Аскаридоз

Аскаридоз — гельминтоз из группы нематодозов, наиболее распространенное заболевание у детей.

Различают раннюю (миграционную) и позднюю (кишечную) фазы болезни. Ранняя фаза связана с миграцией личинок и про­является кожными высыпаниями, поражением печени, эозино- филией крови, образованием эозинофильных инфильтратов в легких.Могут развиваться также бронхиты и очаговые пневмо­нии. В поздней фазе возникают недомогание, головные боли, по­нижение аппетита, тошнота, иногда рвота, боли в животе, разд­ражительность, беспокойный сон. Осложнения поздней фазы — непроходимость кишечника, перфоративный перитонит. При попадании аскарид в желчные пути возможно развитие гнойного холангита, абсцесса печени, обтураиионной желтухи; при про­никновении в панкреатические ходы — острого панкреатита. При заползании аскарид по пищеводу в глотку и дыхательные пу­ти может наступить асфиксия. Аскаридоз неблагоприятно влияет на клиническое течение многих инфекционных болезней.

Возбудителем болезни является аскарида человеческая (Ascaris lumbricoides); самка достигает 20—40 см в длину, самец — 15— 20 см. Паразитирует только у человека. Геогсльминт. Оплодотво­ренная самка откладывает яйца в тонкой кишке (до 240 ООО в сут­ки). Для дальнейшего развития яйца обязательно должны по­пасть во внешнюю среду, в кишечнике развития не происходит из-за отсутствия кислорода. В почве при оптимальной влажнос­ти и температуре 20—25 С в яйце через 21—24 сут развивается под­вижная личинка. При попадании зрелого яйца в кишечник чело­века личинка освобождается от яйцевых оболочек. Она проника­ет сквозь стенку кишечника, попадает в кровеносные сосуды и мигрирует по организму. Вместе с током крови личинка попадает в печень, затем в правое сердце, легочную артерию и капилляры легочных альвеол. С этого момента личинка переходит к актив­ному передвижению. Через стенку капилляров она проникает в полость альвеол, в бронхиолы, бронхи, трахею и, наконец, в глотку. Отсюда личинки вторично заглатываются со слюной и снова попадают в кишечник, где превращаются в половозрелые формы. Миграция длится около 2 нед. Развитие аскарид (от мо­мента попадания яиц в кишечник до появления в фекалиях яиц новой генерации) продолжается 2—3 мес; аскариды живут не бо­лее 1 года.

Заражение аскаридами происходит в результате заноса зрелых яиц из почвы в рот грязными руками или при употреблении ово­щей, ягод и фруктов, загрязненных яйцами гельминта. По ориен­тировочным данным, аскаридозом страдает около 1 млрд человек во всем мире. Восприимчивость к инвазии всеобщая; чаще боле­ют дети дошкольного и младшего школьного возраста. Аскаридоз распространен повсеместно, но больше в странах с теплым кли­матом.

Предпосылки к созданию вакцины. Естественного иммунитета

при аскаридозе не существует. Против этих паразитов эффектив­ный иммунный ответ не формируется. Хотя паразиты обладают специфическим поверхностным слоем, играющим роль антиге­на, и могут индуцировать иммунный ответ, они сами устойчивы к этому воздействию.

Известны два механизма иммунитета, которые, по-видимому, уникальны для гельминтозов. Во-первых, это эозинофилия, во- вторых, — активность антител класса ^Е. Уже более 100 лет изве­стно, что эозинофилия всегда сопутствует гельминтозам, но только в последние годы было установлено, что эти клетки могут функционировать в качестве киллеров.

Данные о том, что уровень антител класса ^Е у некоторых представителей населения стран тропического региона, особен­но у лиц, зараженных гельминтами, повышен, дают основание предположить, что ^Е могут способствовать защите хозяина против паразитирующих организмов. Высвобожденные из акти­вированных тучных клеток медиаторы могут действовать непос­редственно на паразита или, увеличивая сосудистую проницае­мость и выделение эозинофильного хемотаксического фактора, могут вести к накоплению необходимых антител (1§0) и клеток, воздействующих на паразита.

