CC BY
346
Информация Союза педиатров России
Б.Ф. Семенов, В.В. Зверев, Р.М. Хаитов
НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН
Прогноз развития вакцинопрофилактики в первые десятилетия XXI века
Контактная информация:
Семенов Борис Федорович, академик РАМН, профессор, главный научный сотрудник НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН Адрес: 105064, Москва, Малый Казенный пер. д. 5А, тел.: 8 (495) 917-49-00 Статья поступила: 14.09.2009 г., принята к печати: 21.09.2009 г.
В новом столетии вакцинопрофилактика будет развиваться как один из универсальных методов достижения здоровья любого человека в разных социальных группах развитых и развивающихся стран.
ОЖИДАЕМЫЕ СОБЫТИЯ В РАЗВИТИИ ВАКЦИНОПРОФИЛАКТИКИ ДО 2020-2030 гг.
В литературе и на международных конференциях обсуждают следующие ключевые события в развитии вакцинопрофилактики, которые произойдут или могут произойти до 2020-2030 гг. [1-12].
Производство и применение вакцин будет непрерывно возрастать за счет расширения календаря прививок против инфекционных болезней; применения вакцин для профилактики и иммунотерапии соматических аллергических, аутоиммунных и онкологических болезней; использования вакцин для предупреждения обострений хронической патологии и продолжения массовых прививок на фоне эпидемиологического благополучия.
В рамках среднесрочного прогноза в качестве приоритетных целей называют разработку вакцин для профилактики ВИЧ-1 инфекции, малярии и туберкулеза; конструирование вакцин для защиты от неидентифицированных патогенов при возможных биотеррористических актах; создание технологий для быстрого и крупномасштабного производства пандемических вакцин.
Долгосрочный прогноз ставит задачи:
• разработка и лицензирование вакцины против всех известных инфекций, даже против тех, которые в настоящее время не актуальны для человечества, поскольку любая инфекция может превратиться в региональную и глобальную проблему. Для усовершенствования существующих и создания новых вакцин будут использовать методы классической вакцинологии и методы, основанные на достижениях геномики, протеомики и молекулярной иммунологии (обратная вакциноло-гия, обратная генетика, модификация функции рецепторов врожденного иммунитета);
• создание нового поколения адъювантов и доказательство их безопасности для человека. Использование этих адъювантов для повышения иммуногенности рекомбинантных конструкций, лишенных лиганд для рецепторов врожденного иммунитета;
• расширение работ по получению модификаторов функции рецепторов врожденного иммунитета
и модификаторов сигнальных путей этих рецепторов. Оценка модификаторов как вакцинных адъювантов и как средств монотерапии или элемента комплексной терапии болезней разной природы (инфекционных, аллергических, аутоиммунных, онкологических);
• замена инъекционных методов иммунизации альтернативными: аэрозольным, оральным, транскожным;
• увеличение расходов на финансирование цикла «идея — разработка — клинические испытания — лицензирование». В 2003 г. цена цикла составляла 750 млн долларов. В ближайшие 5-6 лет прогнозируют ее увеличение до 1 млрд долларов, а затем — до 1,5 млрд долларов. Рост затрат обусловлен повышением требований к организации системы безопасности производства и увеличением стоимости клинических испытаний;
• усиление борьбы с антивакцинальной пропагандой в условиях нарастания эпидемического благополучия и развития антпрививочной компании.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОТДЕЛЬНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ
УВЕЛИЧЕНИЕ ЧИСЛА ДЕТСКИХ ИНФЕКЦИЙ, КОНТРОЛИРУЕМЫХ В РАМКАХ НАЦИОНАЛЬНОГО КАЛЕНДАРЯ ПРИВИВОК
В календарь прививок России в 2009 г. включены* вакцины против коклюша, дифтерии, столбняка, туберкулеза, гриппа, кори, паротита, краснухи, полиомиелита (живая и инактивированная), вирусного гепатита В.
В ближайшие годы ожидается расширение российского календаря прививок за счет препаратов для профилактики гемофильной инфекции типа Ь, пневмококковой пневмонии, менингококковой инфекции, вирусного гепатита А, ветряной оспы, ротавирусной инфекции и рака шейки матки.
В США дети в возрасте от 0 до 6 лет получили в 2007 г. вакцины против 15 инфекций, в Европе — против 12 [13, 14]. Ожидается, что в национальные календари прививок к 2025 г. будут включены 23-25 детских вакцин, в том числе вакцины против респираторно-синцитиального вируса, вируса парагриппа типа 1, 2, 3, аденовирусов типа 1, 2, 5, 6, 7, цитомегаловируса, вируса Эпштейна— Барр и против болезни Лайма [15].
Увеличение вакцин календаря прививок ставит вопрос о необходимости заменить инъекционный путь иммунизации альтернативными методами.
* Включение в календарь прививок означает, что государство берет на себя все расходы по приобретению и применению вакцины.
ПЛАНОВАЯ ИММУНИЗАЦИЯ ЛИЦ СРЕДНЕГО И ПОЖИЛОГО ВОЗРАСТА
Необходимость плановой иммунизации взрослых обусловлена несколькими причинами [13, 16, 17]:
• ростом т. н. детских инфекций среди лиц старше 18 лет;
• угасанием с возрастом прививочного иммунитета против столбняка;
• высокой летальностью при гриппе и пневмококковой пневмонии среди пожилых;
• ростом случаев опоясывающего лишая в старших возрастных группах.
Плановая иммунизация взрослых предполагает использование АКДС-вакцины (с бесклеточным компонентом), АДС-вакцины, столбнячного анатоксина, комбинированной вакцины против кори, паротита и краснухи, вакцины против гриппа, пневмококковой инфекции, вируса гепатита А, вируса гепатита В, вируса папилломы человека (ревакцинация), вируса ветряной оспы — опоясывающего лишая** [13, 14].
Несмотря на угасание с возрастом функций иммунной системы, вакцинопрофилактика у пожилых дает несомненный эффект, хотя и менее выраженный по сравнению с более молодыми лицами [16]. Так, вакцинация против гриппа уменьшает среди пожилых заболеваемость на 25%, госпитализацию — на 20%, число случаев пневмонии — на 50%, летальность — на 70% [18].
Для усиления ответа пожилых людей на вакцины предлагают использовать пробиотики, витамины, антиоксиданты и ограничение калорийности пищи [16]. Обсуждается вопрос о разработке специальных схем иммунизации (несколько ревакцинаций) и создание специальных вакцин с повышенной за счет адъювантов иммуногенностью.
СОХРАНЕНИЕ МАССОВЫХ ПРИВИВОК В РАМКАХ КАЛЕНДАРЯ ПРИВИВОК НА ФОНЕ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО БЛАГОПОЛУЧИЯ
Многолетняя массовая вакцинопрофилактика основных детских инфекций привела к тому, что эти инфекции в развитых странах и во многих развивающихся государствах не регистрируются в виде спорадических случаев [1, 3, 6, 12, 19, 20].
В России последний случай полиомиелита наблюдали в 1997 г. Согласно данным Федерального центра гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора на территории Российской Федерации в январе-апреле 2009 г. зафиксировали 3 случая дифтерии (176 987 максимальный уровень в довакцинальном периоде), 50 случаев кори (2 168 700), 867 случаев эпидемического паротита (757 964), 800 случаев краснухи (484 987), 1207 случаев коклюша (807 699) [20, 21].
Достигнутое эпидемиологическое благополучие не является основанием для прекращения массовых прививок вакцинами календаря прививок. Мировой опыт свидетельствует, что современное человечество стало «вакцинозависимым». Понятием «вакцинозависимость» обозначают возвращение управляемых средствами иммунопрофилактики инфекций через несколько лет после прекращения плановой вакцинации.
Список стран, столкнувшихся с явлением вакцинозависи-мости, достаточно велик [1, 20, 22].
В Японии в 1975-1980 гг. зарегистрировали 37 500 случаев коклюша. Вспышки начались после исключения
из календаря прививок вакцины против коклюша и прекратились, когда возобновили иммунопрофилактику этой инфекции.
В СССР многие десятилетия регистрировали только спорадические случаи дифтерии
[23]. В 1990 г. начался подъем заболеваемости. В 1994 г. он достиг максимума (26,9 на 100 тыс.). В 1995 г. эпидемия стала затухать. Всего в 1993-1996 гг. заболело 104 250 человек, преимущественно дети [23]. Описываемые события развертывались сначала на фоне недостаточного охвата прививками (< 80%), а затем восстановления показателей прививаемости до оптимальных значений. Развитие эпидемии было обусловлено массовыми отказами от прививок АКДС-вакциной. Отказы были в значительной мере спровоцированы выступлениями средств массовой информации, которые преподносили вакцинацию как бюрократическое мероприятие, вредное для здоровья ребенка.
В январе-августе 2007 г. в северных районах Нигерии зарегистрировали 69 случаев паралитического полиомиелита, возбудителем которого был циркулирующий вакциноподобный вирус (circulating vaccine-derived poliovirus, cVDPV) [24]. Причиной вспышки стало прекращение прививок живой вакциной из штаммов Сэбина под влиянием религиозных фанатиков.
Проведение массовой вакцинопрофилактики в условиях эпидемиологического благополучия требует больших усилий, связанных с противостоянием нарастающей анти-вакцинальной дезинформации.
