Негативні ефекти, індуковані ад''ювантами вакцин

Єлисеєва І.В.; Бабич Є.М.; Білозерський В.І.; Ждамарова Л.А.; Колпак С.А.

ОГЛЯДИ Л1ТЕРАТУРИ

УДК 615.371:615.06(045)

Елисеева 1.В., Бабич €.М., Блозерський В.1., Ждамарова Л.А., Колпак С.А. НЕГАТИВН1 ЕФЕКТИ, 1НДУКОВАН1 АД'ЮВАНТАМИ ВАКЦИН

Державна установа «1нститут мiкрoбioлoгN та iмунoлoгN iMeHi I. I. Мечникова НАМН УкраТни», м. Хармв

Оглядова стаття присвячена сучасному погляду на MexaHi3Mu ад'ювантност'1 i ефекти ад'ювант'т вакцин на здоров'я людини, в дослдах in vitro i на тваринних моделях. Охарактеризований синдром ASIA, до якого в'днесеш синдром Вiйни у Морсьюй Затоц (GWS), синдром макрофагального мофас-циту (MMF), силконозис i пслявакцинальнi феномени. Розглянутi iншi патолог'нш стани, котр!' по-вязують з можливою д'ею ад'ювантiв, а саме: Sick Building Syndrome (SBS), синдром Sjogren's (SjS), неврологiчнi деф1'цити под'бш до хвороби Альцгеймера, розлади спектру аутизма. За результатами експеримент'т простеженi етапи боперсистенцУ i транслокацУУ наночасточок алюмiнiю у орга-н1'зм1'. Показано переваги найстарших та найпоширенших ад'ювант'т - солей алюмМю, та Ух недо-лки як 'шуномодулятор'т. Огляд негативних ефектiв ад'ювант'в алюмiнiю викликае побоювання щодо широкого Ух використання у складi вакцин.

Ключов1 слова: вакцини, ад'юванти, ooni алюмУю, мехаызм дм, негативы ефекти, синдром ASIA.

венш вакциш, тощо.

Проте алюмiнiй-вмiщуючi ад'юванти е пога-ними шдукторами кл^инного iмунiтету i не е оп-тимальними для вакцин, де для захисту потр^ бен потужний кл^инно-опосередкований iмунi-тет i Th1 (Т-хелпери 1) вщпов^д через активацш Т-кiллерiв [5]. Ад'юванти алюмшш викликають потужну ^2чмунну вщповщь: Т-хелпери 2 (Th2) активують В-лiмфoцити, сприяючи розвитку гуморальной iмуннoТ вiдпoвiдi; продукують штер-лейкiни 4, 5, 13 шляхом шдвищення обох попу-ляцш специфiчних i неспецифiчних антитто-секретуючих кл^ин селезiнки i рiвня CD19+CD27+ клiтин. Також вони пригнiчують се-крецiю Th1 поляризуючого цитoкiну та IL-12 ден-дритними клiтинами (DC) [6]. Величина гумора-льних вщповщей, також як i здатнiсть адсорбу-вати бiлкoвi антигени, прoявленi рiзними формулами алюмiнiй-вмiщуючих ад'ювантiв, значно в^зняеться [7].

Негативна AiH вакцинних ад'юванлв на здо-ров'я людини

Загальновизнаним впродовж десятирiч за-стосуванням ад'юванлв алюмiнiю був погляд на ц нанoкристалiчнi аглoмерат-фoрмуючi речови-ни, як на шертш i тому нешкщливк Проте на сьо-годшшнш день накопичилось багато результатiв епщемюлопчних, експериментальних, гютолоп-чних дoслiджень, кoтрi свiдчать про прямi токси-чн ефекти ад'ювантiв алюмiнiю на нервову систему. Було нав^ь продемонстровано, що алюм^ нiй дiе на ЦНС на кожному рiвнi, включаючи зм^ ни у геннiй експреси [8]. Вченi вважають, що, при певних умовах, ряд ад'юван^в призводить в дш негативнi ефекти або дшть як три^ер у розвитку ау^мунних захворювань [2, 9, 10].

В останш роки декiлька патолопчних станiв: синдром Вiйни у Морськш Затoцi (GWS), синдром макрофагального мюфасциту (MMF), сил^

Розвиток i розповсюдження нових вакцина-льних та глобальних iмунiзацiйних прoтoкoлiв спричинили пщйом палких дебатiв про безпеч-нiсть ад'ювантiв та Тх iмунiтет-пiдсилюючий ефект у вакцинах [1]. Ад'юванти покращують адаптивну iмунну вiдпoвiдь на вакцинний антиген шляхом модуляци природженого iмунiтету або полегшення транспорту i презентацiТ антигену. Iстoрiя ад'ювантiв починаеться з 1926 року, коли Alexander Glenny з колегами вперше пов^ домив про те, що анатоксин, прециштований на галун (сoлi алюмiнiю), iндукував сильнiшу про-дукцiю антитiл при введеннi мурчакам у пoрiв-няннi з самостшною дiею розчинного анатоксину. З того часу у науковому свт був запрова-джений пошук альтернативних засoбiв, i фарма-цевтичними компашями на oснoвi iмунoлoгiчних i хiмiчних iнoвацiй були рoзрoбленi декiлька нових ад'юванлв: MF59 - мiкрoемульсiя «масло у во-дi», основана на сквален i поверхнево-активних речовинах Tween 80 i Span 85, монофосфорил-лiпiд А, бактерiальнi АДф-рибозильован екзото-ксини, холерний токсин, iмунoстимулятoрний комплекс (ISCOM), пoлiелектрoлiти, полюксидо-нiй, тощо [2].

