Биопрепараты. Биотехнологические основы производства

Тема 12. ИММУНОПРОФИЛАКТИКА ИНФЕКЦИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ

В борьбе с инфекционными болезнями особое место отводят своевременной диагностике, специфической профилактике и те­рапии. Для этих целей биологическая промышленность выпускает различные биологические препараты, которые подразделяются на следующие группы: 1) вакцины, 2) лечебно-профилактические иммунные сыворотки и иммуноглобулины, 3) диагностические антигены, сыворотки и аллергены, 4) бактериофаги.

Вакцины. Вакцины — средства специфической активной имму­нопрофилактики. Бывают живые, инактивированные, химичес­кие, анатоксины и др.

Живые вакцины готовят из штаммов микроорганизмов с ослаб­ленной вирулентностью (аттенуированных). Главное требование, предъявляемое к вакцинным штаммам, — наличие стойкой на­следственно передающейся остаточной вирулентности. При вве­дении таких штаммов микроорганизмов в организм культура дол­жна приживаться и размножаться, но не вызывать клинических проявлений болезни, что приводит к созданию иммунитета высо­кой напряженности и длительности.

Вакцинные штаммы получают различными способами.

1. Использование аттенуированных (с ослабленной вирулентностью) штаммов, возникших в естественных условиях обитания возбудителей инфекционных болезней.

2. Искусственное получение аттенуированных штаммов возбудителей в лабораторных условиях:

выращивание возбудителя на искусственных питательных средах;

перевод возбудителя на другой вид восприимчивого животного;

перевод возбудителя на невосприимчивый вид животного.

3. Ослабление вакцинных штаммов прямым (непосредственным) воздействием на ген возбудителя мутагенами физической природы (проникающая радиация, ультрафиолетовое излучение, пониженная или повышенная температура и др.).

4. Комбинированные методы получения вакцинных штаммов в лабораторных условиях.

Для приготовления вакцин аттенуированные штаммы возбудителей культивируют на специальных питательных средах в реакторах, куриных эмбрионах или культурах клеток и тканей. Получен­ную биомассу очищают от балластов и после проверки на безвред­ность, микробную загрязненность и активность в соответствии с общепринятыми методами используют для иммунизации живот­ных и птиц.

Ж и в ы е вакцины имеют ряд преимуществ перед вакцинами других типов: главное из них — высокая иммуногенность, т. е. со­здание иммунитета высокой напряженности и длительности, при­ближающегося к постинфекционному; однократная иммуниза­ция; возможность введения естественными путями и др. Среди недостатков живых вакцин следует отметить: необходимость со­блюдения мер предосторожности при их транспортировке и хра­нение при температуре 4... 10 °С; поствакцинальные реакции и ос­ложнения; реверсия вирулентности; после вакцинации бактерий­ными вакцинами нельзя применять в течение 7 сут антибактери­альные препараты.

В настоящее время биопромышленность выпускает живые вак­цины против сальмонеллеза, пастереллеза, бруцеллеза, туляре­мии, листериоза, рожи свиней, сибирской язвы и др.

Для приготовления и н а к т и в и р о в а н н ы х в а к ц и н в качестве вакцинного штамма используют высоковирулентные и иммуногенные штаммы микроорганизмов, выращенные в жидких питательных средах в котлах-реакторах; выход бактериальной мас­сы с плотных питательных сред незначительный. По истечении срока культивирования бактериальную массу собирают и инакти­вируют. Последовательность этих операций определяется методом выращивания культур микробов. Так, при использовании жидких питательных сред культуру возбудителя вначале инактивируют в том же реакторе, где производилось выращивание, а затем мик­робную массу отделяют от жидкой фракции центрифугированием. Если применяют плотные питательные среды, то выросшую на них культуру смывают физиологическим раствором в стерильные бутыли, в которых ее инактивируют.

Для инактивации микроорганизмов сочетают различные физи­ческие факторы (нагревание) и химические вещества (формалин, фенол и др.), в основном формалин. Количество добавляемого формалина должно быть небольшим (от 0,2 до 0,5 %, при темпера­туре 37 °С в течение нескольких недель), так как в более высокой дозе он отрицательно действует на антигенную структуру микро­организмов.

Стандартизацию инактивированной взвеси культуры микроор­ганизмов проводят путем сравнения с эталонами различной мут­ности, фотометрически подогнанными к мутности взвеси бакте­рий определенной концентрации. Приготовленную взвесь культу­ры проверяют на стерильность, безвредность и активность.

Для повышения эффективности инактивированных вакцин применяют депонирующие средства, на которых микробные тела адсорбируются (алюминиевые квасцы, гидроксид алюминия), или их эмульгируют в минеральных маслах. Добавление депони­рующих веществ к инактивированным культурам необходимо для создания «депо» на месте введения препарата, что способ­ствует длительному воздействию микробного антигена на орга­низм животного и обусловливает более высокий уровень образо­вания антител.

