Основные недостатки

К основным недостаткам следует отнести:

1. Довольно высокую токсичность, реактогенность и аллер-
гизирующую активность. Это связано с уже упоминавшимся на­
личием токсинов в составе целой микробной клетки, а также
других антигенов, не имеющих отношения к протективным
свойствам.

2. Значительно менее выраженную иммуногенность по срав­
нению с живыми вакцинами. Особенно это выражено в случае
таких инфекций, где необходимо развитие клеточного иммун­
ного ответа.

3. Кратковременность создаваемого иммунитета и необходи­
мость частых ревакцинаций, которые требуются для поддержа­
ния длительного состояния невосприимчивости к инфекции.

На этом фоне проблемы, связанные с токсичностью и ал-лергизируюшей активностью выступают еше более рельефно.

Молекулярные (химические) вакцины

Этот вид вакцин получил свое название благодаря тому, что протективные антигены используются в них в виде отдельных, как правило, растворимых молекул. Эти молекулы извлекаются из микробной клетки или вириона с помощью различных хи­мических экстрагирующих веществ (реже используются физи­ческие методы). Отсюда и возникло предложение называть эти препараты химическими вакцинами.

Используемые в настоящее время методы выделения рас­творимых молекул из корпускулярных структур недостаточно совершенны. В результате антигены выделяются (изолируются) не в чистом виде, а в составе макромолекулярных комплексов, содержащих посторонние компоненты. Эти балластные суб­станции могут вызывать токсигенный, аллергизирующий и дру­гие нежелательные эффекты. Поэтому полученные антигенные конгломераты часто подвергают дальнейшей очистке, исполь­зуя для этого различные физические и химические методы.

Из физических методов чаще всего используют принципы разделения веществ по размеру и молекулярной массе (различ­ные виды центрифугирования, жидкостная хроматография, ультрафильтрация и др.); по заряду (ионообменная хроматогра­фия, различные виды электрофореза) и другим особенностям химической структуры (например, аффинная хроматография). Используются также химические методы, позволяющие изби­рательно связывать или инактивироватьте или иные примеси.

Создание выраженного иммунного ответа

Для создания выраженного иммунного ответа убитые
корпускулы возбудителя вводят в значительных дозах, в десят­
ки и сотни раз превышающих дозы в живых вакцинах. В связи
с этим в необходимой дозе убитых вакцин может содержаться
большое количество токсинов, присутствующих в структуре
корпускул. Особенно это характерно для бактерий, содержащих эндотоксины. В тех случаях, когда количество токсинов ограничивает возможность увеличения иммунизирующей до­зы, рекомендуется извлечение протективных антигенов и их дальнейшая очистка

Динамика иммунного ответа на убитые вакцины характери­зуется быстротой развития реакций. Специфичные антитела можно обнаружить в крови вакцинированных уже на 6—7-й день, а своего максимума они достигают на 15—20-й день. Ан­титела могут регистрироваться в крови в течение полутора лет, а иногда и дольше. На динамику ответа большое влияние ока­зывает адъювант, особенно его «депонирующие» качества.

Основные преимущества и недостатки убитых корпускулярных вакцин

К основным преимуществам этого вида вакцин относят:

1. Безопасность их применения, поскольку убитый возбуди­
тель не представляет собой эпидемиологической (эпизоотоло-
гической) опасности и в любом случае не обладает вирулентны­
ми свойствами.

2. Убитые вакцины быстро разрабатываются и конструиру­
ются. Для этого не нужно даже получать аттенуированного
штамма. Обычно используется вирулентный штамм, который
убивают, и на его базе путем добавления адъюванта готовят вак­
цину.

3. Изготовление убитых вакцин не требует сложного и доро­
гостоящего оборудования. Оно технологично и довольно дешево,
хотя, как правило, существенно дороже производства живых
вакцин (больше клеток в дозе).

Масляные и минеральные адъюванты

Надо отметить, что масляные и минеральные адъюванты усиливают гуморальный тип иммунного ответа и обычно при­меняются для интенсификации выработки антител. Сюда же следует отнести и использование липосом и микрокапсул, ко­торые реализуют похожие механизмы. Добавление же в масля­ные адъюванты некоторых микробных компонентов (корине-бактерий, микобактерий) приводит к усилению клеточного им­мунного ответа.

В настоящее время имеются попытки использовать в каче­стве веществ, усиливающих иммунитет, и некоторые цитокины (в чистом виде или связанные с антигенами). Возможно, у это­го направления неплохие перспективы.

С целью усиления иммунного ответа применяют также опре­деленные схемы введения вакцин — убывающие или возрастаю­щие дозы, различную кратность, сроки ревакцинации и т. д. Это в определенной степени моделирует динамику поступления ан­тигенов при естественном течении болезни и способствует фор­мированию более длительной иммунологической памяти.

Эффективность убитых вакцин зависит в основном от стру­ктуры протективных антигенов, особенностей патогенеза бо­лезни и наличия токсинов в корпускулярных единицах (т. е. в микробных клетках и вирионах). Поэтому:

— Все протективные антигены, используемые в убитых вак­
цинах, должны обладать природной высокой антигенностью,
обеспечивая мощную выработку антител или накопление спе­
цифических Т-клеток. В этом случае понятия антигенности
и иммуногенности практически совпадают.