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ МЕТОДОВ ИММУНИЗАЦИИ
Предсказывается, что традиционные внутримышечные и подкожные методы иммунизации будут постепенно заменяться неинъекционными способами введения вакцин [1-3].
Необходимость создания альтернативных способов прививок обусловлена несколькими причинами:
• стремлением повысить эффективность вакцинации путем доставки антигена в зоны, где находятся сенсорные клетки врожденного иммунитета (кожа, слизистые) активация которых является обязательным условием для развития адаптивного иммунного ответа. Такой способ представляется весьма перспективным при вакцинопрофилактике и иммунотерапии пожилых людей (возрастное угасание иммунологической реактивности), онкологических больных (иммуносупрессия) и лиц со вторичными иммунодефицитами;
• желанием уменьшить при проведении вакцинации дискомфорт у детей и родителей за счет исключения болевого стресса;
• необходимостью снижения экономических и трудовых затрат при расширении масштабов вакцинопрофилактики;
• возникновением ситуаций, когда требуется вакцинация в ограниченные сроки больших контингентов (пандемия, биотеррористический акт).
Неинъекционные методы разделяют на транскожные (кожные) и мукозальные. Трудно сказать какой способ станет доминирующим.
Транскожная вакцинация. Внутрикожная иммунизация с помощью традиционных игл (метод Манту) не рассматривается как перспективная, хотя ее эффективность
** Вирус ветряной оспы-опоясывающего лишая (Varicella-Zoster virus) или вирус герпеса человека типа 3 вызывает у детей ветряную оспу, а у взрослых, которые в детстве перенесли ветряную оспу — опоясывающий лишай (активация вируса, персистирующего в лигандах).
ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ /2009/ ТОМ 6/ № 5
Информация Союза педиатров России
показана на примере БЦЖ и 18 других вакцинах (вакцины против гриппа, вирусного гепатита В и т. д.), а также при иммунотерапии онкологических больных [25, 26]. Предлагают вместо традиционных игл использовать микроиглы, на поверхность которых нанесена вакцина. Она остается в коже после извлечения иглы.
Получены обнадеживающие результаты при использовании принципа пассивной диффузии антигена через неповрежденную кожу (реальная транскожная иммунизация). Для активизации процесса используют разные химические вещества, наноэмульсии и адъюванты (рекомбинантные В субъединицы холерного токсина, термоля-бильный токсин E. тИ и др.) [25, 26].
Изучают перспективы иммунизации путем нанесения вакцины на поврежденную кожу. После разрушения наружных слоев эпидермиса создаются условия доставки больших белковых молекул в зоны, где находятся дендритные клетки. Для разрушения предлагают механическое воздействие, тепло, электричество, лазерное излучение и т. д.
Весьма перспективным считают использование конструкций, в которых антиген заключен в капли наноэмульсий жира или адъювантов [9, 11]. Такие капли пересекают эпидермис через кожные поры и кожные фолликулы. Размеры капель оптимальны для поглощения дендритными клетками, а антиген, включенный в нанокапли, индуцирует иммунный ответ по ТИ-1 типу. Мукозальная иммунизация. Мукозальная иммунизация (нанесение антигена на слизистую) с теоретической точки зрения представляется идеальным способом защиты от инфекций, т. к. около 90% патогенов попадают в организм, пересекая слизистые барьеры [27, 28]. Однако число разрешенных для применения в практике мукозальных вакцин остается небольшим, что связано с теоретическими и технологическими сложностями конструирования таких препаратов. К началу 2009 г. на глобальном и региональном уровнях использовали
9 мукозальных вакцин [27]. В их число входили: живая оральная полиомиелитная вакцина из штаммов Сэбина, две вакцины против холеры (живая и инактивированная), живая вакцина против брюшного тифа, аденовирусная вакцина для военнослужащих, оральная вакцина против туберкулеза (Бразилия), ротавирусная вакцина и холодоадаптированная гриппозная вакцина для назального применения. В Советском Союзе разработана и прошла клинические испытания оспенная вакцина [29].
Активно изучается аэрозольная вакцинация против кори и краснухи. При применении коревой вакцины протек-тивный уровень антител сохранялся через год, 2 года и 6 лет у 96, 94 и 86% привитых соответственно. При инъекционной иммунизации эти показали составляли 91, 87 и 78% [30]. Однако аэрозольная иммунизация не во всех случаях оказывается эффективной. У детей в возрасте 9-12 мес при мукозальном применении коревой вакцины антитела выявлены в 23-86% случаев, а после инъекционного введения — в 100% [13].
При мукозальной иммунизации используют оральный, назальный и ректальный пути введения. Выбор пути определяется свойствами вакцины и целью иммунизации. Так, препараты на основе протеолипосом (см. ниже) применяют только назально, т. к. они не стабильны при действии рН и температуры кишечника. Ректальный путь введения целесообразно использовать при иммунопрофилактике инфекций, передаваемых половым или вертикальным путем [11]. Интраназальная инокуляция антигена сопровождается формированием иммунного ответа не только в верхних дыхательных путях, но и в урогенитальной системе.
Рассматривают возможность комбинации инъекционного и мукозального методов. При этом предлагают сначала использовать внутримышечный, а затем интраназальный путь [27].
Конструкторы мукозальных вакцин решают две задачи:
• создание эффективной системы защиты антигена от агрессивного действия внутренней среды желудочно-кишечного тракта;
• разработка методов предупреждения толерантности слизистых, которая развивается при повторном контакте с антигеном. При этом используют живые векторы и другие системы доставки, а также активаторы иммунного ответа.
В настоящее время на разных этапах разработки находится несколько десятков мукозальных вакцин. Все они построены по одной схеме: антиген-система доставки — адъювант. К новым мукозальным вакцинам предъявляют следующие требования. Они должны фиксироваться на клетках слизистой (оптимально в зонах М клеток), активировать систему врожденного иммунитета, направлять развитие адаптивного иммунитета по ТИ-1 типу [32]. В качестве системы доставки мукозальных вакцин используют аттенуированные бактерии и вирусы (живые векторы), коллоидные капли (прежде всего, жировые), разнообразные микрочастицы, а в последнее время — наноэмульсии. Перечень наиболее распространенных систем доставки приведен в табл. В табл. не вошли данные о живых векторах. К ним относятся аттенуированные штаммы полиовируса, аденовирусы, вирус вазикулярно-го стоматита, энтеробактерии и т. д. [32].
Системы доставки стабилизируют мукозальные вакцины, защищая их от действия внешних и внутренних факторов. В ряде случаев они обеспечивают адгезию антигена на слизистой носоглотки. Нередко включение антигена в систему доставки сопровождается усилением иммуно-генности.
На основе аденовирусного вектора созданы экспериментальные вакцины против ВИЧ-инфекции, ротавирусов и т. д. [33].
В России предложен метод получения рекомбинантных нановирусных частиц аденовируса, лишенных способности к размножению во всех нормальных клетках человека и животных, вследствие деления протяженного участка генома [34, 35]. На основе описанной технологии созданы кандидатные вакцины против вируса гриппа птиц и человека, против вируса бешенства [35].
Для стимуляции мукозального иммунитета применяют разные варианты бактериальных токсинов, агонистов TLRs, цитокины, а так же хитин и хитозан [12, 27, 38, 39]. Весьма подробно изучены адъювантные свойства термолабильных токсинов E. тН и V. cholerae. Получено более 50 безвредных для человека мутантных форм этих токсинов. Наиболее перспективными представляются два термолабильных токсина E. тИ — LTK 63 и LTK 72. Они усиливают иммунный ответ на бактериальные, вирусные и синтетические антигены при мукозальном применении. Не решен вопрос, какой из цитокинов оптимален для мукозальных вакцин. Исследуют ^ 1; ^ 5; ^ 6; ^ 12; ^ 15; ^ 23: ^N-1. Опыты проводят на мышах и обезьянах, зараженных возбудителем туберкулеза, вирусом папилломы человека, вирусом простого герпеса, пневмококками [39].
В ходе исследований выявили ряд закономерностей, которые следует иметь в виду при конструировании мукозальных вакцин с цитокиновыми адъювантами:
• максимальная доза цитокина не всегда дает оптимальный адъювантный эффект;
• комбинация цитокинов существенно усиливает их потенцирующее действие на иммунную систему.
Система Характеристика
Липосомы Классические липосомы — небольшие пузырьки (капли) из фосфолипидов. Описано много вариантов [27]
Ниозомы Капли суфрактантов, полученные по липосомной технологии. В отличии от липосом характеризуются высокой стабильностью. Не требуют специальных условий для хранения [27]
Протеолипосомы Структуры, которые состоят из мембранных белков микроорганизмов, встроенных в липидные капли [27]
Виросомы Оболочки вируса гриппа без нуклеокапсида и нуклеиновой кислоты. Обладают выраженной адъювантной активностью [12]
Вирусоподобные частицы Структура из рекомбинантных вирусных белков. Морфологически не отличимы от интактных вирионов. Используют как носитель В- и Т-клеточных эпитопов [36]
Микрочастицы Биополимеры типа хитозан, хитин и биодеградируемые полимеры (polylactide, polylactide co-glycolide) [37]
Наночастицы Используют в виде эмульсий воды, липидов и других компонентов. Могут смешиваться с антигенами [19, 11, 12 ]
Иммуностимулирующий комплекс ^СОМ Состоит из иммуностимулирующей фракции, источником которой является Quillaja saponaria ^иИ А). Фракция инкорпорирована в жировые капли, образованные холестеролом, фосфолипидами и антигенами клеточных мембран [27]
99
Обнадеживают результаты исследований, в которых изучали возможность применения в качестве мукозальных адъювантов агонисты TLRs [38, 39]. Испытывают природные лиганды микробного происхождения (ЛПС, липид А, пептидогликаны, тейхоевые кислоты и др.) и разнообразные синтетические препараты, прежде всего, аналоги природных лиганд — монофосфорилированный липид А (MPL), агонист TLR4 и члены семейства цитозин-гуанин олигодеоксинуклеотиды (CpGODN), являющиеся агонистами TLR9.
