Вакцины считаются одним из величайших достижений в истории медицины [1]. За последние 40 лет ВОЗ сообщает об увеличении степени вакцинации во всем мире с 20% до 85%. Это привело к уменьшению заболеваемости дифтерией, столбняком новорожденных, коклюшем, полиомиелитом, корью и краснухой (рис. 1.) [2].
Ценность вакцин заключается в уменьшении заболеваемости и увеличении продолжительности жизни [3]. Для разработки эффективных вакцин потребовались годы экспериментов в различных областях наук, давайте рассмотрим, как это было.
Краткая история вакцин
Уже в 430 г. до н.э. наблюдения указывали на то, что человек, переживший оспу получал невосприимчивость к вирусу при последующем контакте с ним [4]. В 18 веке произошла вспышка эпидемии оспы в Европе, которая стимулировала ученых начать активный поиск «противоядия». Была предпринята попытка сформировать иммунитет путем переноса биоматериала от больных оспой здоровым людям. Этот подход назывался вариоляция и был не самым надежным методом защиты от вируса, а в ряде случаев данная процедура заканчивалась смертью.
В то же время накапливались факты, говорящие невосприимчивости доярок, переболевших коровьей оспой, к инфицированию оспой человека. Они либо болели оспой в гораздо более легкой форме или не болели совсем.
Это наблюдение привело английского врача Эдварда Дженнера к идее «привить» 8-летнего сына своего садовника. Затем Эдвард повторил ту же процедуру и на своем ребенке. Пациенты Дженнера продемонстрировали устойчивость к многократному воздействию вируса оспы человека, а экспериментальные процедура была в конечном итоге описана термином «вакцинация».
Вакцина против оспы стала крупной победой медицины над болезнью, в конечном итоге ликвидация вируса была произведена к концу 1970-х годов за счет всемирной вакцинации [5].
Эдвард Дженнер заслужил признание и стал «отцом современной вакцинологии».
Открытия Луи Пастера в 19-м веке положили начало изучению инфекционных заболеваний. Началось изучение методов идентификации, инактивации бактерий и вирусов, вызывающих заболевания. Появилось понимание иммунной системы, ее функций и строения.
Кроме того, медицинские достижения в области белковой химии, иммунологии и молекулярной генетики способствовали созданию вакцин для борьбы с широко распространенными заболеваниями, такими как полиомиелит, корь, эпидемический паротит, дифтерия и столбняк.
Процесс разработки вакцин стал намного сложнее, чем это было во времена Эдварда Дженнера. Прогресс в понимании работы иммунной системы позволил применить новые подходы для разработки вакцин [6]. В настоящее время используются разные стратегии получения вакцин [7], однако принцип действия любой вакцины сводится к активации иммунной системы путем и ее «знакомства» с неопасным патогеном. Таким образом, мы «тренируем» имунную систему на слабых противниках, чтобы при столкновении с реальным «врагом» иммунитет смог его быстро «узнать» и «уничтожить» уже отработанными методами.
Как это происходит? Вакцина активирует защитный механизм организма через иммунную систему, которую мы получили от рождения. Происходит неспецифический ответ, который выражается, например, в повышении температуры, при этом запускается адаптивные механизмы имунной системы. B-клетки при участии T-клеток создают антитела (это небольшие белковые молекулы, которые могут связываться с патогеном и блокировать его). При этом B-клетки «запоминают» какие антитела лучше всего подходили к определенному патогену, и при следующем его появлении, организму уже не требуется много времени, чтобы подобрать антитела к патогену. Это ускоряет выздоровление многократно.
Краткое изложение текущих типов вакцин
В общем, активация иммунной системы является главной целью для любой вакцины, однако как это можно достичь?
Текущие стратегии разработки вакцин классифицируются по механизму вызова иммунного ответа (см. таблицу 1) [8].
Список источников:
1. doi: 10.1136/bmj.39045.558889.94.
2. doi: 10.3389/fmicb.2020.01526.
3. (UNICEF), W. H. WHO/UNICEF estimates of national immunization coverage (WUENIC) 1980-2018. Geneva. 2019.
4. doi: 10.1016/s1201-9712(98)90096-0.
5. doi: 10.1016/0196-6553(82)90003-7.
6. doi: 10.1007/10_2019_107.
7. doi: 10.1073/pnas.1402981111.
8. doi: 10.3389/fimmu.2018.01963.