— Структура этих антигенов должна быть такова, чтобы
они индуцировали именно тот тип иммунного ответа, который
необходим для противодействия патогенезу возбудителя. Чаще
всего применяемые убитые вакцины индуцируют иммунный
ответ гуморального типа, т. е. инициируют выработку антител в
высоких титрах, что оказывается достаточно эффективным для
предотвращения последующего заражения. Для инфекций,
требующих развития клеточного иммунитета, применение уби­
тых вакцин менее эффективно.

Два основных механизма действия адъювантов

Различают два основных механизма действия адъювантов. Один их них сводится к «депонированию» — удержанию и мед­ленному выведению антигенов. Часто на месте введения депо­нированных вакцин образуется гранулема, которая может су­ществовать длительное время. Динамика длительного предста­вления антигенов создает более выраженный иммунный ответ и более длительную память.

Другой механизм основан на неспецифическом иммуно­стимулирующем действии. Практиче­ски он сводится к увеличению продукции клетками организма соответствующих цитокинов, экспрессии молекул взаимодей­ствия и других эффектах. Это также значительно усиливает ре­акции иммунного ответа.

Для конструирования убитых корпускулярных вакцин обычно используют:

1. Адъюванты в виде водно-масляных эмульсий. С их помощью
можно:

— создавать «депо» антигенов для их более медленного рас­
сасывания;

— стимулировать фагоцитоз антигенов в составе мелких
эмульгированных пузырьков. Это позволяет существенно акти­
вировать функции макрофагов и усилить их антгенпрезентиру-
юшие и другие механизмы.

Масляные адъюванты вызывают развитие сильной воспа­лительной реакции, которая запускает весь механизм иммунно­го ответа. Это имеет свои как положительные, так и отрица­тельные последствия.

2. Минеральные адъюванты — это минеральные коллоиды
(фосфат геля алюминия, гидроокись алюминия, алюмокалие-
вые квасцы), кристаллоиды и т. д. Эти адъюванты позволяют:

— обеспечить более длительный процесс поступления ан­
тигенов (депонирующий эффект). Полагают, что соли алюми­
ния могут вызывать образование мелких гранулем, в которых
они удерживаются вместе с адсорбированным антигеном;

— сорбировать антигенный материал на поверхности кол­
лоидных частиц; как и в случае с масляными эмульсиями. Это
приводит к активации фагоцитов и запуску некоторых воспали­
тельных реакций.

3. Другие адъюванты (микробного, растительного или ино­
го происхождения) создают в основном иммуностимулирую­
щие эффекты, о механизмах которых подробнее сказано в главе

Убитые (корпускулярные) вакцины

 

Убитые вакцины представляют собой препараты, в которых основным действующим компонентом являются убитые мик­робные клетки возбудителя. Иногда такие вакцины называют «инактивированными», подразумевая, что они не живые (а не то, что они потеряли свою специфическую активность). Часто к названию таких вакцин добавляют «корпускулярные», по­скольку структурная единица вакдины представляет корпуску­лу — цельную микробную клетку или вирион. Если микробная клетка или вирион раздроблены на несколько крупных субъе­диниц, такие вакцины называют убитыми субъединичными вак­цинами.

Разработка убитых вакцин была вторым этапом констру­ирования вакцинных препаратов. К созданию вакцин этого типа обращались в тех случаях, когда не удавалось получить подходящего аттенуированного штамма, или он обладал вы­сокой остаточной вирулентностью. Поэтому проще было па­тогенный штамм убить и его биомассу использовать как вак­цину.

Для инактивации жизнеспособности микроорганизмов, ис­пользуемых в вакцине чаше всего применяют формальдегид, ацетон, спирт, глутаровый альдегид, а также используют нагре­вание.

Основным действующим началом убитых вакцин служат тоже протективные антигены, которые находятся в структуре микробных клеток или вирусов. Однако, в отличие от живых вакцин, они не воспроизводятся в организме, а поступают в не­го однократно или всего несколько раз (в зависимости от числа вакцинаций). Причем вакцины этого типа вводят, как правило, только парэнтерально: подкожно, внутрикожно, внутримы­шечно.

В силу такого неестественного пути и динамики поступле­ния антигенов в организм, формирующийся иммунный ответ и иммунологическая память значительно ниже, чем при вакци­нации живыми вакцинами.

Для усиления иммуногенности убитых вакцин часто ис­пользуют различные адъюванты — неспецифические иммуно­стимулирующие компоненты. Они помогают усиливать иммун­ный ответ и придают ему нужную направленность (клеточного или гуморального типа). Отсюда и возникло их название adju­vant — помогающий.

Динамика иммунного ответа

Динамика иммунного ответа на живые вакцины, как прави­ло, растянута. Это связано с тем, что вакцинный штамм расселяется и длительно персистирует в организме. Титры антител начинают регистрироваться, как правило, с 8—10 дня и дости­гают своего максимума на 25—50 день после вакцинации. Затем титр постепенно снижается и может поддерживаться в течение нескольких лет.

Каковы же основные преимущества и недостатки живых вакцин? К преимуществам следует отнести:

1. Иммуногенность живых вакцин пока несравненно выше,
чем у других групп вакцинных препаратов. Причины этого за­
ключаются втом, что в данном варианте, вакцинация является
ослабленной моделью естественного течения болезни. Количе­
ство, локализация и главное — способ представления антиге­
нов в этом случае самые естественные и оптимальные.

