Kaj so cepiva in kakšna so?

Za specifično preprečevanje nalezljivih bolezni se uporabljajo cepiva, ki omogočajo nastanek aktivne imunosti pred naravnim stikom s povzročiteljem.

Cepiva, namenjena preprečevanju ene okužbe, se imenujejo monovakcina, proti dvema - divakcina, proti trem - travakcina, proti več - polivakcina. Pridružena cepiva so tista, ki vsebujejo mešanico antigenov različnih mikroorganizmov in anatoksinov. Polivalentna cepiva so tista, ki vključujejo več vrst seroloških tipov povzročiteljev ene okužbe (leptospiroza, kolibaciloza, salmoneloza, psevdomonoza kun, Marekova bolezen itd.).

Za imunoprofilakso nalezljivih bolezni se uporabljajo različne vrste cepiv.

Živa cepiva

So suspenzija cepivnih sevov mikroorganizmov (bakterij, virusov, riketcij), gojenih na različnih hranilnih medijih. Običajno se za cepljenje uporabljajo sevi mikroorganizmov z oslabljeno virulenco ali brez virulentnih lastnosti, vendar v celoti ohranjajo imunogene lastnosti. Ta cepiva so izdelana na osnovi apatogenih patogenov, oslabljenih (atenuiranih) v umetnih ali naravnih pogojih. Atenuirane seve virusov in bakterij dobimo z inaktivacijo gena, odgovornega za nastanek faktorja virulence, ali z mutacijami v genih, ki nespecifično zmanjšujejo to virulenco.

V zadnjih letih se tehnologija rekombinantne DNK uporablja za proizvodnjo oslabljenih sevov nekaterih virusov. Veliki DNK virusi, kot je virus črnih koz, lahko služijo kot vektorji za kloniranje tujih genov. Takšni virusi ohranijo svojo kužnost in celice, ki jih okužijo, začnejo izločati beljakovine, ki jih kodirajo transficirani geni.

Zaradi genetsko določene izgube patogenih lastnosti in izgube sposobnosti povzročanja nalezljive bolezni cepivni sevi ohranijo sposobnost razmnoževanja na mestu injiciranja, kasneje pa v regionalnih bezgavkah in notranjih organih. Okužba s cepivom traja več tednov, ne spremlja je izrazita klinična slika bolezni in vodi do nastanka imunosti na patogene seve mikroorganizmov.

Živa atenuirana cepiva so pridobljena iz atenuiranih mikroorganizmov. Atenuacijo mikroorganizmov dosežemo tudi z gojenjem kultur v neugodnih pogojih. Številna cepiva se proizvajajo v suhi obliki, da se podaljša rok uporabnosti.

Živa cepiva imajo pomembne prednosti pred ubitimi cepivi, saj popolnoma ohranijo antigenski nabor patogena in zagotavljajo daljše stanje imunosti. Glede na to, da so aktivna sestavina živih cepiv živi mikroorganizmi, pa je treba strogo upoštevati zahteve, ki zagotavljajo ohranitev sposobnosti preživetja mikroorganizmov in specifično aktivnost cepiv.

Živa cepiva ne vsebujejo konzervansov, zato je pri delu z njimi potrebno strogo upoštevati pravila asepse in antisepse.

Živa cepiva imajo dolg rok uporabnosti (1 leto ali več) in se shranjujejo pri temperaturi od 2 do 10 °C.

5-6 dni pred dajanjem živih cepiv in 15-20 dni po cepljenju se za zdravljenje ne smejo uporabljati antibiotiki, sulfonamidi, nitrofurani in imunoglobulini, saj zmanjšujejo intenzivnost in trajanje imunosti.

Cepiva ustvarijo aktivno imunost v 7–21 dneh, ki traja v povprečju do 12 mesecev.

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

Ubita (inaktivirana) cepiva

Za inaktivacijo mikroorganizmov se uporabljajo segrevanje, formalin, aceton, fenol, ultravijolični žarki, ultrazvok in alkohol. Takšna cepiva niso nevarna, so manj učinkovita kot živa, vendar ob večkratnem dajanju ustvarijo dokaj stabilno imunost.

Pri proizvodnji inaktiviranih cepiv je treba strogo nadzorovati postopek inaktivacije in hkrati ohraniti nabor antigenov v ubitih kulturah.

Ubita cepiva ne vsebujejo živih mikroorganizmov. Visoka učinkovitost ubitih cepiv je posledica ohranjanja nabora antigenov v inaktiviranih kulturah mikroorganizmov, ki zagotavljajo imunski odziv.

Za visoko učinkovitost inaktiviranih cepiv je izbira proizvodnih sevov velikega pomena. Za proizvodnjo polivalentnih cepiv je najbolje uporabiti seve mikroorganizmov s širokim spektrom antigenov, pri čemer je treba upoštevati imunološko afiniteto različnih seroloških skupin in variant mikroorganizmov.

Spekter patogenov, ki se uporabljajo za pripravo inaktiviranih cepiv, je zelo raznolik, najpogosteje pa se uporabljajo bakterijski (cepivo proti nekrobakteriozi) in virusni (cepivo proti steklini s suho kulturo inaktivirane stekline iz seva Ščolkovo-51).

