CC BY
50
Перспективы применения и совершенствования лептоспирозной вакцины для людей
Б.Ф. Вачаев1, Э.А. Яговкин1, Ю.В. Ананьина2, И.Л. Юрьева1, Л.В. Саяпина3, В.Ф. Кондратенко1
1ФБУН «Ростовский НИИ микробиологии и паразитологии» Роспотребнадзора, г. Ростов-на-Дону (rostovniimp@mail.ru) 2ФБУН «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва 3ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России, Москва
Резюме
Представлены данные о применении новой вакцины для людей против лептоспироза. Иммунизация ею наряду с другими противоэпидемическими и профилактическими мероприятиями позволила снизить заболеваемость лептоспирозом в Южном регионе России. Авторы провели анализ научных направлений по совершенствованию лептоспирозной вакцины. Ключевые слова: лептоспироз, вакцина, эпидемиологические материалы
Prospects of Application and Improvement of Leptospiral Vaccine for People
B.F. Vachayev1, E.A. Yagovkin1, Yu.V. Ananyina2, I.L Yuryeva1, L.V. Sayapina3, V.F. Kondratenko1
1 Federal Budgetary Institution of a Science «Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology», Rospotrebnadzor, Rostov-on-Don (rostovniimp@mail.ru)
2 Federal Budgetary Institution of a Science «N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology», Ministry of Public Health of Russia, Moscow
3 Federal State Budgetary Institution «Scientific Center for Expertise of Medical Products», Ministry of Public Health of Russia, Moscow Abstract
Epidemiological materials about application of a new vaccine against leptospirosis for people are presented. Vaccination by a new vaccine with other antiepidemic and preventive actions allowed to reduce incidence leptospirosis in the Southern region of Russia. Authors carried out the analysis of scientific researches for improvement of production of a leptospirosis vaccine. Key words: leptospiroses, vaccine, epidemiological materials
Введение
Существование на территории России активных природных и антропургических очагов лептоспирозной инфекции представляет постоянную угрозу возникновения спорадической и групповой заболеваемости людей.
Вакцинопрофилактика лептоспироза - тяжелого природно-очагового заболевания - важная составная часть общих противоэпидемических и профилактических мероприятий, проводимых при этой инфекции.
С целью специфической профилактики в стране до 1999 года применялась поливалентная корпускулярная гретая феноловая вакцина, иммунологическая эффективность которой составляла не более 18%. Ее существенными недостатками были наличие чужеродного кроличьего белка, повышающего реактогенность, необходимость двукратного введения большого объема препарата и невозможность использования вакцины для иммунизации детского контингента.
Напряженная эпидемиологическая ситуация по лептоспирозу в России и мире, вызванная актива-
цией агрессивного иктерогеморрагического лептоспироза, потребовала ускорения работ по совершенствованию лептоспирозной вакцины.
В 1998 году были закончены работы по созданию новой лептоспирозной вакцины. В отличие от ранее выпускаемой новая вакцина представляла собой концентрированный корпускулярный, очищенный от чужеродного кроличьего белка иммунобиологический препарат. В вакцине были использованы производственные штаммы леп-тоспир групп: L. icterohaemorhagiae, Ь pomona, Ь grippotyphosa, Ь sejroe, - которые соответствовали наиболее распространенным на тот период в Российской Федерации и странах СНГ штаммам. Повышение вакцинирующих доз и количественная стандартизация клеток лептоспир позволили не только поднять иммунобиологическую эффективность вакцины, но и снизить дозы и кратность вакцинации (однократная вакцинация в дозе 0,5 мл). Отсутствие в препарате кроличьего белка позволило сократить число ограничений на его применение и осуществлять вакцинацию детей.
Цель данной работы - обобщить опыт применения новой вакцины против лептоспироза и выявить перспективы дальнейших работ по совершенствованию вакцинопрофилактики лептоспироза.
Материалы и методы
Лептоспироз относится к группе природно-оча-говых инфекций, при которых эффект от вакцинопрофилактики определяется степенью изученности эпидемиологии, эпизоотологии лептоспироза на отдельных территориях. В связи с этим расширению объема вакцинации предшествовали эпидемиологические и эпизоотологические исследования. Для изучения были выбраны наиболее неблагополучные по лептоспирозу территории Южного и Северо-Кавказского регионов (Краснодарский край, Ростовская область, Республика Адыгея).