Сoлi алюмiнiю - ад'юванти вибору. Для шфе-кцiй, яких можна запоб^нути шляхом iндукцiТ си-роваткових антитiл, ад'юванти алюмiнiю - алю-мiнiю гiдрoксид, алюмiнiю фосфат, алюмшш-преципiтoванi ад'юванти - залишаються ад'юва-нтами вибору завдяки Тх треку безпеки, низькш цiнi i ад'ювантнoстi з рiзними антигенами [2, 3, 4]. Вони застосовуються у багатьох вакцинах, призначених як для д^ей, так i дорослих, а саме: у дитячих вакцинах типу DTP (комбшаци Дифте-рiя-Правець-Кашлюк), Pediarix (кoмбiнoвана DTP-HBV-Polio), Pentacel (кoмбiнoвана DTP-Haemophilus influenzae B (HIB)-Polio), у вакцинах HAV, HBV, HPV, HIB, пневмококових. сибiреяз-

конозис i пюлявакцинальш феномени визнано пов'язаними з попередньою дieю ад'юванпв [1, 11, 12]. У 2011 роц Shoenfeld i Agmon-Levin було запропоновано об'еднати вказанi стани пщ зага-льною назвою синдрому ASIA (Autoimmune (Auto-inflammatory) Syndrome Induced by Adjuvants), аугамунний (аутозапальний) синдром, викликаний ад'ювантами, який характеризуемся як неспецифiчними, так i специфiчними проявами аутоiмунного захворювання [13]. Показано, що 9 з 10 головних симптомiв представлен у всiх вказаних станах. Ау^мунш реакцп, як частину синдрому ASIA, вщносять, зокрема, до алюмшшчндукованоТ' нейротоксичност [14].

Багато ветеранiв вiйнi у Персидськш затоцi 1990-1991 рокiв захщноТ' арми були ураженi му-льти-системним розладом, iменованим як Синдром Вшни у Морськiй Затоцi. Для уражених були характеры невролопчш дефщити, включаючи рь знi когнiтивнi дисфункци й захворювання мото-нейронiв, цтком подiбнi до класичного амютро-фiчного латерального склерозу, виключаючи вiк початку захворювання [15]. Головним фактором ризику для вказаного синдрому вважають мно-жинну вакцинацш, виконану за короткий час у зон ПерсидськоТ затоки. Вшськова вакцина про-ти сибiрськоТ язви, котру призначали у режимi 6-разового введення, мае за ад'ювант гiдроксид алюмiнiю i, можливо, сквален, iнший Th-2 ад'ювант [6, 15].

Про макрофагальний мюфасцит (MMF) впе-рше було повщомлено у 1998 роцi, i причина йо-го залишалася незрозумiлою до 2001 року. Фра-нцузька аген^я AFSSAPS здiйснила рекомендо-ване ВООЗ епщемюлопчне дослiдження, спря-моване на пщтвердження можливого зв'язку по-мiж ушкодженням при фокальному макрофага-льному мюфасцит (або попередньою iмунiзацi-ею вацинами, що мютять алюмiнiй) i системними симптомами [6]. У Францп iдентифiкували понад 200 встановлених випадш, iзольованi випадки були зареестрованi у шших краТнах. Повщомлю-еться також про понад 20 випадш MMF у д^ей, в т.ч. молодших Зычного вiку [16]. Рiзниця помiж широким застосуванням гiдроксид алюмшш-вмщуючих вакцин i дуже обмеженою ктькютю зареестрованих випадкiв MMF може пояснюва-тися спостереженнями, котрi дають пщстави вважати, що вакцинацiя може запускати MMF у взагалi чутливих оаб, зi специфiчним генетич-ним фоном, що несуть Human Leukocyte Antigen-DRB1*01 [17, 18].

Системними симптомами MMF е вiдстрочена дифузна мiалгiя, артрити, виражена астенiя, м'я-зова слабкють, хронiчна втомлюванiсть i лихоманка. Для таких па^енлв, зазвичай, дорослих середнього вку, характерний мiалгiчний енце-фаломiелiт i когнiтивнi дисфункци, не пов'язан з бiллю, втомою, депреаею або тривалiстю захворювання [6, 17, 18, 19, 20, 21]. Стереотипна когштивна дисфунк^я е нагадуванням про когш-тивнi дефщити, описан у робiтникiв ливарських

цехiв, KOTpi зазнають iнгаляторного впливу час-точок алюмiнiю [17, 22]. Репрезентативн риси MMF-асоцшовано'Т когштивно'Т дисфункци (MAKD) включають: дисекзек'юторний синдром (виконавчi функци, включаючи увагу, трудовi на-вички i планування), порушення зоровоТ пам'ят та згасання слуху лiвого вуха у дихотошчному слуховому тестi. Довгострокове спостереження за пщгрупою пацieнтiв з 3 або 4 комплексними нейропсихолопчними оцшками пiдтвердило ста-бiльнiсть MAKD з часом, всупереч помiтним ко-ливанням [20].

Макрофагальний мiофасцит характеризуемся локально-стереотипним та iмунологiчно акти-вним ушкодженням м'язiв у мюц внутршньом'я-зовоТ iмунiзацiТ внаслiдок персистенци гщрокси-ду алюмiнiю у макрофагах. Час, минулий вщ останньоТ iмунiзацiТ гiдроксид алюмшш-вмiщуючою вакциною до м'язовоТ бiопсiТ, за рiз-ними даними, коливаеться вщ 3 мюя^в до 12 рокiв [18, 19, 20]. Електронна мiкроскопiя, мiкро-анал^ичш дослiдження, експерименти на твари-нах i епiдемiологiчнi дослiдження продемонстру-вали, що ушкодження вiдбуваються в оаб, вак-цинованих вказаними препаратами завдяки ба-гаторiчнiй персистенцiТ ад'юванту у мюц iн'екцiТ [6]. В па^ентв з MMF у 6,7 разiв частiше вияв-лялися патологiчнi потен^али збудження, що свiдчать про демiелiнiзацiю ЦНС [19]. единим вiдомим циркулюючим бiомаркером MMF е се-лективний пщйом MCP-1 (Monocyte Chemoattractant Protein 1) [17].