Inaktivirana cepiva je treba shranjevati pri temperaturi od 2 do 8 °C.

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

Kemična cepiva

Sestavljeni so iz antigenskih kompleksov mikrobnih celic, kombiniranih z adjuvansi. Adjuvansi se uporabljajo za povečanje antigenskih delcev in za povečanje imunogene aktivnosti cepiv. Adjuvansi vključujejo aluminijev hidroksid, galun, organska ali mineralna olja.

Emulgirani ali adsorbirani antigen postane bolj koncentriran. Ko ga vnesemo v telo, se odloži in v majhnih odmerkih vstopi v organe in tkiva z mesta injiciranja. Počasna resorpcija antigena podaljša imunski učinek cepiva in znatno zmanjša njegove toksične in alergijske lastnosti.

Kemična cepiva vključujejo deponirana cepiva proti prašičjemu erizipelu in prašičji streptokokozi (serogrupi C in R).

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

Povezana cepiva

Sestavljena so iz mešanice kultur mikroorganizmov, ki povzročajo različne nalezljive bolezni, ki pa ne zavirajo medsebojnih imunskih lastnosti. Po uvedbi takšnih cepiv se v telesu hkrati oblikuje imunost proti več boleznim.

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

Anatoksini

To so pripravki, ki vsebujejo toksine, ki so sicer brez toksičnih lastnosti, vendar ohranjajo antigenost. Uporabljajo se za spodbujanje imunskih reakcij, katerih cilj je nevtralizacija toksinov.

Anatoksini se proizvajajo iz eksotoksinov različnih vrst mikroorganizmov. V ta namen se toksini nevtralizirajo s formalinom in hranijo v termostatu pri temperaturi 38–40 °C več dni. Anatoksini so v bistvu analogi inaktiviranih cepiv. Očistijo se balastnih snovi, adsorbirajo in koncentrirajo v aluminijevem hidroksidu. Za izboljšanje adjuvantnih lastnosti se v anatoksine vnesejo adsorbenti.

Anatoksini ustvarjajo antitoksično imunost, ki traja dolgo časa.

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

Rekombinantna cepiva

Z metodami genskega inženiringa je mogoče ustvariti umetne genetske strukture v obliki rekombinantnih (hibridnih) molekul DNK. Rekombinantna molekula DNK z novo genetsko informacijo se vnese v celico prejemnika s pomočjo nosilcev genetske informacije ( virusov, plazmidov), ki jih imenujemo vektorji.

Proizvodnja rekombinantnih cepiv vključuje več faz:

• kloniranje genov, ki zagotavljajo sintezo potrebnih antigenov;
• vnos kloniranih genov v vektor (virusi, plazmidi);
• vnos vektorjev v celice proizvajalke (virusi, bakterije, glive);
• celična kultura in vitro;
• izolacija antigena in njegovo čiščenje ali uporaba produkcijskih celic kot cepiv.

Končni izdelek je treba preskusiti v primerjavi z naravnim referenčnim zdravilom ali z eno od prvih serij gensko spremenjenega zdravila, ki je prestalo predklinična in klinična preskušanja.

B. G. Orlyankin (1998) poroča, da je nastala nova smer v razvoju gensko spremenjenih cepiv, ki temelji na vnosu plazmidne DNA (vektorja) z integriranim genom zaščitnega proteina neposredno v telo. Pri njej se plazmidna DNA ne množi, se ne integrira v kromosome in ne povzroča reakcije tvorbe protiteles. Plazmidna DNA z integriranim genomom zaščitnega proteina sproži polnopravni celični in humoralni imunski odziv.

Različna DNK cepiva je mogoče konstruirati na osnovi enega plazmidnega vektorja, pri čemer se spremeni le gen, ki kodira zaščitni protein. DNK cepiva imajo varnost inaktiviranih cepiv in učinkovitost živih. Trenutno je bilo konstruiranih več kot 20 rekombinantnih cepiv proti različnim človeškim boleznim: cepivo proti steklini, Aujeszkyjevi bolezni, infekcijskemu rinotraheitisu, virusni driski, respiratorni sincicijski okužbi, gripi A, hepatitisu B in C, limfocitnemu horiomeningitisu, človeški T-celični levkemiji, okužbi s človeškim herpesvirusom itd.

DNK cepiva imajo pred drugimi cepivi številne prednosti.

1. Pri razvoju takšnih cepiv je mogoče hitro pridobiti rekombinantni plazmid, ki nosi gen, ki kodira potreben patogenski protein, v nasprotju z dolgotrajnim in dragim postopkom pridobivanja oslabljenih sevov patogena ali transgenih živali.
2. Tehnološka učinkovitost in nizki stroški gojenja pridobljenih plazmidov v celicah E. coli in njihovega nadaljnjega čiščenja.
3. Protein, izražen v celicah cepljenega organizma, ima konformacijo, ki je čim bližje nativnemu, in visoko antigensko aktivnost, kar pa pri uporabi podenotnih cepiv ni vedno doseženo.
4. Izločanje vektorskega plazmida v telesu cepljene osebe se zgodi v kratkem času.
5. Pri cepljenju z DNK proti posebej nevarnim okužbam je verjetnost razvoja bolezni kot posledice imunizacije popolnoma odsotna.
6. Možna je dolgotrajna imunost.

