Энтеральный метод вакцинации
Энтеральный (пероральный) метод вакцинации разрабатывается с времен JI. Пастера, который в 1880 г. высказал точку зрения о возможности пероральной вакцинации против сибирской язвы. В истории разработки этого метода было два подъема. Первый из них связан с именем А.М. Безредки, с его концепцией о роли местного иммунитета при энтеральной иммунизации. Второй подъем исследований на животных и людях произошел в 60-е годы, когда успешно прошли испытания энтеральных вакцин против туляремии, гриппа, кори, паротита, клещевого энцефалита, брюшного тифа, коклюша, ботулизма, столбняка, стафилококковой и аденовирусной инфекций и др. Массовая пероральная вакцинация против полиомиелита является прекрасным доказательством правомерности самой идеи энтеральной иммунизации.
В кишечнике имеются благоприятные условия для проникновения растворимых антигенов и микроорганизмов (слабощелочная среда, интенсивное всасывание, хорошо развитый лимфоид- ный аппарат и др.). Хорошему всасыванию способствует большая площадь слизистой оболочки, имеющей ворсинки, которые в свою очередь покрыты нитевидными отростками (микроворсинками), что увеличивает ее поверхность. Общая площадь слизистой оболочки достигает 500 м2. Наиболее сильное всасывание происходит в тощей и подвздошной кишках. В толстой кишке всасывание слабее, в прямой кишке благодаря хорошо развитой венозной системе всасывание происходит быстро и непосредственно в большой круг кровообращения.
Желудочно-кишечный тракт является важным органом иммунитета. Лимфоидную структуру органа составляют пейеровы бляшки, лимфоидная ткань аппендикса, миндалины, регионарные лимфатические узлы. Лимфатические узлы располагаются по наружной поверхности кишечника, в брыжейке и корне брыжейки.
Иммунизаторный процесс при пероральном способе введения антигена начинается в верхних отделах пищеварительного тракта. Слюна оказывает слабое влияние на антигены, которые проявляют свою активность уже в полости рта и пищеводе.
До контакта с иммунной системой вакцина должна преодолеть ряд механических и химических барьеров, включая механические свойства слизистой оболочки, действие ферментов и кислой среды желудочного сока. В связи с этим доза антигена, введенного через рот, должна превышать в 100 раз и более дозу, достаточную для парентерального введения.
Слюна оказывает слабое ингибирующее действие на вакцину, желудочный сок вызывает гибель возбудителей некоторых инфекций, хотя живые штаммы полиовируса, энтеровируса и кишечной группы бактерий достаточно устойчивы к действию желудочного сока. Желудочный и кишечный соки вызывают распад убитых микроорганизмов и расщепление белковых и полисахаридных антигенов. Токсические свойства белков более устойчивы к действию ферментов по сравнению с их антигенными свойствами. В свою очередь вакцины, введенные энтерально, могут менять состав, количество и свойства пищеварительных соков.
При пероральной вакцинации развивается местный и общий иммунитет, организм становится устойчивым к заражению через рот, кожу, аэрозольно и др. В механизме развития иммунитета при энтеральной вакцинации играют роль, как и при других способах введения вакцин, гуморальные и клеточные факторы. Уровень антител в сыворотке крови при энтеральной иммунизации нередко бывает ниже, а развитие общего иммунитета происходит медленнее, чем при подкожном и внутримышечном введении антигена, хотя конечная степень устойчивости к заражению при всех способах вакцинации может быть одинаковой. Более того, местный иммунитет при энтеральном введении вакцин развивается быстрее, поэтому этот способ вакцинации может использоваться в практической медицине в случае необходимости быстрого достижения специфической устойчивости при опасности возможного заражения через рот.
История создания энтеральных вакцин исчисляется десятилетиями, однако в практике используются лишь единичные энте- ральные вакцины. Среди них живая полиомиелитная вакцина, ре- комбинантная антирабическая вакцина, широко применяемая для профилактики бешенства у диких животных.
Разрабатываются оральные вакцины против кори, брюшного тифа, аденовирусной и менингококковой инфекций, гриппа, приобретенного иммунодефицита. Немаловажное значение для внедрения в практику оральных вакцин имеет их рентабельность. Для энтеральной иммунизации необходимы высокие дозы вакцин, во многих случаях антиген должен быть защищен от разрушения желудочным соком с помощью кислотоустойчивого покрытия, что, естественно, увеличивает стоимость вакцин. Формы выпуска энтеральных вакцин могут быть различными: жидкие или сухие, в виде драже, таблеток, капсул, пилюль и др.
Таким образом, нет универсального метода вакцинации. В практике здравоохранения используется несколько способов введения вакцин: подкожный, внутримышечный, энтеральный, аэрозольный безыгольный. Надо признать, что энтеральный способ вакцинации кажется самым перспективным. При введении вакцин через рот можно получить иммунитет к любой инфекции. Энтераль- ные вакцины обладают низкой реактогенностью и слабой аллергенностью. Они хорошо переносятся, их иммунологическая и эпидемиологическая эффективность не уступает таковым аналогичных вакцин, вводимых другим способом. Пероральный метод безопасен и прост, не требует специальных условий, оборудования и аппаратуры. Вакцинацию можно проводить в любых условиях, она лишена недостатков шприцевого и аэрозольного методов, при ней отсутствует опасность передачи инфекций, она не вызывает отрицательных эмоций у прививаемых.