Перспективы вакцинопрофилактикн. В настоящее время не су­ществует вакцины для защиты людей от инвазии. Разработка вак­цин для профилактики паразитарных болезней тормозится ря­дом причин. Наиболее существенными из них можно считать, во-первых, трудность получения специфических антигенов с протективными свойствами, что в свою очередь обусловлено многокомпонентностью антигенов паразитов и их антигенной изменчивостью в период роста личинки до взрослой особи, су­ществованием антигенов с иммуносупрессивными и общими с хозяином компонентами, приобретенными паразитами в про­цессе эволюции в целях уклонения от иммунного ответа хозяина.

Второй причиной является то, что методы выявления специ­фических антигенов, основанные на их взаимодействии с анти­телами, далеко не всегда отражают пригодность антигенов для конструирования вакцин. В связи с этим более перспективным следует считать отбор антигенов с помощью клонов специфичес­ких Т-лимфоцитов.

Имеет также значение далеко не полное изучение механизмов иммунитета хозяина при инвазиях, хотя в настоящее время ве­дутся интенсивные исследования по выявлению клонов Т-лим­фоцитов и других иммунокомпетентных клеток, участвующих в развитии протективного иммунитета.

В настоящее время создана липосомальная вакцина против Ascaris suum, которая содержит в качестве иммуномодулятора ле­вам и зол. Наилучший эффект дает иммунизация мышей двойной дозой этой вакцины. Дальнейшие исследования покажут, нас­колько перспективным будет это направление,

ВИЧ-инфекция

ВИЧ-инфекция, СПИД (синдром приобретенного иммуноде­фицита) — вирусное заболевание иммунной системы, приводя­щее к резкому снижению общей устойчивости организма к ус- ловно-патогенным микроорганизмам, а также повышенной склонности к онкологическим заболеваниям, в результате чего болезнь имеет тяжелое течение с неизбежным летальным исхо­дом.

Возбудителем болезни является вирус иммунодефицита чело­века (ВИЧ), существующий в двух вариантах: ВИЧ-1 и ВИЧ-2, отнесенный к семейству ретровирусов.

Заболевание встречается на всех континентах и практически во всех странах, где ведется планомерное выявление больных.

Восприимчивость к ВИЧ чрезвычайно высокая или даже по­головная.

Контингентами риска по ВИЧ-инфекции являются гомосек­суалисты, наркоманы, реципиенты крови.

Вирус передается при половом контакте, при переливании ви­руссодержащей крови или ее препаратов или при парентеральных вмешательствах через инструментарий, загрязненный кровью больных или вирусоносителей, а также трансплацентар­но от матери ребенку. Внутриутробная передача инфекции начи­нает обнаруживаться с 15-й недели гестации. Инфицирование ребенка возможно и во время прохождения через родовые пути, не исключено заражение новорожденных при кормлении грудью. До 50% детей, родившихся от инфицированных матерей, не получающих лечение во время беременности, заражаются ВИЧ.

Положение могла бы изменить вакцинопрофилактика, но создание вакцины против ВИЧ-инфекции представляет очень сложную задачу. Существующие вакцины пока не способны пре­дотвращать инфекцию у человека, хотя предупреждают развитие болезни у лабораторных животных.

Инактивированные вакцины. Успешная защита от заболевания, вызываемого вирусом иммунодефицита Симиан (S1V), была по­казана при введении макакам инактивированной формалином SlV-вакцины. Однако корреляции между уровнем нейтрализую­щих антител и протективным иммунитетом не наблюдалось. Применение инактивированного ВИЧ-1 у шимпанзе не привело к формированию иммунитета.