Исследуется возможность включения в мукозальную вакцину комбинации агонистов TLRs. На Кубе получена конструкция, в состав которой входят протеолипосомы на основе белков наружной мембраны N. meningitides и три активатора TLRs (ЛПС, порины, ДНК). Такая конструкция индуцирует сильный иммунный ответ по типу ТИ-1 на менингококковые антигены [27].
При выборе адъюванта для мукозальной вакцины необходимо убедиться в его безопасности для человека, получив ответы на следующие вопросы:
• нарушает или не нарушает рассматриваемый препарат толерантность кишечника к аллергенам;
• является или не является комбинация адьюванта с конкретным антигеном пусковым фактором аутоиммунного процесса;
• опасна или не опасна данная вакцина при аэрозольном введении для лицевого нерва.
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА НОВЫХ ВАКЦИН
Общепризнано, что для производства вакцин XXI века будут постоянно предлагаться новые технологии, опирающиеся на последние достижения рекомбинантной и молекулярной биологии, геномики, протеомики, прикладной и теоретической иммунологии, а также на последние данные о физиологии бактерий и вирусов [9, 10, 12, 40-45]. Задача новых технологий — создание препаратов для защиты от инфекций, вызываемых «трудными» патоге-
нами (вирус иммунодефицита человека, вирус гепатита С, возбудитель туберкулеза); для борьбы с пандемиями и актами биотерроризма; иммунотерапии хронических воспалительных процессов; профилактики и лечения аллергических, аутоиммунных, онкологических и так называемых неинфекционных соматических болезней. Ниже рассматриваются принципиальные технологии нового поколения.
ОБРАТНАЯ ВАКЦИНОЛОГИЯ (REVERSE VACCINOLOGY)
Суть этой технологии состоит в том, что при конструировании вакцины идут от генома к его продукту, тогда как традиционные методы основаны на нисходящем пути — от цельного микроорганизма к его составляющим [12, 40, 46, 47]. Новый подход основан на том, что про-тективные антигены, как правило, являются белковыми молекулами. Следовательно, зная о белковых компонентах патогенного микроорганизма, можно с высокой вероятностью определять (предсказывать) какие белковые молекулы являются кандидатами для построения вакцины.
Достижения геномики и протеомики создали хорошие предпосылки для развития обратной вакцинологии.
С помощью автоматизированных приборов за период с 1997 г. по 18 марта 2003 г. определена полная нуклеотидная последовательность 78 бактериальных патогенов. Полная компьютерная реконструкция генома, его описание, составление списка кодируемых этим геномом белков с помощью соответствующих программ занимает всего несколько месяцев.
Выбор вакцинных кандидатов осуществляется несколькими способами.
Путем компьютерного анализа (in silico) сортируют выявленные белки на основе информации о предполагаемой функции, возможной локализации внутри бактериальной клетки, данных о секреторной способности, антигенных свойствах и информации о связи с мембраной.
ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ /2009/ ТОМ 6/ № 5
Информация Союза педиатров России
100
Другим критерием для отбора антигенов является анализ транскрипционной активности отдельных генов. Этот способ дает полную картину транскрипционной активности генома конкретного патогена, позволяет получить информацию об экспрессии разных генов в разных условиях культивирования, что особенно важно, определить гены, экспрессия которых меняется во время инфекции.
Третий метод отбора вакцинных кандидатов базируется на протеомной технологии, которая позволяет дать развернутую количественную и качественную характеристики белка.
Используя описанные подходы можно отобрать пул генов и экспрессируемых ими белков для создания вакцинного препарата. Обычно, пул включает около 20-30% генов бактериального генома. Отобранные белки исследуют в опытах на животных, определяя их способность индуцировать адаптивный иммунитет.
Впервые с помощью обратной вакцинологии создали экспериментальные образцы вакцины против менингококка серогруппы В (Neisseria meningitidis B) [46]. Затем появились сообщения о конструировании вакцин против Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Chlamydia pneumoniae, Plasmodium falciparum и т. д. [40]. Пока ни одна из предложенных вакцин в практике не применяется.
СИСТЕМА ОБРАТНОЙ ГЕНЕТИКИ (REVERSE GENETICS SYSTEM)
Технология, основанная на использовании методов системы обратной генетики, позволяет получать лишенный инфекционности посевной вирус для создания инактивированных и живых вакцин. [48-50]. С помощью рассматриваемой технологии созданы кандидаты в пред-пандемичные и пандемичные вакцины против вируса гриппа птиц (H5N1) [50]. Показано, что, используя приемы обратной генетики, можно в течение нескольких недель создавать высокоурожайные и непатогенные для человека посевные штаммы (описаны конструкции, которые содержат гемагглютинин и нейраминидазу вируса гриппа А H5N1 и генов вируса гриппа А H1N1).
ТЕХНОЛОГИЯ НА ОСНОВЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Идея технологии заключается в том, что накопление про-тективного антигена происходит непосредственно в организме привитого [12, 40, 45, 51, 52]. ДНК-конструкция, которая кодирует протективный антиген или антигены, включается в плазмиду, а та инокулируется в организм иммнунизируемого. Клетки последнего захватывают ДНК содержащую плазмиду и начинают экспрессировать протективный антиген.
Препараты создаваемые с помощью рассматриваемой технологии, называют ДНК-вакцинами или плазмидными вакцинами, а их применение обозначают понятием генетическая иммунизация.
Исследуют т. н. обнаженную ДНК (плазмида без примеси белков или нуклеокаксидных комплексов), ДНК, включенную в структуры, которые защищают от повреждающего действия внешних и внутренних факторов (липосо-мы и т. д.) и ДНК, встроенные в вирусный вектор (вирус осповакцины).
Получены экспериментальные ДНК вакцины против туберкулеза, малярии и многих вирусов, в том числе против ВИЧ, вируса бешенства, вируса простого герпеса и др.
Сроки внедрения ДНК вакцин в практику зависят от сроков ответа на два вопроса:
• является ли безопасным в генетическом плане включение ДНК микроорганизма в геном позвоночного;
• как будет влиять непрерывный синтез протективного антигена на иммунологический гомеостаз привитого и как иммунная система особи, получившей ДНК вакцину, будет реагировать на собственные клетки, которые экспрессируют чужой антиген (атаковать?).
ТЕХНОЛОГИИ НА ОСНОВЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ БЕЛКОВ, ВОСПРОИЗВОДИМЫХ В РАСТЕНИЯХ
Достижения современной молекулярной биологии позволяют воспроизводить в сельскохозяйственных растениях большие количества рекомбинантных белков бактерий и вирусов [1, 53].
Используют два метода: временную и постоянную экспрессию. Временная экспрессия воспроизводится при введении модифицированного вируса, несущего ДНК, и кодирует протективные молекулы. В основе постоянной экспрессии лежит трансформация генома растения. Трансгенное растение синтезирует протективные антигены, которые накапливаются в плодах, корнях, листьях и стеблях. Полученные с помощью описанной технологии препараты называют съедобными или растительными вакцинами. Они предназначены для применения per os.
Для получения растительных вакцин используют табак, картофель, бананы, маис.
Описаны съедобные вакцины против вируса гепатита В (табак, картофель, помидоры), термолябильного энтеротоксина E. coli (картофель, маис); ротавирусов (помидоры) и т. д.
Иммунологическая активность растительных вакцин продемонстрирована в опытах на животных и в весьма ограниченных исследованиях на людях (термолябильного энтеротоксина E. coli, HBsAg).
Остается много вопросов, без ответа на которые конструирование съедобных вакцин не выйдет за рамки экспериментов. Наиболее существенными являются следующие вопросы:
• как стандартизировать применение съедобных вакцин, чтобы получаемая доза антигена была оптимальной;
• не нарушает ли растительная вакцина толерантность кишечника к аллергенам;
• как исключить неконтролируемое культивирование растений-продуцентов рекомбинантных белков.
РАЗРАБОТКА НОВЫХ АДЪЮВАНТОВ
В начале XXI века стало очевидно, что продукты геномных технологий обладают недостаточной иммуногенностью, т. к. они лишены патоген-ассоциированных молекулярных структур микроорганизмов, взаимодействие которых с рецепторами врожденного иммунитета является первым и обязательным условием для формирования приобретенного иммунитета. В 2002 г. американские эксперты проанализировали результаты исследования иммунологической активности 224 вакцин, созданных с помощью новых технологий для защиты от 78 микроорганизмов (бактерий, вирусов, простейших) [2]. Иммуногенными оказались: вакцина против вирусного гепатита В, против болезни Лайма и генетически инактивированный коклюшный токсин. Поэтому было сделано заключение о том, что продукты рекомбинантных технологий обязательно должны сочетаться с адьювантами, а разработка нового поколения адьювантов является важнейшим элементом развития вакцинологии.