2. Живые вакцины (во всяком случае, большинство) — это
сравнительно недорогие и технологичные препараты. Их произ­
водство сводится к культивированию вакцинного штамма, на­
работке биомассы и обеспечению его свойств при хранении
(сушка, использование специальных сред и т. д.)

3. Разработка, создание и производство живых вакцин не
требует дорогостоящего оборудования и понимания тонких механиз­
мов пато- и иммуногенеза. Модификация процесса течения бо­
лезни сама по себе воспроизводит все механизмы естественного
иммуногенеза и формирования иммунологической памяти.

К существенным недостаткам живых вакцин следует отнести:

1. Возможность индукции — так называемых вакцинно-ассо-
циированныхзаболеваний (т. е. проявления клинических призна­
ков болезни). Причиной этого могут быть:

— реверсии вирулентных свойств (мутации) вакцинных
штаммов;

— остаточная вирулентность штамма и иммунодефицитные
состояния у вакцинируемых;

— необходимость ревакцинаций, т. е. многократных введе­
ний вакцины.

2. Довольно высокая реактогенность и аллергизирующая актив­
ность, которая связана с остаточной вирулентностью и длитель­
ной персистенцией вакцинного штамма, а также с большим ко­
личеством «балластных» компонентов в паразитической клетке.

3. Трудности диагностики. Поскольку и больной, и вакцини­
рованный организмы какое-то время реагируют в одних и тех
же реакциях (серологических и аллергических), их дифферен­
циация в этот период невозможна.

Аттенуация штамма

На генетическом уровне аттенуация штамма сводится к инактивации (или супрессии) генов, ответственных за выра­ботку факторов патогенности (особенно реактогенных и токси-генных молекул, вызывающих деструкцию тканей). При атте-нуации, в ее классическом варианте, этот процесс, естественно, носит случайный характер — генетические мутации происходят спонтанно. Более современный метод — получение рекомби-нантных штаммов с использованием генноинженерных мето­дов, с целенаправленным введением вектора. Это позволяет получать штаммы с определенным, заданным набором качеств. Возможности введения генов, кодирующих факторы вирулент­ности, в геном вирусов или бактерий других видов предоставля­ют огромные перспективы.

Создание живых вакцин на основе клонирования генов предполагает встраивание нужного гена в такой вектор, который после инокуляции в организм был бы способен обеспечивать ре­пликацию и экспрессию, с образованием большого количества молекул идентичных факторам патогенности. На эту роль пред­лагаются многие вакцинные или вирулентные штаммы различ­ных вирусов (коровьей оспы, полиомиелита) и бактерий (мико-бактерии BCG, различные энтеробактерии). Рекомбинантный геном таких штаммов может сочетать в себе наиболее полезные гены, гарантирующие эффективность и безопасность вакцины.

В то же время, вероятность реверсии (возврата вирулентных свойств) в результате все тех же спонтанных мутаций теорети­чески сохраняется у всех аттенуированных штаммов. Да и мута­ции рекомбинантных штаммов, применяемых в качестве жи­вых вакцин, таят в себе огромную опасность реконструкции возбудителей с совершенно новыми патогенетическими воз­можностями. Поэтому контроль за стабильностью культураль-ных и других свойств живых вакцинных штаммов проводится постоянно.

Выраженные клинические признаки

При этом выраженные клинические признаки заболевания, как правило, не проявляются, однако различные патогенетиче­ские реакции имеют место. Степень их проявления зависит от так называемой остаточной вирулентности вакцинного штам­ма, т. е. от его способности развивать патогенетические реак­ции. Остаточная вирулентность есть у всех вакцинных штаммов и служит одной из их характеристик. В случае ее отсутствия вакцинный штамм не смог бы приживаться в организме хозяи­на и вызывать формирование иммунного ответа.

Живые вакцины были самыми первыми иммунизирующи­ми препаратами, осмысленная разработка которых началась со времен гениального французского исследователя Луи Пастера (1822—1895). Он первым, в своих смелых и изящных экспери­ментах, заложил основы получения живых вакцин.

И это в отсутствие или при полной ошибочности теоретических воззре­ний на процессы иммунитета! Тогда предполагали, что вакцинные штаммы «выедают» необходимые питательные вещества в организме, а инфициру­ющим, вирулентным микроорганизмам уже не хватает питательного суб-стракта, и поэтому они не могут паразитировать.

Основополагающий вопрос при создании живой вакцины — получение соответствующего вакцинного штамма. Штаммом называют клон микробных клеток или вирусных частиц, проис­ходящих от одного предшественника и обладающих идентичны­ми морфологическими и антигенными признаками. Вакцин­ный штамм получают методом аттенуаиии — направленного снижения вирулентных свойств патогенного микроорганизма. Основы этого процесса были заложены еще Пастером. Патоген­ный штамм надо было поместить в какие-либо неблагоприят­ные или стрессируюшие условия (температура, высушивание, различные ингибирующие добавки в питательные среды и т. д.). Путем долгих пересевов на искусственных питательных средах, в таких условиях можно было получить штаммы с ослабленной вирулентностью (меньшей степенью патогенности).