Подiбний до MMF синдром був зареестрова-ний у близько половини па^ентв у Центрi контролю захворювань та в Оксфордських критерiях пiд назвою синдрому хрошчноТ втомленостi. У третини па^енлв розвивалося аутоiмунне захворювання, таке як множинний склероз, у бть-шосп виявлялися ледь помiтнi ознаки хрошчноТ iмунноТ стимуляцiТ, що складали фенотип ризику розвитку ревматичноТ полiмiалгiТ або ревматоТд-ного артириту (HLADRB1*01 група) [6]. Макрофагальний мюфасцит i синдром хронiчноТ втом-люваност е важкими станами втрати працезда-тностi, i класичнi терапевтичнi пщходи зазвичай е незадовiльними [10, 21].

1снуе думка, що до синдрому ASIA, «Shoenfeld's синдрому», може бути включений i синдром хвороби мешкан^в будiвлi (Sick Building Syndrome - SBS), вщомий з 1990-х, осктьки вiн характеризуеться подiбним комплексом ознак та симптомiв i, вiрогiдно, тими самими iмунологiчними мехашзмами, котрi пщтриму-ють загальний знаменник. SBS, головним чином, проявляеться алергоподiбними симптомами, ко-трi не мають ясноТ причини, i включае подраз-нення носу, очей i слизових оболонок, сухють шкiри, а також ресшраторш симптоми i загальнi симптоми втомлюваносп, сонливiсть, головний бiль i лихоманку [22].

Повiдомлено про дектька випадкiв синдрому Sjogren's (SjS), внаслщок уведення вакцини або

внаслiдок впливу силкону, - хронiчного системного аугамунного запального захворювання, характеризованого полiендокринною недостат-нiстю [9].

Статистичнi дослщження зв'язку помiж роз-ладами спектру аутизма продемонстрували ко-реляцiю помiж зростаючим рiвнем цiеТ патологи i загальним використанням ад'ювантiв алюмiнiю у вакцинах для д^ей у дектькох краТнах Заходу. Кореляцiя виявилася дозозалежною i задоволь-няла 8 з 9 критерiев Хiлла для причинност [23].

Вважаеться, що у людей похилого вку дiя алюмiнiю може вести до розвитку невролопчних дефщитв подiбних до хвороби Альцгеймера i пов'язаних з цим захворюванням та з варiантом амiотрофiчного латерального склероз/пармнсон-деменцiя комплексом уродженцiв Гуама, що пщ-тверджуеться у дослiдах in vitro [24, 25, 26, 27, 28] та на тваринних моделях при ш'екци ад'юва-нтв алюмшш [14, 15, 17, 23, 25, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35].

В науковш лiтературi можна знайти й шшу позицю котра характеризуе данi про негативш ефекти вакцин, як широко вiдомi антивакциннi домисли, а саме: «вакцина^я супроводжуеться побiчними ефектами, котрi перевищують ускла-днення вiдповiдних iнфекцiй по частот i важкос-тi, i вакцини представляють жахливий конгломерат токсичних субстанцш, котрi протиприродньо уводяться д^ям». Прихильники цього погляду, ^норуючи результати численних сучасних дос-лщжень, на основi iнших лiтературних даних ро-блять заключення про вщсутнють реальноТ ток-сичностi (включаючи нейротоксичнють), канце-рогенностi, аллергенностi i аутопатогенност фенолу, формальдегiду, гiдроксиду алюм^я, Твшу-80, сквалену (MF59) i етилртутi у концентрацiях, знайдених у вакцинах нацюнального календаря щеплень [36].

Мехашзми Ail ад'ювантiв

Головними субстан^ями, пов'язаними з ASIA, вважають пдроксид алюмiнiю, сквален, силiкон, мiнеральне масло, а також тетраметилпентаде-кан, прютан та iнфекцiйнi компоненти, котрi мо-жуть мати ад'ювантний ефект. Встановлено, що назван речовини iндукують ау^муштет як у людей, так i на тваринних моделях [11, 12].

Як свщчить неспiвпадiння у щентичних близ-нюкiв i вщносно недавньоТ iдентифiкацiТ роздте-ного ештопу при ревматоТдному артритi, очевидно, що при проривi толерантностi i розвитку ад'ювант-iндукованого аутоiмунiтету задiянi i ге-нетичнi фактори, i фактори оточуючого середо-вища [12]. Ключову роль у проявi вагцин-пов'язаних захворювань грае генетична схиль-нють, що також пiдтверджуеться рiдкiстю цих феномешв. Iндивiдуальна чутливiсть може впливати як на бюперсистенцш галуну, так i на його дифузiю з мюць iн'екцiй [17].

MMF розкрив несподiвано тривалу бюперсис-тенцiю галуну в iмунних клiтинах у можливо

сприйнятливих осiб, руйнуючи попередне фун-даментальне неправильне уявлення про його бюрозташування. Погано бiодеградуючi вкритi алюм^ем часточки, уведенi у м'язи, вщразу фа-гоцитуються в них, потрапляють у дренажнi ль мфовузли, i надалi можуть розповсюджуватися серед фагоцитарних клiтин по всьому тiлу та по-вiльно акумулюватися у мозку. Це наполегливо наводить на думку, що тривала бюперсистен^я ад'юванту у фагоцитарних кл^инах е необхiдною умовою для повтьно'Т мозковоТ транслокаци та затриманоТ нейротоксичностi [33].