Понятие «иммунологический адьювант» введено в литературу G. Ramon в двадцатых годах прошлого столетия [54]. Этим термином характеризуют препараты, включение которых в состав вакцины усиливает ее способность индуцировать развитие адаптивного иммунитета.
Многие десятилетия общепризнанным, но единственным адьювантом остаются соли аммония. Они используются при промышленном производстве основных профилактических вакцин всеми компаниями мира [8, 12, 55].
В настоящее время разрабатывают и испытывают несколько десятков новых адьювантов. По механизму действия их делят на две группы [56-58]:
1) Препараты, взаимодействующие с антигеном (delivery system). Они изменяют антиген в составе вакцины, усиливают поглощение антигена АПК, функционируют как депо антигена, доставляют антиген в зоны локализации иммунокомпетентных клеток.
2) Иммуноактиваторы (immune potentiators). Действуют непосредственно на иммунокомпетентные клетки, прежде всего на АПК, активизируют формирование адаптивного иммунитета.
В первую группу входят соли алюминия, разного рода эмульсии, сапонины и катионовые липиды. Вторую группу представляют природные и синтетические агонисты TLRs, цитокины, хемокины, костимулирующие молекулы. В России разработан и внедрен в практику препарат полиоксидоний, который обладает свойствами адьювантов как первой, так и второй группы [58, 59].
Ниже приводятся данные о старых и новых адьювантах, которые разрешены для применения в практике и вошли в состав лицензируемых вакцин или находятся на завершающих этапах клинических испытаний.
СОЛИ АЛЮМИНИЯ [8, 12, 55]
Гидроокись алюминия, которая в настоящее время описывается не как Al(OH)3, а как кристаллическое соединение с формулой Al(OOH). Это соединение обладает обширной поверхностью с высокой адсорбционной активностью. Следует подчеркнуть, что в большинстве современных публикаций гидроокись алюминия обозначают формулой Al(OH)3.
Фосфат алюминия. Поверхность образована группами AlOH Al (OPH3). Обладает более высокой растворимостью, чем гидроокись алюмния.
Квасцы (AlK (SO4)). Растворимы в воде, достаточно токсичны, входят в состав ветеринарных вакцин. Адъювантные действия солей алюминия объясняют следующим образом. Они функционируют по принцину «депо» — адсорбированный на их поверхности антиген медленно элюирует в окружающую среду; создает локальный очаг воспаления, куда устремляются АПК. Усилен фагоцитоз адсорбированных на солях антигенов макрофагами и дентдритными клетками. В последнее время теория «депо» стала подвергаться сомнению. Безопасность солей алюминия не вызывает сомнения. Местные реакции слабые и развиваются на месте инъекции. Адьювантная активность не очень выражена, направлена на гуморальный ответ, который развивается преимущественно по Th-2-типу.
Соли алюминия входят в состав основных коммерческих вакцин — АКДС-вакцины и АДС-вакцины, вакцин против гепатита А и гепатита В, вакцины против гемофильной типа b инфекции, пневмококковой конъюгированной вакцины, гриппозной вакцины, 4-х валентной вакцины против вирусов папилломы и ряда комбинированных вакцин (вакцина против гепатита А + гепатита В и т. д.). MF59. Этот адъювант разрешен для применения человеку. Входит в состав инактивированной гриппозной вакцины Flaud, лицензированной в Европе [56, 60]. Водно-масляная эмульсия, состоящая из стабилизированных капель жира (метаболиты холестерола) и двух сурфактантов (Твин 80, Span 85). В основе адъювантного действия лежит привлечение в зону инъекции макрофагов и дендритных клеток. При включении в состав субъе-
диничных вакцин против гриппа и вируса простого герпеса усиливает иммунный ответ (гуморальный и клеточный) сильнее, чем соли алюминия.
Включен в состав экспериментальных вакцин против ВИЧ-инфекции и вирусов гриппа с предполагаемым пандемическим потенциалом.
MPL [12, 56]
Входит в состав разрешенного для применения человеку комбинированного адъюванта, ранее называвшегося ASO4, а теперь — SBA54 (см. далее).
MPL — это монофосфорилированный липид А. Получен из ЛПС мутанта S. minesota. Сохраняет адъювантную активность ЛПС, обладая минимальной токсичностью. Агонист TLR4. Безопасность и адъювантная активность исследованы на 10 тыс. волонтеров.
MPL испытывают как адъювант для экспериментальных вакцин из рекомбинантных белков, вакцин из конъюгированных полисахаридов, вакцин против вирусных инфекций и вакцин для иммунотерапии аллергии. Семейство цитозин-гуанин дезоксинуклеотидов (cytosine-guanine prepeat (CpG) dideoxynucleotides) [12, 61-64]. Синтетический препарат содержит немитилированный мотив, присущий только бактериальной ДНК. Агонист TLR9. Индуцирует иммунный ответ по Th-1 типу, переключает Th-2 ответ на Th-1, поэтому широко применяется при конструировании антиаллергических терапевтических вакцин. Получены варианты, которые в системах in vitro и in vivo активируют разные иммунокомпетентные клетки и индуцируют синтез разных цитокинов (CpG класс А, класс В и класс С) [63, 64]. Рассматривается как оптимальная платформа для комбинированных адъювантов. Цитокиновые адъюванты [8, 56, 65]. В опытах на животных исследуют адъювантную активность как отдельных цитокинов (IL 2, IL 12; GM-CSF; IFN 7), так и их сочетаний (IL 12 + GM-CSF; TNF а + ILR + IL 18 и т. д.) [32, 39, 56, 65]. Предполагают, что в основе действия комбинации цитокинов лежит синергический эффект. Так, события при введении комбинации IL 12 + GM-CSF + TNF а описывают следующим образом. GM-CSF привлекает в зону инокуляции антигена АПК и активирует их. IL 12 и TNF а усиливают Th-1 ответ [56].
Существует мнение, согласно которому использование агонистов TLRs, индуцирующих синтез определенных цитоки-нов, позволит получить более стандартный адъювантный эффект, чем применение цитокинов как таковых [56, 65]. Комбинированные адъюванты. Результаты многочисленных экспериментов на животных и клинические данные свидетельствуют о том, что при комбинации адъювантов суммируется их активность и это ведет к усилению стимулирующего действия. Кроме того, комбинируя адъюванты, можно ориентировать Th ответ по требуемому типу [56].
Конструкции комбинированных адъювантов строят по следующей схеме. Базовый препарат (платформа), который уже разрешен для применения человеку, плюс новый адъювант. В качестве базового препарата чаще всего используют соли алюминия.
Комбинация гидроокиси алюминия и MPL зарегистрирована как разрешенный для человека адъювант SBA54 (ранее ASO4) [66]. Включение этого адъюванта в вакцину против вирусного гепатита В (Fendrix), позволило сократить схему прививок с 3 до 2 при сероконверсии 98,6% [56, 60]. Адъювант SBA54 (ASO4) входит в состав 2-компонентной вакцины для профилктики инфекции, вызываемой вирусом папилломы человека [67].
Вариант CpG7909 (CpG класс В) усиливает иммунный ответ коммерческих противогепатитной В вакцины
101
ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ /2009/ ТОМ 6/ № 5
Информация Союза педиатров России
102
(Engerix-B) и антигриппозной вакцины (Fluarix). Показано, что добавление CpG7909 к Fluarix позволяет существенно уменьшить дозу вакцины при сохранении выраженного (достаточного) иммунного ответа [68].
Сочетание CpG и MF59 потенцирует иммунный ответ на антиген р55 вируса иммунодефицита человека [58]. Исследуются комбинированные адъюванты, содержащие сапониновые эмульсии и MPL. Они входят в состав экспериментальных вакцин против малярии и туберкулеза [56, 69].
Число создаваемых и испытываемых комбинированных адъювантов растет. Полагают, что именно они станут обязательным элементом новых профилактических и терапевтических вакцин. Ожидают появление сочетание 3, 4, а может быть и более адъювантов.
Внедрение в практику новых адъювантов связано с проведением весьма затратных клинических испытаний, сравнимых с испытаниями готовящихся к лицензированию вакцин. Поэтому переход от идеи нового адъюванта к признанию его годным для человека идет очень медленно.
МОДИФИКАТОРЫ ФУНКЦИЙ ТОЛЛ-ПОДОБНЫХ РЕЦЕПТОРОВ (TLRS) И ИХ СИГНАЛЬНЫХ ПУТЕЙ
TLRs являются наиболее изученными образ распознающими (pattern recognition receptors — PRRs) рецепторами системы врожденного иммунитета [70-74]. Описано
10 семейств PRRs.
TLRs экспрессированы на клетках первой линии защиты от инфекции — макрофагах, дендритных клетках, эози-нофилах, тучных клетках, эпителии слизистых оболочек и эндотелии кожи. Выявлены в головном мозге и на клетках сердечно-сосудистой системы человека.
TLRs распознают консервативные, присущие только микроорганизмам структуры (pathogen-associated molecular patterns — PAMPs) и эндогенные молекулы опасности, которые возникают при некрозе и/или апоп-тозе клеток (белки теплового шока, фибриноген, мочевая кислота и т. д.).
