Новые методы, новые вакцины

Новые методы, новые вакцины

Поиски методов получения новых живых вакцин проводятся на основе современных научных данных об изменчивости микроорганизмов. Раскрывая тончайшее строение и химический состав микробной клетки и вирусной частички, изучая их физиологию и биохимические свойства, выясняя роль и значение рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот (РНК и ДНК), ученые раскрыли тайны передачи наследственных свойств микроорганизмов.

Генетика микроорганизмов за последние десятилетия достигла колоссальных успехов, имеющих огромное теоретическое и вместе с тем практическое значение. Для получения полноценных культур микроорганизмов в производстве вакцин открылись новые перспективы.

Направление и характер исследований по генетике микроорганизмов, как пишет академик В. Д. Тимаков, существенным образом изменились после того, как Эвери Мак-Леод, Мак-Карти установили, что причиной феномена трансформации пневмококков, который наблюдал Грифит, является ДНК. Эти исследования явились новым революционизирующим этапом в изучении закономерностей наследственности и изменчивости, роли нуклеиновых кислот, их структуры и функции, в познании природы гена и его функционирования, в создании основ молекулярной биологии.

Идеи Пастера и созданные на основе принципов аттенуации микробов живые вакцины против сибирской язвы и бешенства стали историческими вехами в развитии вакцинопрофилактики инфекций.

Шли годы, десятилетия. Иммунология и практика здравоохранения обогатились новыми препаратами, но, несмотря на усиленные поиски иммунологов во всем мире, живых вакцин против холеры, дизентерии и сыпного тифа получить не удавалось. Исследователи столкнулись с трудностями в создании методов ослабления микробов, которые вытекали из своеобразия биологических особенностей возбудителей этих инфекций.

В отношении возбудителей сыпного тифа (риккетсий) и других заболеваний (риккетсиозов) были дополнительные преграды, связанные с трудностями культивирования этих микроорганизмов.

Что же касается дизентерии и холеры, необходимо было искать или создавать такие разновидности возбудителей, которые, вызывая легкие (субклинические) формы инфекции, были бы безопасными для вакцинируемых и окружающих их людей.

Создание живых вакцин против холеры и дизентерии также было весьма трудным из-за обилия видов и типов микробов — возбудителей этих инфекций. Приведем некоторые примеры: в дизентерийной группе существуют бактерии Григорьева-Шига, Флекснера, Зонне, Шмитц-Штуцера и ряд других. Среди холерных: вибрионы азиатской холеры (классические биотипы), вибрионы Эль-Тор, известна группа холероподобных вибрионов. Сложными оказались механизмы возникновения и развития таких заболеваний, как дизентерия и холера, места локализации возбудителей в организме, особенности поражения, в частности в кишечнике.

На этом фоне особенно значительны успехи иммунологов, сумевших преодолеть многочисленные трудности, найти новые методы создания живых вакцин и способы введения их в организм. И хотя новые живые вакцины еще во многом являются достоянием эксперимента, но то, что сегодня имеет большое научно-теоретическое значение, завтра войдет в практику здравоохранения и принесет свои плоды.

Живая вакцина против дизентерии. Возбудители дизентерии попадают в организм через рот с загрязненными ими пищевыми продуктами и водой. Проникая в толстый кишечник, они оседают там, размножаются в клетках слизистой оболочки и вызывают острый воспалительный процесс, сопровождающийся местным кровоизлиянием. Следовательно, дизентерия — это кишечная инфекция, где дизентерийные бактерии ведут себя в толстом кишечнике как внутриклеточные паразиты. Все эти соображения оказались важными для разработки способов вакцинации против дизентерии.