Солi алюмшш iндукують реакцiю природже-ного iмунiтету у мiсцi вакцинаци [37]. 1мунопоте-нцiацiя вiдбуваеться через наступнi послщовш кроки: утворення депо i утримка антигену у мiсцi iн'екцiТ, запалення i рекрутинг антиген-презентуючих кл^ин, ефективне поглинання ча-сточок антигену, адсорбованих алюм^ем, анти-ген-презентуючими кл^инами завдяки Тх корпус-кулярнiй природi та оптимальному розмiру (<10 ^т), созрiвання дендритних клiтин, стимуляцiя iмунокомпетентних клiтин через активацiю комплемента, шдук^я еозинофiлiТ, активацiя мак-рофапв i Т-клiтинна диференцiацiя [4]. Галун ш-дукуе запальнi сигнали, котрi послiдовно пщси-люють продукцiю антитт [2, 7, 11, 37].

Ад'юванти алюмiнiю активують дендритнi кл^ тини, моноцити i макрофаги з пiдсиленою екс-пресiею молекул адгезiТ CD54 i CD58 i ко-стимулюючих молекул CD40 i CD86, виршаль-них у Т-клiтиннiй активацiТ; шдукують хемокiни CCL2, CCL3, CCL4 i CXCL8, котрi опосередко-вують рекрутинг кл^ин запалення у мiсцi вакци-нацiТ i стимулюють ключовi цитокши у вiдповiдi природженого iмунiтету [29, 38].

Функцюнально ад'юванти дiють прямо або непрямо на антиген-презентуючi кл^ини, i сприймаються як тi, що мають молекулярш пат-терни двох тишв: асоцiйованi як з iнвазiею патогену, патоген-асоцiйованi молекулярнi паттерни (PAMPs), так i з ендогенним кл^инним пошко-дженням, пошкодження-асоцiйованi молекулярш паттерни (DAMPs), таким чином шщшючи сен-сорнi шляхи i шляхи вщповщк Ад'юванти РАМР-типу е л^андами спецiальних iмунних рецепто-рiв, iменованих Тоll-подiбними рецепторами (TLRs), експресованих на мембранах лейкоци-тiв, i можуть прямо дiяти на DC, впливаючи на силу, потужнiсть, швидкють, тривалiсть, уклiн, широту i межi адаптивного iмунiтету. Ад'юванти DАМР-типу сигналiзують через прозапальнi шляхи i стимулюють iмунну клiтинну шфтьтра-цiю, презентацш антигену i созрiвання ефектор-них кл^ин. Цей клас ад'ювантiв включае мшера-льнi солi, маслянi емульси, наночасточки i пол^ електролiти i утворюють колоТди i молекулярнi агрегати, комплексна гетерогеннi структури [39].

Ад'юванти алюмшш активують NLRP3 або NALP3 iнфламасоми, iндукуючи caspase-1 (ште-рлейкш-1 ковертуючий фермент) i прозапальнi цитокши штерлейкш (^)-1р i IL-18 природженими

клтинами [11, 29, 37, 38]. Активащя NLRP3 ад'ювантами алюмшш вщбуваеться множинни-ми механiзмами, такими як травма i розрив фа-голiзосом, генерацiя реактивних видiв кисню, включаючи витiкання K(+), i через вивтьнення з ушкоджених тканин молекул, котрi утворюють пошкодження-асоцiйованi молекулярнi паттерни (DAMP), таю як сечова кислота i АТР [29, 38].

Вважають також, що роль NALP3 i шфлама-сом у кл^инному шляху, шдукованому галуном, залишаеться суперечливою [40]. Мало вщомо про клiтини-мiшенi, рецептори i сигнальн шляхи, пов'язанi з галуном [27]. Мехашзми, через якi ад'юванти алюмшш стимулють iмуннi вiдповiдi, вчен i дотепер одностайно визнають незрозум^ лими [2, 3, 37, 7, 17, 29, 30, 24, 38, 31, 25, 26].

Процес адсорбци' антигешв е залежним вщ фiзико-хiмiчних характеристик i антигенiв, i ад'ю-вантiв алюмiнiю. Найбiльшою рушiйною силою поверхневоТ адсорбцiï модельних протеïнiв на рiзних типах ад'ювантiв алюмiнiю е електроста-тичнi взаемодiï. Молекулярна вага бткових ан-тигенiв, хлорид натрiя, фосфатний буфер, дена-туруючi агенти, заряд, розмiр часточок алюмiнiю значно змшюють Тх адсорбцiйну здатнiсть [4].

Ain ад'юванлв алюмiнiю на pi3Hi типи клiтин у дослiдженнях in vitro

Показано, що iзольованi макрофаги, стиму-льованi гiдроксидом алюмiнiю, мютять великi персистентнi внутрiшньоклiтиннi кристалiчнi включення. Макрофаги, навантажен гщрокси-дом алюмшш, виявили потенцiйну здатнiсть ш-дукувати вщпов^д МНС-П-рестриктованоТ анти-ген-специфiчноï пам'ятк Це дае пiдстави вважа-ти, що антиген-презентуючi макрофаги в^фгра-ють ключову роль у реакцш на вакцини з гщрок-сидом алюмшш, що може бути важливим у створенш вiдповiдей пам'ятi i довготривалого ш-слявакцинального захисту [28].

Дослщження in vitro показали також, що ад'юванти алюмшш пiдсилюють антигенну акумуля-цiю у 100 разiв, а презентацiю антигену дендри-тними кл^инами у 10 разiв, встановлено змен-шення деградацiï протешу у DC шсля обробки ад'ювантом при порiвняннi з розчинним протеТ-ном окремо [24].

На моделi in vitro для дослщження мехашзму шдукци' ад'ювантами алюмiнiю фагоцитуючоТ ан-тиген-презентуючоТ клiтини у запальну клiтину показано, що культивування людських кл^ин моноци^в лiнiï THP-1 з ад'ювантом алюмшш призводить до зменшення клiтинноï пролiфера-цiï, пригнiчення протеолiтичного ферменту фа-голiзосоми i активностi катепсину L. Пригшчення вiдбувалося при концентрацiï ад'юванту у дем-лька разiв нижчш, чим знайдено у мiсцi ш'екци' вакцини, що мiстила ад'ювант алюмшш [26].

