Wat zijn vaccins en wat zijn ze?

Voor de specifieke preventie van infectieziekten worden vaccins gebruikt die de vorming van actieve immuniteit mogelijk maken vóórdat er op natuurlijke wijze contact ontstaat met de ziekteverwekker.

Vaccins die bedoeld zijn ter voorkoming van één infectie worden monovaccins genoemd, tegen twee - divaccins, tegen drie - travovaccins, tegen meerdere - polyvaccins. Geassocieerde vaccins zijn vaccins die een mengsel van antigenen van verschillende micro-organismen en anatoxines bevatten. Polyvalente vaccins zijn vaccins die verschillende soorten serologische typen pathogenen van één infectie bevatten (leptospirose, colibacillose, salmonellose, pseudomonose bij nertsen, de ziekte van Marek, enz.).

Voor de immuunprofylaxe van infectieziekten worden verschillende soorten vaccins gebruikt.

Levende vaccins

Het zijn een suspensie van vaccinstammen van micro-organismen (bacteriën, virussen, rickettsia) die gekweekt worden op verschillende voedingsmedia. Meestal worden voor vaccinatie stammen van micro-organismen gebruikt met een verzwakte virulentie of zonder virulente eigenschappen, maar met volledig behoud van immunogene eigenschappen. Deze vaccins worden geproduceerd op basis van apathogene pathogenen, verzwakt onder kunstmatige of natuurlijke omstandigheden. Verzwakte stammen van virussen en bacteriën worden verkregen door het gen dat verantwoordelijk is voor de vorming van de virulentiefactor te inactiveren, of door mutaties in genen die deze virulentie aspecifiek verminderen.

De laatste jaren is recombinant-DNA-technologie gebruikt om verzwakte stammen van sommige virussen te produceren. Grote DNA-virussen, zoals het pokkenvirus, kunnen dienen als vectoren voor het klonen van vreemde genen. Zulke virussen behouden hun infectiviteit en de cellen die ze infecteren beginnen eiwitten af te scheiden die door de getransfecteerde genen worden gecodeerd.

Door het genetisch vastgelegde verlies van pathogene eigenschappen en het verlies van het vermogen om een infectieziekte te veroorzaken, behouden vaccinstammen het vermogen om zich te vermenigvuldigen op de injectieplaats en later in regionale lymfeklieren en inwendige organen. Een vaccininfectie duurt enkele weken, gaat niet gepaard met een uitgesproken klinisch beeld van de ziekte en leidt tot de vorming van immuniteit tegen pathogene stammen van micro-organismen.

Levende, verzwakte vaccins worden verkregen uit verzwakte micro-organismen. Verzwakking van micro-organismen wordt ook bereikt door culturen onder ongunstige omstandigheden te kweken. Veel vaccins worden in droge vorm geproduceerd om de houdbaarheid te verlengen.

Levende vaccins hebben aanzienlijke voordelen ten opzichte van gedode vaccins, omdat ze de antigenenset van de ziekteverwekker volledig behouden en een langere immuniteit bieden. Aangezien levende vaccins echter levende micro-organismen als werkzame stof bevatten, is het noodzakelijk om strikt te voldoen aan de eisen die het behoud van de levensvatbaarheid van micro-organismen en de specifieke activiteit van vaccins waarborgen.

Levende vaccins bevatten geen conserveringsmiddelen. Bij het werken met levende vaccins moeten de regels van asepsis en antisepsis strikt worden nageleefd.

Levende vaccins zijn lang houdbaar (1 jaar of langer) en worden bewaard bij een temperatuur van 2-10 °C.

Vijf tot zes dagen vóór toediening van levende vaccins en vijftien tot twintig dagen na vaccinatie mogen geen antibiotica, sulfonamiden, nitrofuranen en immunoglobulinen worden gebruikt voor behandeling, omdat ze de intensiteit en de duur van de immuniteit verminderen.

