С целью повышения иммуногенности убитых вакцин применяют адъюванты — вещества различной химической природы, которын создают депо в организме вакцинированного и обеспечивают постепенное введение антигена в кровоток (минеральные коллоиды, полимерные соединения углерода, масла, липосомы и прочее).
Адъюванты
Под иммунологическим адъювантом понимают вещества различной химической природы, которые действуют неспецифически и повышают специфический иммунный ответ. Так как много вирусных вакцин вызывают слабый иммунитет, то сейчас начали использовать адъюванты.
В 1925 году Гастон Рамон впервые доказал возможность искусственного повышения активности дифтерийного и стовпнячного анатоксинов путем введения адъюванта (агара, тапиоки и прочее), что стимулирует иммунный ответ.
В 1926 году Гленн и другие ученые установили, что алюмопреципитация дифтерийного токсина повышает его антигенные свойства. С этих пор для повышения активности токсоиды используют преципитацию белков различными металлами, но наилучший эффект был достигнут при использовании алюминия, что вызывает повышение образования антител против бактоксинив. Большой вклад в изучение адъювантов и иммуномодуляторов принадлежит Фрейду, с именем которого связывают введение в иммунологию полных и неполных адъювантов. Настоящая эпоха адъювантов началась с открытия иммуностимулирующих свойств мурамиловои кислоты и получения синтетического мурамилдипептиду. Позже стало известно, что низкомолекулярные растворимые антигены обладают слабой иммуногенностью, поэтому в них необходимо добавлять адъюванты. Проблема адъювантов распространилась с развитием технологии рекомбинантных ДНК и синтетических пептидных антигенов.
Механизм действия адъювантов
Действие адъювантов обеспечивается несколькими путями в зависимости от цепей иммунной системы, на которую направлено его действие. Так минеральные сорбенты и масляные эмульсии более лучше способствуют поглощению антигенов макрофагами. Другие — усиливают пролиферацию иммунокомпетентных клеток или секрецию активизирующих факторов и также процессы дифференциации иммунокомпетентных клеток.
Механизм усиленного иммунного ответа при введении сорбированного или эмульгированного антигена состоит в его корпускулировании. Фактором, влияющим на адьювантность соответствующей части антигена является пропорциональность ее молекулярному весу, а также «шероховатость» поверхности антигенных структур.
Баланс клеточного и гуморального ответа может зависеть от вида адъюванта: введение белковых антигенов с неполным адъювантом вызывает образование антител, а введение с полным адъювантом — клеточно-опосредованный иммунитет.
В настоящее время различают следующие типы иммунокомпетентных клеток: первичные клетки-мишени — макрофаги и вторичные — лимфоциты. Каждый клеточный тип может вести себя по разному под воздействием разных адъювантов (пролиферировать, дифференцироваться, изменять клеточные рецепторы и прочее), а также при различных способах введения (местное, энтеральное, парентеральное, интраназальное и другие). Различные адъюванты могут влиять на инициацию и регуляцию синтеза различных классов антител.
Виды адъювантов
Наиболее распространенными в иммунопрофилактике есть такие адъюванты: естественные (минерально-солевые, масляные (эмульсии)) и синтетические (углеводородные, ПАВы и липосомы).
Минерально-солевые адъюванты нашли наибольшее применение в медицине и ветеринарии, такие как гидроокись алюминия, алюмокалиеви галуны, алюминия фосфат и другие. Наиболее часто антиген смешивают с гелем адъюванта, на который происходит его осаждение — сорбированные или преципитовани иммунобиологические препараты.
Масляные адъюванты (эмульсии) — адъюванты на основе минеральных масел. При этом предварительно растворенный в воде антиген диспергированных в масле в результате чего образуется эмульсия типа вода-масло, капли воды с антигеном находятся в масляной фазе. Для повышения вязкости используют гидрофильные эмульгаторы типа Твин-80.
Минерально-масляные полные адъюванты представляют собой эмульсию водного адъюванта в минеральном масле с низким удельным весом, характеризуются образованием напряженного иммунитета. Но введение полных адъювантов сопровождается резкой болью и формированием абсцессов, лихорадки, нарушением кожных покровов, поэтому они не получили широкого распространения. В отличие от полных адъювантов неполные являются водно-масляной эмульсией с убитыми клетками бактерий. Адъювантное действие масляных эмульсий реализуется за счет постепенного высвобождения антигена, то есть создает депо антигенов в организме вакцинированного. Для усиления иммунного ответа антиген должен находиться в каплях воды, диспергированных в липидной фазе. Эмульгированные вакцины высвобождают антиген более дольше сорбированные. Животным водно-масляную эмульсию вводят внутримышечно. Минеральное масло не метаболизируется, поэтому эмульсия с антигеном удерживается на месте введения долго, то есть так пролонгируют высвобождения антигена и создания напряженного иммунитета при однократном введении вакцины. Основным недостатком водно-масляных вакцин — высокая реактогенность и нестабильность эмульсий.
Адъювантным действием обладает много природных веществ: белки, пептиды, липополисахариды (наиболее распространенный О-антиген — эндотоксина сальмонелл), нуклеиновые кислоты и другие. Они не создают депо антигенов, поэтому их можно вводить в различные области тела и в разные времена. Эти вещества стимулируют антитело образующих систему и называются адъювантом прямого действия.
Углеводороды адъюванты — низкомолекулярные, нетоксичные синтетические соединения с С16.
Липосомы. С целью замены минеральных масел используют липосомы — микроскопические структуры, состоящие из нескольких концентрических липидных бимембранних структур, окруженных водой. Их использовали для изучения природы клеточных мембран и приняли в качестве фармакологических капсул для доставки терапевтических агентов к клеткам-мишеням. Введение водорастворимых и липоидорастворимых компонентов в липосомы защищает их от разрушающего действия и обеспечивает доставку антигенов к иммунокомпетентным клеткам с которыми они взаимодействуют.
Поверхностно-активные адъюванты. Сапонины из американского дерева Guillaja saponaria Molina используют в качестве адъюванта в ветеринарной иммунологии. Очищенный препарат сапонина (Квил-А) относится к гликозидов и может солюбилизуваты гидрофобные молекулы поверхностных вирусных белков. При этом образуются структуры типа пчелиных сот, образующих иммуностимулирующее действие, намного превышающую эффективность вирусных белков, неорганизованных в молекулярные структуры.
Безвредность адъювантов
Наиболее важным достоинством любых адъювантов является то, что введение ИБП с адъювантом приводит к созданию более напряженного и продолжительного иммунитета, снижает токсичность вакцины и создает так называемое депо антигенов в организме вакцинированного. Не существует специфических требований к контроля безопасности адъювантом: проводятся острые и хронические тесты на опытных животных. Адъюванты должны быть свободными от балластных веществ, не иметь в своем составе антигенов похожих на антигены хозяина, не обладать онкогенными, аллергенными и токсическими свойствами, легко метаболизироваться в организме.
Автор статьи: ст. гр. Ф, УГХТУ, Начовный В.И.
Автор фото в статье: Ляпустина Е.В.