TLRs состоят из экстрацеллулярного домена (leucine-rich repeats — LRR) и внеклеточного домена TIR (сходен с цитоплазматическим доменом рецептора IL 1, поэтому называется Toll/intrleukin-1 receptor — TIR).
После взаимодействия домена LRR с PAMPs микроба возникает сигнал, который через TIR домен передается на миелоидный дифференцированный фактор 88 (MyD88) и адапторные молекулы TRIR (TIR-domain-containing adaptor molecule inducing interferon-B), которые активируют ядерный фактор kB (NK-kB) и интерферон, регулирующий фактор 3 (IRF3).
kB (NK-kB) контролирует синтез провоспалительных цито-кинов (IL 1, IL 6, IL 12, TNF а). IRF3 регулирует продукцию интерферонов 1 типа (INF а, INF р).
Сигналы, идущие через TLRs, обуславливают созревание макрофагов и дентдритных клеток, экспрессию костиму-лирующих молекул CD40, CD80, CD86, развитие иммунного ответа по Th-1 типу.
Согласно теории врожденного иммунитета модификаторы функций TLRs и их сигнальных путей (активаторы-агонисты, ингибиторы-антагонисты) являются новым поколением иммунобиологических препаратов для иммунопрофилактики практически всех видов патологии человека — инфекций, аллергии, аутоиммунных болезней и онкологии [71, 75-79].
Агонисты TLRs. В 2007 году на разных стадиях клинических исследований находились 32 модификатора, ориентированных на один TLR [75]. Испытывали агонисты для защиты от бактериальных (3), вирусных (5) и паразитар-
ных инфекций (1). 6 препаратов оценивали при аллергии, 8 при онкологических и 1 при аутоиммунных заболеваниях. В качестве вакцинных адъювантов исследовали 8 модификаторов.
Для применения в практике разрешены агонисты TLR4 (MPL) и TLR7 (imiquimod). MPL входит в состав комбинированного адъюванта ASO4 (базовый компонент А1(0Н)3), который включен в вакцину против гепатита В ^егШпх).
Imiquimod — один из синтетических агонистов TLR7/TLR8. Разрешен для местного применения при лечении предраковых и раковых кератозов, а также генитальных и перианальных бородавок, ассоциированных с инфекцией вирусом папилломы человека [75, 76].
Ниже приведены данные экспериментальных исследований и результаты ограниченных клинических испытаний, свидетельствующие о больших перспективах использования агонистов TLRs.
MPL. Изучается возможность применения при вирусных инфекциях и онкологии [75, 78, 79]. В клинике (III фаза) продемонстрирована эффективность при инфекции вирусом папилломы человека и инфекции вирусом герпеса гениталий. В качестве адъюванта входит в состав нескольких противоопухолевых вакцин.
Получено несколько синтетических вариантов низкомолекулярных агониста Т^7: Imiquimod (см. выше), ^а^гЫпе, Resiquimod и др. [76, 79-81].
В опытах на животных ^а^гЫпе защищает от инфекции коронавирусом человека, цитомегаловирусом, вирусом леса Семлики, вирусом везикулярного стоматита, вирусами энцефаломиокардита и герпеса типа 1 и 2 [82]. ^а^гЫпе демонстрирует антивирусную активность, сопоставимую с эффектом ^ а, у пациентов с хроническим вирусным гепатитом С, которые были резистентны к интерфероновой терапии (фазы I, II) [82].
Клинические испытания показали, что ^аШгЫпе плохо переносятся при оральном применении, вызывая гастроэнтериты, тошноту, локальные кровоизлияния. Кроме того, он индуцирует нежелательную активацию иммунокомпетентных клеток, ассоциированых с кишечником.
Создана оральная лекарственная форма ^а^гЫпе, лишенная указанных недостатков и позволяющая получить концентрацию агониста в крови, сравнимую с парентеральным применением, Оральный препарат ^А-975) называют замаскированным предшественником ^а^гЫпе. Он лишен активности агониста благодаря химическим модификациям, которые возвращаются к норме, когда этот препарат из желудочно-кишечного тракта поступает в кровь. В клинических условиях показано, что после приема ANA-975 уровень активного агониста в плазме равен показателям при парентеральном введении ^а^гЫпе [80].
Начаты ограниченные испытания ANA-975 в клинике для лечения пациентов с хроническим вирусным гепатитом С и вирусным гепатитом В.
Агонисты семейства CpG (см. выше). Активность членов семейства CpG исследую в клинических испытаниях (фаза МИ) при раке легкого, Т-клеточной лимфоме, карциноме почки, при инфекции вирусом гепатита С, при пыльцевой аллергии и. т.д. [61, 63-64, 83]. В этих испытаниях CpG препараты применяются в качестве адъювантов или средства монотерапии, направленной на подавление клинических симптомов.
Начаты испытания CpG соединений как дополнение химиотерапии, радиационной терапии и терапии моноклональными антителами раковых больных [78]. Так, в серии рандомизированных клинических испытаний продемон-
стрировали, что при сочетании средств химиотерапии с CpG увеличивается число пациентов со сроком жизни до года с 33% (только химиотерапия) до 50%.
На примере CpG показано, что активность агониста возрастает, если он конъюгирован с белковым антигеном — индуктором патологического процесса (вирусом, аллергеном) [78]. В клинике исследуют конъюгат CpG с пыльцевым аллергенм (Tolamba). 6 инъекций Tolamba хорошо переносились и создавали защиту от обострений, обусловленных контактом с аллергеном, по меньшей мере в течение 2 лет (фаза I-III).
Важным следствием теории врожденного иммунитета является утверждение, что комбинация агонистов повышает эффект активации TLRs и позволяет создавать принципиально новые вакцины — вакцины против широкого круга патогенов, в том числе патогенов разных таксономических групп (бактерий, вирусов, грибов, простейших), и вакцины, сочетающие антиинфекционную активность с действием против других видов патологии (опухоли, аллергия, аутоиммунные болезни) [11, 12, 15, 42, 71, 74, 79].
Препараты на основе комбинации агонистов TLRs уже созданы и проходят клиническую апробацию. В России разработана вакцина Иммуновак. Она состоит из антигенных комплексов S. aureus, E. coli, K. pneumoniae, P. vulgaris и содержит лиганды, активация которых создает защиту против бактериальных (TLR2, TLR4, TLR6 и TLR8) и вирусных инфекций (TLR2, TLR4, TLR9) и положительно влияет на течение аллергии (TLR4, TLR9) [71].
Разные авторы показали, что Иммуновак защищает здоровых детей, часто болеющих детей и детей с бронхиальной астмой от ОРЗ, возбудителями которых являются более 200 микроорганизмов. Включение этой вакцины в схему базового лечения повышает эффективность иммунотерапии бронхиальной астмы и латексной аллергии.
Антагонисты активности TLR. Согласно современным знаниям о физиологии врожденного иммунитета подавление активности TLRs при хроническом воспалении должно привести к клиническому исцелению пациентов с аллергией и аутоиммунными болезнями [76-78]. Получены, пока еще немногочисленные данные, свидетельствующие о том, что угнетение функции TLRs дает положительный клинический эффект при атеросклерозе, астме, ревматоидном артрите и ряде других хронических заболеваниях, а также при сепсисе, возбудителями которого являются грам отрицателные бактерии.
Разработки антагонистов реально находятся на самых ранних этапах и использование их в практике следует ожидать в отдаленном будущем.
Модификаторы сигнальных путей TLRs. В литературе последних лет активно обсуждается возможность уменьшения или прекращения секреции провоспалительных цитокинов при воздействии на адапторные молекулы***, которые играют ключевую роль в передаче сигналов активированных TLRs [72, 76, 79].
Полагают, что ингибиторы активности элементов сигнального пути станут в обозримом будущем одним из средств лечения хронического воспаления. В настоящее время в качестве ингибиторов исследуется серия низкомолекулярных препаратов. Один из таких препаратов (ТАК-242) действует на адапторную молекулу TRAM, через которую
активируются факторы IRF и NF-kB, координирующие транскрипцию IFN р и хеликонов. В результате уменьшается синтез TNF а, IL 6 и IL 12, который был запущен после взаимодействии ЛПС с TLR4 [77].
Начаты испытания антагониста как элемента комплексной терапии сепсиса. В немногочисленных клинических испытаниях (I-III фазы) получены первые результаты, свидетельствующие о перспективности такого подхода [78].
ПЕРСПЕКТИВЫ
Ожидается расширение работ по созданию новых модификаторов TLRs, оценке их клинической эффективности и безопасности. В 2007 г. программы таких работ обнародовали 18 компаний [78].
Будут конструироваться не только модификаторы функций TLRs и их сигнальных путей, но и представителей других семейств.
Планируется изучение новых модификаторов как средств антиинфекционной защиты, включая защиту при пандемиях и актах биотерроризма; как адъювантов при конструировании вакцин; как средств иммунотерапии хронических воспалительных процессов; как средств усиления эффекта химио- и радио терапии.
Для усиления и расширения действия предполагается использовать комбинации модификаторов рецепторов одного или разных семейств. Описан синергический эффект при комбинации агонистов TLRs и NOD рецепторов [84].
Значительное внимание будет уделяться разработке методов оценки иммунологической безопасности модификаторов для человека.