Вперше продемонстровано, що обробка U-937 клiтинноï л i н iï моноци^в людини ад'ювантом алюмшш здатна викликати запальний стан i ак-тивацiю протеолiтичного каскаду. Фактично, кл^

тини, обробленi Imject Alum, дозо-залежно пщ-вищували рiвнi декiлькох цитокiнiв i протеТназ, вказуючи на те, що медiатори моноци^в можуть бути можливими бiомаркерами захворювань, пов'язаних з алюм^ем [41].

Запропонований неочкуваний механiзм, по-яснюючий, як кристалiчна структура ад'ювантiв алюмiнiю взаемодiе з iмунною системою, i як мембрани плазми дендритних кл^ин можуть по-водитися як генеральний рецептор для щтьних структур. Незалежний вщ iнфламасомних та мембранних протеïнiв, галун з ютотною силою зв'язуе мембраны лтщи плазми дендритних кл^ тин. Результуючий сортуючий лтщ активуе або-ртивну фагоцитарну вiдповiдь, котра веде до по-глинання антигену. Таю активован дендритнi клiтини, без подальшоТ асоцiацiï з галуном, по-казують високу афшнють i стiйке зв'язування з CD4(+) T-клiтинами через адгезивнi молекули ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1) i LFA-1 (lymphocyte function-associated antigen-1). Вщпо-вiдi дендритних клiтин галун запускае шляхом ушкодження мембранних лтщних структур [27].

Наслiдки iн'eкцiй ад'юванлв алюмiнiю на тваринних моделях

Безпечнiсть ад'ювантiв алюмiнiю визначаеть-ся у великш мiрi тим, чи залишаеться речовина локалiзованою у мiсцi ш'екци або дифундуе i акумулюе у вщдалених органах.

При вакцинацш' на тваринних моделях описано характеры властивост м'язових шфтьтрова-них макрофапв, якi спостерiгалися i у пстолопч-них реакцiях у людей iз дiагнозом макрофагаль-ний мiофасцит [28].

Моделлю для розумшня локальних реакцш на алюмiнiй-вмiщуючi вакцини стали пстопато-логiчнi дослiдження змiн у мюц внутршньом'я-зовоТ iн'екцiï адсорбованого на алюмши правце-вого анатоксину (Alum-TT), чистого правцевого анатоксину (TT) або ад'юванту алюмшш (Alum alone) у мишей, зроблеш через 20 тижшв пiсля разового введення. Спостерiгалося помине ушкодження м'язових волокон i шфтьтра^я нейтрофiлiв навкруги залишкiв алюмiнiю, i шод^ пiсля iн'екцiï Alum-TT, утворилися декiлька мк-роабсцесiв. Декiлька зртих гранульом галуну знайдено у груш Alum-TT, тодi як у груш Alum alone була невелика ктькють незртих гранульом галуну. Група ТТ показала лише легке ушкодження м'язових волокон i гостре запален-ня у раннш стади. У груш Alum-TT була добре розвинута лiмфоïдна тканина, i гранульоматознi ушкодження видимi навiть через 20 тижшв шсля ш'екци; однак ц змши до того часу вже зменши-лись у групi Alum alone [35].

1мунш вiдповiдi у м'язах мишей на алюмшш-вмiщуючi ад'юванти проявилися у потужному ш-дсиленш продукцiï хемокiнiв i швидкому рекру-тингу клiтин cd1 1 b(+). Нейтрофти реагували ранiше за вах i були численнiшим типом кл^ин, далi - моноцити i еозинофти, пiзнiше - дендри-

тнi кл^ини i макрофаги. Всi рекрутованi типи кл^ тин поглинали ад'ювант i антиген (флуоресцент-нi форми антигену овальбумшу), щоб транспор-тувати Тх до дренажних лiмфовузлiв. Знайдено антиген-позитивн нейтрофiли i моноцити в межах чаав вiд моменту ш'екци, шзшше слiдували В-клiтини i дендритш клiтини. [31]. Флуоресцент-ний замшник алюмiнiю, поглинутий клiтинами моноцитарноТ лши у тканинах, потрапляв до се-лезiнки i повiльно акумулювався у мозку [32].

При дослщженш персистенци алюмiнiю при внутрiшньом'язовому введеннi CD-1 мишам галуну, галун-вмщуючоТ вакцини i ад'ювантiв галуну, помiчених нанодiамантами, оцiнювались час персистенцiТ у мюц iн'екцiТ, транслокацiя галуну з мюця ш'екци до лiмфоТдних органiв, пове-дiнка дорослих CD-1 мишей пiсля внутршньо-м'язовоТ ш'екци галуну (400^gAl/kg). Вперше показано вражаюче сповтьнену системну транс-локацш часточок ад'юванту. Одночасно спосте-р^алася помiтно сповiльнена транслокацiя галуну до дренажних лiмфовузлiв здебiльшого до 270 дня. Перемщення до селезшки було затри-мано таким же чином (найбтьша кiлькiсть час-точок до 270 дня). Показано ранню мозкову тра-нслокацю до 45 дня пiсля пщшфноТ' ш'екци 200^gAl/kg [34].

Дослiдження потенцшних поведiнкових фено-типiв та ушкоджень центральноТ нервовоТ сис-теми з використанням пщшмрних iн'екцiй пдрок-сиду алюмшш новонародженим CD-1 мишам у дозах, вщповщних дiючим календарям щеплень у краТнах Скандинави та США, одержали реле-вантнi свiдчення про пошкодження ЦНС у ран-ньому шслянатальному перiодi [23].

