CC BY
59
£Март 2008 г.
22. Феклисова Л. В., Мескина Е. Р., Галкина Л. А. и др.//Эпидемиология и инфекционные болезни. — 2003. — № 4. — С. 54-57.
23. Феклисова Л. В., Мескина Е. Р., Афанасьев С. С., Алешкин В. А. Препараты интерферона в лечении острых
кишечных инфекций у детей. Пособие для врачей. — М. — 2005.— 21 с.
24. Феклисова Л. В., Каражас Н. В., Савицкая Н. А. и др.//Детские инфекции. — 2005. — Т. 4. — № 1. — С.66-69.
ИММУНОАДЪЮВАНТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЦИТОКИНОВ
Никитина Т. Н., Авдеева Ж. И.
Институт стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Л. А. Тарасевича, Москва
В статье обобщены данные исследований влияния цитотокинов на развитие клеточного и гуморального иммунного ответа при сочетанном использовании их с различными вакцинами. Широкий спектр иммунобиологических эффектов цитокинов обусловливает возможность использования их в качестве иммуноадъювантов для стимуляции поствакцинального иммунитета. Приведены данные авторского опыта применения препаратов цитокинов («Беталейкин», «Ронколейкин» и др.) в качестве иммуноадъювантов при иммунизации экспериментальных животных вакциной против гепатита В.
Ключевые слова: цитокины, иммуноадъюванты, вакцины, иммунный ответ, иммуногенность
Стремление к созданию эффективных вакцин на основе высокоочищенных гомогенных антигенов (АГ) привело к необходимости применения адъювантов, поскольку известно, что при высокой степени очистки АГ его иммуногенная активность снижается. Так, в использовании адъювантов нуждаются высоко-очищенные вакцины из бактериальных лизатов, анатоксины, рекомбинантные и синтетические вакцины.
Адъюванты — это вещества, неспецифически усиливающие иммунный ответ на АГ [8]. Спектр соединений, используемых в качестве адъювантов в настоящее время, весьма разнообразен, также как и механизмы их действия [5, 8, 12, 35]. Различают следующие соединения, обладающие адъювантным действием, — минеральные адъюванты (минеральные коллоиды, растворимые соединения, кристаллоиды); растительные (сапонины); микробные, которые подразделяются на корпускулярные (БЦЖ и полный адъювант Фрейда, С. Parvum, В. Pertussis, Nocardia, L. Monocytogenes), субъединичные и растворимые (ЛПС, липид А, моно-фосфолипидА, пептидогликан, мурамилдепептид); синтетические (липопептиды, полиэлектролиты, гликопеп-тиды и др.); цитокины и пептиды со свойствами цитокинов (естественные цитокины, пептиды); препараты тимусного происхождения (Т-активин, тималин, ти-моптин и др.); препараты костномозгового происхождения (миелопид и его пептиды); сложные искусственные адъювантные системы (липосомы, микрокапсулы и др.).
Действие большинства адъювантов основано на про-лангировании действия АГ, что обеспечивается созданием «депо» АГ, замедлением его всасывания. Вследствие
сорбции АГ на определенных носителях происходит его удержание в местах, необходимых для экспонирования его антигенпрезентирующим клеткам и лимфоцитам (Лф). Такой эффект происходит при использовании алюминиевых квасцов, иммуностимулирующих комплексов [17, 36, 55], масляной микроэмульсии [29, 34, 56]. Эффект депонирования достигается также за счет использования липосом [5, 8, 17].
При использовании адъювантов бактериального происхождения (микроорганизмы, их лизаты, мембранные и рибосомальные фракции) происходит индукция воспалительного ответа и активация макрофагов (Мф) в месте введения. К адъювантам, воздействующим преимущественно на фагоцитарное звено иммунной системы, относятся также полиэлектролиты, в частности, полиоксидоний. Структурное объединение АГ и полимера-иммуностимулятора стимулирует миграцию фагоцитов, усиливает фагоцитарную активность Мф тканей, повышает их процессирующую активность [13, 14].
Действие адъювантов зависит от исходного иммунного статуса организма, предшествующего вакцинации. Адъюванты ускоряют развитие и повышают уровень иммунного ответа, увеличивают длительность его сохранения. Характерным является длительный подъем и медленное снижение напряженности поствакцинального иммунитета. При этом надежный иммунный ответ достигается с помощью малых доз АГ и малым числом иньекций препарата [8].