Живые аттенуированные вакцины. В ряде исследований пока­зана эффективность живых аттенуированных SlV-вакцин в отно­шении SIV-инфекции у низших обезьян. Так, при введении ма- какам-резусам непатогенных клонов SIV удавалось предотвра­тить развитие SIV-инфекции при заражении их низкими дозами патогенных клонов SIV. Однако при инфицировании макак вы­сокими дозами патогенного S1V инфекция развивалась. При вве­дении аттенуированных SlV-вакцин основную роль в выработке протективного иммунитета играли цитотоксические Т-лимфо- циты. Эти опыты показали, что невирулентные мутанты вируса можно использовать для создания вакцин.

Живая аттенуированная SIV-вакцина, созданная путем деле- ции гена nef, эффективно защищает макак от развития SIV-ин- фекции в течение более чем 2 лет. При этом делеция гена nef од­ного или в комбинации с делецией гена vpr не нарушает способ­ности SIV-вируса расти в культурах клеток.

Однако при введении подобной вакцины в не исключена воз­можность реверсии вируса в исходный nef-содержащий патоген­ный штамм.

Кроме выработки прсггективных антител, введение аттенуиро­ванных SIV-вакцин приводит к формированию перекрестного клеточного иммунитета в отношении инфекции S1VhBI44-2.

Живые рекомбинантные векторные вакцины. Поскольку создать вакцину в виде инактивированного природного ВИЧ нереально ввиду невозможности инактивировать упакованную геномную РНК ретровирусов, основные усилия направлены на создание живых рекомбинантных вакцин из живого аттенуированного ви­русного или бактериального штамма, используемого как вектор, несущий гены, кодирующие гетерологические антигены. Живые рекомбинантные вакцины способны стимулировать выработку как гуморального, так и ют сточного иммунитета.

Проводились исследования вируса осповакцины, экспресси­рующего различные гены ВИЧ и SIV, на животных и наблюдения на людях. Удавалось вызвать ВИЧ-специфичный клеточный от­вет, но гуморальный иммунитет вырабатывался очень слабо,

В настоящее время проходят испытания в качестве вектора ви­русы оспы птиц, неспособные реплицироваться в клетках млеко­питающих, что более предпочтительно из соображений безопас­ности вакцины. При введении макакам-резусам вакцин, содер­жащих в качестве вектора вирусы оспы птиц, вырабатывающих протеины Gag, Pol, Env ВИЧ-1, наблюдалась длительная супрес­сия репликации ВИЧ-2.

В качестве векторов могут выступать и аденовирусы типов 4, 5 и 7. их можно давать внутрь в таблетках с желатиновым покрыти­ем, из которых вирус высвобождается в кишечнике, или вводить интраназально. Использование аденовирусов в качестве векто­ров для вакцин против ВИЧ-инфекции приводит к формирова­нию общего иммунитета и местного иммунитета на слизистых оболочках. Рекомбинантные аденовирусы, экспрессирующие ан­тигены Env, Gag ВИЧ-1 или SIV, были протестированы на живот­ных и вырабатывали у шимпанзе длительный протективный им­мунитет.

Полиовирус также пытались использовать как вектор, экспрессирующий чужеродные антигенные детерминанты, такие как V3, на поверхности его капсида, Создан подобный (химер­ный) вектор и из вируса гриппа, экспрессирующий эпитопы V3 и 2F5. При использовании этих вакцин удается создать местный иммунитет на слизистых оболочках (секреторные IgA), но уро­вень антител, появляющихся в циркуляции, крайне низок. Кро­ме того, ограничением на пути создания подобных вакцин стал малый размер детерминант ВИЧ, которые можно ввести в вирус­ную частицу-вектор без нарушения ее стабильности.

Другой тип рекомбинантных вирусных векторов можно соз­дать генно-инженерным путем при замещении последователь­ности структурных (капсидных) протеинов вектора на чужерод­ные антигены, что приводит к формированию рекомбинантного вектора с дефектным капсидом. Так, использование полиовиру- са, кодирующего белки Gag ВИЧ-1, Gag, Env, SU S1V, привело к выработке протективного иммунитета против ВИЧ и S1V.