Все инактивированные препараты должны быть стерильными. Для контроля на стерильность используют различные питатель­ные среды, которые обеспечивают надежное выявление аэробных и анаэробных бактерий, а также грибов и дрожжей. При выявле­нии бактерий приготовленные препараты уничтожают.

Важнейшим элементом контроля на безвредность является проверка вакцины на лабораторных и тех животных, для которых она предназначается. Обычно для этого используют от 3 до 5 жи­вотных на каждую серию изготовленной партии; одновременно проводят проверку на лабораторных животных.

Вакцина безвредна, если у привитых животных она не вызыва­ет никаких патологических симптомов и ухудшения их общего со­стояния. Одним из наиболее важных свойств вакцины является ее иммуногенность. Иммуногенность препаратов определяют следу­ющим образом: животных, обладающих чувствительностью к мик­робам, из которых приготовлены вакцины, иммунизируют этими препаратами. Через определенные промежутки времени (14...21 сут) иммунным и контрольным животным вводят установленную дозу культуры микроба (LD 50, или смертельная доза), затем наблюда­ют за ними в течение определенного периода времени (сроки за­висят от особенностей возбудителя). При заболевании (или гибе­ли) контрольных животных иммунизированные животные долж­ны остаться живыми и здоровыми.

Х и м и ч е с к и е в а к ц и н ы применяют для профилакти­ки инфекционных болезней. Представляют собой антигены и ан­тигенные комплексы, извлеченные из микробных культур тем или иным способом и в той или иной степени очищенные от балласт­ных иммунизирующих веществ. В отдельных случаях извлеченные антигены являются в основном бактериальными эндотоксинами, полученными в результате обработки культур различными спосо­бами. Другие представляют собой «протективные антигены», про­дуцируемые некоторыми микробами в процессе жизнедеятельнос­ти в организме животных или в специальных питательных средах при соответствующих режимах культивирования (например, про-тективный антиген сибиреязвенных бацилл).

Анатоксин (от греч. ана — обратное, противоположное действие и токсин — яд) — токсин, утративший свою токсичность под дей­ствием химических или физических факторов, но сохранивший антигенные и иммуногенные свойства.

Специфическая активная профилактика болезней, вызываемых токсинообразующими микроорганизмами, основана на примене­нии биопрепаратов типа анатоксинов, изготовляемых путем спе­цифической обработки биомассы и обезвреживания экзотокси­нов. Анатоксины — аналоги инактивированных вакцин — препа­раты обезвреженного токсина, очищенного от балластных ве­ществ, сконцентрированного и адсорбированного (чаще на алюмокалиевых квасцах). Введение в анатоксин адсорбента имеет цель повысить его иммуногенные свойства. Основной метод пере­вода экзотоксина в состояние анатоксина был удачно разработан французским иммунологом Г. Рамоном (1923), который устано­вил, что прибавление к токсину формалина в небольших количе­ствах и выдерживание при 37 °С в течение месяца лишает его ток­сичности с сохранением иммунизирующей активности. Приме­ром служит столбнячный анатоксин.

В практике широко применяют убитые вакцины, в частности концентрированную гидроокисьалюминиевую формолвакцину против эмфизематозного карбункула крупного рогатого скота и овец; концентрированную поливалентную гидроокисьалюминие­вую вакцину против брадзота, инфекционной энтеротоксемии, злокачественного отека овец и дизентерии ягнят; анатоксинвак-цину против инфекционной энтеротоксемии овец; концентриро­ванную гидроокись алюминиевую формолвакцину против рожи свиней; преципитированную формолвакцину против геморраги­ческой септицемии крупного рогатого скота, овец и свиней; полу­жидкую формолвакцину против пастереллеза крупного рогатого скота и буйволов; поливалентную вакцину против лептоспироза сельскохозяйственных и промысловых животных; формолквасцовую вакцину против паратифа поросят; концентрированную формолквасцовую вакцину против паратифа телят; концентрирован­ную поливалентную формолквасцовую вакцину против паратифа, пастереллеза и диплококковой септицемии телят; концентриро­ванный квасцовый столбнячный анатоксин, поливалентную вак­цину против колибактериоза и паратифа телят, поросят, пушных зверей и птиц.

П о л и в а л е н т н ы е вакцины готовят из нескольких типов одного вида микроорганизмов. А с с о ц и и р о в а н н ы е вакцины содержат антигены разных видов возбудителей.

Иммунные сыворотки и иммуноглобулины. Изготовление лечеб­но-профилактических иммунных сывороток и иммуноглобулинов производит биологическая промышленность. В качестве про­дуцентов иммуносывороток используют лошадей, мулов, ослов, волов и реже другие виды животных. Гипериммунизацию осуще­ствляют нарастающими дозами антигенов по утвержденным про­изводственным схемам, отличающимся продолжительностью им­мунизации, интервалами между циклами иммунизации, дозами для каждого цикла введения антигена и реакцией продуцента на последний.

Дата добавления: 2015-07-13