Традиционно используемые адъюванты, тем не менее, характеризуются и рядом отрицательных момен-
Э
ЕПАРАТЫ
тов. В участках введения вакцины и в регионарных лимфатических узлах они способны вызывать морфологические и биохимические изменения. В результате этого могут развиваться как местные, так и общие реакции на введение вакцины с адъювантом. Так, адъювантные смеси типа Фрейда, содержащие микробные компоненты, на экспериментальных моделях дают многочисленные побочные эффекты, которые проявляются в виде аллергического энцефалита и аллергического артрита. Адъюванты типа Фрейда не применяются в практике здравоохранения. К побочным эффектам, которые могут возникать при введении какого-либо адъ-юванта, относятся грануломатозные местные реакции, увеиты, артриты и др. Соединения алюминия, эффективные в отношении АГ, индуцирующих гуморальный иммунный ответ, могут вызывать развитие аллергических реакций.
Согласно современным представлениям, механизм действия большинства используемых в настоящее время адъювантов опосредуется через активацию эндогенных цитокинов. За счет этого адъюванты способны ускорять развитие иммунного ответа, повышать уровень иммунитета и увеличивать длительность его сохранения, стимулируя гуморальный, клеточный или оба вида иммунного ответа. Адъюванты, созданные на основе молекулярных агрегатов, способны воздействовать на цитоконовый профиль, изменяя его преимущественно по ТМ- или ТИ2-типу развития иммунного ответа [16, 49]. Направленная стимуляция того или иного вида иммунного ответа может быть достигнута подбором необходимых цитокинов. Следует иметь в виду, что при введении экзогенных цитокинов в качестве иммуноадъювантов происходит активация всей «ци-токиновой сети», сопровождающаяся синтезом эндогенных цитокинов, оказывающих влияние на развитие антигенспецифических иммунных реакций.
Наряду с внедрением в клиническую практику цито-кинотерапии, т.е. использования цитокинов в качестве лекарственных препаратов, в середине 90-х годов была предложена гипотеза о возможности применения цитокинов при вакцинации [26].
Имеются сообщения об исследовании адъювантных свойств цитокинов: И/1-1, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ИЛ-15, ИФу, ФНОа, колониестимулирующего фактора [1, 27, 31, 32, 45, 54]. Учитывая основные иммунобиологические свойства цитокинов, препараты на их основе использовали в качестве иммуноадьювантов на различных иммунологических моделях. Данные литературы свидетельствуют об успешном использовании отдельных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-12, ИЛ-15, ФНОа, ИФу), при вакцинации против ряда инфекций [2, 3, 41].
Адъювантный эффект ИЛ-1(3 связан с активацией Ти В-клеток на начальных стадиях развития иммунного ответа [24]. ИЛ-1Р способен усиливать проявления гуморального ответа. Отмечена стимуляция антителооб-разования к эритроцитам барана и овальбумину при иммунизации экспериментальных животных указанными АГ в сочетании с рчИЛ-1р [15, 52].
Эффективность ИЛ-1(3, как адъюванта, отмечена при вакцинации против гепатита В [10, 11, 50], инфекций, вызванных стрептококками и пневмококками [42], а также при иммунизации гриппозной вакциной [22, 57]. Несмотря на очевидный адъювантный эффект, приме-
нение ИЛ-1[3 представляет серьезную проблему из-за наличия пирогенных свойств (индукция лихорадки, синтез острофазовых белков и др.). Наибольший интерес в данном случае представляет нонапептид рчИЛ-1 р (фрагмент 163-171), который обладает иммуномоду-лирующими свойствами целой молекулы ИЛ-1р, но лишен ее провоспалительной активности [19]. Нонапептид, так же как и ИЛ-1р, стимулирует образование антител у мышей в ответ на Т-зависимый АГ (ЭБ) и Т-независимый (тип III пневмококкового полисахарида), при этом усиливается как IgM, так и IgG ответ [43]. В экспериментальных исследованиях выявлено, что ИЛ-1Р и его нонапептид значительно увеличивают уровни титров антител к HBsAg вируса гепатита В [38].
ИЛ-2 занимает важное место в иммуногенезе. Клетками- мишенями для ИЛ-2 являются Т- и В-Лф, натуральные киллеры, моноциты и тканевые Мф-подобные клетки. ИЛ-2 стимулирует клеточное деление как Т-Лф-хелперов, синтезирующих его в ответ на антигенную стимуляцию, так и Т-Лф — киллеров, действуя по ауток-ринному и паракринному типам [20]. Воздействуя наТ-Лф, он стимулирует продукцию самого ИЛ-2 и усиливает цитотоксические свойства, на В-Лф — стимулирует синтез антител, на натуральные киллеры — противоопухолевую активность, на моноциты — продукцию провоспалительных цитокинов, фагоцитоз и бактери-цидность. Оказываемое ИЛ-2 действие на компоненты иммунной системы предопределяет возможность использования его в качестве адъюванта при вакцинации. Это положение нашло свое отражение в исследованиях отечественных и зарубежных ученых [7, 23, 25, 30, 46].
Положительные результаты были получены при введении вакцины БЦЖ с ИЛ-2, который существенно повышал иммуногенность вакцины, что свидетельствует о перспективности его использования для эффективной профилактики и терапии туберкулеза [37].
Отмечена эффективность использования ИЛ-2 в качестве адъюванта с аутологичной вакциной, разрабатываемой для лечения пациентов с онкологической патологией. Введение аутологичных опухолевых клеток с одновременным использованием БЦЖ — вакцины в качестве адъюванта и ИЛ-2, как иммуностимулятора, эффективно предотвращало метастазирование после успешного оперативного лечения [58].
Установлена способность рчИЛ-2 повышать иммунный ответ при вакцинации экспериментальных животных против вируса простого герпеса 2 (ВПГ-2), бешенства [28, 43, 53]. При применении различных цитокинов (ИЛ-1а, ИЛ-2, ИФу) сочетано с инактивированной вирусной вакциной против бешенства отмечен наибольший стимулирующий эффект при использовании ИЛ-2 и ИФу, причем при совместном введении этих цитокинов количество вируснейтрализующих антител возрастало. Введение инактивированной антирабической вакцины с ИЛ-2 значительно усиливало протективный эффект вакцинации. Повышение иммуногенности вакцины коррелировало с интенсификацией клеточного иммунного ответа.
Иммуноадъювантное действие ИЛ-2 отмечено при одновременном его введении с гриппозной вакциной [49], вакцинами против ящура, бронхопневмоний, вирусных диареей крупного рогатого скота [39, 40, 51].
При сочетанном введении ДНК-вакцины против ВИЧ-1 и плазмиды с геном ИЛ-2 наблюдалось значи-
е
£ Март 2008 г.
тельное усиление специфического иммунного ответа против ВИЧ-1, что сопровождалось активацией Th-1 клеток [59].
ИФу и его индукторам отводят большую роль в формировании поствакцинального иммунитета [18]. В экспериментальных исследованиях адъювантный эффект ИФу продемонстрирован для вакцин против малярии, против бешенства [21], клещевого энцефалита [4]. При использовании ИФу в качестве адъюванта в сочетании с различными вакцинами (БЦЖ, противомалярийной, гриппозной, против вируса везикулярного стоматита) наблюдалось значительное усиление защиты против вызванной инфекции, что сопровождалось активацией показателей как клеточного, так и гуморального иммунного ответа [47].
При профилактическом применении вакцин против клещевого энцефалита, герпеса, острого энцефаломиелита человека в сочетании с экзогенным ИФ или индуктором ИФ отмечено увеличение общей резистентности животных к нейровирусным инфекциям [41, 47, 53].
Использование ФНОа в качестве адъюванта показало, что введение ФНОа со второй дозой АГ усиливает IgG ответ к бычьему сывороточному альбумину. Показана способность ФНОа повышать число антителообра-зующих клеток в селезенках мышей к Т-зависимому АГ в IgM ответе.
Адъювантный эффект И/1-3 при вакцинации связывают с его модулирующим влиянием на процессы презентации АГТ-хелперным клеткам, что достигается при условии одновременного введения цитокина и АГ. При этом стимуляция иммунного ответа наблюдается только для Т-зависимых АГ, что не свойственно АГ полиса-харидной природы [33].
Использование ИЛ-6 в качестве адъюванта при вакцинации предопределяется его иммуномодулирующи-ми свойствами. Показана способность ИЛ-6 стимулировать антителообразование у мышей к ЭБ в условиях in vitro и in vivo.
Сочетанное введение рекомбинантного АГ и адъюванта ИЛ-12 при токсоплазмозе приводило к стимуляции синтеза цитокинов Th 1 -типа и подавлению размножения возбудителя на 40%. Выявлена высокая эффективность ИЛ-12 при использовании его в качестве адъюванта противотуберкулезной вакцины [36]. Сравнение на мышах адъювантного эффекта цитокинов, синтезируемых Th1- и ТМ2-Лф, показало, что наибольшее усиление активности вирусной ДНК-вакцины против простого герпеса II типа наблюдается при использовании ИЛ-12 [54]. Стимулирующее влияние ИЛ-12 установлено и в отношении ВИЧ-1-специфической ДНК-вакцины [44]. Коиммунизация с плазмидой, несущей ген ИЛ-12, приводила к резкому возрастанию числа АГ-специфических цитотоксических Т-Лф [31 ].
Аналогичный эффект в отношении ДНК-вакцины против ВИЧ-1 показан также и для ИЛ-15 [60]. Внутримышечная иммунизация мышей липосомами, содержащими столбнячный анатоксин и ИЛ-15, приводила к возрастанию синтеза специфических иммуноглобулинов IgG, lgG2, lgG2b [29].
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что цитокины могут быть использованы в качестве иммуноадьювантов при вакцинации, обеспечивая активацию вакцинального процесса. В связи с
ростом иммунодефицитных состояний большое внимание в последнее время уделяется поиску средств и методов, направленных на повышение эффективности вакцинопрофилактики при указанных состояниях.
Увеличение роста заболеваемости гепатитом В и разнообразие путей передачи вируса делает актуальным вопрос, связанный с иммунопрофилактикой данного заболевания. Одним из основных методов профилактических мероприятий является иммунизация. Вакцина против гепатита В относится к одной из наиболее эффективных и безопасных вакцин, используемых в настоящее время. Однако, у лиц с частыми простудными, хроническими воспалительными заболеваниями, при травмах, ожогах, а также у ВИЧ-инфицированных и находящихся на гемодиализе, имеются проявления иммунодефицита. Указанные лица относятся к группе риска, поскольку у них наблюдается слабый иммунный ответ при вакцинации. Исследования, направленные на решение вопроса повышения эффективности вакцинации, имеют существенную значимость [6, 9].
Нами проведено изучение стимулирующих свойств ряда препаратов цитокинов при иммунизации экспериментальных животных, вакциной против гепатита В («Энджерикс», фирма С1ахо5тй1пК1те, Бельгия). Исследования проведены с использованием различных доз указанной вакцины.
В качестве иммуноадъювантов использовали препараты рекомбинантных цитокинов человека — «Бета-лейкин» (рекомбинантный ИЛ-1Р человека) (рчИЛ-1(3) (производство ФГУП ГосНИИ ОЧБ, Санкт-Петербург), «Ронколейкин» (рекомбинантный ИЛ-2 человека) (рчИЛ-2) (производство ООО «Биотех», Санкт-Петербург), а также «Имунофан» (производство ООО НПП «Бионокс», Москва), «Аффинолейкин» (производство Филиал ФГУП «НПО Микроген» МЗРФ «Пермское НПО «Биомед»). Все препараты условно обозначены термином «цитокины». Цитокины использовали как в виде монопрепаратов, так и комплекса, включающего «Бе-талейкин» и «Ронколейкин». Эксперименты проводили на мышах линии Ва1Ь/с. Часть экспериментов проводили на модели животных с индуцированной цикло-фосфаном иммуносупрессией.
Влияние препаратов цитокинов на иммуногенную активность вакцины против гепатита В оценивали по числу сероположительных животных, уровню специфических АТ к НВэАд, определению эффективной дозы, вызывающей сероконверсию у 50% животных (ЕД 50). Оценку результатов проводили в динамике (через 15 дн. после вакцинации и 15 дн. после ревакцинации).