Иммунизация человека через кишечник и дыхательные пути является физиологическим способом приобретения специфической устойчивости к инфекционным заболеваниям. Контакт возбудителя со слизистой оболочкой имеет важное значение для начальной стадии развития инфекции и процесса естественной иммунизации.
В связи с этим разрабатываются два направления создания новых вакцин. Одно из них связано с белком адгезином, который находится на концах пилей-волосков, расположенных на поверхности бактерий. С помощью пилей бактерии прикрепляются к слизистой оболочке, что обеспечивает колонизацию бактерий на ней.
Иммунизация вакциной, приготовленной на основе адгезина, и введение готовых антител к этому белку препятствуют колонизации бактерий на слизистой оболочке и развитию инфекционного процесса.
Другое направление связано с использованием нетоксичной части холерного токсина (СТ-В) или термолабильного токсина Е. соИ (ЬТ-В) в качестве носителей и средств доставки других антигенов, конъюгированных с этими носителями. СТ-В и ЬТ-В обладают способностью взаимодействовать с рецепторами слизистой оболочки и тем самым обеспечивают длительное присутствие антигенов на ней, способствуют переносу антигенов через слизистую оболочку и развитию иммунного ответа. Такие экспериментальные мукозальные вакцины получены ко многим видам возбудителей инфекционных заболеваний.
В последние годы сформировались такие понятия, как мукозаль- ный иммунитет, мукозальные вакцины, мукозальная система. К муко- зальной системе относятся желудочно-кишечный, респираторный и урогенигальный тракты, а также слезные, слюнные и грудные железы.
Антигены поступают в лимфоидную ткань кишечника преимущественно через эпителий пейеровых бляшек. Механизмы проникновения антигенного материала через слизистую оболочку кишечника могут быть различными: межклеточный путь самого антигена, тот же путь при помощи фагоцитов, содержащих антиген, проникновение через цитоплазму клетки или через дефекты слизистой оболочки. Эпителиальные М-клетки, обладающие выраженными пиноцитарными свойствами, перерабатывают антигенный материал и передают его лимфоцитам. Антителообразующие клетки расположены в собственной пластинке слизистой оболочки кишечника. Соотношение плазматических клеток, секретиру- ющих IgA, ^М и ^Ст, составляет 20:3:1. В эпителии концентрируются Т-клетки с цитотоксическими маркерами.
1-5% белка, вводимого с пищей, не расщепляется ферментами желудочно-кишечного тракта. Часть нерасщепленного белка (яичный белок, белок молока, гетерологичный глобулин и др.) всасывается в лимфатическую систему. В основе всасывания лежат не только механизмы фильтрации, диффузии и осмоса. Через слизистую оболочку кишечника проникают убитые и живые микроорганизмы (вирусы, бактерии, риккетсии), относящиеся к группе эн- теропатогенных или другим, отличным по механизму передачи и локализации инфекций, группам возбудителей. Прикрепление микробов к эпителиальным клеткам и последующая их инвазия зависят от адгезивных антигенов микробов и наличия на эпителиальных клетках соответствующих рецепторных зон. Сильными инвазивными свойствами обладают Salmonella, Shigella, Campylobacter, Yersinia enterocolitica. В кишечнике наблюдается персистенция живых вирусов. Ротавирусы и другие кишечные вирусы прикрепляются к ворсинкам эпителия, рецепторы которых состоят из (З-галактозидаз. Вирусы размножаются в эпителиальных клетках, затем клетки разрушаются и вирусы выходят в просвет кишечника. При введении живой гриппозной вакцины вирусы размножаются не только в кишечнике, они диссеминируют и обнаруживаются в носоглоточных смывах, в крови и моче. Полиови- русы также выявляются во внутренних органах и крови.
Образующийся в слизистой оболочке IgA проходит в просвет кишки через эпителиальные клетки в виде двухмерной формы. Его а-цепи связаны у-цепью, имеющей сродство к гликопротеину, который образуется в эпителиальных клетках. Этот секреторный компонент комплекса предохраняет IgA от действия ферментов, а сам секреторный IgA препятствует адгезии бактерий и вирусов к поверхности слизистой оболочки, нейтрализует токсины и активирует фагоцитарную деятельность клеток. В секреторной жидкости соотношение IgA: IgG составляет 1:1, в то время как в сыворотке крови — 1:6.
Антигены и сенсибилизированные лимфоциты могут проникать через регионарные лимфатические узлы в грудной поток и кровеносные сосуды, оседать в лимфоидных органах и индуцировать образование антител разных классов. Клетки, синтезирующие IgA, возвращаются в слизистую оболочку кишечника, усиливая местный иммунитет.
Важным механизмом антиинфекционного иммунитета является поступление IgA в кишечник через печень. Гепатоциты захватывают IgA (его дву- и полимерные формы) из циркулирующей крови и экскретируют его в желчь. Это в значительной степени повышает устойчивость организма к поступающим с пищей микробам.
К непарентеральным способам вакцинации, кроме перорального и ингаляционного, относятся интраназальный, коньюнктивальный, а также перректальный и интравагинальный пути. В двух последних случаях вакцины вводятся в виде свечей. Большое будущее у «съедобных» вакцин, которые создаются на основе трансгенных растений.