Интересно, что в истории получения многих эффективных вакцинных штаммов присутствовал элемент случайности, когда патогенный штамм где-то забывали или еше что-то случалось; потом случайно возвращались к его использованию и чудесным образом отмечали потерю вирулентности и возможность использования штамма в качестве вакцины. Во всяком слу­чае, такие легенды сопровождали создание многих известных вакцин. Как бы то ни было, поиск и отбор вакцинного штамма в прежние времена очень часто проводился эмпирически.

Живые вакцины

Однако в современной литературе многие новые вакцин­ные препараты относят к различным группам — конъюгиро-ванных, синтетических, генноинженерных и других вакцин. Это вносит определенную путаницу и недоразумения.

Ситуация на самом деле не вполне понятная, поскольку многие вакци­ны, полученные генноинженерными способами, суть живые вакцины. Или же из них выделяют молекулы протективных антигенов, и в этом слу­чае их следовало бы отнести к молекулярным. А вакцины, существующие в виде стабильных электростатических комплексов, можно было бы отне­сти и к молекулярным, и к конъюгированным, а если они были получены из рекомбинантных штаммов, то еще и к генноинженерным.

На наш взгляд довольно удобно придерживаться традицион­ной, устоявшейся классификации, размещая в ней как извест­ные, так и новые препараты. А соединения, которые явно не впи­сываются в первые четыре группы, следует отнести к пятой груп­пе — нетрадиционных вакцин. Это тем более удобно, что практи­чески все препараты этой группы еше нигде в мире не внедрены в практику, а рассматриваются только как перспективные экспе­риментальные модели. Возможно, что к моменту их практиче­ского применения можно будет их выделить в отдельную группу.

Живые вакцины представляют собой препараты, содержа­щие живые микроорганизмы. При этом протективные антиге­ны находятся в составе этих микроорганизмов и постоянно продуцируются ими в процессе паразитирования.

Вакцинальный процесс (иммунологическая перестройка, индуцированная вакциной) в этом случае, является ослаблен­ной модификацией естественного проявления болезни.

При развитии вакцинального процесса различают стадию приживания вакцинного штамма, его расселения и, наконец, элиминации из организ­ма, то есть все те же стадии, которые отмечаются у возбудителя в процессе естественного течения заболевания.

Специфические защитные факто­ры

Если организм не имеет специфических защитных факто­ров и достаточного количества клеток памяти, то инфекцион­ная болезнь протекает в своем полном объеме, с наличием со­ответствующих клинических проявлений.

Нужно отметить существенный вклад неспецифических факторов им­мунитета в количественную характеристику состояния невосприимчиво­сти. Хорошо известно, что существуют минимальные инфицирующие до­зы возбудителя — LD50 (lethal dose 50%); ID 100 (infection dose 100%). Воз­будитель, в количестве ниже этих доз, даже в восприимчивом организме не приживается. Это связано с функционированием неспецифических фак­торов зашиты — фагоцитов, комплемента и т. д, которые убивают парази­та, если он проникает в небольших дозах.

Итак, основными молекулами, вызывающими формирова­ние специфической невосприимчивости к инфекционной бо­лезни, являются протективные антигены возбудителя. Эти ан­тигены могут быть введены в организм в составе различных препаратов, называемых вакцинами (или вакцинирующими и иммунизирующими препаратами).

В настоящее время под вакцинами традиционно понимают биологические препараты, которые при введении в организм индуцируют первичный иммунный ответ и формируют дли­тельное состояние повышенной специфической устойчивости к определенной инфекции.

В то же время существует тенденция к более широкому толкованию это­го термина, включая препараты вызывающие супрессируюшие эффекты, механизмы переключения типов антител и т. д. (аллерговакцины и др.). Ко­нечной целью применения этих препаратов видится достижение состояния длительной иммунологической устойчивости к нежелательному действию какого-либо повреждающего агента - аллергена, аутоантигенов и т. д.

Традиционно все существующие вакцины делят на не­сколько больших групп: живые вакцины, убитые (корпускуляр­ные и субъединичные) вакцины, молекулярные (или химиче­ские) вакцины и комплексные вакцины.

При повторном попадании антигенов в организм

При повторном попадании антигенов в организм реакции их нейтрализации и элиминации развиваются очень быстро. Если протективные антигены (т. е. факторы патогенности) находятся в составе клетки возбудителя или связаны с ним патогенетическим процессом (токсины, смывающиеся структуры капсул и т. д.), то их нейтрализация приведет к быстрой гибели возбудителя. В ре­зультате паразитический организм утратит способность прижи­ваться и размножаться, т. е. паразитировать, в организме хозяина.

Манифестации болезни при этом практически не наблюда­ется, следовательно, можно говорить о состоянии невосприим­чивости к данной инфекции.

Нужно отметить, что иммунная невосприимчивость есть скорее количественный, а не качественный показатель. Прак­тически любой иммунитет можно «прорвать» массивными до­зами возбудителя. И сделать это тем легче, чем больше времени прошло с момента последней иммунизации.

Время, в течение которого сохраняется невосприимчивость (к каким-либо условным дозам возбудителя), называют длительностью иммунитета.

Состояние же, при котором организм способен оставаться невосприимчи­вым к инфицированию различными дозами, называют напряженностью иммунитета. Это тоже количественный показатель. Длительность и напря­женность иммунитета служат основными характеристиками иммуноген-ности всех существующих вакцин.