Живые рекомбинантные вакцины можно создать и на основе бактериальных векторов. С этой целью предполагается использо­вать БЦЖ и различные штаммы сальмонелл (аттеннуированных с помощью мутагенеза в отношении генов вирулентности и инва- зивности). Рекомбинантные штаммы БЦЖ, продуцирующие различные антигены ВИЧ, были использованы при вакцинации мышей и низших обезьян. Подопытные животные вырабатывали клеточный и гуморальный иммунитет.

Потенциальной преградой на пути создания вакцин на основе вирусных и бактериальных рекомбинантных векторов является их относительно низкая эффективность у особей, ранее подвер­гавшихся воздействию вектора. Эти ограничения не относятся к вирусам птиц (canarypox, avipox), а относятся к БЦЖ, полиовиру- су, аденовирусам.

Вакцины на основе вирусоподобных частиц. Вакцины этого ти­па состоят из вирусоподобных частиц (VLP), не содержащих ге­нома. Вирусные антигены в форме VLP более стабильны и имму- ногенны, чем не собранные в VLP очищенные антигены, В нас­тоящее время создаются вакцины на основе нескольких типов VLP. Среди них частицы, лишенные генома в результате мутации в «упаковывающей» последовательности геномной РНК ВИЧ.

Такие VLP имеют нормальное содержание протеинов, но не име­ют РНК и могут быть созданы, например, путем мутации гена, кодирующего протеин p7gag нуклеокапсида ВИЧ-1.

VLP могут быть также созданы путем экспрессии генов gag или gag-pol и env ВИЧ-1 в клетках насекомых, инфицированных рекомбинантным бакуловирусом или вирусом осповакцины. При этом инфицированные клетки могут продуцировать безге- номные вирусоподобные частицы.

Неинфекционные псевдовирионы были также получены из клеток обезьян клеточной линии Vero и были стабильно транс­формированы экспрессирующим вектором. Иммунизация этими частицами вызывает продукцию нейтрализующих, синцитиум- ингибирующих и enV-С04-блокирующих антител против ВИЧ-1. Использование псевдовирионов как вакцины имеет преимуще­ство, так как они содержат большинство белков ВИЧ-1 в натив­ной форме без потенциального риска, связанного с присутстви­ем вирусного генома.

Субъединичные вакцины. Субъединичные вакцины построены на использовании белков ВИЧ, воспроизводящих нативные. Многие рекомбинантные протеины ВИЧ и S1V были тестирова­ны в качестве потенциальной субъединичной вакцины. Результа­ты этих исследований, показавших, что применение раствори­мых форм gp 160, gpl40, gpl 20 приводило лишь к формированию очень кратковременного иммунного ответа у приматов, привели исследователей к мысли о необходимости поиска мощных адъю­вантов или специальных систем доставки вируса, пригодных для использования у людей. Так, например, были созданы экспери­ментальные вакцины, в которых антигены были введены либо в состав липосом, либо в состав иммуностимулирующих комплек­сов, содержащих дериват сапонина QS21.

Иммуностимулирующие комплексы способны индуцировать выработку как нейтрализующих антител, так и цитотоксический ответ. Однако этот иммунитет не защищал в эксперименте макак при заражении их вирулентным штаммом SIV.

Иммунный ответ на рекомбинантные антигены gpl40 и gpl20 ВИЧ-1 с использованием таких классических адъювантов, как гидроокись алюминия и неполный адъювант Фрейнда (1FA), а также более новые адъюванты, такие, как эмульсия деривата са­понина QS21, производные клеточной стенки энтеробактерий, дериваты мурамил-д и пептида, является предметом активного изучения. Эти исследования показали важность оболочечных (envelope) пептидов ВИЧ в индукции нейтрализующих антител. Антитела, индуцируемые вакцинами на основе gp 120, направле­ны налинейные эпитопы, воздействующие на денатурированные формы gp!20. Напротив, олигомерный gpl60 в комбинации с гидроокисью аллюминия или эмульсией монофосфорил липида А вызывает выработку антител против нативного gpl20/gp41, кото­рые способны нейтрализовать некоторые изоляты ВИЧ-1.