Vse našteto nam omogoča, da DNK cepiva imenujemo cepiva 21. stoletja.

Vendar pa je ideja o popolnem nadzoru okužb s cepljenjem vztrajala vse do poznih osemdesetih let prejšnjega stoletja, ko jo je pretresla pandemija aidsa.

Tudi imunizacija z DNK ni univerzalno zdravilo. Od druge polovice 20. stoletja naprej postajajo vse pomembnejši patogeni, ki jih ni mogoče nadzorovati z imunoprofilakso. Vztrajanje teh mikroorganizmov spremlja pojav protitelesno odvisnega stopnjevanja okužbe oziroma integracije provirusa v genom makroorganizma. Specifična profilaksa lahko temelji na zaviranju prodiranja patogenov v občutljive celice z blokiranjem prepoznavnih receptorjev na njihovi površini (virusna interferenca, vodotopne spojine, ki se vežejo na receptorje) ali z zaviranjem njihove znotrajcelične reprodukcije (oligonukleotidna in antisense inhibicija patogenih genov, uničenje okuženih celic s specifičnim citotoksinom itd.).

Problem integracije provirusov je mogoče rešiti s kloniranjem transgenih živali, na primer s pridobivanjem linij, ki ne vsebujejo provirusa. Zato je treba razviti DNK cepiva za patogene, katerih obstojnosti ne spremlja od protiteles odvisno povečanje okužbe ali ohranitev provirusa v genomu gostitelja.

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

Seroprofilaksa in seroterapija

Serumi v telesu tvorijo pasivno imunost, ki traja 2-3 tedne, in se uporabljajo za zdravljenje bolnikov ali preprečevanje bolezni na ogroženem območju.

Imunski serumi vsebujejo protitelesa, zato se najpogosteje uporabljajo v terapevtske namene na začetku bolezni, da bi dosegli največji terapevtski učinek. Serumi lahko vsebujejo protitelesa proti mikroorganizmom in toksinom, zato jih delimo na protimikrobne in antitoksične.

Serumi se pridobivajo v biotovarnah in biokompleksih z dvostopenjsko hiperimunizacijo proizvajalcev imunskih serumov. Hiperimunizacija se izvaja z naraščajočimi odmerki antigenov (cepiv) po določeni shemi. V prvi fazi se cepivo daje (1-2-krat), nato pa po shemi v naraščajočih odmerkih - virulentna kultura produkcijskega seva mikroorganizmov v daljšem časovnem obdobju.

Tako se glede na vrsto imunizirajočega antigena razlikujejo antibakterijski, protivirusni in antitoksični serumi.

Znano je, da protitelesa nevtralizirajo mikroorganizme, toksine ali viruse predvsem preden prodrejo v ciljne celice. Zato pri boleznih, kjer je patogen lokaliziran znotrajcelično (tuberkuloza, bruceloza, klamidija itd.), še ni bilo mogoče razviti učinkovitih metod seroterapije.

Serumska terapevtska in profilaktična zdravila se uporabljajo predvsem za nujno imunoprofilakso ali odpravo določenih oblik imunske pomanjkljivosti.

Antitoksični serumi se pridobivajo z imunizacijo velikih živali z naraščajočimi odmerki antitoksinov in nato toksinov. Nastali serumi se prečistijo in koncentrirajo, očistijo balastnih beljakovin ter standardizirajo glede na aktivnost.

Antibakterijska in protivirusna zdravila se proizvajajo s hiperimunizacijo konj z ustreznimi ubitimi cepivi ali antigeni.

Pomanjkljivost delovanja serumskih pripravkov je kratkotrajnost nastale pasivne imunosti.

Heterogeni serumi ustvarijo imunost za 1-2 tedna, homologni globulini pa za 3-4 tedne.

[ 35 ], [ 36 ]

Metode in vrstni red dajanja cepiv

Obstajajo parenteralni in enteralni načini vnosa cepiv in serumov v telo.

Pri parenteralni metodi se zdravila dajejo subkutano, intradermalno in intramuskularno, kar omogoča, da se izognemo prebavnemu traktu.

Ena od vrst parenteralne uporabe bioloških pripravkov je aerosolna (respiratorna), ko se cepiva ali serumi vbrizgavajo neposredno v dihala z inhalacijo.

Enteralna metoda vključuje dajanje bioloških pripravkov skozi usta s hrano ali vodo. To poveča porabo cepiv zaradi njihovega uničenja z mehanizmi prebavnega sistema in gastrointestinalne pregrade.

Po uvedbi živih cepiv se imunost oblikuje v 7-10 dneh in traja eno leto ali več, z uvedbo inaktiviranih cepiv pa se oblikovanje imunosti konča do 10.-14. dne in njena intenzivnost traja 6 mesecev.

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