Как работают вакцины?
О том, какие бывают вакцины, как их придумали и как они помогают бороться с заболеваниями, рассказывает Тимофей Неманкин, заместитель генерального директора по исследованиям и разработкам компании «Нанолек»

История противостояния вирусным инфекциям содержит в себе трагические страницы. В результате эпидемий смертельных болезней менялись не только судьбы людей, но и история всего человечества. Так, например, именно чума наряду с многочисленными войнами привела к упадку Древней Греции и Рима, уничтожила треть населения Европы в XIV веке, а бушевавшая во второй декаде XX века «испанка» унесла в десятки раз больше жизней, чем Первая мировая война. 

Анатомия вакцин

Выдающийся российский ученый Илья Ильич Мечников провел эксперимент: он воткнул иглу акации в морскую звезду и заметил, что через некоторое время ее начали облеплять неизвестные клетки, обитавшие в теле животного. Они набрасывались на иглу, словно сторожевые собаки на проходящего мимо иноземца, и старались изгнать со своей территории. Так Мечников открыл явление врожденного иммунитета.

Аналогичный процесс мы можем наблюдать при попадании в тело занозы — происходит иммунный ответ на вторгшийся в тело инородный объект. Помимо непосредственных атак на чужестранца, которые можно даже увидеть в микроскоп, клетки иммунного ответа учат себе подобных распознавать опасность на основе собственного опыта. Они осуществляют так называемую презентацию антигенов: привлекают своих собратьев к месту обнаружения возмутителя спокойствия, выделяя противовоспалительные молекулы. Эти клетки, что не менее важно, имеют память, которая обеспечивает готовность к победе над врагом на месяцы, годы, десятилетия, а иногда и на всю жизнь. Вот такой он, умный иммунный ответ. 

Вакцина — друг иммунитета

Термин «вакцина» произошел от латинского vacca, что значит «корова». Но почему именно «корова», да еще и латинская? 

Во время работы английский врач Эдвард Дженнер обнаружил, что фермеры, контактирующие с коровами, зараженными коровьей оспой, не подвергаются тяжелым формам заболевания: инфицирование ограничивается лишь незначительным высыпанием пузырьков в области рук. В ходе наблюдений он пришел к выводу, что если искусственно заражать людей коровьей оспой, то можно предупредить заболевание смертоносной натуральной. Этот метод получил широкое распространение в Европе, а спустя столетие ученый Луи Пастер сформулировал научный подход к вакцинации.

План действий — защита

Состав практически любого лекарственного средства имеет два ключевых компонента: активную субстанцию, она же действующее вещество, и вспомогательные вещества, которые облегчают действующему веществу хранение, поступление в организм, в его целевые системы, ткани, клетки и т. д.

Основным механизмом действия вакцин является знакомство иммунной системы организма человека с возбудителем болезни. Задача вакцин (а попросту прививок) — заранее подготовить организм к возможной встрече с опасностью. Вакцины — в зависимости от природы возбудителя (вирус, бактерия и т. д.) и их состава — делятся на несколько поколений и типов.

I поколение вакцин

К ним относят живые аттенуированные (ослабленные) и инактивированные вакцины, основанные на технологии размножения живых частиц вирусов на производстве, их последующем выделении и очистке. В случае инактивированных вакцин есть еще дополнительная стадия инактивации (уничтожения), которая убивает микроорганизм и гарантирует безопасность вакцины, при этом сохраняя ее иммуногенность (способность вызывать иммунный ответ и обеспечивать защиту).

Для живых аттенуированных вакцин инактивация не нужна, так как в ходе производства размножается тот микроорганизм, который, даже будучи введен индивидууму в большом количестве, не будет способен отрицательно воздействовать на организм, но при этом защитит от диких штаммов. Ученые специально ослабляют эти бактерии или вирусы так, что они уже в принципе не способны вызывать заболевания.

II поколение вакцин

К ним относят две группы вакцин: компонентные и анатоксины. У компонентных (субъединичных) вакцин действующее вещество представлено отдельными частями патогенных бактерий или вирусов, специфически очищенными после разрушения наработанного в ходе производства живого материала. Другими словами, исходный микроорганизм разрушают на отдельные части и оставляют только те, которые способны вызвать иммунный ответ, но уже не способны заразить человека.

Анатоксины (обезвреженные токсины) — это токсины микроорганизмов, которых специальными способами обезвреживают (инактивируют). Таким образом они перестают быть опасными для человека, которому будет вводиться данная вакцина, но при этом иммунитет этого человека будет все еще реагировать на такие токсины.

III поколение вакцин

К ним относят рекомбинантные вакцины — вирусные частицы, вирусоподобные белковые частицы, отдельные белки, наработанные с ДНК (генов), искусственно внесенных в клетки-продуценты. Для их производства ученые берут безопасные бактерии, дрожжи, специально подготовленные клетки животных и добавляют в них гены тех белков возбудителя заболевания, на которые будет реагировать организм пациента. Клетки культивируют на фармацевтических предприятиях и отбирают эти белки, тщательным образом очищая их от любых посторонних веществ. 

При этом в стоящих на вооружении биотехнологов штаммах микроорганизмов и линиях клеток нарабатываются не только характерные для существующих патогенных штаммов белки (реплики их белков), но и придуманные исследователями ассорти из кусочков разных белков или белков разных штаммов. Вакцины на основе таких белков зачастую являются универсальными. 

IV поколение вакцин

Сюда относятся вакцины, созданные на основе последних достижений технологии, но большинство из них еще только разрабатывается в научных лабораториях. В скором времени мы увидим множество вакцин самого нового типа. Они будут еще безопаснее и эффективнее существующих и будут защищать нас от заболеваний, от которых мы пока не можем создать классические вакцины.

Современные вакцины значительно расширили круг управляемых инфекций, что привело к созданию комбинируемых вакцин. Медицинские лаборатории с каждым годом повышают качество препаратов, делая их более совершенными. На настоящий момент вакцинирование — самый эффективный способ предупредить большинство распространенных заболеваний. Профилактика и терапия заболеваний с помощью прививок позволяет предупредить появление многих болезней, выработать иммунитет на годы вперед.


 

 

Тимофей Неманкин, заместитель генерального директора по исследованиям и разработкам компании «Нанолек»

25 сентября 2019