В работе использованы статистические данные по заболеваемости лептоспирозом в РФ и ее федеральных округах с 1999 по 2010 год (форма 2) и статистический отчет о проведенных прививках (форма 6).
Проведен анализ данных по заболеваемости лептоспирозом до и после введения в практику здравоохранения новой очищенной концентрированной вакцины. Для подтверждения достоверности полученных результатов использован прямой метод стандартизации [3].
Все статистические материалы предоставлены Федеральной службой и территориальными управлениями Роспотребнадзора.
Результаты и обсуждение
Были получены новые научные данные о распространенности лептоспироза, особенностях функционирования природных и антропургических очагов на отдельных территориях, Это позволило провести ландшафтно-эпидемиологическое районирование, выявить зоны повышенного эпидемиологического риска для целенаправленной вакци-нопрофилактики, что уменьшало затраты [7 - 9]. С 1999 года в Российской Федерации для профилактики лептоспироза применяется только но-
вая концентрированная очищенная поливалентная вакцина [11, 13].
В таблице 1 представлены данные по применению новой вакцины в Российской Федерации для профилактики. Как видно из таблицы, начиная с 1999 года провакцинировано около 600 тыс. человек, наибольшее количество - на Юге России, в Южном и Северо-Кавказском округах, где до внедрения в практику новой вакцины отмечался наиболее высокий уровень заболеваемости лептоспи-розом.
С целью оценки эффективности новой поливалентной концентрированной очищенной вакцины для профилактики лептоспироза у людей и влияния иммунизации на тенденцию развития эпидемического процесса проанализирована заболеваемость лептоспирозом в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах с 1992 по 2010 год.
Анализируемый период был разделен на два: с 1992 по 1998 год - до внедрения новой вакцины - и с 1999 по 2010 - после внедрения.
На рисунке 1 показана динамика заболеваемости лептоспирозом в Южном федеральном округе на 100 тыс. населения. Представленные данные свидетельствуют о том, что после применения новой вакцины наблюдается статистически значимое снижение уровня заболеваемости людей лептоспирозом - в 2,8 раза (до вакцинации среднегодовой показатель заболеваемости за 7 лет составил 3,77 на 100 тыс. населения, а с применением новой вакцины среднегодовой показатель заболеваемости за 11 лет снизился до 1,34).
Для лептоспироза, как и для других природно-очаговых инфекций, характерны периодические подъемы заболеваемости, связанные с активизацией природных и антропургических очагов инфекции и контакта с ними населения. Наибольшая заболеваемость за изучаемый период была зарегистрирована в 1997 и 2004 годах. Причем в 1997 году новая вакцина еще не применялась, а в 2004 году она уже использовалась. В связи с этим был проведен
Таблица 1.
Вакцинация населения Российской Федерации новой лептоспирозной вакциной
Наименование территории Количество привитых по годам (абс.) Всего %
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Российская Федерация 74 393 34 338 38 328 70 286 67 765 39 652 39 129 49 295 54 350 48 122 41 899 35 708 593 265 100
Южный и СевероКавказский федеральные округа 70 564 30 817 34 620 65 763 62 948 36 366 36 755 47 299 52 640 45 265 39 645 33 428 556 110 93,7
Другие округа Российской Федерации 3829 3521 3708 4523 4812 3286 2374 1996 1710 2857 2254 2280 37 155 6,3
Рисунок 1.