В нашей стране сотрудники ГосНИИ особо чистых препаратов также занимаются поиском безопасных и эффективных адъю­вантов для создания субъединичных вакцин. Однако первое по­коление адъювантов, представленное в основном минеральными соединениями и эмульсиями, часто дает нежелательные побоч­ные эффекты в виде некрозов и гранулем. В настоящее время пы­таются использовать в качестве адъювантов коллоидные биосов- местимые частицы — липосомы и биодеградируемые полимер­ные микросферы. Последние считаются наиболее перспектив­ными, поскольку они позволяют реализовать депо-эффект, ста­бильны, получаются легко воспроизводимыми методами. Опти­мальными представляются препараты из частиц размером около 150 нм, содержащие антиген, адъюванты и цитокины. Такие пре­параты позволят имитировать естественное развитие инфекции, что, по современным представлениям, является условием высо­кой эффективности вакцинации.

За рубежом изучают возможность использования раствори­мых антигенов для иммунизации слизистых оболочек. Инкапсу­лирование антигенов в микросферы, сделанные из кополимеров лактида и гликолида, защищает антигены от разрушения кисло­той и протеолитическими ферментами желудочно-кишечного тракта, что приводит к проникновению антигенов в М-клетки пейеровых бляшек.

Ковалентно связанные комплексы gp 120 ВИЧ и рецептор CD4 в настоящее время рассматриваются как наиболее вероятный кан­дидат на создание субъединичных вакцин против ВИЧ-инфекции.

Субъединичные вакцины в настоящее время проходят испы­тания на животных. Результаты этих исследований довольно противоречивы и неоднозначны.

Пептидные вакцины. Пептидные вакцины состоят из синтети­ческих пептидов, имитирующих антигенные эпитопы ВИЧ; для иммунизации выбирают только протективные эпитопы, способ­ные создать протективный иммунитет. Вакцинировали овец, по­лучили у них антитела, высокоспецифично реагировавшие с ВИЧ-1. Синтетические пептидные вакцины на носителях состо­ят из синтетических пептидов, имитирующих антигенные эпито­пы ВИЧ. Для конструирования этих вакцин сначала определяют пептидные последовательности, конструкция из которых будет определять желаемые биологические свойства. Основным требо­ванием к В-клеточным эпитопам, входящим в конструкцию, яв­ляется их способность стимулировать образование специфичес­ких нейтрализующих антител. Следовательно, необходимо опре­делить те последовательности, которые ответственны за нейтра­лизацию патогенных свойств (антигенные детерминанты) и те, которые приводят к эффективному образованию антител (имму­ностимуляторы). Отечественные исследователи (O.A. Кауров, А.Н. Прусаков, А.А. Колобов и др.) из ГосНИИ особо чистых био­препаратов определили аминокислотные последовательности поверхностного белка gp 120 ВИЧ, ответственные за связывание с С04-рецептором лимфоцитов. Эти пептиды могут быть в даль­нейшем использованы для получения антител и определения их нейтрализующей активности с целью создания синтетической вакцины против СПИДа. Найдены пептиды, усиливающие им­мунный ответ организма при вакцинации антивирусной вакци­ной.

Зарубежные исследователи при создании синтетической пеп­тидной вакцины сконцентрировали внимание на регионе V3. Пептид Sp 10, являющийся частью региона V3, связанный с анти­генной детерминантой envTl, входящей в состав gp 120, способен вызывать длительный как гуморальный, так и клеточный иммун­ный ответ на ВИЧ-1 у моделей. Однако иммунный ответ удава­лось вызвать лишь у коз и кроликов, а у макак и шимпанзе наб­людалась иммунная толерантность.