Vaccins creëren binnen 7-21 dagen actieve immuniteit, die gemiddeld tot 12 maanden aanhoudt.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Gedode (geïnactiveerde) vaccins

Om micro-organismen te inactiveren, worden verhitting, formaline, aceton, fenol, ultraviolet licht, ultrageluid en alcohol gebruikt. Dergelijke vaccins zijn niet gevaarlijk, ze zijn minder effectief dan levende vaccins, maar bij herhaaldelijke toediening creëren ze een redelijk stabiele immuniteit.

Bij de productie van geïnactiveerde vaccins is het noodzakelijk om het inactivatieproces strikt te controleren en tegelijkertijd de set antigenen in de gedode culturen te behouden.

Gedode vaccins bevatten geen levende micro-organismen. De hoge efficiëntie van gedode vaccins is te danken aan het behoud van een set antigenen in geïnactiveerde micro-organismeculturen die een immuunrespons veroorzaken.

Voor een hoge efficiëntie van geïnactiveerde vaccins is de selectie van productiestammen van groot belang. Voor de productie van polyvalente vaccins is het het beste om stammen van micro-organismen met een breed scala aan antigenen te gebruiken, rekening houdend met de immunologische affiniteit van verschillende serologische groepen en varianten van micro-organismen.

Het spectrum aan pathogenen dat gebruikt wordt voor de bereiding van geïnactiveerde vaccins is zeer divers, maar de meest gebruikte zijn bacterieel (vaccin tegen necrobacteriose) en viraal (geïnactiveerd droogcultuurvaccin tegen hondsdolheid van de Shchyolkovo-51-stam).

Geïnactiveerde vaccins moeten bewaard worden bij 2-8 °C.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Chemische vaccins

Ze bestaan uit antigeencomplexen van microbiële cellen gecombineerd met adjuvantia. Adjuvantia worden gebruikt om antigeendeeltjes te vergroten en de immunogene activiteit van vaccins te verhogen. Adjuvantia omvatten aluminiumhydroxide, aluin, organische of minerale oliën.

Het geëmulgeerde of geadsorbeerde antigeen wordt geconcentreerder. Wanneer het in het lichaam wordt ingebracht, wordt het in kleine doses afgezet en komt het in de organen en weefsels terecht vanaf de injectieplaats. Langzame resorptie van het antigeen verlengt de immuunwerking van het vaccin en vermindert de toxische en allergische eigenschappen ervan aanzienlijk.

Chemische vaccins omvatten gedeponeerde vaccins tegen varkensvlekziekte en varkensstreptokokkenziekte (serogroepen C en R).

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Bijbehorende vaccins

Ze bestaan uit een mengsel van culturen van micro-organismen die verschillende infectieziekten veroorzaken, maar elkaars immuuneigenschappen niet onderdrukken. Na toediening van dergelijke vaccins ontstaat er in het lichaam tegelijkertijd immuniteit tegen meerdere ziekten.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Anatoxinen

Dit zijn preparaten die toxines bevatten die geen toxische eigenschappen hebben, maar wel hun antigeniciteit behouden. Ze worden gebruikt om immuunreacties op te wekken die gericht zijn op het neutraliseren van toxines.

Anatoxinen worden geproduceerd uit exotoxinen van verschillende soorten micro-organismen. Hiervoor worden de toxinen geneutraliseerd met formaline en enkele dagen in een thermostaat bewaard bij een temperatuur van 38-40 °C. Anatoxinen zijn in wezen analogen van geïnactiveerde vaccins. Ze worden gezuiverd van ballaststoffen, geadsorbeerd en geconcentreerd in aluminiumhydroxide. Adsorbentia worden aan de anatoxine toegevoegd om de adjuvante eigenschappen te verbeteren.

Anatoxinen zorgen voor een antitoxische immuniteit die langdurig aanhoudt.

[ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

Recombinante vaccins

Met behulp van genetische modificatie is het mogelijk om kunstmatige genetische structuren te creëren in de vorm van recombinante (hybride) DNA-moleculen. Een recombinant DNA-molecuul met nieuwe genetische informatie wordt in de ontvangende cel ingebracht met behulp van dragers van genetische informatie ( virussen, plasmiden), die vectoren worden genoemd.

