Как делают и из чего вакцины для прививок

— Существует несколько видов возбудителей болезней: вирусы, бактерии, грибы и паразиты. Сегодня в арсенале врачей есть вакцины против трех разновидностей – противовирусные, противобактериальные, а сейчас появились еще и противопаразитарные.

Бактериальных инфекций, к которым относится и пневмококковая (или streptococcus pneumoniae), на самом деле достаточно много. Чем они отличаются от вирусных инфекций? Препаратов для лечения вирусных инфекций очень мало, и чаще всего единственное средство их предупреждения — вакцинация. Для бактериальных инфекций ситуация иная – есть антибиотики.

Вирус – это примитивный организм, одна из самых древних форм жизни на Земле. По сути, это кусок генетического кода – ДНК или РНК, и его самая главная задача – воспроизводиться. Бактерии – это более сложные организмы, уже вооруженные разными факторами защиты, однако биологическая или эволюционная задача бактерий – тоже самовоспроизводство.

Для пневмококков наиболее правильная эволюционная стратегия – жить в носоглотке, размножаться в этой области, обмениваться ценной генетической информацией с другими бактериями, но при этом не убивать «хозяина». Гибель хозяина для них эволюционно – тупиковый вариант, поскольку так пневмококки не смогут распространиться.

Тем не менее, есть разные виды пневмококка, серотипы, которые, попадая к человеку, ведут себя иначе. Так возникают инвазивные пневмококковые инфекции, они протекают очень тяжело и с высокой угрозой для жизни хозяина.

Инвазия – это проникновение пневмококка за пределы носоглотки, попадание бактерии в исходно стерильные среды организма (кровь, ликвор, плевральную жидкость и т. д.), что может привести к таким тяжелым состояниям, как сепсис, бактериемия, плеврит; или в мозговые оболочки, вызывая пневмококковые менингиты.

Чаще пневмококк вызывает пневмонию (воспаление легких), пневмококковые отиты (воспаление среднего уха), наблюдаются также синуситы, гаймориты, пневмококковые конъюнктивиты (воспаление слизистой оболочки глаз).

Вакциноуправляемых инфекций сегодня становится все больше, поскольку развиваются молекулярная биология и биохимия, появляются новые вакцины. Мы лучше понимаем, как бактерии или вирусы действуют, и можем выбрать механизм противодействия им через обучение организма.

Вакцина – по сути, учитель иммунной системы, своего рода тренировка: когда врач вводит бактериальные или вирусные вещества в организм, иммунная система учится быстро их распознавать и понимать, как с ними надо бороться. Несмотря на то, что такие «учения» могут быть относительно опасны, эксперты отмечают, что и частота, и тяжесть поствакцинных реакций в сотни и в тысячи раз ниже, чем, если бы человек заболел по-настоящему.

В начале XX века вакцины появлялись относительно быстро. Сегодня же этот процесс претерпел значительные изменения, в том числе, в связи с тем, что сейчас требования к безопасности вакцин – самые строгие в сфере фармацевтики. Фазы доклинических и клинических исследований для вакцин очень длительные и обширные по объему – в исследования вакцин включается большее количество людей, чем в испытания других препаратов.

“Доктор Дженнер проводит первую вакцинацию в 1796 году”, Эрнест Борд (Эдвард Энтони Дженнер – английский врач, который разработал первую в мире вакцину – против натуральной оспы) / ©Википедия

Есть три фазы клинических исследований до регистрации препарата или вакцины. В первой обычно участвуют десятки людей – здоровые добровольцы. На первой фазе смотрят безопасность, переносимость вакцины и оценивают возможную дозу, поскольку «тренировка» должна быть как можно более безопасной для иммунной системы. Этот этап занимает от года до пяти лет.

В исследованиях второй фазы участвуют сотни людей, идет более четкая отработка дозировок и оценки того, как дальше вакцину регистрировать и лицензировать. Необходимо спрогнозировать, как будет вести себя вакцина, какой иммунный ответ она будет вызывать и достаточно ли этого ответа для защиты от инфекций без нарушения нормального процесса жизнедеятельности.

Именно тогда изучают поствакцинные реакции, разделяя их на группы: легкие, среднетяжелые и тяжелые. Этот этап занимает в среднем два-три года. Третья фаза уже подразумевает участие тысяч, а иногда – десятков тысяч людей, она длится минимум пять лет.

Таким образом, современный процесс разработки вакцин, от возникновения идеи, что взять в качестве вакцины, до момента регистрации занимает в среднем 10–15 лет. Это обусловлено, в том числе, тем, что, если, например, у онкологических препаратов есть то, что считается терпимым или допустимым побочным эффектом или нежелательным явлением, то вакцину в случае появления такого эффекта дальше просто не пропустят.

Вакцины в принципе предназначены для здоровых людей и должны быть максимально безопасны.

