CC BY
675
ЛЕКЦИИ
Для цитирования: Сидорчук, А.А. История создания вакцин и вакцинации. Часть I. Краткое введение в вакцинологию / А.А. Сидорчук УДК 619 (091): 615.371
// Российский ветеринарный журнал. — 2018. — № 1. — С. 19-21.
For citation: Sidorchuk A.A., History of Vaccines and Vaccination. Part I. Brief Introduction into Vaccinology, Rossijskij veterinarnyj zhur-nal (Russian veterinary journal), 2018, No. 1, pp. 19-21.
История создания вакцин и вакцинации. Часть I. Краткое введение в вакцинологию
А.А. Сидорчук, доктор ветеринарных наук, профессор, заведующий кафедрой эпизоотологии и организации ветеринарного дела.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии — МВА имени К.И. Скрябина» (109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23).
В статье приведены предварительные сведения об истории создания и применения вакцин при инфекционных болезнях животных. Особое внимание уделено взаимодействию в области медицины и ветеринарии, поскольку вакцинология как раздел науки об инфекционных болезнях едина в плане сохранения здоровья животных и людей. В дальнейшем будут даны примеры создания и применения вакцин при конкретных болезнях.
Ключевые слова: вакцина, вакцинация, вакцинология, история вакцинации.
Сокращения: КРС — крупный рогатый скот, МЭБ — Международное Эпизоотическое Бюро, DIVA — Differentiating infected from vaccinated individuals (дифференциация инфицированных от вакцинированных лиц)
Эпидемии (массовые заразные болезни человека) и эпизоотии (аналогичные болезни животных) преследуют человечество на протяжении всей его истории. В течение многих тысячелетий медицина и ветеринария были единой «врачевательной» наукой и практикой.
Начало развития науки о предупреждении инфекционных болезней
Издавна лекари предполагали существование т. н. «заразного начала», способного передаваться от больного животного к здоровому. Еще за тысячу лет до нашей эры в Китае предпринимались попытки искусственно иммунизировать детей, надевая на них рубашки, пропитанные содержимым оспенных поражений. Древние индусы также имели представление об оспе человека и могли знать о пользе прививок. Древнегреческий историк Фукидид (около 460-400 гг. до н.э.) обратил внимание на приобретенный иммунитет у людей, переболевших чумоподобной болезнью. Он писал: «.. .лица, перенесшие болезнь, не заболевают вновь».
Позже, в средние века, было отмечено, что скот в странах восточной Европы — т. н. «серые породы» Молдавии, Сербии, Венгрии и России — более устойчив к чуме КРС, что привело в существенному перемещению КРС из Восточной Европы в Западную. Так, согласно некоторым источникам, между 1401 и 1450 гг. более 155000 коров были переправлены на Запад. Сегодня всем известно, что в данном случае в живом организме работает мощный защитный механизм — иммунитет.
На протяжении длительного периода эмпирические наблюдения животноводов были связаны с поисками каких-либо «жидкостей» от больных животных, способных защитить стада от массовых опасных болезней. Подводя исторические итоги, можно сказать, что, несмотря на все усилия ученых и практиков, на протяжении многих лет борьба с эпизоотия-ми не увенчивалась радикальными успехами, пока
в конце XIX — начале XX века не появился такой мощный инструмент, как вакцинация.
Появление вакцинологии
Практические аспекты вакцинации животных имеют научную историю, тесно связанную с применением вакцин для людей: вакцинация животных служит биологической моделью. Кроме того, ряд болезней людей имеют животный резервуар в природе (например, бешенство, грипп и др.), видовые барьеры инфекций животных и людей часто пересекаются, и многие эпизоотические болезни потенциально опасны для человека. Все это указывает на необходимость тесного сотрудничества в исследованиях медиков и ветеринаров. Наверное, одним из первых об этом задумался английский ученый Эдвард Дженнер (Edward Anthony Jenner), а позже блестяще реализовал французский биолог и химик Луи Пастер (Louis Pasteur).
История вакцинологии наглядно демонстрирует важность совместной работы «двух медицин» (по образному выражению Шарля Мерьё (Charles Merieux) — одного из соратников Л. Пастера, а впоследствии создателя крупнейшей биотехнологической компании — производителя вакцин). При внедрении в производство ветеринарные вакцины проходят тщательные контрольные исследования на безопасность на всех стадиях производства. В этом нет фундаментальных различий с медицинскими вакцинами. «Две медицины» работают вместе.
Хорошо известно, что Л. Пастер, химик по образованию, начинал свои исследования с разработки методов сохранения виноградного вина и изучения болезни личинок шелкопряда. При этом он анализировал обширную информацию, которую получал от ученых-биологов, ветеринаров, агрономов, врачей, фермеров и пастухов (при этом ветеринары и животноводы играли преобладающую роль), шаг за шагом продвигаясь к своему триумфу. В 1881 г. на основе предварительных исследований Л. Пастер принялся за интенсивную программу про-Луи Пастер филактики против всех болез-
Louis Pasteur ней потенциально инфекци-
А.А. Сидорчук
Эмиль Ру
Pierre Paul Emile Roux
Роберт Кох
Heinrich Hermann Robert Koch
Эмиль фон Беринг Emil Adolf von Behring
онной природы. Эмоциональную речь во французской академии наук в этом году он назвал «Вирус-вакцина» (имея в виду вирус как синоним аттенуированного микроба, который он обозначил как вакцину). «Мы имеем сейчас вирусную вакцину. Эта вакцина может защищать от смерти, не будучи смертельной сама» (Л. Пастер, 1881). В это время он достиг успеха только в отношении двух таких препаратов и это были вакцины для животных — против холеры кур и сибирской язвы.
Не все ветеринары немедленно поверили в микробную теорию болезней, но эксперименты, выполненные в полевых условиях, доказывали правоту идеи. Так, например руководитель Лионской ветеринарной школы Жан-Батист Шово (Jean Baptiste Auguste Chauveau) сразу поддержал новую идею, а Анри Булей (Henri Marie Bouley), тогда директор престижнейшей ветеринарной школы Альфорт, долго оставался приверженцем доктрины спонтанного самозарождения. Однако в 1877 г. под влиянием группы молодых педагогов, работавших с Эдмоном Нокаром (Edmond Nocard), он полностью поменял свое мнение и установил регулярные контакты с Пастером по поводу вакцинации, как людей, так и животных. Использование слова «вакцина» в качестве генерирующего термина для обозначения всех вакцин — уже созданных и будущих, а не только для дженнеровских — вошло в международное научное сообщество в 1880 г., то есть еще до того, как это слово попало во французский словарь.
Вакцины, предназначенные для животных (ветеринарные вакцины), используют для защиты всевозможных видов животных от инфекционных болезней. Но они также косвенно, опосредованно защищают людей от зоонозов — болезней, общих человека и животных.
Дальнейшие эпизоды иллюстрируют тесную связь между медицинскими и ветеринарными вакцинами, которая сохраняется до сих пор. В некоторых случаях вакцины вначале были разработаны в медицине, в других это были вакцины ветеринарного назначения. В частности разработка вакцин для животных опережала медицинские в профилактике паразитарных болезней (вакцина против шистозомиаза и легочных па-разитозов КРС, ценуроза овец, бабезиоза собак и др.).
Оценивая вклад Л. Пастера в создание вакциноло-гии как науки и сферы практической ветеринарной деятельности, следует отметить важность разработки этим
великим французским ученым не столько самих первых вакцин, сколько методов ослабления (аттенуации) вирулентных свойств возбудителей, что сделало возможным применение их в качестве живых антигенов, стимулирующих выработку иммунитета в живом организме.
Тот факт, что вирулентность возбудителей может повышаться при пассажах от одного организма к другому в течение эпидемии или эпизоотии, известен как медикам, так и ветеринарам. То, что вирулентность может падать при пассажах на других видах животных, было подмечено наблюдательными ветеринарами. Эта особенность сыграла решающую роль в исследованиях пастеровской школы.
В 1876 г. французский ветеринар Анри Туссейн (Henry Toussein) выделил бактерию, вызывающую холеру у кур (сейчас она называется Pasteurella multicida). При работе в лаборатории Пастера она периодически терялась при пересевах. Однажды один из ассистентов Пастера забыл ее на выходные. При заражении кур выяснилось, что эта «забытая» культура потеряла вирулентность, а сами куры приобрели резистентность к последующим заражениям вирулентной культурой. Этот случайный факт привел исследователей к испытанию аттенуации культур путем пересевов на средах с длительным интервалом, который разрабатывал в частности Эмиль Ру (Pierre Paul Emile Roux). В 1881 г. по приглашению видных ветеринаров из региона Южной Франции Л. Пастер провел исследования по роже свиней и в частности по ослаблению возбудителя болезни, вызываемой бактерией, которая незадолго до этого была открыта Луисом Туильером (Luis Tuilier). Эта вакцина была лапинизированная — ослабленная путем пассажей через кроликов.
Современные достижения вакцинологии
Современные достижения вакцинологии всегда базировались на междисциплинарных биологических, медицинских и ветеринарных исследованиях.
В качестве примера можно привести разработку серотерапии — крупного достижения на пороге XX века. Основатель этого направления Эмиль фон Беринг (Emil Adolf von Behring), сотрудник Роберта Коха (Heinrich Hermann Robert Koch), прославился изобретением, совместно с Си-басабуро Китазато, противодифтерийной сыворотки. За это открытие Беринг стал первым Нобелевским лауреатом
История создания вакцин и вакцинации. Часть I. Краткое введение в вакцинологию
Эдвард Дженнер Edward Anthony Jenner
по биологии и медицине (1901). Все свои исследования он проводил на морских свинках. Получив положительный результат, Беринг перешел к лечению дифтерии у детей сывороткой морских свинок. Результат был превосходный. После этого быстро началось промышленное производство противодифтерийной сыворотки на лошадях. Институты, производящие сыворотку, стали создаваться в Европе, а затем и повсюду в мире. Болезнь была побеждена. Необходимо также отметить, что этому событию предшествовало открытие в 1888 году Эмилем Ру и Александром Ерсеном (Alexandre Emile Jean Yersin) растворимых продуктов в культуре дифтерийных бактерий (дифтерийного токсина) в экспериментах на животных. Открытие лечебно-профилактических свойств сывороток имело огромное значение в развитии иммунологии и вакцинологии.
