Глик, Пастернак - Молекулярная биотехнология - 2002 (947307), страница 64
Текст из файла (страница 64)
заболевших, несколько тысяч из них умерли. К сожалению, против многих болезней человека и животных вакцин не существует. Сегодня во всем мире более 2 млрд. людей страдают заболеваниями, которые можно было бы предотвратить с помощью вакцинапии. Вакцины могут оказаться полезными и для профилактики постоянно появляюгцихся «новых» болезней (например, СПИДа). Как правило, современные вакцины создают на основе убитых (инактивированных) патогенных микроорганизмов либо живых, но невирулентных (аттенуированных) штаммов.
Для этого ппамм дикого типа выращивают в культуре, очищают, а затем инактивиру1от или модифицируют таким образом, чтобы оп вызывал иммунный ответ, достаточно эффективный в отношении вирулентного штамма. Несмотря на значительные успехи в создании вакцин против таких заболеваний, как краснуха, дифтерия, коклюш, столбняк, оспа и полиомиелит, производство современных вакпип сталкивается с целым рядом ограничений.
° Нс все патогенные микроорганизмы удается культивировать, ~ющому для многих заболеваний вакцины не созданы. ° Для получения вирусов животных и человека необходима дорогостоящая культура животных клеток. ° Хитр вирусов животных и человека в культуре и скорость их размножения часто бывают очень низкими, что удорожает производство вакцин. 22В ГЛАВА!1 Необходимо строго соблюдать меры предосторожности, чтобы не допустить инфицирования персонала. ° При нарушении производственного процесса в некоторые партии вакцины могут попасть живые или недостаточно ослабленные вирулентные микроорганизмы, что может привести к неумыпшенному распространению инфекции. Аттенуированные штаммы могут ревертировать к исхолному штамму, поэтому необходимо постоянно контролировать вирулентность.
Некоторые заболевания (например, СПИД) нельзя предупреждать с помошьк1 традиционных вакцин. ° большинство современных вакцин имеют ограниченный срок годности и сохраняют активность только при пониженной температуре, что затрудняет их использование в развивающихся странах. Б последнее десятилеп1е, с развитием технологии рекомбинантных ДНК, появилась возможность создать новое поколение вакцин, не обладающих недостатками традиционных вакцин. Для их разработки применяют мгчолы генной инженерии.
Патогенный микроорганизм модифицируют, делетнруя гены, спветствецные за вирулентность. Способность вгязывать ил~мунный ответ при этом сохраняет:я. Такой микроорганизм можно безбоязненно использовать в качестве живой вакцины, поскольку выращивание в чистой культуре исключает возможность спонтанного восстановления целого гена. Создают живые непатогепные системы переноса отдельных антигенных детерминант неродственного патоге~шого оргашгзл~а.
Такая система переноса способствует развитию выраженного иммунного ответа на патогенный микроорганизм. ° Если патогенные микроорганизмгя пе растут в культуре, можно изолировать, клоннровать и экспрессировать в альтернативном хозяине (например, в Е со)с' или линии клеток млекопгпшощих) гены тех белков, которые содержл основные антшеннгяе детерминаггпц и использовать эти белки как «субъединичпые» вакцгингя (см. слелующий раздел).
° Некоторые патогенные микроорганизмы действуют опосредованно, вгязывая развитие аутоиммунной реакции на инфицированные клетки организма-хозяина. Для таких заболеваний можно создать сисзему специфического уничтожения клеток-мишеней, сконструировав ген, кодирующий химерный белок, одна часть которого будет связываться с инфицированной клеткой, а другая — уничтожать ее.
Эта система не является истинной вакциной, хотя она и действует только на инфицированные клетки, устраняя саму причину развития аутонлгмунной реакпии. К вакци1шм для животных предьявляются менее жесткие требования, поэтому первыми вакцинами, получешп1ми с помощью технологии рекомбинантных ДНК, были вакцины про|ив ягцура, бешенства, дизентерии и диареи поросят.
Создаются и другие вакцины лля животных, а в скором времени появятся и рекомбинангные вакцины, предназначенные для человека (табл. 11.1). Субъединичные вакцины Как правило, вакцины содермсат неповрежленные патогенные микроорганизмы, но при этом неживые или аттенуированные. Антитела, вырабатываемые в ответ на их введение, связываются с поверхностными белками патогенного организма и запускают иммунныи ответ.
В связи с этим ~юзш~кает вопрос: должна ли вакцина содержать целые клетки или лишь какне-то специфические поверхностные компоненты'? Что касается вирусов, то, как было показано, для выработки в организме-хозяине антител в ответ на вирусную инфекцию достаточно очищенных поверхностных белков вируса (белков капсида или внешней оболочки) (рис.
1!.!). Вакцины, содержащие лишь отделы~ые компоненты патогенного микроорганизл~а. пазь1вак~т «субъединичнылги»', лля их разработки с успехом используется технология рекомбинантных ДН К. Субьедппичпые вакцины илгеют свои достоинства н недостатки. Достоинства состоят в том, что препарат, содержащий очищенный иммуно- Вакцины 229 Таблица 11.1. Патогенные микроорганизмы, гсрсччив которых и настоящее время разрабапяааклся аакцины Забалеааиие Микраирганпзм Вечряная оспа Постначальныс инфекции и снижение иммунного статуса ! еморрагнческая лихсралка Высокая температура, поражение печени Хроническое поражение ссечес~и Язвы тени шлнй Острые рсспирачорные заболеаания Энцефалит Всюсчючессие верхних дыхательных пучей Энцефалит Поражение еерхних и нижних дыхательных путеи Осгрый гасчрозс пернч новорожденных Пораженяе серлпа, почек и печени СПИД Хопера Днспепсия Гонорея Меницгиг.
сепсис Проказа Меннноп Коючюсл Дизесперия Скарлатина, ревматическая атака, ангина Сепсис, урсяеничзльная инфекция Г! неемпния, менингит Столбняк '! уберкуччез Брюшной тнф Паразиты Слкаасегса мс!си!из ума!апати арр. Р1астадтт арр. зсЬ!а!азата талаат Гпралазаиса зрр. йсиссмтг!а Ьаиоидб Речная слепота» Поражения кожи и анучренних орсаноа Малярия И!исчосомоз Сонная бслсзнь (американский чрчспасссюомоз) Фи!с!час!атал генный белок, стабилен н безопасен, сто химические снойстпа известны, в нем отсутствуют дополнительные белки и пуклснновыс кислоты, которые могли бы вызьпуать нежелательные побочные эффекты н организме-хозяине.
Недостатки заклкччдются В том, что очис!'ка специфического белка стоит дорого, а конформация Вирусы Вирус ветряной оспы — опоясыаакяиего лисная Цшемегалпаирус Вирус Денге Вирус гепатита Л Вирус гепач игл В Вирус простота гсрпеса чипа 2 Вирусы гриппа Л и В Вирус японского энцефалита В Вирус парагриппа Вирус бешенстаа Респираторно-синцитиальный вирус Рочаенрус Вирус-желгой лихоралки Вирус нммунолефишпа человека Гткч ерин ИЬпа ела!егае Эцтерпсокснчные шчаммы Г. сад !Уеспепа аапасглаеае Ыаевар!сс!ссз Ц!ссепгае Мусааас !ее!иис сергее ЬСесзчепж тепслрйсс!О Лсис!емНа репина Шчаммы Я !ае1!а Кгтртсассиз группы Л б1серпжасхиз группы В К!трах ассиз рпеитап!ие С!пят!тт сечет' Мусоьассепит 1иаегсисагй Кирилле!1а сур1и' выделенного белка может отличаться от той, которую он имеет ш ачтц (т.