Заболеваемость лептоспирозом в Южном федеральном округе (на 100 тыс. населения) до и после введения вакцинации
детальный анализ заболеваемости лептоспирозом в эти годы. Выяснилось, что если до внедрения в практику новой лептоспирозной вакцины в 1997 году на долю Южного федерального округа приходилась основная часть заболеваемости - 71%, то в 2004 году (после внедрения и интенсивного использования новой вакцины) - лишь 25% от общей заболеваемости в РФ. Очевидно, вакцинация новым иммунобиологическим препаратом позволила контролировать уровень заболеваемости лептоспирозом в Южном федеральном округе, где иммунизация населения (особенно Краснодарского края, Республики Адыгея, Ростовской области) была наиболее активной. В связи с вышеизложенным представляло
интерес сравнить заболеваемость лептоспирозом и охват вакцинацией в Российской Федерации по округам в 2008 - 2010 годах. Результаты представлены в таблице 2. Полученные данные свидетельствуют о неравномерности заболеваемости лепто-спирозом по территориальным округам Российской Федерации. За указанный период наибольшая заболеваемость регистрировалась в Северо-Западном, Приволжском и Центральном округах, где уровень заболеваемости превысил не только общероссийский показатель, но и показатели по Южному и Северо-Кавказскому округам. Процент прививок в Северо-Западном, Приволжском и Центральном округах составил в среднем в 2008 - 2010 го-
Таблица 2.
Заболеваемость лептоспирозом и охват прививками в Российской Федерации по федеральным округам в 2008 - 2010 годах
Наименование территории заболеваемость лептоспирозом (на 100 тыс. населения) Вакцинированное против лептоспироза население (количество привитых/%)
2008 г. 2009 г. 2010 г. в среднем за 3 года 2008 г. 2009 г. 2010 г. в среднем за 3 года
Российская Федерация 0,43 0,35 0,26 0,35 448 122/100 41 899/100 35 708/100 41 910/100
Центральный ФО 0,44 0,47 0,42 0,44 1218/2,53 1466/3,50 839/,35 1174/2,80
Северо-Западный ФО 0,86 0,65 0,59 0,70 391/0,81 99/0,24 571/1,59 354/0,84
Южный ФО 0,31 0,63 0,32 0,42 30 090/62,5 31 499/75,2 30 300/84,8 30 630/73,1
СевероКавказский ФО 0,09 0,45 0,25 0,26 15 175/31,5 8146/19,4 3128/8,7 8816/21,0
Приволжский ФО 0,84 0,38 0,17 0,46 271/0,56 253/0,60 67/0,19 197/0,47
Уральский ФО 0,02 0,02 0,02 0,02 947/1,97 416/0,99 790/2,22 718/1,71
Сибирский ФО 0,11 0,05 0,07 0,08 0 0 0 0
Дальневосточный ФО 0,12 0,02 0,06 0,07 30/0,06 20/0,05 13/0,04 21/0,05
дах соответственно 0,84; 0,47 и 2,8% от прививок в Российской Федерации, что крайне недостаточно и не соответствует уровню напряженности эпидемиологической ситуации по лептоспирозу в этих регионах. Охват прививками наибольший в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах, и этот уровень иммунизации позволяет поддерживать стабильный уровень заболеваемости, достигнутый в период введения в прививочную практику новой лептоспирозной вакцины.
Роль вакцинопрофилактики особенно важна для предупреждения заболеваемости в экстремальных условиях - при ликвидации последствий землетрясений, паводков и других катастроф, когда риск заболеваемости природно-очаговыми инфекциями значительно увеличивается.
Опыт Южного федерального округа показал, что применение новой вакцины в экстремальных условиях было эффективным методом защиты населения. Так, в Ростовской области в 2003 году многие территории были подвергнуты затоплению и как следствие - высокому риску заражения людей лептоспирозом. В экстренном порядке были приняты меры по увеличению охвата прививками людей на этих территориях. Было привито около 40 тыс. человек, и в этом же году было зарегистрировано всего 9 случаев лептоспироза. Для сравнения: в 2000 году при затоплении территории было привито всего 5150 человек и зарегистрировано 49 случаев заболевания среди непривитых.
Аналогичные подходы к вакцинации в экстремальных условиях осуществлялись и в других субъектах Российской Федерации, что позволило не допустить подъема заболеваемости и снизить экономический ущерб.
Предотвращенный экономический ущерб от заболеваемости лептоспирозом, рассчитанный в соответствии с МУ 3.3.1878-04 [14], в Южном и СевероКавказском федеральных округах в 2003 - 2007 годах составил 81 320 тыс. рублей [14].