При исследованиях пептида, состоящего из последователь­ности УЗ и эпитопа р24Е, был получен иммунный гуморальный ответ у ряда животных.

Использование синтетических пептидов в качестве вакцин против ВИЧ-инфекции находится в стадии изучения. В настоя­щее время не удалось индуцировать выработку одновременно как гуморального, так и клеточного ответа. Проблема нуждается в дальнейшей разработке.

Антиидиотипические вакцины. Антиидиотипические антитела можно использовать в качестве вакцин, обладающих структур­ной мимикрией антигена к антиидиотипическим антителам. Так, приматы, иммунизированные человеческими антиидиотипичес- кими моноклональными антителами, продуцируют низкие тит­ры нейтрализующих антител к ВИЧ-1. Однако до настоящего времени остаются сомнения, может ли такой принцип лечь в ос­нову создания вакцин против ВИЧ-инфекции.

ДНК-вакцины. Введение в мышцы или эпидермис животного очищенной ДНК-плазмиды, несущей ген, кодирующий соответ­ствующие антигены, приводит к экспрессии соответствующего антигена непосредственно клетками млекопитающих. При этом наиболее выраженным оказывается Т-клеточный ответ. Приме­нение ДНК-вакцин имеет ряд преимуществ: простоту и легкость приготовления, химическую стабильность. Вакцинация ДНК ВИЧ-1 вакциной может быть усилена бустерными дозами субъе- диничных вакцин на основе £р!20, §р160 p24gag, также способ­ствующих выработке Т-клеточного иммунитета. В настоящее время начаты попытки иммунизировать макак ДН К-вакцинами. Однако эти попытки до настоящего времени не увенчались успе­хом. Вопрос нуждается в дальнейшем изучении.

Важным шагом на пути к созданию отечественной вакцины против ВИЧ/СПИД стала утвержденная в 1997 г. Министерством науки РФ межведомственная научно-техническая программа «Вакцины нового поколения и медицинские диагностические системы будущего» (руководитель — вице-президент РАН акад. Р.В. Петров), в которой предусмотрен раздел, посвященный вак­цине против ВИЧ/СПИД.

В рамках программы определены основные направления в об­ласти создания вакцин, к которым относятся изучение генетичес­кого разнообразия, особенностей структуры и биологических свойств отечественных изолятов ВИЧ; разработка перспективных антигенов различной природы, средств доставки и адъювантов; биологические и клинические испытания перспективных вакцин.

Следует отметить, что ни одна исследовательская работа по созданию вакцины против ВИЧ не доведена до создания эффек­тивного препарата и его испытания на добровольцах.

Пожалуй, наиболее приблизилась к окончательному успеху фирма «Пастер Мерье Коннот*- (Франция). В настоящее время проводятся клинические испытания векторной вакцины АЬУАС среди ВИЧ-негативных взрослых в Африке (Уганда). АЬУАС сос­тоит из вируса Сапагурох, генетически измененного для экспрес­сии белков, которые несет на себе и ВИЧ. Одним из них являет­ся поверхностный белок вируса ^р120, другие два — Gag-пpoтeин и протеаза. Во 2-й и 3-й фазах испытаний АЬУАС показала хоро­шую безопасность и иммуногенность в исследованиях на 800 добровольцах во Франции и США. Исследование в Уганде приз­вано определить, является ли вакцина иммуногенной у предста­вителей негроидной расы в такой же мере, как и у европеоидов. АЬУАС основана на штаммах ВИЧ, выделенных в странах Запа­да. Однако, как показали ранние исследования, она может сти­мулировать клеточный иммунитет и к другим штаммам вирусов, распространенных в Африке.

АЬУАС была разработана при поддержке £N1*5 Французского национального Агентства по исследованиям СПИДа. Исследова­ние поддержано Национальным институтом аллергических и ин­фекционных заболеваний >11АШ (США) и Объединенной прог­раммой ООН по ВИЧ/СПИД (Ь^АШЭ).