Использование цитокинов при иммунизации животных показало, что введение препаратов цитокинов или их комплекса ведет к значительному увеличению числа серопозитивных животных по сравнению с контрольной группой, иммунизированных одним АГ. Так, в группе животных, иммунизированных вакциной с препаратом «Беталейкин», число серопозитивных животных после первого введения АГ составило 60%, вакциной с комплексом препаратов цитокинов («Беталейкин» и «Ронколейкин») — 45%, с препаратом «Имунофан» — 44,5%, с препаратом «Аффинолейкин» — 45%. Указанный показатель в контрольной группе составлял 30%.
После ревакцинации серонегативных животных на фоне повторного введения «Беталейкина» или «Ронко-лейкина» сероконверсия отмечена у 98-100% живот-
Э
L
ных, «Имунофана» — 80%, «Аффинолейкина» — 70%. В контрольной группе животных указанный показатель на 30 день после иммунизации составлял 66%.
У животных, иммунизированных вакциной на фоне введения препаратов цитокинов, отмечен более высокий уровень титров AT к HBsAg по сравнению с животными, вакцинированными только АГ.
В группах животных, с искусственно вызванным иммунодефицитом, также отмечено иммуностимулирующее действие препаратов цитокинов. Уровень серокон-версии и другие оцениваемые иммунологические показатели были существенно выше показателей контрольной группы, однако ниже по сравнению с животными без иммунодефицита.
Таким образом, экспериментальные данные свидетельствуют о перспективности применения препаратов цитокинов в качестве иммуноадъювантов.
Литература
1. Авдеева Ж. И.//Биопрепараты. — 2004. — № 4. — С. 2-6.
2. Авдеева Ж. И., Акользина С. Е., Алпатова Н. А., Медуницын Н. В.//Вопросы вирусологии. — 2005. — № 5. — С. 23-27.
3. Авдеева Ж. И., Акользина С. Е., Алпатова Н. А. и др.//Цитокины и воспаление. — 2007. — Т. 6. — № 2. — С.46-50.
4. Вильнер Л. М., Финогенова Е. В., Тихомирова Н. С. и др.//Вопросы вирусологии. — 1976. — № 1. — С. 70-75.
5. Воробьев А. А. Микробиология и иммунология.//М: «Медицина». — 1999. — 464 с.
6. Ершова О. И., Коленова Т. В., Шахгильдян И. В. и др.//Сб. тезисов Всероссийской конференции «Вакци-нология 2004. Медицинские иммунобиологические препараты для профилактики, диагностики и лечения актуальных инфекций». — Москва. — 2004. — С. 25.
7. Козлов В. К., Лебедев М. Ф., Егорова В. Н./Дегга Medica.— 2001. —С. 12-14.
8. Медуницын Н. В. Вакцинология.//М: «Триада-Х». — 2004. — 446 с.
9. Медуницын Н. В.//Сб. тезисов Всероссийской конференции «Вакцинология 2004. Медицинские иммунобиологические препараты для профилактики, диагностики и лечения актуальных инфекций». — Москва. — 2004. — С. 46-47.
10. Никитина Т. Н., Авдеева Ж. И.//Сб. тезисов Всероссийской научно-практической конференции «Вакцинология 2006. Совершенствование иммунобиологических средств профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней». — Москва. — 2006. — С. 73.
11. Никитина Т. Н., Авдеева Ж. И., Карпова Е. В.//Ма-териал 6-й Межд. конференции «Клинические исследования лекарственных средств». — Москва. — 2007. — С.82-83.
12. Петров Р. В., Хаитов Р. М., Атауаллаханов Р. И.// Иммуногенетика и искусственные антигены. — М: «Медицина». — 1983. — 256 с.
13. Петров Р. В., Хаитов Р. М. Искусственные антигены и вакцины.//М: «Медицина». — 1988. — 288 с.
14. Петров Р. В., Хаитов Р. М.//Intern. J. Immunoreabilitation. — 1999. — № 11. — С. 13-25.
15. Симбирцев А. С. Биология интерлейкина-1 человека в норме и патологи и.//Автореф. дис. ... докт. мед. наук. — СПб. — 1993.