Действительно, ведь развитие вторичного иммунного ответа связано как с количеством клеток памяти (или еще функциони­рующих эффекторных клеток), так и с количеством клеток воз­будителя, проникшего в организм. Если количество уже имею­щихся на момент инфицирования защищающих специфиче­ских факторов (антител, цитотоксических Т-клеток) или клеток памяти достаточно для нейтрализации факторов патогенности, то внедрившийся возбудитель не приживается и погибает.

Если количество этих факторов недостаточно, но организм отвечает быстро и энергично, то могут быть отмечены те или иные клинические признаки болезни. Инфекционный агент в этом случае успевает в определенной степени размножиться и начать паразитировать. Однако очень скоро он нейтрализует­ся стимулированными клетками иммунитета и погибает, а бо­лезнь протекает очень легко или даже бессимптомно.

Вакцины

Протективные (защищающие) эффекты всех видов вакцин основаны на реакциях вторичного иммунного ответа (см. гл. 7.7). Для получения такого протективного эффекта необходи­мо, чтобы восприимчивый организм предварительно прокон-тактировал с протективными антигенами возбудителя. В результате этого должен сформироваться нужный тип (клеточный или гуморальный) иммунологической памяти.

Обычно термин «протективный антиген» (protective — зашишаюший) применяют по отношению к молекулярным структурам возбудителя, кото­рые при введении в организм способны индуцировать протективный эф­фект — невосприимчивость организма к повторному инфицированию. Ча­ше всего под протективностью понимают именно иммуногенность, т. е. спо­собность вызывать иммунитет как устойчивость к инфекции. (Не путать с антигенностью, т, е. способностью антигенов вызывать выработку специф-ческих антител или накопление специфических Т-клеток.)

Как правило, в качестве таких протективных антигенов выступают раз­личные факторы патогенности возбудителя. Именно при блокировании их функций патогенный организм не способен реализовать свою патоген-ность, не может противостоять системе иммунитета и погибает. Однако нельзя исключать, что в качестве протективных антигенов могут высту­пить иные жизненно важные компоненты клеток возбудителя.

Отдельные авторы подвергают сомнению правомерность термина «про­тективный антиген» на том основании, что сам антиген непосредственно не зашишает (например, в условиях «in vitro»). Однако термин «антиген» подразумевает вещество во взаимосвязи с организмом, в который оно бы­ло введено. Протективный антиген зашишает организм опосредовано, че­рез систему иммунитета, индуцируя в организме протективный (иммуни-зируюший) эффект.

ПРЕПАРАТЫ АКТИВНОГО ИММУНИТЕТА

 

К препаратам активного иммунитета в настоящее время от­носят две группы веществ: специфического и неспецифическо­го действия.

Одна из них стимулирует специфический иммунный ответ и формирует достаточно длительную иммунологическую па­мять к каким-либо конкретным антигенам. Такие препараты были названы вакцинами (у этого названия большая и хорошо известная история).

Другая группа препаратов оказывает неспецифическое дей­ствие. Она активирует (или супрессирует) различные виды и клоны клеток иммунной системы. К этой группе относятся неспецифические стимуляторы иммунитета (иммуностимуля­торы) и иммунодепрессанты.

В научной литературе встречаются и другие термины для обозначения неспецифических иммуностимулирующих веществ. Основываясь на том, что в различных дозах и при различных физиологических состояниях их действие может колебаться от стимулирующего до супрессируюшего, мно­гие авторы предлагают всю эту группу препаратов называть иммуномоду-ляторами. Другие авторы предлагают называть их иммунокорректорами — на том основании, что иммуностимулирующие препараты, как правило, именно корректируют состояние иммунитета, то есть достаточно активно воздействуют на организм с ослабленными функциями иммунной систе­мы и слабо влияют в случае его активного состояния. Предлагались также термины «иммунопотенциаторы» и др.

Таким образом, название этой группы препаратов нельзя считать пока устоявшимся и однозначным. Поэтому, понимая некоторую неправомер­ность термина «иммуностимуляторы» (одни клетки иммунитета они могут стимулировать, а другие — супрессировать), мы все же будем пользоваться именно этим термином. На наш взгляд, такой термин наиболее точно от­ражает цель, для которой применяют препараты этой группы — для неспе­цифической стимуляции иммунитета. (Кстати, иммунизирующий эффект вакцин, в зависимости от дозировок и предварительного состояния орга­низма, тоже может варьировать до противоположных значений толерант­ности (иммунологического паралича). Однако иммунизирующий эффект вакцин не предлагают называть иммуномодулируюшим.)

Обе эти группы препаратов чрезвычайно важны в борьбе с инфекционной патологией, а потому заслуживают серьезного анализа.

ПРОБИОТИКИ И ФАГИ

Другое направление непосредственного воздействия на па­тогенный микроорганизм — его ингибиция с помощью живых биологических объектов.

Давно было замечено, что нормальная микрофлора кишеч­ника, кожи и т. д. нередко подавляет активность патогенных ба­ктерий, особенно если они представляют собой новую для ор­ганизма микрофлору Это ингибирующее действие развивается в результате секреции нормальной микрофлорой различных ба­ктерицидных субстанций (колицинов, например).