У безпорщних самцiв CD-1 мишей виявився значно пщвищений апоптоз моторних нейронiв i збiльшення реактивних астроцитiв i мiкроглiальноТ пролiферацiТ у спинному мозку i корi. Барвник Mо-рiна виявив присутнють алюмiнiю у цитоплазмi моторних нейроыв, у деяких нейронах був також по-зитивний тест на присутють гiпер-фосфорилованого жовто-коричневого протеТну, патологiчноТ' ознаки рiзних неврологiчних захворю-вань, включаючи хворобу Альцгеймера i лобно-височну деменцю Поведiнковий аналiз мишей, котрим ввели шють доз алюмiнiю пдрохлориду, виявив значнi ушкодження моторних функцш i зменшення здатностi просторовоТ пам'ят [15].

Встановлено, що бiоперсистентнi часточки, вкрит галуном флуоресцентнi нанофiбрили, при введены у м'язи мишей захоплюються кл^инами моноцитарноТ лши i по™ вiдносяться до вщда-лених оргашв, дренуючись через лiмфатичнi ву-зли i кров, вiрогiдно через грудну протоку, з вщ-строченою i кумулятивною транслокацiею до м^ кроглiальних клiтин мозку. Проникнення алюм^ шю до мозку, при нормальних умовах, трапля-еться у надзвичайно низьких рiвнях, що можли-во пояснюе значну толерантнють галуну всупе-реч його високому нейротоксичному потен^алу [17].

Встановлено, що у мишей ад'юванти алюм^ ню спричиняють клiтинну смерть i вщповщне вивiльнення ДНК кл^ини хазя'на, котре дie як пошкодження-асоцшований молекулярний паттерн (DAMP), потужний ендогенний iмуностиму-люючий сигнал, опосередковуючий ад'ювантну активнiсть галуну [29, 30]. З одного боку, ДНК хазя'на викликае первиннi В-клiтиннi реакци', включаючи продукцiю IgG1, через фактор 3 вщ-повiдi штерферону(Ш)-незалежш механiзми. З iншого боку, ДНК хазяТна також стимулюе «кано-жчж» T-хелпернi типу 2 (Th2) реакци, пов'язаж з переключенням IgE iзотипу i периферiйними ефекторними реакцiями, через Ш-залежж ме-ханiзми [30].

У мишей, 6-разово iмунiзованих галуном, були шдуковаж потужнi запальнi вщповд - пщви-щення Gr1(+)/CD11b(+) кл^ин у селезiнцi, рiвнiв TNF-альфа, багатофункцюнального прозапаль-ного цитокiну, синтезованого переважно моноцитами i макрофагами, та IL-10, збтьшення ю-лькостi плямистих некротичних фокуав при гю-толопчному дослiдженнi печiнки, що дае ждста-ви вважати, що iстотнi терапевтичж ефекти, якi спостерiгалися у хрожчних пацiентiв з гепатитом В, iмунiзованих лише галуном, можуть бути приписав запальним вiдповiдям [40].

У вщсутнють ад'юванту алюмiнiю антигени поглинались дендритними кл^инами (DC) лiм-фатичного вузла-резидента, котрий набувае ро-зчинного антигену через аферентж лiмфатичнi судини, тодi як пiсля iн'екцiï галуну, антиген був поглинутий, оброблений i презентований моноцитами запалення, котрi мiгрували з очеревини, таким чином перетворюючись на запальнi DC, котрi iндукували персистентнi Th2 вiдповiдi. Пщ-силюючi ефекти галуну на кл^инний i гумораль-ний iмунiтет були повнютю усуненi, коли CD11c(+) моноцити i DC були умовно вичерпаж при iмунiзацiï. DC-керованi вiдповiдi були усунеж у MyD88-дефiцитних мишей i пюля обробки се-човою кислотою, маючи на увазi iндукцiю сечо-во' кислоти. Цi данi дають ждстави вважати, що ад'юванти галуну е iмуногенними шляхом вико-ристання «природного ад'юванту», запальних дендритних кл^ин через шдукцш ендогенного сигналу загрози сечово' кислоти [25].

Бiоперсистенцiя галуну може бути пов'язана з його лiзосом-дестабiлiзуючою дiею, котра вiрогi-дно обумовлена прямим кристалiчно-вимушеним проривом фаголiзосомальних мембран. Макрофаги, як безперервно приймають чужорiднi часточки у свш цитозоль, ймовiрно по-вторюватимуть, з мiнливою мiжособистiсною ефективнiстю, спецiалiзовану форму аутофагп (ксенофагп) до тих жр, поки вони розмiщують чужорщж речовини. Успiшне роздiлення часточок у подвшних мембранних аутофагосомах i подальше злиття з вщновленими та ре-окисленими лiзосомами буде жддавати галун л^ зосомальному кислому рН, единому фактору, котрий може солюб^зувати часточки галуну.

Мозкова транслока^я часточок галуну пов'язана з мехашзмом Троянського коня, описаним раш-ше для шфекцшних часточок (HIV, HCV), котрi пiдкоряються цитокшу CCL2 (C-C motif ligand 2 або MCP-1 (Monocyte Chemoattractant Protein 1), сигналiзуючи великому запальному моноцитар-ному хемоатрактанту [33].

Таким чином, огляд негативних ефек^в ад'ю-ванпв алюмiнiю викликае побоювання щодо широкого Тх використання у складi вакцин i для за-стосування в якост загальних iмунних стимулян-тiв [8]. Можливо, майбутнi ад'юванти, займаючi певнi передбачуванi рецептори, будуть викорис-танi для обходу TLR-сигналiзуючого шляху, щоб уникнути загальних побiчних ефектiв ад'ювант-активованих TLRs, таких як локальне запалення i загальне нездужання через iмунну вщповщь на антиген усього оргашзму [5].