De productie van recombinante vaccins omvat verschillende stappen:

• klonen van genen die zorgen voor de synthese van noodzakelijke antigenen;
• introductie van gekloonde genen in een vector (virussen, plasmiden);
• introductie van vectoren in productiecellen (virussen, bacteriën, schimmels);
• in vitro celcultuur;
• isolatie van het antigeen en de zuivering ervan of het gebruik van producerende cellen als vaccins.

Het eindproduct moet worden vergeleken met een natuurlijk referentiegeneesmiddel of met een van de eerste series genetisch gemanipuleerde geneesmiddelen die de preklinische en klinische testen hebben doorstaan.

BG Orlyankin (1998) meldt dat er een nieuwe richting is ontstaan in de ontwikkeling van genetisch gemanipuleerde vaccins, gebaseerd op de directe introductie van plasmide-DNA (vector) met een geïntegreerd gen van een beschermend eiwit in het lichaam. Hierbij vermenigvuldigt plasmide-DNA zich niet, integreert het niet in chromosomen en veroorzaakt het geen reactie van antilichaamvorming. Plasmide-DNA met een geïntegreerd genoom van een beschermend eiwit induceert een volwaardige cellulaire en humorale immuunrespons.

Verschillende DNA-vaccins kunnen worden samengesteld op basis van één plasmidevector, waarbij alleen het gen dat codeert voor het beschermende eiwit wordt gewijzigd. DNA-vaccins zijn even veilig als geïnactiveerde vaccins en even effectief als levende vaccins. Momenteel zijn er meer dan 20 recombinante vaccins ontwikkeld tegen verschillende menselijke ziekten: een vaccin tegen hondsdolheid, de ziekte van Aujeszky, infectieuze rhinotracheïtis, virale diarree, respiratoire syncytiële infectie, influenza A, hepatitis B en C, lymfatische choriomeningitis, humane T-celleukemie, humaan herpesvirus, enz.

DNA-vaccins hebben een aantal voordelen ten opzichte van andere vaccins.

1. Bij de ontwikkeling van dergelijke vaccins is het mogelijk om snel een recombinant plasmide te verkrijgen dat een gen draagt dat codeert voor het benodigde eiwit van de ziekteverwekker. Dit in tegenstelling tot het langdurige en dure proces van het verkrijgen van verzwakte stammen van de ziekteverwekker of transgene dieren.
2. Technologische efficiëntie en lage kosten van het kweken van de verkregen plasmiden in E. coli-cellen en de verdere zuivering ervan.
3. Het eiwit dat tot expressie komt in de cellen van het gevaccineerde organisme, heeft een conformatie die zo dicht mogelijk bij de oorspronkelijke conformatie ligt en heeft een hoge antigene activiteit, wat niet altijd wordt bereikt bij gebruik van subunitvaccins.
4. De eliminatie van het vectorplasmide uit het lichaam van de gevaccineerde persoon vindt binnen een korte tijd plaats.
5. Bij DNA-vaccinatie tegen bijzonder gevaarlijke infecties is de kans dat men door de immunisatie de ziekte krijgt, volledig nihil.
6. Langdurige immuniteit is mogelijk.

Op basis van bovenstaande kunnen we DNA-vaccins de vaccins van de 21e eeuw noemen.

Het idee van volledige infectiebeheersing door middel van vaccins bleef echter bestaan tot eind jaren 1980, toen het werd geschokt door de aidspandemie.

DNA-immunisatie is ook geen universeel wondermiddel. Sinds de tweede helft van de 20e eeuw zijn pathogenen die niet met immunoprofylaxe te bestrijden zijn, steeds belangrijker geworden. De persistentie van deze micro-organismen gaat gepaard met het fenomeen van antilichaamafhankelijke versterking van de infectie of integratie van het provirus in het genoom van het macro-organisme. Specifieke profylaxe kan gebaseerd zijn op het remmen van de penetratie van pathogenen in gevoelige cellen door het blokkeren van herkenningsreceptoren op hun oppervlak (virale interferentie, wateroplosbare verbindingen die receptoren binden) of door het remmen van hun intracellulaire reproductie (oligonucleotide- en antisense-remming van pathogene genen, vernietiging van geïnfecteerde cellen door een specifiek cytotoxine, enz.).