Другой механизм — конкуренция за рецепторы на поверх­ности клеток хозяина, а также создание низкого рН. Этот эф­фект обычно развивают молочнокислые бактерии. Образуемая ими молочная кислота снижает рН и действует токсично на многие слабовирулентные микроорганизмы.

В качестве пробиотиков, т. е. продуктов, содержащих живые культуры микроорганизмов, которые заселяют естественные ниши макроорганизма, используют:

— бифидумбактерии и молочнокислые бактерии;

— молочнокислые стрептококки;

— ацидофильную палочку;

— B.subtilis;

— E.coli и другие микроорганизмы.

В целом, анализируя развитие данного направления, можно говорить о его большой перспективе, особенно в лечении и профилактике болезней, возбудители которых не обладают выраженными вирулентными свойствами. И связано это, пре­жде всего, с естественным характером противомикробной за­щиты, легкостью применения названных препаратов и их срав­нительно невысокими токсическими свойствами.

Еще одно интересное направление — фаготерапия, которая интенсивно разрабатывалась в середине XX века. Основывает­ся фаготерапия на использовании бактериофагов — особых ви­русов, обладающих способностью паразитировать в клетках оп­ределенных бактерий. Такие культуры бактерий, являющиеся носителем бактериофагов, получили название лизогенных культур.

В условиях «in vitro» фаги вызывают лизис клеток микроор­ганизмов, к которым они были адаптированы. Надо сказать, что процесс этот довольно специфичный, и фаговый лизис иногда применяли с целью таксономической дифференциации микроорганизмов.

Были предприняты многочисленные попытки создания специфических антимикробных бактериофагов. Однако в наше время используемые в мировой практике препараты такого ти­па исчисляются буквально единицами. В условиях «in vivo», в живом организме эффективность их почему-то многократно ниже, чем в лабораторных условиях «in vitro». Тем не менее, ра­боты в этом направлении продолжаются, и сообщения об ус­пешных испытаниях тех или иных фаговых препаратов перио­дически появляются в научной литературе. Возможно, для ус­пешного развития этого направления нужны какие-то принци­пиально новые решения, особенно в методологии применения препаратов.

Формирование резистентности устойчивости

Таким образом, формирование резистентности (лекарст­венной устойчивости) у патогенных микроорганизмов — это первоочередная проблема химиотерапии инфекционных бо­лезней.

Другой проблемой химиотерапии, особенно в микробиоло­гии, является тотальное неспецифическое действие химиотера-певтических препаратов. Погибает не только патогенная мик­рофлора (очень часто она вовсе и не погибает), но и нормальная микрофлора, заселяющая естественные полости организма (ки­шечный и респираторный тракты), кожу и т. д. В конечном ито­ге это приводит к дисбактериозам, что, в свою очередь, стано­вится серьезной болезнью и требует применения других тера­певтических средств.

Серьезными проблемами химиотерапии являются токсич­ность и побочные эффекты применяемых препаратов. Для каж­дого лекарственного средства имеется большое количество противопоказаний и при их назначении всегда необходимо учитывать индивидуальную чувствительность организма к пре­парату. При длительном применении лекарств токсические эф­фекты могут нарастать.

И тем не менее, развитие химиотерапевтического направле­ния на современном этапе происходит очень интенсивно. Ка­кие перспективы развития этого направления следовало бы от­метить?

Благодаря постоянному поиску и внедрению в практику но­вых групп химиотерапевтических средств, у микроорганизмов не успевает развиваться в больших масштабах резистентность к этим препаратам. Какое-то время такие препараты весьма эф­фективны, и их можно с успехом применять, пока не появятся другие препараты, с новыми свойствами.

Получение новых химических производных позволяет сни­жать их токсические свойства, улучшать эффективность дейст­вия и совершенствовать фармакокинетические параметры.

В качестве перспективного направления следует отметить стремление к комплексному использованию сразу нескольких химиотерапевтических препаратов, что значительно повышает их эффективность. Входящие в комплекс составляющие долж­ны обладать синергическим (взаимно усиливающим) эффек­том, не повышать токсичности препарата и, желательно, обла­дать различными механизмами действия.

В последние годы прослеживается явная тенденция к пред­почтению пероральных химиотерапевтических средств, по­скольку их применение считается более удобным и безопасным.

Инсектицидные и акарицидные препараты

В настоящее время эти препараты предлагают подразделять на несколько довольно больших подгрупп:

1) антибиотики (Авермектин, Никкомицин, Дорамектин и др.);

2) соединения дифенила (Бензилбензоат, Азобензан);

3) карбаматные производные (Карбарил, Беномил);

4) производные динитрофенила (Динокап, Динекс);

5) производные формамифина (Амитраз, Фометанат);

6) регуляторы роста (Дофенапин, Флуциклоксурон);

7) фосфоорганические вещества (Хлорофос, Дихлофос);

8) производные серы (Сера, Месульфен, Сульфарам);

9) пиретроиды (Циперметрин, Дельтаметрин, Флуметрин
и др.);

10) неклассифицированные продукты (Клозантел, Фена-
зафлор).

Наибольшие перспективы среди этих препаратов в настоя­щее время имеют антибиотики (Авермектины) и пиретроиды. Традиционно широко используются пока фосфоорганические вещества и производные серы.