А.Т. Гленни (AT. Glenny) и Б.Е. Хопкинс (B.E. Hopkins) в 1923 году и независимо от них Гастон Рамон (Gaston Ramon) в 1924 году добавили еще один важный инструмент в отношении бактерий, у которых фактором вирулентности является токсин (в частности вызывающие дифтерию, столбняк и другие клостридиозы у людей и животных). Следствием чего стало производство антитоксических сывороток (антитоксинов) для создания пассивного иммунитета. Это открытие стало моделью для других подобных препаратов.
Другой пример успешного взаимодействия медицины и ветеринарии — открытие адьювантов Г. Рамоном (1886-1963), ветеринаром из Пастеровского института, который впоследствии стал одним из первых генеральных директоров МЭБ, созданного в Париже (1924). Г. Рамон разработал анатоксинвакцину против столбняка (1924). Открытие возможности предохранения от токсических инфекций носило универсальный характер. В процессе работы было также установлено, что эффективность этого «анатоксина» может быть повышена при добавлении к специфическому антигену субстанции, известной как адъювант иммунитета, например гидрок-сида алюминия, Г. Рамон сделал это заключение при оценке различий эффективности в опытах, выполненных на лошадях при производстве антидифтерийной и антистолбнячной сыворотки. Таким образом, была создана первая убитая адъвантвакцина.
Хорошо известно, что первые вакцины представляли собой живые препараты, и некоторые парадоксально появились еще даже до открытия самих возбудителей болезней (в частности вирусов). Не менее важным этапом
• рвж •
стала разработка технологии изготовления более безопасных — убитых (инактивированных) вакцин, после того как американцы Даниэль Сальмон (Daniel Elmer Salmon) и Теобальд Смит (Theobald Smith) в 1886 году показали, что голуби могут быть защищены против инфекции саль-монеллеза свиней путем введения убитой нагреванием культуры возбудителя. В конце XIX века убитые вакцины уже были разработаны против паратифов, чумы и холеры в медицине и для нескольких болезней животных.
Во второй половине XX века уже можно было ставить вопрос о тотальном искоренении ряда опасных болезней в отдельных странах, регионах мира и повсеместно.
С начала XXI века успехи молекулярной биологии сделали возможным конструировать вакцины (в том числе одну из первых против ящура), а также дифференцировать по серологическим тестам вакцинированных животных от инфицированных. В 1990-х в лабораториях по изучению ящура провели исследования о роли вирусных неструктурных белков в иммунном ответе и о их потенциальном использовании в диагностике. Это привело к важнейшим практическим достижениям. Вакцины, не содержащие неструктурные белки вируса, можно использовать для дифференциации в серологических реакциях вакцинированных животных от инфицированных (DIVA — технология). Это финал применения вакцин.
Вакцинация против болезни Марека у птиц — первый пример, когда вакцина стала способом контроля болезни опухолевой природы.
Новое направление ветеринарии — вакцинация дикой фауны. Так, благодаря систематической вакцинации европейских резервуаров красных лис удалось ликвидировать бешенство в большинстве западноевропейских стран. Вакцинация диких кабанов способствовала ликвидации классической чумы свиней в этом резервуаре. Вакцинируют даже дикую птицу против высоко патогенного гриппа и африканских буйволов против ящура.
В дальнейшем на нескольких примерах (оспа, сибирская язва, бешенство, туберкулез, ящур, чума КРС) будет ясно проявляться связь между исследованиями в медицине и ветеринарии. Первый такой пример взаимодействия между вакцинацией людей и животных, — это история создания вакцины против оспы человека. Позднее в XIX веке успех вакцинации против оспы стимулировал развитие вакцинации против других болезней, что дало возможность Л. Пастеру сформировать свою знаменитую программу: «для каждой болезни — вакцину».
ABSTRACT A.A. Sidorchuk.
Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology — MVA named after K.I. Scryabin (23a, Ac. Skryabin str., Moscow, 109472).
History of Vaccines and Vaccination. Part I. Brief Introduction into Vaccinology. The article gives preliminary information about the history of the creation and use of vaccines against infectious animal diseases. Particular attention is paid to interaction between human and veterinary medicine, since vaccinology, as a branch of the science of infectious diseases, is unified in deal of preserving the health of animals and humans. Further examples of the creation and use of vaccines for specific diseases will be given. Keywords: vaccine, vaccination, vaccinology, history of vaccination.
№ 1/2018 • 21