Вщносна нестача ресурсiв i фондiв для розвитку ад'юванлв лише шдтримуе монополiю галуну. Щоб дати серйозний виклик верховенству ад'юван^в алюмЫю, новий ад'ювант мае подо-лати багато великих перешкод, забезпечувати потужне пщсилення дм вакцини з максимумом толерантност i безпечностi, бути не менш простим, стерпним, мати м^мальну цiну, що е сер-йозним викликом для багатьох претенден^в у ад'юванти [3].

Лiтература

1. Esposito S. Autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants (ASIA): clues and pitfalls in the pediatric background / S. Esposito, E. Prada, M. V. Mastrolia [et al.] // Immunol. Res. -2014. - Vol. 60 (2-3). - Р. 366-375.

2. Kool M. Alum adjuvant: some of the tricks of the oldest adjuvant / M. Kool, K. Fierens, B. N. Lambrecht // J. Med. Microbiol. - 2012. - Vol. 61. - Р. 927-934.

3. Petrovsky N. Carbohydrate-based immune adjuvants / N. Petrovsky, P. D. Cooper // Expert Rev. Vaccines. - 2011. - Vol. 10(4). - P. 523-537.

4. Gupta R. K. Aluminum compounds as vaccine adjuvants / R. K. Gupta // Adv. Drug Deliv. Rev. - 1998. - Vol. 32(3). - P. 155-172.

5. Israeli E. Adjuvants and autoimmunity / E. Israeli, N. Agmon-Levin, M. Blank, Y. Shoenfeld // Lupus. - 2009. - Vol. 18(13). - P. 12171225.

6. Gherardi R. K. Lessons from macrophagic myofasciitis: towards definition of a vaccine adjuvant-related syndrome / R. K. Gherardi // Rev. Neurol. (Paris). - 2003. - Vol. 159(2). - P. 162-164.

7. Cain D. W. Disparate adjuvant properties among three formulations of "alum" / D. W. Cain, S. E. Sanders, M. M. Cunningham, G. Kelsoe // Vaccine. - 2013. - Vol. 31(4). - P. 65360.

8. Shaw C. A. Are there negative CNS impacts of aluminum adjuvants used in vaccines and immunotherapy? / C. A. Shaw, D. Li, L. Tomljenovic // Immunotherapy. - 2014. - Vol. 6(10). - P. 1055-1071.

9. Colafrancesco S. Sjogren's syndrome: another facet of the autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants (ASIA) / S. Colafrancesco, C. Perricone, R. Priori, G. Valesini, Y. Shoenfeld // J. Autoimmun. - 2014. - Vol. 51. - P. 10-16.

10. Exley C. A role for the body burden of aluminium in vaccine-associated macrophagic myofasciitis and chronic fatigue syndrome / C. Exley, L. Swarbrick, R. K. Gherardi, F. J. Authier // Med. Hypotheses. - 2009. - Vol. 72(2). - P. 135-139.

11. Vera-Lastra O. Autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants (Shoenfeld's syndrome): clinical and immunological spectrum / O. Vera-Lastra, G. Medina, P. Cruz-Dominguez Mdel [et al.] // Expert Rev. Clin. Immunol. - 2013. - Vol. 9(4). - P. 361373.

12. Perricone, C. Autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants (ASIA) 2013: Unveiling the pathogenic, clinical and diagnostic aspects / C. Perricone, S. Colafrancesco, R. D. Mazor [et al.] // J. Autoimmun. - 2013. - Vol. 47. - P. 1-16.

13. Shoenfeld Y. 'ASIA' - autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants / Y. Shoenfeld, N. Agmon-Levin // J. Autoimmun. -2011. - Vol. 36(1). - P. 4-8.

14. Shaw C. A. Aluminum in the central nervous system (CNS): toxicity in humans and animals, vaccine adjuvants, and autoimmunity / C. A. Shaw, L. Tomljenovic // Immunol. Res. -2013. - Vol. 56(2-3). - P. 304-316.

15. Shaw C. A. Aluminum hydroxide injections lead to motor deficits and motor neuron degeneration / C. A. Shaw, M. S. Petrik // J. Inorg. Biochem. - 2009. - Vol. 103(11). - P. 1555-1562.

16. Rivas E. Macrophagic myofasciitis in childhood: a controversial entity / E. Rivas, M. Gomez-Arnaiz, J. R. Ricoy [et al.] // Pediatr. Neurol. - 2005. - Vol. 33(5). - P. 350-356.

17. Gherardi R. K. Biopersistence and systemic distribution of intramuscularly injected particles: what impact on long-term tolerability of alum adjuvants? / R. K. Gherardi, J. Cadusseau, F. J. Authier // Bull. Acad. Natl. Med. - 2014. - Vol. 198(1). - P. 3748.

18. Israeli E. Macrophagic myofaciitis a vaccine (alum) autoimmune-related disease / E. Israeli, N. Agmon-Levin, M. Blank, Y. Shoenfeld // Clin. Rev. Allergy Immunol. - 2011. - Vol. 41(2). - P. 163-168.

19. Ragunathan-Thangarajah N. Distinctive clinical features in arthro-myalgic patients with and without aluminum hydroxyde-induced macrophagic myofasciitis: an exploratory study / N. Ragunathan-Thangarajah, C. Le Beller, P. Boutouyrie [et al.] // J. Inorg. Biochem. - 2013. - Vol. 128. - P. 262-266.

20. Passeri E. Long-term follow-up of cognitive dysfunction in patients with aluminum hydroxide-induced macrophagic myofasciitis (MMF) / E. Passeri, C.Villa, M. Couette [et al.] // J. Inorg. Biochem. -2011. - Vol. 105(11). - P. 1457-1463.