Основные проблемы и перспективы химиотерапии инфекционных болезней

Приведенные выше материалы свидетельствует о гигант­ской работе по поиску эффективных химиотерапевтических средств. Путь этот всегда казался наиболее логичным: есть болезнь — есть паразит, являющийся ее причиной. Следователь­но, надо уничтожить возбудитель, и болезнь прекратится.

На практике получается не все так просто. Живая материя всегда оказывается «умнее» неживых химических молекул. Бла­годаря изменчивости и способности адаптироваться к воздей­ствию различных неблагоприятных факторов, появляются но­вые штаммы и расы возбудителей, устойчивые к самым, каза­лось бы, эффективным средствам. Они передают генетическую информацию о способах резистентности своему потомству, а иногда с помощью плазмид (внехромосомного генетического материала) и другим микроорганизмам в местной патогенной «ассоциации».

Механизмы резистентности паразитов могут быть различ­ными. Но чаше всего паразиты либо начинают продуцировать ферменты, разрушающие химиотерапевтические средства, ли­бо изменяют привычные реакции метаболизма на дублирую-шие, с использованием других ферментных систем.

В результате, через несколько лет (иногда десятков лет) применения препаратов в терапевтической практике, их эффе­ктивность существенно снижается. Особенно наглядно это видно на примере не только сульфаниламидов и пеницилли-нов, но и эффективных современных препаратов — Азидоти-мидина, Цефалоспоринов, Ивермектинов и других.

Противопаразитарные химиотерапевтические средства

Противопаразитарные препараты — это очень большая группа веществ, существенно различающихся по химическому строению и механизму действия. Предлагается следующая их систематизация.

Прежде всего выделяют препараты, используемые для лече­ния протозойных болезней, вызываемых простейшими. Другая группа препаратов применяется для лечения гельминтозных бо­лезней. Третья группа химиотерапевтических средств направле­на калечение болезней, вызываемых различными клещами и на­секомыми.

1. Препараты для лечения протозойных болезней

Из этих препаратов наиболее известны производные нит-роимидазола и нитротиазола; типичные представители этой группы — Метронидазол, Тинидазол, Нитазол.

Для лечения малярии и других кровопаразитарных болез­ней чаше всего используют производные аминохинолина (Хло-рахин, Примахин, Хиноцид), производные диаминопиримиди-на (Хлоридин) и 9-аминоакридина (Акрихин).

2. Антигельминтные средства

Среди различных антигельминтных препаратов можно вы­делить несколько наиболее перспективных и эффективных подгрупп, класификация которых также основана на химиче­ской структуре. К ним относятся:

— авермектины (Ивомек, Цидектин, Дектомакс). Действу­
ют на круглых и других червей. Механизм действия основан на
активизации работы глутаматзависимых каналов, что усилива­
ет транспорт ионов и вызывает паралич мускулатуры;

— производные имидазола (Левомизол, Мебендазол, Меда-
мин, Албендазол). Действуют на круглых червей (нематод)
и трематод. Считается, что механизм действия этих препаратов
основан на их связывании с р-тубулином и нарушением синте­
за структур кутикулы;

— салициламиды (Фенасал и др.). Действуют на плоских чер­
вей и трематод. Механизм действия основан на подавлении

процессов окислительного фосфорилирования. Отмечают, что после смерти паразитов сколексы тоже могут удаляться из сис­темы кишечника;

— пиперазины (Пиперазин, Дитразин). Действуют на круг­
лых червей (нематод). Препараты вызывают паралич мускула­
туры гельминтов;

— пиразиноизохинолин (Празиквантел). Действует на круг­
лых червей (нематод). Механизм действия основан на повыше­
нии проницаемости клеточных мембран паразита для ионов
Са. В результате развивается паралич мускулатуры;

— производные пиримидина (Пирантел и др.). В основе меха­
низма действия лежит ингибирование холинэстеразы, а также
нарушение активности ряда нейротрансмиттеров паразита.
В результате развивается паралич мускулатуры.

Аномальные нуклеозиды

Первые препараты этой группы были синтезированы еще в 60-е годы XX столетия. Группа объединяет препараты нуклео-зидов, похожих (но не идентичных по своей химической струк­туре) на нормальные нуклеозиды, входящие в состав вирусного генома. Считается, что механизм их действия основан на том, что аномальные нуклеозиды, в конечном счете, подавляют актив­ность фермента — обратной транскриптазы, которая связана со считыванием генетической информации.

Наиболее известные препараты этой группы — Азидотими-дин (Зидовудин), Рибавирин, Ацикловир.

Ингибиторы протеаз

Другая, относительно новая группа, противовирусных пре­паратов (известны с середины 90-х гг.) включает препараты, из­бирательно ингибируюшие вирусную протеазу. Основные экс­перименты в этой области проводятся на модели вируса AIDS. Отмечают усиление противовирусной эффективности при сов­местном использовании ингибиторов протеаз вируса AIDS и аномальных нуклеозидов.

Основной представитель этой группы — Индинавир.

Препараты растительного происхождения

Экстракты многих растений, а также их эфирные масла об­ладают некоторой противовирусной активностью. У них раз­личная химическая структура и различные механизмы дейст­вия. Преимущественно их активность сводится к внеклеточно­му повреждению вирусных частиц (вирулицидное действие) и индукции интерферонов аир.