ВАКЦИНЫ ДЛЯ ИММУНОТЕРАПИИ ХРОНИЧЕСКИХ НЕИНФЕКЦИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ И ВРЕДНЫХ ПРИВЫЧЕК (НИКОТИНОВАЯ ЗАВИСИМОСТЬ)
Вакцины для лечения хронических неинфекционных соматических болезней (ХНСБ) следует рассматривать как средство патогенетической иммунотерапии, т. к. их мишенями являются структуры, которые играют ключевую роль в патогенезе неимунного заболевания.
На разных этапах экспериментальной разработки находится свыше 100 вакцин против ХНСБ, в том числе вакцины для иммунотерапии болезни Альцгеймера [85, 86], атеросклероза [87], рассеянного склероза [88, 89], гипертонической болезни [90, 91], диабета типа I [92], ревматоидного артрита [93] и других аутоиммунных болезней [94], ожирения [95, 96]. Проходят клинические испытания антиникотиновая и антикокаиновая вакцины [97, 98]. Обширная литература посвящена применению вакцин в рамках комплексного лечения аллергии [99-102]. Вакцины против ХНСБ конструируют, соединяя гаптен (мишень) с носителем. В качестве носителей применяют вирусоподобные частицы, анатоксины столбнячный и дифтерийный, рекомбинантную В субъединицу холерного токсина и др [94]. Мишени, против которых создают иммунный ответ, определяются уровнем знаний о патогенезе конкретной болезни. Они весьма разнообразны. Это — белковые продукты патологического процесса (р-амилоид при болезне Альцгеймера); белок-переносчик холинэстеразы при атеросклерозе; медиаторы (ангиотензин I, II при гипертонии); цитокины при
*** MyDSS — миелоидный дифференцировочный фактор SB; Mai/TIRAP — Toii/interieukin receptor — TIR домен, содержащий адаптор-ный протеин. Через этот адаптор передается сигнал активации на ядерный фактор NF-kB; TRIF/TICAM-І — TIR домен, содержащий адаптор, который индуцирует сиснтз IFN p; TRAM/TIRP/TICAM-2 — TIR домен, содержащий протеин. Активирует интерферон, регулирующий фактор IRF-З и NF-kB фактор; SARM — Steriie and heat armadiiio metifs. Роль в передаче сигналов изучена недостаточно.
103
ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ /2009/ ТОМ 6/ № 5
Информация Союза педиатров России
104
аутоиммунных болезнях; хемокины при атеросклерозе; рецепторы с патологической активностью (HMDA: ^метил^-аспартат рецептор при инсульте) и рецепторы врожденного иммунитета (TLR9 при аллергии).
По механизму действия вакцины против ХНСБ делят на следующие группы:
• вакцины, которые индуцируют гуморальный ответ против аутомолекул, являющихся ключевым элементом патогенетического процесса конкретной болезни (цитокины, медиаторы, никотин или кокаин и т. д.);
• вакцины-нормализаторы иммунопатологического процесса. Эти препараты вызывают синтез противовоспалительных цитокинов, переключают ТИ2 ответ на ТИ1;
• модификаторы функции TLRs и их сигнальных путей. Агонисты применяют, прежде всего при аллергии, антагонисты — при аутоиммунных болезнях.
На современном этапе разработки вакцин против ХНСБ не выходят за рамки экспериментов. В отдельных случаях начаты клинические испытания I или II фазы. Тем не менее, накопленный опыт позволяет сделать ряд важных выводов.
Первые клинические испытания антиникотиновой вакцины показали, что ее эффективность существенно уступает эффективности антиинфекционных вакцин. Вакцина №сШпе-рр прошла II фазу клинических испытаний. Она состоит из никотиновых дериватов, химически связанных с рекомбинантными вирус-подобными частицами бактериофага рр. Испытания были рандомизированными, плацебо контролируемыми. Информацию об отказе от курения подтверждали лабораторными методами. Антитела против никотина выявили у 100% привитых. В первые два месяца после завершения иммунизации число отказавшихся от курения в опытной группе превышало показатели контроля на 12%, затем эта цифра возросла до 25% (180 дней) и сохранялась на уровне 20% до окончания срока наблюдения (12 мес).
Для патогенетической иммунотерапии конкретной ХНСБ требуется не одна, а несколько вакцин с разным механизмом действия. Так, для иммунотерапии рассеянного склероза предлагают использовать антицитокиновые вакцины, анти хемокиновые вакцины, вакцины, подавляющие ТИ1 клетки, и вакцины против основного миелина. При иммунотерапии атеросклероза предлагают применять не только вакцину против ферментов, участвующих в формировании бляшек, но и вакцину против курения, вакцину против ожирения, а также вакцину против гриппа [87]. Разработки комплексной вакцинотерапии ХНСБ еще не начались.
Не существует надежных методов проверки иммунологической и патогенетической безопасности вакцин для терапии ХНСБ. Пока нет теоретических и методических инструментов, позволяющих предсказывать события, которые последуют после подавления функции конкретных эндогенных молекул патогенеза.
Опыты на животных не всегда гарантируют безопасность вакцины против ХНСБ для человека. Так, первый вариант вакцины против болезни Альцгеймера (безопасный для лабораторных животных) вызвал развитие менин-гоэнцефалита у привитых, что было связано с развитием у привитых опосредованного аутоиммунного ответа на р-амилоид [103].
Трудно прогнозировать какие вакцины против ХНСБ войдут в практику первыми и когда это произойдет.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ближайшие десятилетия будет непрерывно возрастать удельный вес вакцинопрофилактики в рамках реализа-
ции политики — достижение здоровья для всех. И это принесет значимый и экономических и социальный эффект. Так, стоимость прививки одного ребенка АКДС-вакциной и стоимость лечения от коклюша неиммунизированного соотносится как 1:24 [1]. Ожидается, что массовое применение вакцин в рамках Национальных календарей прививок позволит ликвидировать на Земном шаре ряд антропонозов (прежде всего полиомиелит, в отдаленном будущем — корь, краснуху, возможно дифтерию); превратить массовые детские инфекции в спорадические; значимо увеличить продолжительность жизни (на 10 и более лет) лиц с хронической патологией; увеличить активное долголетие у представителей всех социальных групп. Производство и применение вакцин остается малорентабельным сегментом фармакологической индустрии. Это обусловлено высокой и непрерывно возрастающей стоимостью цикла «идея — технология — испытания — лицензирование».
В 2993 г. цена цикла достигала 750 млн американских долларов. Ожидается, что в ближайшие годы она возрастет до 1,25 млрд. Рост затрат на разработку и освоение обусловлен постоянным повышением требований к гарантиям безопасности вакцин и к гарантиям безопасности из применения [1]. В тоже время вацинопрофи-лактика дает значимый экономический и социальный эффект [1, 12].
Экономический эффект исчисляют, сравнивая затраты на одну прививку (стоимость вакцины, процедуры прививок, лечение побочных эффектов) со стоимостью лечения одного случая заболевания (стоимость лабораторной диагностики, посещения врача, лекарств, пребывания в больнице). В России соотношение этих затрат для АКДС-вакцины или комбинированной вакцины против кори, краснухи и паротита равно 1:24, а для инактивированной вакцины против гриппа — 1:4. В США эффективность АКДС-вакцины для 2000 г. рассчитана 1:27.
Следует подчеркнуть, инфекционные болезни наносят значительный экономический ущерб обществу. В 2004 г. величина этого ущерба в России составила 91 630 105,9 тыс. руб. (учтены данные по 18 инфекциям) [104].
При определении социального эффекта исчисляют стоимость продукции, которую мог бы произвести человек, потерявший в результате болезни [12]. В США эта величина для новорожденного равна 103$, для подростков — 7 902$, для взрослых до 50 лет — 230 тыс. $. Приведенные цифры варьируют у разных авторов и зависят от используемых методов исследования. Но во всех случаях они свидетельствуют о высоком социальном эффекте, который достигает общество, используя вакцины календаря прививок.
Очевидно, что значимый экономический и социальный эффект будет стимулировать увеличение бюджетных затрат на развитие вакцинопрофилактики. Эти затраты пойдут на разработку наиболее актуальных и дорогостоящих проектов вакцинологии (создание препаратов для профилактики туберкулеза, ВИЧ-инфекции, гепатита С, разработка средств иммунотерапии аллергии, аутоиммунных заболеваний и опухолей). Ожидаемое расширение календаря прививок так же потребует существенного увеличение бюджетных расходов. В последние годы стало очевидным, что государство должно взять на себя расходы по организации и проведению компании против анти-прививочной пропаганды. набирающей силы на фоне эпидемиологического благополучия.
Обязательным условием развития вакцинопрофилактики в России является развитие фундаментальных и прикладных аспектов фармакоэкономики вакцинологии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Семенов Б. Ф., Воробьев А. А., Егорова Н. Б. и др. Ожидаемые перспективы вакцинологии до 2020 г. Фундаментальные направления молекулярной медицины. — СПб, 2005. — С. 328-392.
2. Jordan Report 20th Anniversary. Accelerated development of vaccines. — J. Hilleman (ed.). Washington Natiomal institutes of health, 2002.
3. Plotkin S. A., Orenstein WA, Offit P А. Vaccines. — Saunders, Elsevier, 2008.
4. The GAVI Alliance (formerly Global Alliance for Vaccines and Immunisation). http://www.vaccinealliance.org.
5. Index of WHO's vaccine and immunozation information pages. http://www.who.int/topica/vaccines/en.
6. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). http://www.cdc.gov/vaccines.