ПРЕПАРАТЫ
16. Симбирцев А. С.//Иммунология. — 2004. — №4. — С.247-251.
17. Ярилин А. А. Основы иммунологии.//М: «Медицина». — 1999. — 607 с.
18. Ansher S., Thompson W., Habig W.//Vaccine. — 1991. —V. 9. — P. 277-283.
19. Antoni G., et al.//J. Immunol. — 1986. — V. 137. — P 3201-3206.
20. Arroyo P. J., Bash J. A., Wallack M. K.//Cancer Immunol. Immunother. — 1993. —V. 31. — P. 305.
21. Baer G. M.//ln: Int. Virol. — 3 Abstr. — Barselona. — 1975. — P. 218-220.
22. Blecha F., Reddy D. N., Chitko-McKown C. G. et al.//Vet. Immunol. Immunopathol. — 1995. — V. 44. — № 3-4. — P. 329-346.
23. ChowY-H., Huang W-L., Chi W-K. etal.//J. Virol. — 1997. —V. 71. — № 1. — P. 169-178.
24. Dinarello C. A. lnterleukin-1 .//FASEB J. — 1988. — V. 2. — P. 108-115.
25. Doyle M. V., NevellA. D., Nunberg J. H.etal. Human IL-2 as a vaccine adjuvant.//Pat. 5100664, USA, MKI5, A61K37/02, Cetus Corp. — 1992. — № 374602.
26. Heath A. W., Playfair J. H. L.//Vaccine. — 1992. — V. 10. — P. 427-434.
27. Hornef M. W., Noll A., Schirmbeck R. et al.//Med. Microbiol. Immunol. — 2000. — V. 189. — № 2. — P. 97-104.
28. Geissler M., Geisier A., Tokushige K. & Wands J. R.// J. Immunol. — 1997. — V. 158. — P. 1231.
29. Gursrl M., Gregpriadis G.//J. Drug Target — 1998. — V. 5. — № 2. — P. 93-98.
30. Gursel M., GregoriadisG.//J. Drug Target. — 1998. — V. 5. — № 2. — P. 93-98.
31. Kim J. J., Simbiri K. A., Sin J. I. et al.//J. Interferon Cytokine Res. — 1999. — V. 19. — № 1. — P. 77-84.
32. Kim J. J., Yang J. S., Montaner L. etal.//J. Interferon Cytokine Res. — 2000. —V. 20. — № 3. — P. 311-319.
33. Kimoto M., KindlerV., Higaki M. etal.//J. Immunol. — 1988.—V. 140. —P. 1889-1894.
34. Krup О. C., Kroll I., Bose G., Falkenberg F. W.// J. Immunotherapy. — 1999. —V. 22. — № 6. — P. 525.
35. Kurstak E. Modern vaccinology.//Plenum Medical book company. — New York and London. — 1993. -397 p.
36. Lindblad E. В., Elhay M. J., Silva R. et al.//lnfect. Immun. — 1997. — V. 65. — № 2. — P. 623-629.
37. Maes R. F.//Med. Hypothesis. — 1999. — V. 53. — № 1. — P. 32-39.
38. ManivelV., Rao К. V. S.//Vaccine. — 1991. — V. 9. — P. 395-397.
39. McCullough K. C., Pullen L. and Parkinson D.// Immunol. Lett. — 1991. — V. 31. — P. 41-46.
40. Nobiron I., Thompson I., Brownlie., Collins M. E.// Vet. Microbiol. — 2000. — V. 76. — № 2. — P. 129-142.
41. NotriaA., Rubin R. H.//Biotherapy. — 1994. —V. 7. — P. 261-269.
42. Nencioni L., Villa L., Tagliabue A. et al.//J. Immunol. — 1987. —V. 139. — P. 800-804.
43. Nürnberg J., Doule M. V., York S. M., York C. J.//Proc. Natl. Acad. Sei. USA. — 1989. — V. 86. - P. 4240-4243.
44. Okada E., Sasaki S., Ishii N. et al.//J. Immunol. — 1997.—V. 159.— P. 3638.
45. Pasquini S., Xiang Z., Wang Y. et al.//Immunol. Cell Biol. — 1997. — V. 75. — № 4. — P. 397-401.
G