Типичные представители этой группы — Госсипол, Алпиза-рин, Флакозид и др.

 Производные амантадина и других групп синтетиче­
ских соединений

Амантадин и препараты родственной ему группы обладают определенной активностью в отношение вирусов гриппа А и В, особенно на ранних стадиях болезни. Представителями этой группы препаратов: Адапролин, Дейтифорин, Ремантадин, Мидантан.

Основной механизм их действия сводится к нарушению син­теза некоторых вирусных белков, в частности, М-белка вируса гриппа, а также к подавлению процессов вирусной адсорбции на клетках хозяина. В результате нарушается сборка этого вируса.

Другие синтетические препараты, используемые в антиви­русной химиотерапии, пока трудно объединить в какие-либо группы на основе их химического строения. Это связано с их малочисленностью и большим спектром таких противовирус­ных средств. В настоящее время среди них наиболее известны Флореналь, Оксолин, Метисазан, Теброфен, Бонафтон.

Интерфероны и интерфероногены

 

Если раньше интерфероны получали из лейкоцитов донор­ской крови, то в настоящее время это, в основном, продукты генной инженерии. В противовирусной терапии используются преимущественно а и р-интерфероны.

Свойства и механизм их действия достаточно подробно рас­смотрены в гл. 9.1.1. Интерфероны подавляют синтез вирусных белков. Типичными коммерческими препаратами а-интерфе-ронов в отечественной практике являются:

а) Реаферон;

6) Альфаферон;

в) Вальферон;

г) Реальдирен.
Представители-интерферонов:

а) Бетаферон;

б) Ребиф.

Индукторами выработки эндогенного интерферона в орга­низме — интерфероногенами являются, по сути, очень многие вещества: вакцины, иммуностимуляторы, лекарственные пре­параты. Считается, что сильной интерфероногенной активно­стью обладают препараты бактериальных липополисахаридов (Продигиозан и др.), микробных полисахаридов (Зимозан и др.). Сюда же относят препараты нуклеиновых полимеров (Полудан, Нуклеинат натрия, Полигуацил, Амплитен); низко­молекулярные полифенолы (Гозалидон, Мегасин, Рогасин); Дибазол и низкомолекулярные ароматические углеводороды (Циклоферон, Неовир).

Некоторые авторы отмечают значительные преимущества в применении интерфероногенов по сравнению с введением чи­стых рекомбинантных интерферонов. Во-первых, интерфероно-гены вызывают выработку эндогенного (своего) интерферона, который в отличие от рекомбинантных интерферонов не облада­ет антигенностью для собственного организма. Во-вторых, эндо­генный интерферон вырабатывается в физиологически приемле­мых количествах и функционирует длительно. Рекомбинантный же интерферон быстро инактивируется. В-третьих, как правило, эндогенный интерферон более активно вырабатывается именно в тех органах, где происходит развитие патологического процес­са, а потому используется более эффективно. В-четвертых: мно­гие интерфероногены параллельно с индукцией интерферона за­пускают и другие реакции иммунитета. Поэтому реализация ге­нетически детерминированных вируснейтрализующих механиз­мов оказывается более полноценной и эффективной.

Нитрофураны

Нитрофураны — группа антимикробных препаратов, давно известная в терапевтической практике. По химическому строе­нию она объединяет производные фурана, атом водорода кото­рых в положении 5 заменен нитрогруппой Отсю­да их групповое название — нитрофураны.

Механизм действия заключается в способности выступать в качестве акцепторов водорода. Благодаря этой способности они успешно конкурируют в цепи окислительно-восстанови­тельных реакций с естественными акцепторами — флавиновы-ми ферментами, цитохромами и др. В конечном итоге это при­водит к нарушению метаболизма кислорода у микроорганиз­мов, и они погибают. В зависимости от дозы, развивается бак-териостатический или бактерицидный эффект.

Считается, что нитрофураны обладают широким антимик­робным спектром, охватывающим грамположжельную и грамо-трицательную микрофлору и некоторые простейшие и грибы.

Привыкание к ним развивается медленнее, чем к сульфани­ламидам, однако на современном этапе применяют эту группу препаратов довольно редко и в основном наружно. В настоящее время из препаратов этой группы чаше используют Фурацил-лин, Фуразолидон, Фурадонин.

Противовирусные химиотерапевтические средства

Успехи в поиске эффективных противовирусных химиоте-рапевтических препаратов пока не столь значительны, как в об­ласти противомикробных средств. Как правило, имеющиеся в терапевтической практике препараты обладают довольно низ­кой эффективностью, и то, в основном, в случае применения на ранних стадиях болезни. Они имеют узкий спектр действия (иногда до нескольких видов) и к ним быстро формируется ре-зистентность у патогенных вирусов.

Тем не менее, это направление интенсивно развивается, особенно в связи с широким распространением AIDS, гепати­тов В и С, гриппа и других вирусных инфекций, с которыми по­ка не удается бороться при помоши вакцин.

В настоящее время все противовирусные препараты пред­лагают условно разделять на:

1) интерфероны и интерфероногены;

2) аномальные нуклеозиды

3) ингибиторы протеаз;

4) препараты растительного происхождения;

5) производные амантадина и других групп синтетических
соединений.

Рассмотрим эти группы несколько подробнее.