Лептоспироз относится к числу природно-оча-говых инфекций, вызываемых лептоспирами, имеющими 250 сероваров. При этом происходит постоянная смена возбудителей в разных регионах мира, в том числе в Российской Федерации и странах СНГ, что требует совершенствования системы санитарно-эпидемиологического мониторинга лептоспироза и системы лабораторной диагностики, в том числе с использованием молекулярных методов [2].
Качество вакцины во многом определяется соответствием состава штаммов, входящих в нее, циркулирующим в природе. В настоящее время в России и мире увеличивается количество заболеваний лептоспирозом, вызванным L. oanicola [1, 10, 12]. В существующей вакцине нет штамма серогруппы Canicola, что потребует введения данного штамма в состав лептоспирозной вакцины.
Пейзаж лептоспир, циркулирующих в природных и антропургических очагах лептоспироза
на определенных территориях, различен, поэтому важнейшее значение имеют полнота учета заболеваемости лептоспирозом, качество лабораторной диагностики и возможность получения для производства свежевыделенных штаммов лептоспир. Вакцины, приготовленные из региональных штаммов лептоспир, могут быть более иммуногенны при использовании на этих территориях.
При производстве лептоспирозной вакцины имеются проблемы биотехнологического характера, требующие решения. Это прежде всего сохранение вирулентных, патогенных и иммуногенных свойств выделяемых и используемых для производства штаммов лептоспир, поскольку наиболее распространенный метод лиофильного высушивания не может быть применен для лептоспир, а сохранение штаммов в условиях содержания их в парах жидкого азота трудоемко и экономически малорентабельно. Исследования в этом направлении должны вестись не только в плане усовершенствования технологии лиофильного высушивания, но и в направлении защиты очень лабильных мембранных структур лептоспир.
Перспективна разработка бесклеточных вакцин, обладающих меньшей реактогенностью при повышении иммуногенных свойств, так как создается возможность отобрать и использовать имму-нологически наиболее значимые, хорошо охарактеризованные и стандартизованные антигенные препараты. В наших ранних работах [4, 15] была показана возможность получения иммуногенных препаратов из мембран патогенных лептоспир.
Одной из малоизученных проблем при леп-тоспирозе является существование антигенов, которые выделяются при культивировании и имеют токсическую природу. Поиск экзотокси-ческих субстанций у лептоспир пока не привел к положительным результатам, а токсигенность и протективные свойства лептоспир связывают с существованием в их оболочках гликолипидов [16]. Было показано, что антигены лептоспир могут секретироваться в культуральную среду, но их выделение в очищенном виде затруднено из-за связывания с компонентами среды культивирования [5]. Дальнейшие исследования должны быть направлены на поиск у лептоспир белковых токсических веществ.
Общеизвестно, что успехи в области молекулярной биологии произвели революцию в развитии биотехнологического направления - создании биопрепаратов, в том числе компонентов вакцин. В этой области ведутся работы и в отношении леп-тоспироза [6, 17]. Трудности, связанные с применением генно-инженерных исследований для получения лептоспирозных вакцин, обусловлены особенностью формирования протективного иммунитета, который при лептоспирозе носит группо- и типо-специфический характер, и для получения поливалентных вакцин требуется изготовление большого количества генно-инженерных компонентов. Тем
не менее генно-инженерные подходы могут быть перспективными для получения отдельных антигенов, и особенно токсинов.
С целью повышения иммуногенности лептоспи-розных вакцин представляется перспективным применение адъювантов, в том числе нового поколения, а также конъюгационных технологий, хорошо зарекомендовавших себя при модификации низкоимму-ногенных В-зависимых полисахаридных и липидных антигенов в Т-зависимые высокоиммуногенные препараты.
Выводы
1. Применение в системе противоэпидемических мероприятий новой лептоспирозной концентрированной вакцины на Юге России обеспечило стойкое снижение уровня заболеваемости людей лептоспирозом.
2. Показана эффективность применения новой лептоспирозной вакцины в экстремальных условиях (затопление), при которых возрастает риск заболеваемости лептоспирозом.
3. Повышение иммунизирующих доз и количественная стандартизация клеток лептоспир позволили поднять иммунобиологическую эффективность вакцины, снизить объем вводимой дозы и кратность вакцинации.
