировании специально подобранной дозой токсина. Так, 1АЕ антидифтерийной сыворотки — это меньшее количество сыворотки, которое в протяжении 4 суток защищает от погибели морскую свинку массой 250г, инфицированную 100 ДLМ дифтерийного токсина.
Бактерицидные и антивирусные сыворотки не тетрируются и вводятся по клиническим свидетельствам в миллилитрах. При определении их дозы учитывается тяжесть, денек случае является обеспечение размеренного роста звериных клеток вследствие их генетической непостоянности, непостоянства генетических экспрессий и старения.
Часто для исцеления и профилактики заразных заболеваний употребляются гомологичные сыворотки здоровых доноров, переболевших людей либо препараты плацентарной крови .
В целях понижения токсичности, уменьшения аллергического деяния и концентрации иммуноглобулинов сыворотки высвобождают от балластных белков. При всем этом употребляют способы фракционирования при помощи спирто-водных консистенций при температуре 0° С, ультрацентригугирования, электрофореза, ферментативного гидролиза. Очищенные и концентрированные препараты гамма-глобулиновой фракции сывороточных белков, содерэащие высочайшие титры разработка производства людского гамма-глобулина гарантирует полную смерть вирусов гепатита.
Заключение
Имеющиеся классические вакцины, невзирая на тривиальный полезный эффект их широкого внедрения, владеют недочетов.
К ним относятся: наличие ненужных на биологическом уровне активных и балластных компонент в продуктах, плохие иммунологические характеристики самих антигенов. Не считая того, есть работоспособности»>заболевания , не вызывающие иммунитета, вакцины против которых совершенно отсутствуют и не могут быть сконструированы на базе традиционных принципов. Все это вызывает необходимость усовершенствования уже имеющихся вакцин и сотворения принципно новейших типов вакцин.
Одним из более многообещающих направлений в данной области является получение вакцинных препаратов на базе способов генной инженерии.
Крайним достижением генной инженерии и биотехнологии сделалось создание рекомбинантных антивирусных вакцин, содержащих гибридные молекулы нуклеиновых кислот. Данные вакцины владеют целым преимуществ. Они характеризуются отсутствием (либо значимым понижением) балластных компонент, полной безвредностью, низкой стоимостью, которая связана с удешевлением промышленного производства вакцин. Экспрессируемый в клеточках вакцинированного звериного белок имеет конформацию, близкую к нативной, и владеет высочайшей антигенной активностью.
Таковым образом, рекомбинантные антивирусные вакцины являются новым поколением вакцин. Их явное преимущество обуславливает обширное применение данного типа вакцин в медицине и ветеринарии для вакцинации населения и сельскохозяйственных звериных.
Перечень литертуры
2. Беклемишев А. Б., Савич И. М. Современные подходы к конструированию молекулярных вакцин. — Новосибирск: Наука, 1997, 210 с.
3. Биотехнология. Принципы и применение, под ред. И. Хиггинса и др., пер. с англ, М., 1988.
4. Воробьев А.А. и Лебединский В.А. Массовые методы иммунизации, М., 2001 г.
5. Дмитриев Б. А. Задачи и перспективы сотворения синтетических вакцин.// Иммунология. — 1986. — №1. — с. 24-29.
6. Жданов В.М., Дзагуров С.Г. и Салтыков Р.А. Вакцины, БМЭ, 3-е изд., т. 3, с. 574, М., 1996.
7. Петров Р.В. и Хаитов Р.М. Искусственные антигены и вакцины, М., 1998.
8. Шабарова З. А., Богданов А. А., Золотухин А. С. Хим базы генетической инженерии. — М.: Изд-во МГУ , 2004, 224 с.
9. Юров Г. К., Народицкий Б. С., Юров К. П. Конструирование и внедрение ДНК -вакцин // Ветеринария. — 1998. — №12. — с. 25-27.
]]>