Первую вакцину создал английский врач Эдвард Дженнер в 1796 году. Его решение о разработке профилактического препарата против оспы базировались на наблюдении английских медиков, которые за тридцать лет до Дженнера обнаружили, что кавалеристы и доярки, переболевшие коровьей оспой, не заболевают человеческой оспой, однако английское научное сообщество отвергло это открытие. Дженнеру первым удалось публично доказать, что обнаруженный феномен реален.
Вторую вакцину - от бешенства – разработал Луи Пастер почти век спустя, в 1855 году. В отличие от вакцины против оспы, она вводилась уже после попадания вируса в организм, после укуса человека бешеным животным. История внедрения этой вакцины в медицинскую практику является ярким примером борьбы со скептическим отношением общества к вакцинам. Позднее Николай Федорович Гамалея установил, что с момента заражения бешенством должно пройти не больше 14 дней, иначе вакцинация становиться неэффективной.
Вакцины против самых важных инфекций, уносивших огромное количество жизней, - брюшного тифа, холеры, чумы – были разработаны ещё до первой мировой войны в институте Пастера его учениками.
Важным прорывом в производстве вакцин стала разработка методов культивирования вирусов в куриных эмбрионах и потом в культурах клеток. Таким образом было получено сразу несколько вакцинных препаратов против гриппа, кори, краснухи, эпидемического паротита, клещевого т энцефалита и других.
Следующей важной вехой в развитии технологий получения профилактических препаратов стало появление генно-инженерных вакцин. Прорыв был совершен благодаря сразу трем нобелевским открытиям: расшифровке генетического кода (1968), открытию рестриктаз (1978) и разработке метода секвенирования ДНК (1980). С этого момента у человечества появилась возможность делать генно-инженерные продукты. Сразу последовал прогресс в разработке вакцин, была получена вакцина против гепатита В. Гликопротеин оболочки вируса гепатита В, который используется в качестве протективного антигена, нарабатывают в культуре дрожжевых клеток, в которые искусственно введена генно-инженерная конструкция, несущая ген данного антигена.
В настоящее время процесс получения генно-инженерных вакцин продолжает развиваться и усложняться.
Виды вакцин.
Во время вакцинации в организм вводят либо сам патоген (вирионы или микробные клетки), либо его фрагменты. Вакцины, содержащие цельный патоген, бывают аттенуированными (от лат. Attenuation -«ослабление», то есть с ослабленным возбудителем, и инактивированными - с убитым возбудителем. Например российская вакцина от полиомиелита является аттенуированной, а американцы используют инактивированную вакцину.
Сегодня продолжаются и интенсифицируются разработки вакцин с использованием генно-инженерных методов. Большое внимание уделяется созданию ДНК-вакцин и векторных вакцин. В ДНК-вакцинах фрагменты генома патогенна помещены в плазмиды - кольцевые молекулы ДНК, которые встречаются у бактерий. После введения такой вакцины в организм, клетки начинают самостоятельно синтезировать протективные антигены патогенна. В ответ на появляющийся в организме чужеродный антиген реагирует иммунная система. Вирусные векторные вакцины работают по такому же принципу, но для доставки генетического материала патогенна в клетки используются не плазмиды, а вирусные векторы - обезвреженные вирусы, у которых удалены области генома, ответственные за патогенность и размножение.
Важное место в разработке вакцин занимает подход, называющийся «обратная генетика». Это направленное изменение генов с целью получения определенных признаков. При помощи метода обратной генетики сегодня создаются, например, гриппозные вакцины.
Следует отметить, что генно-инженерные методы ни в коем случае не заменяют традиционные методы получения вакцин, а привносят новые возможности. Есть много непобежденных особо опасных инфекций, против которых успешно разрабатывают как инактивированные, так и генно-инженерные вакцины, например флави-, фило-, буньявирусные и другие инфекции.
Существует также класс синтетических вакцин, которые представляют собой искусственно синтезированные пептиды, имитирующие небольшие участки антигенов возбудителя. Однако укладка полипептидных цепей целого антигена существенно отличается от укладки коротких фрагментов, поэтому добиться эффективной стимуляции гуморального иммунитета с помощью синтетических вакцин довольно сложно. Синтетические полипептиды могут стимулировать незначительный клеточный иммунитет, но и в этом случае ответ получается значительно слабее, чем при использовании полноразмерных антигенов.