4. Отсутствие в вакцинном препарате гетерогенного кроличьего белка позволило снизить ограничения на его применение и сделало возможным использование у детей.
Перспективна работа по совершенствованию вакцины - введение в состав новых эпидемически значимых штаммов лептоспир и применение новых биотехнологий в производстве. Ш
Литература
1. Ананьина Ю.В. Природно-очаговые бактериальные зоонозы: современные тенденции эпидемиологического проявления // Микробиология. 2002. № б. С. B6 - 90.
2. Ананьина Ю.В. Лептоспирозы людей и животных. Тенденции распространения и проблемы профилактики // Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2010. № 3. С. 13 - 1б.
3. Бессмертный Б.С., Ткачева М.Н. Статистические методы в эпидемиологии. - Медгиз., 19б1. С. 3б - 42.
4. Вачаев Б.Ф. Иммунохимические и биологические свойства мембранных структур лептоспир: Дис. ... к.б.н. - Ростов-на-Дону, 1993. С. 115.
5. Вачаев Б.Ф., Юрьева И.Л., Яговкин Э.А. и др. Изучение экзогенного антигена лептоспир серогруппы Icterohaemorrhagiae серовара Copenhagen, штамм Крыса 2 / Материалы X Всероссийской научно-практической конференции «Лептоспироз». Анапа. 1B - 20 сентября 2003 г. С. 121.
6. Дайн А.А., Розинов М.Н., Гольцмайер Т.А. и др. Клонирование и экспрессия гена гемолизина Leptospira в E. coli // Микробиология. 19B5. № 7. С. 7 - 10.
7. Жукова Л.И., Рафеенко Г.К., Никишина Т.Ф. и др. Клинико-эпидемиологическая характеристика лептоспироза в Краснодарском крае в многолетней динамике // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2010. № б. С. 15, 20.
B. Кондратенко В.Ф., Бунин И.К., Яговкин Э.А. и др. Антропогенная трансформация ландшафтов и природные очаги некоторых инфекций в Ростовской области / Экология человека. Механизмы интеграции биологических систем. Проблемы адаптации: Тезисы докладов научно-практической конференции. Ростов-на-Дону, 29 - 31 мая 1990 г. С. 152 - 153.
9. Кондратенко В.Ф., Яговкин Э.А., Калашников И.А. и др. Ландшафтно-эпидемиологическая характеристика лептоспироза в Краснодарском крае и Республике Адыгея / Гомеостаз и инфекционный процесс: Тезисы докладов Международной конференции. Саратов, 199б. С. 12B.
10. Малахов Ю.А., Панина А.Н., Соболева Г.Л. Лептоспироз животных. - Ярославль: Диапресс, 2001. - 5B4 с.
11. Профилактика лептоспирозной инфекции у людей // Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.7.2B35.11, утвержденные постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации 20.01.2011 г. № б.
12. Стоянова Н.А., Бадра Б., Токаревич Н.К. и др. Эпизоотическая ситуация по лептоспирозу и ее эпидемические проявления в условиях Санкт-Петербурга // Диагностика, профилактика и лечение лептоспироза людей и животных. - М., 2007. С. б3, б4.
13. Эпидемиология, диагностика и профилактика заболеваний людей лептоспирозами: Методические указания МУ 3.1.112B-02. - М.: Минздрав России, 2002.
14. Экономическая эффективность вакцинопрофилактики: Методические указания МУ 3.3.1B7B-04, утв. Гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 04.03.2004.
15. Яговкин Э.А. Экспериментально-теоретическое обоснование принципов создания новых вакцин против лептоспироза: Дис. . д.м.н. - Ростов-на-Дону, 1995. С. 239.
References
1. Anan'ina Ju.V. Prirodno-ochagovye bakterial'nye zoonozy: sovremennye tendencii epidemiologicheskogo projavlenija // Mikrobiologija. 2002. № б. P. B6 - 90.
2. Anan'ina Ju.V. Leptospirozy ljudej i zhivotnyh. Tendencii rasprostranenija i problemy profilaktiki // Epidemiologija i Vakcinoprofilaktika. 2010. № 3. S. 13 - 1б.