7. WHO position papers on specific vaccines. http // www.immunize.org/who.
8. Медуницин Н. В. Вакцинология. — М.: Триада-Х, 1999.
9. Peek L. J., Middaugh C. R., Berkland C. Nanotechnology in vaccine delivery // Adv. Drug Deliv. Rev. — 2008. — V. 60. — Р 915-928.
10. Bambini S., Rappuoli R. The use of genomics in microbial vaccine development // Drug Discov. Today. — 2009. — V. 14. — Р 252-260.
11. Demirjian A., Levy O. Novel vaccines: bridging research, development and production, 2008. Expert Rev // Vaccines. — 2008. — V. 7. — Р. 1321-1324.
12. Novel vaccination strategies. S. Kaufmann (ed.). Weinheim, Wile y — VCH verlag GmbH & Co. KgaA. 2004.
13. Orenstein W. A., Rodewald L. E., Hinman A. R. et al. Immunization in the United States. — Saunders, Elsevier. 2008. — Р 1479-1510.
14. Salisbury D. M., Spika J. S. Immunization in Europe. — Ibd. — Р 1511-1524.
15. Plotkin S. A. Vaccination in the 21st centure // J. Infect. Dis. — 1993. — V. 168. — Р 29-37.
16. Kumer R., Burns E. Age-related decline in immunity: implications for vaccine responsiveness. Expert Rev // Vaccines. —
2008. — V. 7. — Р. 467-479.
17. Heron M. P, Smith B. L. Deaths: leading causes of 2003 // Natl. Viral. Stat. Rep. — 2007. — V. 55. — Р 1-92.
18. Govaert T. M., Thijs C. T., Masurel N. et al. The efficacy of influenza vaccination in elderly individuals. A randomized double-blind placebo-controlled trial // JAMA. — 1994. — 272. — Р 1661-1665.
19. Chumakov K., Ehrenfeld E., Wimmer E. et al. Vaccination against polio should not be stopped. Nature Rev. // Microbiol. —
2007. — V. 5. — Р. 952-958.
20. Семенов Б. Ф., Баранов А. А. Вакцинопрофилактика детских инфекций: перспективы, проблемы, решения. В: Вакцинопрофилактика при нарушении здоровья. Б. Ф. Семенов, А. А. Баранов (ред.). — М., 2001.
21. Данные об инфекционной и паразитарной заболеваемости в РФ. http://www.fcgsen.ru.
22. Биологическая безопасность. — М., Медицина, 2006.
23. Наркевич М. И., Тымчаковская И. М. Особенности распространения дифтерии в России на фоне массовой иммунизации детей // Журн. микробиол. — 1996. — № 2. — С. 25-29.
24. Update on vaccine-derived polioviruses — Worldwide, January 2006-August 2007. MMWR. 2007. — V. 56. — Р 996-1001.
25. Mikszta J. A., Laurent P. Cutaneous delivery of prophylactic and therapeutic vaccines: historical perspective and future out look. Expert Rev. // Vaccines. — 2008. — V. 7. — Р 1329-1339.
26. Nicolas J. F., Guy B. Intradermal, epidermal and transcu-taneous vaccination: from immunology to clinical practice // Ibd. — Р 1201-1214.
27. Mann J. F. S., Acevedo R., Campo J. et. al. Delivery systems: a vaccine strategy for overcoming mucosal tolerance? // Ibd. —
2009. — V. 8. — Р. 103-112.
28. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология / Под ред. А. А. Воробьева. — М.: Медицинское информационное агентство, 2004.
29. Воробьев А. А., Патрикеев Г. Т., Абрамова З. А. Итоги исследований по разработке и испытанию живой пероральнойоспиной вакцины // Журн. микробиол. — 1978. — № 4. — С. 12-18.
30. Dilraj A., Sukhoo R., Cutta F. T. et al. Aerosol and subcutaneous measles vaccine: measles antibody responses 6 years after vaccination // Vaccine. — 2007. — V. 25. — Р 4170-4174.
31. Wong-Chew R.M., Islas-Romero R., Garcia-Garcia M. et al. Induction of cellular and humoral immunity after aerosol or subcutane ous administration of Edmonston-Zagreb measles vacine given as a primary dose to 12-month old children // J. Infect. Dis. — 2004. — V. 189. — Р. 254-257.
32. Neutra M. R., Kozlowski P A. Mucosal vaccines: the promise and the challenge. Nature Rev. // Immunol. — 2006. — V. 6. — Р. 148-158.
33. Malkevitch N., Robert-Guroff N. A call for replicating vector prime-boost strategies in HIV vaccine desing. Expert Rev // Vaccines. — 2004. — V. 4. — Р. 105-117.
34 Зубкова О. В., Логунов Д. Ю., Карпов А. П. и др. Влияние интегрин-связывающей последовательности (RGD) на прикрепление и интернализацию аденовируса птиц CELO в клетки млекопитающих // Мол. ген. микробиол. вирусол. — 2008. — № 2. — Р 32-36.
35. Логунов Д. Ю., Народицкий Б. С., Гинцбург А. Л. Молекулярно-биотехнологические защиты от патогенов // Ремедиум. —
2007. — № 3. — С. 20-23.
36. Grgacic E. V., Anderson D. A. Virus-like particls: passport to immune recognition // Methods. — 2006. — V. 40. — Р. 60-65.
37. Vajdy M., O'Hagan D. T. Microparticles for intranasal immunization // Ad. Drug. Deliv. Rev. — 2001. — V. 51. — Р 127-141.
38. Moyle P M., McGeary R. P., Blanchfield J. T. et al. Mucosal immunisation: adjuvants and delivery systems // Curr.Drug. Deliv. — 2004. — V. 1. — Р. 385-396.
39. Stevceva L., Ferrari M. G. Mucosal adjuvants // Curr. Pharm. Des. — 2005. — V. 11. — Р. 801-811.
40. Genomics, proteomics and vaccines. G. Grandi (ed.). — West Sussex. John Wiley and Sons, 2004.
41. Wack A., Rappuoli R. Vaccinology at the beging of the 21st century // Curr. Opin. Immunol. — 2005. — V. 17. — Р. 411-418.
42. Nagy G., Emody L., Pal T. Strategies for the development of vaccines conferring broad-spectrum protection // Int. J. Med. Microbiol. — 2008. — V. 298. — Р 379-395.
43. Kaushik D. K., Sehgal D. Developing antibacterial vaccines in genomics and proteomics era // Scand. J. Immunol. — 2008. — V. 67. — Р. 544-552.
44. Hoeischer M., Gangappa S., Zhong W. et. al. Vaccines against epidemic and pandemic influenza // Expert Opin. Drug. Deliv. —
2008. — V. 5. — Р. 1139-1157.
45. Sykes K. Progress in the development of genetic immunization // Expert Rev. Vaccines. — 2008. — V. 7. — Р. 1395-1404.
46. Danzig L. Reverse vaccinilogy — a search of genome-derived meningococcal vaccine // Vaccine. — 2006. — V. 2. — Р. 2-11.
47. Vivon A. S., Gardy J. L., Ramachandran S. et al. Computer — aided biotachnology: from immuno-informatics to reverse vaccinology // Trends Biotechnol. — 2006. — V. 26. — Р. 190-200.
48. Walpita P., Plick. Reverse genetics of negative-stranded RNA viruses: a global perspective. FEMS // Microbiol. Lett. 2005. — V. 244. — Р 9-18.
49. Billeter M. A., Naim H. Y., Udem S. A. Reverse genetics of measles virus and resulting multivalent recombinant vaccines: applications of recombinant measles viruses // Curr. Top Microbiol. Immunol. — 2009. — V. 329. — Р 129-162.
50. Leroux-Roeis L., Leroux-Roeis G. Current status and progress of prepandemic and pandemic influenza vaccine development // Expert Rev. Vaccines. — 2009. — 6. — Р 401-423.
51. Coban C., Koyama S., Takeshita F. et al. Molecular and cellular mechanisms of DNA vaccines // Hum. Vaccin. — 2008. — V. 4. — Р. 453-456.
52. Chiarella P., Massi E., De Robertis M. et al. Strategies for effective naked — DNA vaccination against infections diseases // Recent Pat. Antiinfect. Drug Discov. — 2008. — V. 3. — Р. 93-101.
53. Rybicki E. P Plant-producud vaccines: promise and reality // Drug Dicov. Today. — 2009. — V. 14. — Р 16-24.
54. Ramon G. Sur la toxine er surranatoxine diphtheriques // Ann. Inst. Pasteur. — 1924. — V. 38. — Р 1-7.
105
ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ /2009/ ТОМ 6/ № 5
Информация Союза педиатров России
106
55. Воробъев А. А., Васильев Н. Н. Адъюванты (неспецифические стимуляторы иммуногенеза). — М., Медицина, 1969.
56. Fraser C. K., Diener K. R., Brown M. P et al. Impoving vaccines by incorporating immunological coadyuvants. Expert Rev // Vaccines. — 2007. — V. 6. — Р 559-578.
57. Ulmer J. B., Valley U., Rappuoli R. Vaccine manufacturing: challenges and solutions // Nat. Biotechnol. — 2006. — V. 24. — Р. 1377-1383.