Вакцины и иммунная система.
Ответ организма на инфекцию бывает разным. Если нужно нейтрализовать внеклеточный патоген, например бактерию, В-лимфоциты (плазмоциты) вырабатывают антитела. Такой иммунитет называется гуморальный (от лат. Humor - «жидкость»), поскольку молекулы, которые выполняют защитную функцию, растворены в плазме крови. Если же нужно убить клетку собственного организма, в которой находится вирус или неоантиген (антиген раковой опухоли), работает клеточноый иммунитет, основой которого является активность Т-лимфоцитов.
Поскольку на формирование иммунитета требуется время, вакцины вводятся в организм, как правило, заблаговременно, но бывают и исключения, например вакцина от бешенства. Антитела появляются в организме на 10 - 14–й день после введения вакцины от бешенства, но за счет относительно длительного инкубационного периода заболевания вакцина успевает сработать. При этом не стоить путать вакцину против бешенства с антирабическим иммуноглобулином (сывороткой). Сыворотка содержит уже готовые антирабические антитела (используются антитела лошади) и вводится параллельно с вакциной в тяжёлых случаях, например если укусы расположены близко к голове.
Различные по своей природе вакцины могут стимулировать различный иммунный ответ. Субъединичные и расщепленные вакцины индуцируют хороший гуморальный и Т-хелперный иммунитет. Последний помогает В-лимфоцитам размножаться и продуцировать антитела. Живые вирусные и векторные вакцины стимулируют хороший Т-киллерный иммунитет, который при этом может иметь подавляющий вес, а может развиваться параллельно с гуморальным иммунитетом.
При создании новых вакцин следует учитывать данные о том, какой тип иммунитета необходимо сформировать в организме, для того чтобы защититься от конкретного типа возбудителя, и с учетом этих данных приступать к выбору стратегии создания вакцины.
Эффективность вакцин: безопасность прививок.
Согласно оценкам ВОЗ, только от кори вакцинация ежегодно спасает 2,6 миллиона жизней. С момента введения ВОЗ «Расширенной программы по иммунизации» в 1974 году было предотвращено около 115 миллионов смертей от кори. Если учитывать инвалидизацию и отдаленные последствия болезни, цифры будут ещё более ошеломляющими.
Массовая вакцинация ликвидирует «субстрат» для формирования очагов эпидемии. Дети антипрививочников не заболевают благодаря тому, что другие родители вакцинируют соих детей. Когда антипрививочные настроения начинают перевешивать и уровень вакцинации падает, вспышки заболеваний не заставляют себя ждать - примерами служат периодические вспышки инфекций ( например, кори, полиомиелита) в странах, где охват вакцинации является недостаточным.
При этом антипрививочники не являются абсолютным злом, у них есть полезная функция: их постоянная настороженность и критика увеличивают ответственность производителей, потому что любая оплошность чревата большим скандалом. Однако аргументация современных антипрививочников звучит для специалистов так же нелепо, как опасения современников Дженнера: когда Дженнер стал прививать людей коровьей опой, противники вакцинации утверждали, что тот, кто будет прививаться, станет наполовину коровой.
Международные стандарты предъявляют высочайшие требования к безопасности вакцин, даже большие, чем к терапевтическим препаратам. При простом переносе производственной площадки, выпускающей уже зарегистрированную вакцину, все доклинические и клинические исследования должны проводиться заново в полном объеме.
В мифах про токсичные уровни ртути и алюминия в вакцинах, про корреляцию вакцинации с аутизмом научная составляющая отсутствует. Исследования показали, что никакой статистической достоверной связи между вакцинацией и отрицательными явлениями, которые связаны с ней в умах антипрививочников, в реальности нет. Авторы работы, в которой якобы нашли связь с аутизмом, были уличены в фальсификации данных.
Применение вакцин, хоть и в крайней степени, все же сопряжено с определенными побочными эффектами и реактогенностью. По каждой вакцине ВОЗ открыто публикуют статистику легких, средних и тяжелых нежелательных явлений. Все существующие прививки вне зависимости от того, включены они в национальный календарь прививок или в календарь прививок по эпидпоказаниям, применяются с четкой оценкой показателя «польза – риск».