Het probleem van provirusintegratie kan worden opgelost door transgene dieren te klonen, bijvoorbeeld door lijnen te verkrijgen die het provirus niet bevatten. Daarom zouden DNA-vaccins moeten worden ontwikkeld voor pathogenen waarvan de persistentie niet gepaard gaat met antilichaamafhankelijke versterking van de infectie of het behoud van het provirus in het genoom van de gastheer.

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Seroprofylaxe en serotherapie

Serums bouwen een passieve immuniteit op in het lichaam, die 2-3 weken aanhoudt en wordt gebruikt om patiënten te behandelen of ziekten in een bedreigd gebied te voorkomen.

Immuunserums bevatten antilichamen en worden daarom meestal gebruikt voor therapeutische doeleinden aan het begin van de ziekte om het beste therapeutische effect te bereiken. Serums kunnen antilichamen bevatten tegen micro-organismen en toxines, en worden daarom onderverdeeld in antimicrobiële en antitoxische serums.

Serums worden verkregen in biofabrieken en biocomplexen door middel van tweefasige hyperimmunisatie van producenten van immuunserums. Hyperimmunisatie wordt uitgevoerd met toenemende doses antigenen (vaccins) volgens een bepaald schema. In de eerste fase wordt het vaccin toegediend (1-2 keer) en vervolgens, volgens het schema, in toenemende doses - een virulente kweek van de producerende stam van micro-organismen gedurende een lange periode.

Afhankelijk van het type immuniserend antigeen worden er antibacteriële, antivirale en antitoxische serums onderscheiden.

Het is bekend dat antilichamen micro-organismen, toxines of virussen neutraliseren, vooral voordat ze de doelcellen binnendringen. Daarom is het bij ziekten waarbij de ziekteverwekker intracellulair gelokaliseerd is (tuberculose, brucellose, chlamydia, enz.) nog niet mogelijk geweest om effectieve serotherapiemethoden te ontwikkelen.

Serumtherapeutische en profylactische geneesmiddelen worden hoofdzakelijk gebruikt voor noodimmunoprofylaxe of het elimineren van bepaalde vormen van immunodeficiëntie.

Antitoxische serums worden verkregen door grote dieren te immuniseren met toenemende doses antitoxines en vervolgens toxines. De resulterende serums worden gezuiverd en geconcentreerd, ontdaan van ballasteiwitten en gestandaardiseerd op activiteit.

Antibacteriële en antivirale geneesmiddelen worden geproduceerd door hyperimmunisatie van paarden met de overeenkomstige gedode vaccins of antigenen.

Het nadeel van de werking van serumpreparaten is de korte duur van de gevormde passieve immuniteit.

Heterogene sera creëren immuniteit gedurende 1-2 weken, homologe globulinen gedurende 3-4 weken.

[ 35 ], [ 36 ]

Methoden en volgorde van toediening van vaccins

Er zijn parenterale en enterale methoden om vaccins en serums in het lichaam te brengen.

Bij de parenterale methode worden de geneesmiddelen subcutaan, intradermaal en intramusculair toegediend, waardoor het spijsverteringskanaal wordt omzeild.

Eén van de vormen van parenterale toediening van biologische preparaten is via aerosolen (via de luchtwegen), waarbij vaccins of serums door inhalatie rechtstreeks in de luchtwegen worden toegediend.

De enterale methode omvat het toedienen van biopreparaten via de mond met voedsel of water. Dit verhoogt de consumptie van vaccins vanwege hun vernietiging door het spijsverteringsstelsel en de gastro-intestinale barrière.

Na de introductie van levende vaccins wordt de immuniteit binnen 7-10 dagen gevormd en houdt deze een jaar of langer aan. Bij de introductie van geïnactiveerde vaccins eindigt de vorming van immuniteit op de 10-14e dag en duurt de intensiteit ervan 6 maanden.

[ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ]