БЫСТРАЯ НЕИММУННАЯ ЗАЩИТА - НОВАЯ СТРАТЕГИЯ ВАКЦИНОПРОФИЛАКТИКИ ИНФЕКЦИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ Российский патент 2016 года по МПК A61K39/00 A61P31/00 

Изобретение относится к области иммунологии и, в частности, к спепцифической профилактике инфекционных болезней

Вакцинопрофилактика по праву считается одним из выдающихся достижений биологической науки, характерной чертой развития которой является быстрое использование достижений в других областях науки. Благодаря этому достигнуты большие успехи в борьбе со многими опасными инфекционными заболеваниями человека и животных. Например, с помощью глобальной вакцинопрофилактики в мире искоренена натуральная оспа человека (1979 г.), создан эффективный контроль других опасных заболеваний человека, таких как полиомиелит, грипп, корь, бешенство и другие. Специфическая профилактика многих инфекционных болезней сельскохозяйственных животных достигла исключительно широких масштабов и стала неотъемлемой частью технологии промышленного животноводства развитых стран. Изготовление некоторых вакцин исчисляется миллионами и миллиардами доз.

Несмотря на очевидный прогресс в разработке современных вакцин и огромный практический результат от их применения, они по сути своей основываются на принципах традиционной вакцинопрофилактики и не могут решить многих проблем инфекционной патологии. Например, не решена профилактика таких болезней, как СПИД, туберкулез, гепатит С, африканская чума свиней, малярия, Эбола и другие. Невозможность создания быстрой защиты против «летучих» инфекций (грипп, корь, ящур и др.), а также надежной защиты в раннем возрасте.

Предлагаемое изобретение посвящено разработке принципиально новой стратегии вакцинопрофилактики, суть которой заключается в быстрой эффективной специфической защите организма от инфекционных заболеваний без участия иммунной системы. Она основана на специфическом устранении врожденной (видовой) восприимчивости организма к данному заболеванию в результате быстрого блокирования рецепторов клеток-мишеней, ответственных за врожденную восприимчивость, антирецепторами вакцины, а не является следствием иммунной реакции на антигены возбудителя болезней, введенные с вакциной. Новая стратегия вакцинопрофилактики основана на конкуренции между гомологичными антирецепторами вакцины и патогена за связывание с рецепторами клеток-мишеней естественно восприимчивого организма. Механизм защиты восприимчивого организма, лежащий в основе новой стратегии, сводится к быстрому максимальному насыщению специфических рецепторов клеток-мишеней массированной дозой антирецепторов, введенных с вакциной. Защита клеток-мишеней от инфицирования происходит на стадии прикрепления возбудителя к клетке-мишени по принципу гомологичной интерференции вирусов [1]. Быстрая защита в дальнейшем перерастает в длительный напряженный иммунитет с выраженной сероконверсией.

Введение большого количества антирецепторов с безопасными высокоэффективными вакцинами защищает естественно восприимчивых животных от заболевания и гибели при экспериментальном заражении через 12-72 часа и исключает приживление возбудителя в привитом организме. Выраженная устойчивость к контрольному, в основном летальному, заражению вскоре после вакцинации доказана экспериментально. Она наступает в результате насыщения специфических рецепторов клеток-мишеней восприимчивого организма антирецепторами вакцины, введенной в повышенной дозе (гипервакцинация).

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности специфической профилактики инфекционных болезней за счет использования новой стратегии - быстрой неиммунной специфической защиты. Безопасность и эффективность быстрой неиммунной защиты доказана в исследованиях с различными вирусными и бактериальными заболеваниями животных. В практических условиях это впервые доказано в широкомасштабном исследовании в полевых условиях на примере ликвидации классической чумы свиней в России и Белоруссии [2, 3]. Ликвидировать КЧС в промышленном свиноводстве с помощью традиционной вакцинопрофилактики не удалось никому, в том числе США, Западной Европе и Китаю. В 1993-1997 гг. в станах ЕС было уничтожено более 18 млн свиней. Ущерб согласно официальным данным составил более 5 млрд евро [4].