Перед исследователями возникли многие вопросы. Как создавать вакцину? Из каких бактерий? Как иммунизировать? Подкожно вводить вакцину или внутрь через рот? Конечно, иммунитет — это особое состояние всего организма, которое создается многими гуморальными и клеточными факторами защиты, а каково значение местных механизмов защиты, имеющих непосредственное отношение к кишечнику? В последние годы — ученые стали придавать большое значение местным факторам защиты кишечника. Профессор Н. Н. Гинсбург, ссылаясь на мнение ряда советских ученых, пишет: «…способность возбудителя дизентерии к внутриклеточному паразитизму позволила сформулировать новые представления о патогенезе[14] этой инфекции. Изменились соответственно и взгляды на иммунитет при ней: местным механизмам защиты придается теперь первостепенное значение». Исходя из этого укрепились и взгляды известного микробиолога А. М. Безредка, обосновавшего в свое время принцип введения вакцин внутрь через рот. Правда, Безредка создавал свои вакцины из убитых микробов. Более перспективными, сулящими вместе с тем и большую эффективность были бы живые вакцины, и, хотя это несравненно более трудный путь, ученые взялись за осуществление этой идеи.

Прежде всего начались поиски бактерий, из которых можно было бы готовить живую вакцину. Хотя цель была одна — создание живых вакцин, пути и методы ослабления вирулентности дизентерийных бактерий оказались разными. Исследования проводились в СССР, США, Югославии, Румынии.

Остановимся на методах исследования, они введут нас в сложный мир творческих поисков ученых разных стран. Американские ученые, наблюдая за изменчивостью свойств дизентерийных бактерий под влиянием физических и химических воздействий, обратили внимание на то, что один из измененных вариантов потерял способность проникать в клетки слизистой оболочки кишечника у экспериментальных животных, вызывать поражение кишечника и смерть. Иначе говоря, полученная разновидность резко отличалась от исходной («родительской»), которая была вирулентной и вызывала смерть морских свинок. Стали проверять стойкость новых свойств у бактерий, а самое главное, возможность с помощью таких невирулентных бактерий создавать иммунитет.

Опыты, поставленные на морских свинках и обезьянах, дали обнадеживающие результаты. Во-первых, микробы оказались стойко невирулентными; во-вторых, введение через рот морским свинкам и обезьянам создавало иммунитет, защищающий их от заражения вирулентными дизентерийными бактериями, но… Выявилась важная подробность. Иммунитет создавался только против того типа дизентерийных бактерий, из которого состояли вакцины.

Полученные результаты потребовали поисков других вариантов бактерий. Исследования привели к новым успехам. Понадобилось применение лишь новых методов. Как прав был великий русский ученый И. П. Павлов, который говорил, что метод определяет прогресс науки. В чем же заключались новые методы? Ученые на основе достижений генетики[15] и, в частности, изучения хромосомного ^[16] аппарата болезнетворных дизентерийных бактерий и безвредных кишечных палочек путем скрещивания получили микроб-гибрид. И вот при указанном скрещивании дизентерийные бактерии потеряли способность вызывать дизентерию, но оказались в состоянии создавать иммунитет. Опыты на морских свинках и обезьянах доказали это. Выяснилось, что при введении внутрь (через рот) микробы-гибриды проникали в толстый кишечник, вызывая быстро проходившую легкую воспалительную реакцию. Видимо, эта специфическая реакция, вызванная ослабленными дизентерийными бактериями, и создавала невосприимчивость (иммунитет) к дизентерии. Углубленное, изучение этого процесса показало, что в организме иммунизированных обезьян вирулентные дизентерийные бактерии не способны проникать в клетки слизистой оболочки кишечника и вызывать в них поражения.

Это было большим успехом иммунологии, использовавшей новейшие достижения генетики микробов. На строго научную основу были поставлены дальнейшие исследования по получению новых гибридов дизентерийных бактерий. Ведь существует много различных дизентерийных бактерий, а иммунитет нужно создавать против важнейших из них. За последние годы ученые получили гибриды дизентерийных бактерий Флекснера и Зонне. В наше время именно эти представители группы дизентерийных бактерий играют наиболее важную роль в распространении дизентерии. Так были созданы сложные поливакцины («поли» — по-гречески много) из различных вариантов дизентерийных бактерий, показавшие большую эффективность в опытах на обезьянах.

В Советском Союзе и Румынии успешно были проведены опыты культивирования вирулентных дизентерийных культур Флекснера и Зонне на искусственных питательных средах. Из микробов, утративших вирулентность, были приготовлены вакцины в сухом виде и, в частности, в виде драже, которые вводятся через рот. Опыты, проведенные на экспериментальных животных, показали их безвредность и способность вызывать иммунитет.