21. Rigolet M. Clinical features in patients with long-lasting macrophagic myofasciitis / M. Rigolet, J. Aouizerate, M. Couette [et al.] // Front Neurol. - 2014. - Vol. 5. - P. 230.

22. Israeli E. The sick building syndrome as a part of the autoimmune (auto-inflammatory) syndrome induced by adjuvants / E. Israeli, A. Pardo // Mod. Rheumatol. - 2011. - Vol. 21(3). - P. 235-239.

23. Shaw C. A. Administration of aluminium to neonatal mice in vaccine-relevant amounts is associated with adverse long term neurological outcomes / C. A. Shaw, Y. Li., L.Tomljenovic // J. Inorg. Biochem. - 2013. - Vol. 128. - P. 237-244.

24. Ghimire T. R. Alum increases antigen uptake, reduces antigen degradation and sustains antigen presentation by DCs in vitro / T. R. Ghimire, R. A. Benson, P. Garside, J. M. Brewer // Immunol. Lett. - 2012. - Vol. 147(1-2). - P. 55-62.

25. Kool M. Alum adjuvant boosts adaptive immunity by inducing uric acid and activating inflammatory dendritic cells / M. Kool, T. Soullie, M van Nimwegen [et al.] // J. Exp. Med. - 2008. - Vol. 205(4). - P. 869-882.

26. Ohlsson L. Aluminium based adjuvants and their effects on mitochondria and lysosomes of phagocytosing cells / L. Ohlsson, C. Exley, A. Darabi [et al.] // J. Inorg. Biochem. - 2013. - Vol. 128.

- P. 229-236.

27. Flach T. L. Alum interaction with dendritic cell membrane lipids is essential for its adjuvanticity / T. L. Flach, G. Ng, A. Hari [et al.] // Nat. Med. - 2011. - Vol. 17(4). - P. 479-487.

28. Rimaniol A. C. Aluminum hydroxide adjuvant induces macrophage differentiation towards a specialized antigen-presenting cell type /

A. C. Rimaniol, G. Gras, F. Verdier [et al.] // Vaccine. - 2004. -Vol. 22(23-24). - P. 3127-3135.

29. Oleszycka E. Immunomodulatory properties of the vaccine adjuvant alum / E. Oleszycka, E. C . Lavelle // Curr. Opin. Immunol. - 2014. - Vol. 28. - P. 1-5.

30. Marichal T. DNA released from dying host cells mediates aluminum adjuvant activity / T. Marichal, K. Ohata, D. Bedoret [et al.] // Nat. Med. - 2011. - Vol. 17(8). - P. 996-1002.

31. Calabro S. Vaccine adjuvants alum and MF59 induce rapid recruitment of neutrophils and monocytes that participate in antigen transport to draining lymph nodes / S. Calabro, M. Tortoli,

B. C. [et al.] // Vaccine. - 2011. - Vol. 29(9) . - P. 1812-1823.

32. Gherardi, R. K. Macrophagic myofasciitis: characterization and pathophysiology / R. K. Gherardi, F. J. Authier // Lupus. - 2012. -Vol. 21(2). - P. 184-189.

33. Gherardi R. K. Biopersistence and brain translocation of aluminum adjuvants of vaccines / R. K. Gherardi, H. Eidi, G. Crepeaux [et al.] // Front Neurol. - 2015. - Vol. 6. - P. 4.

34. Crepeaux G. Highly delayed systemic translocation of aluminum-based adjuvant in CD1 mice following intramuscular injections / G. Crepeaux, H. Eidi, M. O. David [et al.] // J. Inorg. Biochem. - 2015.

- Vol. 152. - P. 199-205.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

35. Goto N. Histopathological studies of reactions in mice injected with aluminum-adsorbed tetanus toxoid / N. Goto, K. Akama // Microbiol. Immunol. - 1982. - Vol. 26(12). - P.1121-1132.

36. Mats A. N. Antivaccine misinformation about rate of adverse effects and toxicity of vaccines / A. N. Mats, A. V. Gol'dshteTn // Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. - 2010. - Vol. (2). - P. 111118.

37. Spreafico R. The controversial relationship between NLRP3, alum, danger signals and the next-generation adjuvants / R. Spreafico, P. Ricciardi-Castagnoli, A. Mortellaro // Eur. J. Immunol. - 2010. -Vol. 40(3). - P. 638-642.

38. Aimanianda V. Novel cellular and molecular mechanisms of induction of immune responses by aluminum adjuvants / V. Aimanianda, J. Haensler, S. Lacroix-Desmazes [et al.] // Trends Pharmacol. Sci. - 2009. - Vol. 30(6). - P. 287-295.

39. Powell B. S. Polyionic vaccine adjuvants: another look at aluminum salts and polyelectrolytes / B. S. Powell, A. K. Andrianov, P. C. Fusco // Clin. Exp. Vaccine Res. - 2015. - Vol. 4(1). - P. 23-45.

40. Wang X. Y. Responses to multiple injections with alum alone compared to injections with alum adsorbed to proteins in mice / X. Y. Wang, X. Yao, Y. M. Wan [et al.] // Immunol. Lett. - 2013. - Vol. 149(1-2). - P. 88-92.

41. Ligi D. Aluminum induced inflammatory and proteolytic alterations in human monocytic cell line / D. Ligi, M. Santi, L. Croce [et al.] // J. Inorg. Biochem. - 2015. - Vol. 152. - P. 190-198.

References

1. Esposito S. Autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants (ASIA): clues and pitfalls in the pediatric background / S. Esposito, E. Prada, M. V. Mastrolia [et al.] // Immunol. Res. -2014. - Vol. 60 (2-3). - P. 366-375.

2. Kool M. Alum adjuvant: some of the tricks of the oldest adjuvant / M. Kool, K. Fierens, B. N. Lambrecht // J. Med. Microbiol. - 2012. - Vol. 61. - P. 927-934.