3. Bessmertnyj B.S., Tkacheva M.N. // Statisticheskie metody v epidemiologii - Medgiz. 19б1. P. 3б - 42.
4. Vachaev B.F. Immunohimicheskie i biologicheskie svojstva membrannyh struktur leptospir: Dis. ... k.b.n. - Rostov-na-Donu. 1993. P 115.
5. Vachaev B.F., Jur'eva I.L., Jagovkin Je.A. i dr. Izuchenie ekzogennogo antigena leptospir serogruppy Icterohaemorrhagiae serovara Copenhagen, shtamm Krysa 2 / Materialy X Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Leptospiroz». Anapa. 1B - 20 sentjabrja 2003 g. P 121.
6. Dajn A.A., Rozinov M.N., Gol'cmajer T.A. i dr. Klonirovanie i ekspressija gena gemolizina Leptospira v E. coli // Mikrobiologija. 19B5. № 7. P. 7 - 10.
7. Zhukova L.I., Rafeenko G.K., Nikishina T.F. i dr. Kliniko-epidemiologicheskaja harakteristika leptospiroza v Krasnodarskom krae v mnogoletnej dinamike // Epidemiologija i infekcionnye bolezni. 2010. № б. P. 15 - 20.
B. Kondratenko V.F., Bunin I.K., Jagovkin Je.A. i dr. Antropogennaja transformacija landshaftov i prirodnye ochagi nekotoryh infekcij v Rostovskoj oblasti / Ekologija cheloveka. Mehanizmy integracii biologicheskih sistem. Problemy adaptacii: Tezisy dokladov nauchno-prakticheskoj konferencii. Rostov-na-Donu, 29 - 31 maja 1990 g. P 152 - 153.
9. Kondratenko V.F., Yagovkin Ye.A., Kalashnikov I.A. i dr. Landshaftno-epidemiologicheskaja harakteristika leptospiroza v Krasnodarskom krae i Respublike Adygeja / Gomeostaz i infekcionnyj process: Tezisy dokladov Mezhdunarodnoj konferencii. - Saratov, 199б. P. 12B.
10. Malahov Ju.A., Panina A.N., Soboleva G.L. Leptospiroz zhivotnyh. - Jaroslavl': Diapress, 2001. - 5B4 p.
11. Profilaktika leptospiroznoj infekcii u ljudej // Sanitarno-epidemiologicheskie pravila SP 3.1.7.2B35.11, utverzhdennye postanovleniem Glavnogo gosudarst-vennogo sanitarnogo vracha Rossijskoj Federacii 20.01.2011 g. № б.
12. Stojanova N.A., Badra B., Tokarevich N.K. i dr. Epizooticheskaja situacija po leptospirozu i ee epidemicheskie projavlenija v uslovijah Sankt-Peterburga // Diagnostika, profilaktika i lechenie leptospiroza ljudej i zhivotnyh. - M., 2007. P. б3, б4.
13. Epidemiologija, diagnostika i profilaktika zabolevanij ljudej leptospirozami: Metodicheskie ukazanija MU 3.1.112B-02. - M.: Minzdrav Rossii, 2002.
14. Ekonomicheskaja effektivnost' vakcinoprofilaktiki: Metodicheskie ukazanija MU 3.3.1B7B-04, utv. Gl. gos. sanitarnym vrachom Rossijskoj Federacii G.G. On-ishchenko 04.03.2004.
15. Yagovkin Ye.A. Eksperimental'no-teoreticheskoe obosnovanie principov sozdanija novyh vakcin protiv leptospiroza: Dis. ... d.m.n. - Rostov-na-Donu, 1995. P. 239.
16. Masuzawa T., Natsumato T., Nakamuru R. et al. Protectim activity of glycolipid antigen agaiust infection by Leptospira interogans serovar canicola // J. of Geg. Microbiol. 1992. V. 13б. P. 327 - 330.
17. Rand P.P., Segers R., Vouder Drift. et al. Molecular analysis of sphingomyelina G. Geni Leptospira interrogans serovar hardio // Jnfect. Jmman. 1990. V. 5B17. P. 2177 - 21B5.
