Вакцины. Технология получения
Конспект для сдачи экзамена
В 1950 году Ж.Моно (Франция) разработал теоретические основы непрерывного управляемого культивирования микробов. В этом периоде были предложения по созданию и внедрению в практику необходимого оборудования - биореакторов.
Четвертый период (генотехнический) начался с 1972 года. В этом году П.Берг со своими сотрудниками в США создали первую рекомбинантную молекулу ДНК.
В 1982 году поступил в продажу человеческий инсулин, выработанный кишечными палочками, которые несут в себе искусственно встроенную генетическую информацию об этом гормоне. Знание строения аппарата наследственности (ДНК) у разных организмов позволяет манипулировать как нуклеиновыми кислотами, так и целыми хромосомами (генная инженерия) и клетками (клеточная инженерия).
Тема: Вакцины. Технологии получения вакцин
Обратите внимание на лекцию "10.3 Вычислительная категория".
1. Одно из важных направлений биотехнологии – создание и разработка вакцин, способствующих развитию иммунитета к патогенным вирусам и микроорганизмам. Название «вакцины» было дано Л.Пастером всем прививочным препаратам, полученным из микроорганизмов и их продуктов. Э.Дженнером была получена первая живая вакцина, содержащая вирус коровьей оспы (vaccinus- коровий), идентичный по антигенным свойствам вирусу натуральной оспы человека, но маловирулентный для человека. Таким образом, первый вакцинный штамм был заимствован из природы. Заслугой Л.Пастера была разработка принципов направленного получения вакцинных штаммов – селекция спонтанных мутантов с пониженной вирулентностью и сохранными иммуногенными свойствами путем культивирования их в определенных условиях или пассирования через организм устойчивых к данной инфекции животных. Исходя из этих принципов были получены вакцины первого поколения: против бешенства, туберкулеза, чумы, туляремии, сибирской язвы, полиомиелита, кори и др.
Убитые (аттенуированные) или инактивированные вакцины готовят из микроорганизмов, обладающих максимально выраженной иммуногенностью, инактивированных прогреванием, УФ-лучами или химическими веществами (формалином, фенолом, спиртом и др.). Далее, усовершенствование вакцин путем использования компонентов бактериальных клеток и вирионов(-субъединичные, если содержит некоторые иммуногенные компоненты вириона), обладающих выраженным протективным (способностью индуцировать защитный иммунитет) действием позволило получить вакцины второго поколения – химические. Для повышения иммуногенности химических и субъединичных вакцин к ним добавляют разного рода адъюванты (adjuvans - помогающий): гидрооксид алюминия, алюминиево-калиевые квасцы, фосфат алюминия и др. Те же адъюванты добавляют для повышения иммуногенности и к препаратам анатоксинов. Анатоксины получают путем выделения, очистки и инактивации вторичного метаболита микроорганизмов – экзотоксина. Достижения молекулярной биологии и иммунологии привели к конструированию комбинированных вакцин, включающие несколько антигенных детерминант разной специфичности. Другой принцип используется при создании вакцин следующего, третьего, поколения – генноинженерных: на основе картирования геномов микроорганизмов гены, контролирующие нужные антигенные детерминанты, переносят в геном других микроорганизмов и клонируют в них, добиваясь экспрессии этих генов в новых условиях. Итак, исходя из технологии получения вакцин, существуют 2 классификации, одинаково использующиеся в практике. Согласно первой классификации различают: живые, убитые, химические и анатоксины. Вторая классификация включает: субъединичные, генно-инженерные, синтетические, съедобные, терапевтические, противоопухолевые, ДНК-вакцины, а также форсифицированные и комбинированные.
2. Технологии получения вакцин. При производстве живых и инактивированных вакцин предварительно подгатавливается посевной материал и среда культивирования. Биомасса вакцинных штаммов нарабатывается в биореакторах глубинной ферментацией (бактерии. дрожжи) или поверхностной на твердых питательных средах (мицелиальные грибы). Процессы выполняются в строго асептических условиях.Для получения живой вакциныбиомассу аттенуированного штамма концентрируют, стандартизируют по количеству микроорганизмов в единице объема, лиофилизируют со стабилизирующей средой, затем фасуют в ампулы или флаконы. Срок хранения лиофилизированных живых вакцин 1-2 года при температуре 4-80 С. Для получения убитых вакцин микроорганизмы концентрируют, стандартизируют по числу микробных клеток в единице объема, инактивируют. Далее производится лиофилизация, фасовка и упаковка во флаконах или ампулах.
Получение комбинированной вакцины – АКДС адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина. Столбнячный и дифтерийный анатоксины получают обработкой формальдегидом очищенных токсинов Corynebacteriumdiphtheriae и Clostridiumtetani. Компоненты ацеллюлярной коклюшной вакцины получают путем их выделения и очистки из культуры Bordetellapertussis. Дифтерийный анатоксин, столбнячный анатоксин и компоненты коклюшной вакцины адсорбируют на гидрате окиси алюминия. Затем лиофилизация, фасовка и упаковка во флаконы.
Получение вирусных вакцин. Вакцина ККП – против кори, краснухи и паротита. Для культивирования нескольких вирусов используется диплоидная клеточная линия ЭФЧ-Л5, полученная из легочной ткани эмбриона человека. Такая клеточная линия сохраняет жизнеспособность и биологическую активность на протяжении 60 пассажей и проявляет выраженную чувствительность к вышеуказанным вирусам. Дополнительное внесение в культуру клеток таких компонентов, как хлорид кальция, аргинин и аминопептид, а также использование смеси сред 199 и Игла с двойным содержанием аминокислот значительно повышает репродукцию вирусов. Затем вирусы выделяют, очищают, стандартизируют, лиофилизируют, фасуют в ампулы.
Противогриппозные вакцины бывают трех типов: цельновирионные вакцины, сплит-вакцины и субъединичные вакцины.Сплит-вакцины, вакцины второго поколения, они достаточно иммуногены. Репродуцированный вакцинный штамм вируса гриппа выделяется из культуры клеток или тканей куриного эмбриона, очищается и затем вирусные частицы разрушают детергентом, например, диэтиловым эфиром. Такая вакцина содержит все вирусные белки: гемагглютинин, нейраминидазу и белки нуклеопротеида вируса. Дополнительная очистка уменьшает содержание токсичных субстанций, поэтому она менее реактогенна по сравнению с цельновирионной вакциной.