Помимо оценки эффективности и иммуногенности вакцины обязательно параллельно идет процесс отработки производства. Вакцины выпускаются десятками и сотнями тысяч доз, и нужно быть уверенными, что в каждой дозе содержится строго определенное количество антигенного (активного) материала, и каждая доза будет вызывать предсказуемый и ожидаемый иммунный ответ.

Лицензируется не только сама вакцина как таковая, но обязательно и процесс производства, и, если происходят какие-то изменения в этом процессе, приходится возвращаться на этап доклинических исследований или на первую фазу клинических.

Бывает такое, что третья фаза уже проведена, исследования идут восемь или девять лет, но было обнаружено, что что-то в процессе производства не позволяет выйти на стабильный процесс – тогда нужна реформуляция, и приходится возвращаться на исходную точку.

О популярных мифах, связанных с вакцинами, а также о том, почему вакцинация нужна не только детям, но и взрослым, читайте в следующем материале.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Вакцины играют важную роль в борьбе с инфекционными заболеваниями. Какие компоненты обычно содержатся в вакцинах и какова их цель? 

Когда нам делают прививку, ее компоненты запускают нашу иммунную систему, вызывая события, защищающие нас от патогена в будущем. Но при взгляде на ингредиенты в обычных вакцинах обнаруживается длинный список других компонентов, роль которых может показаться не ясной.

Наша иммунная система и активные ингредиенты

Активный ингредиент в вакцине обычно производится из вирусного или бактериального патогена. Существует два различных подхода к этому, причем патоген либо жив, либо инактивирован. Вакцины, содержащие живые бактерии или вирусы, называются живыми аттенуированными вакцинами. Патоген ослаблен, но еще способен вызвать сильный иммунный ответ.

Живые аттенуированные вакцины для всех не подходят. Если у человека ослаблен иммунитет, он может заболеть той болезнью, от которой его должна защищать вакцина.

В связи с этим чаще в вакцинах используют инактивированную версию активных ингредиентов, принимающих форму целых бактерий или вирусов, которые были убиты. Однако большинство вакцин на самом деле являются бесклеточными, что означает, что они не содержат всего патогенного организма. Вместо этого они состоят из частей патогена, таких как белки или молекулы сахара. Наш организм распознает эти молекулы как чужеродные и вырабатывает иммунный ответ.

Примерами бесклеточных вакцин являются:

• анатоксиновые вакцины, содержащие инактивированные токсины из патогенных бактерий
• конъюгированные вакцины изготавливают из комбинации патоген-специфических молекул сахара и анатоксиновых белков, так как сами сахара не вызывают достаточно сильных иммунных реакций
• рекомбинантные вакцины, изготовленные с использованием бактерий или дрожжевых клеток, чтобы сделать много копий определенных молекул из патогена

Вспомогательные ингредиенты вакцины

Помимо активного ингредиента, вакцины содержат много других соединений.

Вспомогательные вещества включают консерванты и стабилизаторы, которые используют для производства вакцины, и адъюванты, которые делают вакцины сильнее.

Хотя многие вакцины содержат активные ингредиенты, которые достаточно сильны, некоторые из них нуждаются в небольшой дополнительной помощи, чтобы быть эффективными.

Адъюванты

Адъюванты — это соединения, которые вызывают усиленный иммунный ответ, улучшая работу вакцины. Примеры адъювантов включают:

• металлы
• биологические молекулы, выделенные из бактерий и синтетической ДНК

Алюминий в форме соли алюминия используется в различных вакцинах, включая обычные детские вакцины. Ученые считают, что этот адъювант увеличивает выработку антител.

Алюминий — это природный металл, который имеет много применений, кроме его адъювантных свойств. Банки, фольга и оконные рамы содержат алюминий. Соли алюминия также используются в пищевой промышленности в качестве добавок.

Как адъювант, алюминий имеет долгую историю, начиная с 1930-х годов. Несмотря на его широкое использование, некоторые ученые считают, что металл может вызвать повреждение нервной системы и способствовать аутоиммунным заболеваниям. Однако многие эксперты не согласны с этой оценкой.

В исследовании 2011 года ученые пришли к выводу, что «эпизодическое воздействие вакцин, содержащих алюминиевый адъювант, является крайне низким риском для младенцев, и преимущества использования вакцин, содержащих алюминиевый адъювант, перевешивают любые теоретические проблемы».

Другим примером адъюванта является сквален — природное масло. Вакцина против гриппа, лицензированная для взрослых, содержит адъювант под названием MF59, представляющий собой эмульсию, содержащую сквален. Сквален, используемый в MF59, очищается от жира печени акулы. 

В 2000 году исследовательская группа указала на связь между скваленом и синдромом войны в Персидском заливе, вызвав опасения по поводу безопасности этого адъюванта. Однако последующие исследования не подтвердили эти выводы, и в 2006 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) пришла к выводу, что эти опасения «необоснованны».