58. Петров Р. В., Жбанов В. А., Хаитов Р М. и др. Конъюгированные полимер-субъединичные полимеры и вакцины // Иммунология. — 2006. — V. 23. — Р. 324-328.
59. Петров Р В., Хаитов Р М., Мастернак Т. Б. и др. Коррекция иммунодефицитных состояний с помощью иммуномодулятора полиоксидоний // Аллергия, астма и клиническая иммунология. — 2000. — V. 9. — Р. 3-7.
60. O'Hagan D. T., Rappuoli R. Novel approaches to vaccine delivery // Pharm. Res. — 2004. — V. 21. — Р 1519-1530.
61. Volimer J. CpG motifs to modulate innate and adaptive immune responses // Int. Rev. Immunol. 2006. — V. 25. — Р. 125-134.
62. McCluskie M. J., Krieg A. M. Enhancement of infectious disease vaccines through TLR9-dependent recognition of CpG DNA. Curr. Top Microbiol. Immunol. — 2006. — V. 311. — Р. 155-178.
63. Dorn A., Kippenberger S. Clinical application of CpG, non-CpG and antisense oligodeoxynucleotides as immunomodulators // Curr. Opin. Mol. Ther. — 2006. — V. 10. — Р. 10-20.
64. Jurk M., Vollmer J. Therapeutic applications of synthetic CpG oligodeoxynucleotides as TLR9 agonists for immune modulation // Bio Drugs. — 2007. — V. 21. — Р 387-401.
65. Chabalgoity J. A., Baz A., Rial A. et al. The relevance of cytokines for development of protective immunity and rational desing of vaccines // Cytokine Growth Factor Rev. — 2007. — V. 18. — Р. 195-207.
66. Alderson M. R., McCowan P, Baldridge J. R. et al. TLR4 agonists as immunomodulatory agents // J. Endotoxin Rev. — 2006. — V. 12. — Р. 313-319.
67. Pedersen C., Petaja T., Strauss G. et al. Immunization of early adolescent females with human papillomavirus type 16 and 18 with virus-like particle vaccine containing AS04 adjuvant // J. Adolesc. Health. — 2007. — V. 40. — Р 564-571.
68. Gupta K., Coope C. A review of the role of CpG oligodeoxynucleotides as toll-like receptor 9 agonists in prophylactic and the therapeutic vaccine development in infections diseases // Drugs R. D. — 2008. — V. 8. — Р 137-145.
69. Stewart V. A., McGrath S. M., Walsh D. S. et al. Ppe-clinical evaluation of new adjuvant formulations to improve the immunogenicity of the malaria vaccine // Vaccine. — 2006. — V. 24. — Р. 6483-6492.
70. Иммунология и аллергология / Под ред. А. А. Воробьева, А. С. Быкова, А. В. Караулова. — М.: Практическая медицина, 2007.
71. Семенов Б. Ф., Зверев В. В. Концепция создания быстрой иммунологической защиты от патогенов // Журн. микробиол. —
2007. — V. 4. — Р 93-100.
72. Lee M., Kim Y-J. Pattern recognition receptor signaling initiated from extracellular, membrane and cytoplasmic space // Mol. Cells. — 2007. — V. 23. — Р. 1-10.
73. Beutler B. A. TLRs and innate immunity // Blood. — 2009. — V. 113. — Р. 1399-1407.
74. Mogensen T. H. Pathogen recognition and inflammatory signaling in innate immune defenses // Clin. Microbiol. Rev. —
2009. — V. 22. — Р 240-273.
75. Romagne F. Current and future drugs targeting one class of innate immunity receptors: the Toll-like receptors // Drug Discov. Today. — 2007. — V. 12. — 80-87.
76. Gearing A. Targeting Toll-like receptors for drug development: a summary of commercial approaches // Immunol. Cell. Biol. —
2007. — V. 85. — Р 490-494.
77. Versta K. B., Hertzog P., Mansell A. Toll-like receptor signa-llingand clinical benefits that lie within // Inflamm. Res. — 2007. — V. 56. — Р. 1-10.
78. Tse K., Horher A. A. Update on toll-like receptor — directted therapies for human disease // Ann. Rheum. Dis. — 2007. — V. 66. — Р 77-80.
79. Hong-Geller E., Chaudhary A., Lauer S. Targeting tolllike receptor signaling pathways for design of novel immune
therapeutics // Curr. Drug. Dicov. Techol. — 2008. — V. 5. — Р. 29-38.
80. Fletcher S., Steffy K., Averett D. Masked oral prodrugs of toll-like receptor 7 agonists: A new approach for the treatment of infections disease. Curr. Opin. Ihves. Drugs. — 2006. — V. 7. — Р 702-708.
81. Miller R. L., Meng T. C., Tomai M. A. The antiviral activity of Toll-like receptor 7 and 7/8 agonists // Drug News Perspect. —
2008. — V. 21. — Р. 69-87.
82. Horsmans Y., Berg T., Desager J. R. et al. Isatoribine an agonists of TLR7, reduces plasma virus concentration in chronic hepatitis C infection. Hepatology. — 2005. — V. 42. — Р. 724-731.
83. Krieg A. M. Development of TLR9 agonists for cancer therapy // J. Clin. invest. — 2007. — V. 117. — Р. 1184-1194.
84. Takada H., Uehara A. Enhancement of TLR-media-ted Innate Immune Responses by Peptidoglicans through NOD Signaling // Curr. Pharmac. Design. — 2006. — V. 12. — Р. 4163-4172.
85. Okura Y., Matsumoto Y. Novel vaccine therapy for Alzheimer's disease — recent progress and our approach // Brain Nerve. —
2008. — V. 60. — Р 931-940.
86. Wilcock D. M., Colton C. A. Anti-amyloid-beta immunotherapy in Alzheimer's disease: relevance of transgenic mouse studies to clinical trials. Alzheimer's Dis. — 2008. — V. 15. — Р 555-560.
87. Riley E., Dasari V., Frishman W. H. et al. Vaccines in development to prevent and treat atherosclerotic disease // Cardiol. Rev. — 2008. — V. 16. — Р. 288-300.
88. Sela M. Immunomodulatory vaccines against autoimmune diseases // Retuvention Res. — 2006. — V. 9. — Р 126-133.
89. Correale J., Farez M., Gilmore W. Vaccines for multiple sclerosis: progress to date // CNS Drugs. — 2008. — V. 22. — Р 175-198.
90. Brown M. J., Coltart J., Gunewardena K. et al. Randomized double-blined placebocontrolled study of an angiotensin immunoth erapeutic vaccine (PMD 3117) in hypertensive subjects // Clin. Sci (Lond). — 2004. — V. 107. — Р. 145-147.
91. Zhu F., Liao Y. H., Li L. D. et al. Target organ protection from a novel angiotensin II receptor (ATI) vaccine ATR 1281 in spontaneously hypertensive rats // Cell. Mel. Immunol. — 2006. — V. 3. — Р. 107-114.
92. Liu E., Li M., Jasinski J. et al. Deleting is let autoimmunity // Cell. Biochem. Biophys. — 2007. — V. 48. — Р. 172-182.
93. Zohar Y., Wildbaum G., Karin N. Beneficial autoimmunity participates in the regulation of rheumatoid arttritis // Front. Biosci. — 2006. — V. 1. — Р. 368-379.
94. Delavallee L., Assier E., Denys A. et al. Vaccination with cytocines in autoimmune diseases. Annals Medic. — 2008. — V. 40. — Р. 343-351.
95. Carison M. J., Cummings D. E. Prospects for an anti-ghrelin vaccine to treat obesity // Mol. Interv. — 2006. — V. 6. — Р 249-252.
96. Zorrilla E. P, Iwasaki S., Moss J. A. et al. Vaccination against weight gain // Proc. Natl. Acad. Sci USA. — 2006. — V. 103. — Р 12961-12962.
97. Cornuz J., Zwahlen S., Jungi W. E. et al. A vaccine against Nicotine for Smoking Cessation: A Randomized Controlled Trial // PloS ONE. — 2008. — V. 3. — Р. 2547.
98. Mureno A. Y., Janada K. D. Immunopharmacotherapy: vaccination strategies as a treatment for drug abuse and dependence // Pharmacol. Biochem. Behav. — 2009. — V. 92. — Р 199-205.
99. Crameri R. Allergy vaccines: dreams and reality. Expert Rev // Vaccines. — 2007. — V. 6. — Р. 991-999.
100. Carnes J., Robinson D. S. New strategies for allergen immunotherapy. Recent Pat. Inflamm // Allergy Drug Discov. —
2008. — V. 2. — Р. 92-101.
101. Volimer J., Krieg A. M. Immunotherapeutic applications of CpG oligodeoxynucleotide TLR9 agonists // Adv. Drug Deliv. Rev. —
2009. — V. 28. — Р. 195-204.
102. Peng Z. Vaccines targeting IgE in the treatment of asthma and allergy // Hum. Vaccin. — 2009. — V. 18. — Р 592-603.
103. Ferrer J., Boada R. M., Sanchez G. M.L. et al. Neuropathology and pathogenesis of encephalitis following amyloid-beta immunization in Alzheimer's disease // Brain Pathol. — 2004. — V. 14. — Р. 11-20.
104. Сергиев В. П., Филатов Н. Н. Инфекционные болезни на рубеже веков. — М., Наука, 2006.