е. в составе вирусного капсида нлн оболочки), что лкчжст приводить к нзьченснюо его антнгснных свойств. Решение о производстве субьсднничной вакцины принимается с у"сотом всех нмсюшнх отношение к делу биологических н зкономических факторов. 230 ГЛАВА ! ! с с ж ж Капсид Нуклеп> кислота Мембрана Трансмсмбраппмй ломсп Молифпцирпващ>ый гликопротеин л> НЬЧ СООН 2 Снаружи Мембрана Вну>ри Рис.
11.1. Строение вируса животных. Гспом вируса обычно прслставлсп относительно небольшой молску>юй пуклеиновой кислоты (оапо- или лвухцсгп>чечной ЛНК или РНК длипоп от зло 200 ж и. и.), заключенной в белковый капсил. У пекгппрых вирусон капсид окружен сгпс и белковой оболочкои. Пров> и вогерпел> ические вокци в ь> Вирус простого герцеса (НВЧ, )>егрез знпр1ех гйгпз) вьгзь>влет инфекционные заболевш>ия генерализовацного или местного характера (тяжелые поражения >лаз, энцефалит, урогенитальные инфекции и т. д.).
Кроме того, он является онкогенным, поэтому вакцинация убитым или аттенуированпым вирусом сопряжена с определенным риском развития рака. Для защиты от НВЧ-инфекции можно использовать неонкогепную субьелнничпую вакцину. Для созлания любой субъед>гнг>ч>гой вакципь> прежде всего нужно идентифицировать те компоненты патогенного микроорганизма, когорые индуциру>от выработку антител. В случае НВЧтипа ! (НВЧ-1) таким компонентом является >ликопротсин О оболочки (д)Э). В ответ ца ввелепие этого гликопротеина мышам у них вырабатываются антитела, нейтразизующие интактный НБЧ. Ген В1) НЯЧ-1 был изолирован, клонирован в одном из экспрессирующих векторов в клетках млекопитающих и введен в яйцеклетки китайского хомячка (СНО), в которых в отличие от Е.
со)>' происходит гликолизировацие чужеродных белков. Пас>норазмерньгй ген яЕ) кодирует белок, в норме связывающийся с мембраной клетки млекопитающего (рис. ! !.2, Л). Такой белок труднее очистить, чем раствори- мый, поэтому ген ВО модифицировали, удалив ту его часть, которая кодирует С-концевой трансмембранный домен (рис. 1!.2„Б). Затем модифицированным геном трансформировати СНО-клетки, которые гликозилировали белковый пропукт и секретировали его во внешнюю среду, поскольку он не мог встраиваться в клеточную мембрану.
Лабораторные испытания показали, что антитела, вырабатываемые в ответ на введение модифицированно>о белка яО, эффективны в отношении как НВЧ-1, так и НВЧ-2. Противолщурные викцины Вирус ящура (ВМОЧ, Гоо>-апг)->поп!)> >бвеаае ъ>пв) в высшей степени вирулснтен и вызывает массовую гибель круп ного рогатого скота и свиней. Для защиты от РМОЧ-инфекции используют вакцину, содержащую вирус, инактивировапный фор- Рис. 11.2. Л. Молекула ВО НКЧ- ! с траислгелгбран>гым ломсном, погруженным в плазматическую мембрану.
Б. Растворимый белок ВО, пс солсржаший трапсмелг- бранного ломепа. Вакцины 231 малином. В мире ежегодно производится примерно 1 млрд. доз этой вакцины. Основной ач и иге иной детерминантой, индуцируюшей образование антител, является вирусный капсидный белок ! (НР1, кпа1 ргоге!и ! ). Это более слабый антиген, чем интактпые вирусные частицы, но все же он индуцирует образование агп ипел и обеспечивает зашиту животных от инфекции. Поэтому были иредпричгяты попытки клон ировать НР1-г еч г. Геном РМГгН представляет собой однопепочечную РНК. Поэтому сначала синтезировали полноразмерную двухцепочечную кДН К длиной примерно ХООО п. и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