Консерванты, стабилизаторы и эмульгаторы

Количество вспомогательных веществ в любой конкретной вакцине зависит как от процесса производства, так и от предполагаемого использования вакцины.

Тимеросал является консервантом, главным образом используемым в вакцинах, которые поставляются в мультидозных флаконах. Тимеросал убивает бактерии и грибки, которые могут загрязнять вакцину. Это органическое соединение содержит около 50% ртути, что вызывает беспокойство о воздействии этого тяжелого металла. Количество ртути в стандартной дозе вакцины, содержащей тимеросал, примерно такое же, как и в банке тунца весом 85 граммов.

Желатин является стабилизатором, используемым в некоторых вакцинах для защиты активного ингредиента. Его получают от свиней и сильно обрабатывают. Другие стабилизаторы включают подсластитель сорбит, сахарозу и лактозу.

Полисорбат 80 является эмульгатором, используемым в пищевой промышленности в мороженом, желатиновых десертах, соусе барбекю и маринованных продуктах. В вакцинах он помогает другим компонентам оставаться растворимыми. Некоторые люди выразили озабоченность по поводу безопасности полисорбата 80 после того, как исследования показали потенциальную связь с репродуктивными проблемами у самок крыс и преждевременной недостаточностью яичников у девочек, получающих вакцину против вируса папилломы человека. Однако другие ученые не обнаружили никаких побочных эффектов, когда полисорбат 80 был включен в пневмококковую вакцину. Группа экспертов классифицировала воздействие полисорбата на вакцины как «очень низкое», ниже порогового значения, при котором он может вызывать токсичность.

Производители вакцин нуждаются в достаточном количестве бактерий и вирусов для получения необходимых доз. Бактерии или вирусы часто выращиваются в больших количествах до прохождения очистки, а затем ослабления или инактивации в процессе производства. Хотя большинство материалов, используемых на этой стадии, будут присутствовать или отсутствовать в конечном продукте, они могут фигурировать в списке ингредиентов.

Антибиотики используются в производстве вакцин против некоторых вирусов для предотвращения бактериального заражения. Наиболее часто используемые антибиотики-неомицин, стрептомицин, полимиксин в, гентамицин и канамицин.

Регуляторы кислотности, такие как янтарная кислота и динатриевый адипат, помогают поддерживать рН на правильном уровне во время процесса расширения. Бычья сыворотка является компонентом некоторых составов питательных сред.

Овальбумин — это белок в белках куриных яиц. Вирусные частицы, используемые в некоторых вакцинах против гриппа и бешенства, выращиваются на куриных яйцах, что делает возможным появление в конечном продукте небольших следов овальбумина.

Глутаровый альдегид и формальдегид — это химические вещества, используемые для инактивации токсинов от вирусов и бактерий в некоторых вакцинах. Эти химические вещества токсичны в больших количествах. Согласно проекту изучения вакцин Оксфордского университета в Соединенном Королевстве, «груша содержит в 50 раз больше формальдегида, чем содержится в любой вакцине».

Содержат ли вакцины клеточный материал человека?

Некоторые вакцины изготавливаются из вирусов или патогенных молекул, которые экспрессируются в клетках человека, животных или дрожжей. Существуют две линии человеческих клеток, которые используют фармацевтические компании. Они называются WI-38 и MRC-5. Обе эти клеточные линии были созданы из клеток, взятых из легких абортированных плодов. После экспансии вирусы собирают из этих клеточных линий и очищают. Вероятность присутствия в вакцине любого клеточного материала человека очень мала. Для некоторых людей тот факт, что клетки из абортированных плодов используются таким образом, представляет моральную проблему.

Другие вирусы выращиваются в клетках животных до их включения в вакцины. Животные клетки, используемые для этой цели, включают клетки почек африканских зеленых обезьян (клетки Vero) и клетки куриного эмбриона.

Некоторые рекомбинантные вакцины могут содержать небольшие следовые количества дрожжевых белков или ДНК дрожжей.

Вспомогательные вещества в фармацевтике

В то время как некоторые люди будут удивлены, увидев вспомогательные вещества в вакцинах, эти соединения на самом деле имеют большое значение во всех лекарственных средствах. Сахара и ароматизаторы в сиропах маскируют потенциально неприятный вкус препарата, в то время как цвета помогают людям отличать один препарат от другого. Некоторые вспомогательные вещества помогают препарату проникать в кожу или определять, где в желудочно-кишечном тракте происходит его распад. Как и в случае с вакцинами, их цель-обеспечить безопасность и эффективность лекарственных средств.

По оценкам ВОЗ, вакцинация ежегодно предотвращает от 2 до 3 миллионов случаев смерти во всем мире. Тяжелые побочные эффекты очень редки, что делает вакцины одним из самых безопасных медицинских вмешательств в истории современной медицины.

Научная статья по теме: Разрабатывается вакцина против воспалительных заболеваний кишечника.