Первые наблюдения по развитию быстрой защиты относятся ко второй половине прошлого века и касаются опытов иммунизации птиц против ньюкаслской болезни (ND) и спирохетоза и свиней против классической чумы (КЧС).

Примеры, демонстрирующие эффективность предлагаемого изобретения.

Пример 1. Вирулентный штамм вируса ньюкаслской болезни птиц (ND) при экспериментальном заражении вызывал заболевание и гибель всех цыплят на 5-6 день. Заражение цыплят за 8 часов до введения живой вакцины или одновременно с ее введением не защищало цыплят от заболевания и гибели. Однако все цыплята, привитые вакциной и зараженные вирулентным штаммом NDV через 8, 16, 24, 32, 40 и 48 часов после вакцинации, были защищены от заболевания и гибели (таблица 1) [5].

Пример 2. Инактивированная вакцина против спирохетоза птиц представляла собой лиофилизированную кровь кур (≥10⁷ спирохет/мл), экспериментально инфицированных полевым вирулентным штаммом спирохет. Лиофилизация инактивировала спирохеты и хорошо сохраняла их антигенные свойства. Многочисленную группу кур (150 голов) прививали одновременно инактивированной вакциной, а спустя 1, 2, 3, 4 и 5 дней ежедневно заражали по 25 кур вирулентным штаммом спирохет (10 LD₁₀₀). Через 1 день после вакцинации устойчивыми к заражению были 5 кур (20%), через 2 дня - 20 кур (80%), через 3, 4 и 5 дней - устойчивыми к заражению были все вакцинированные куры (100%). Все контрольные куры (25 птиц) заболели и погибли в течение 4-6 дней после заражения. Все иммунные куры оставались клинически здоровыми и не содержали спирохет в крови. Сухая инактивированная вакцина сохраняла иммуногенность не менее 4 лет. Результаты быстрой неиммунной защиты кур от спирохетоза инактивированной вакциной приведены в таблице 2 и подробно изложены в докторской диссертации [6].

Пример 3. Живые вакцины CL, GP, LK против классической чумы свиней (КЧС), введенные в большой дозе, защищали свиней через 3-4 дня от заболевания и гибели при экспериментальном заражении. Защитные свойства живой вакцины ЛК зависели от дозы вакцины и времени заражения свиней: вакцина в дозе 10², 10³, 10⁴, 10⁵ и 10⁶ TCID₅₀ защищала свиней соответственно через 15, 10, 7, 3 и 2 дня после вакцинации [2, 7, 8]. Ранняя защита наступала до появления антител и не сопровождалась приживлением возбудителя в защищенном организме. Защита, развившаяся через 1-3 дня после вакцинации естественно восприимчивых животных, сохранялась длительное время [9, 10].

Приведенные примеры вакцинопрофилактики трех видов животных против трех высоколетальных инфекций показали принципиальную возможность быстрой защиты (через 2-3 дня) от инфекционных болезней, зависимую от дозы вакцины, и возможность разработки новой стратегии вакцинопрофилактики. Это важное научное положение, имеющее фундаментальное значение для вакцинопрофилактики, в дальнейшем получило убедительное подтверждение на многочисленных примерах быстрой неиммунной защиты против различных инфекционных болезней животных (таблица 3). Известен также уникальный пример, когда инактивированный вирус гриппа, введенный в аллантоисную полость через 3 часа после заражения гомологичным вирусом, защищал куриные эмбрионы от заражения и гибели [11].

Таким образом, быструю неиммунную защиту можно считать полностью доказанным явлением. Однако исключительная научная новизна и практическая ценность предлагаемого изобретения требовали доказательств безопасности и эффективности применения новой стратегии вакцинопофилактики в широкомасштабном контролируемом исследовании в практических условиях. Эта задача была выполнена на примере ликвидации КЧС в двух странах (Россия и Белоруссия). Выбор КЧС на завершающем этапе разработки новой стратегии вакцинопрофилактики обусловлен ее широким распространением в мире, большим экономическим ущербом и, главное, невозможностью ликвидации в промышленном свиноводстве развитых стран с помощью традиционного применения высокоэффективных вакцин [12]. Решению данной задачи способствовали: выбор гипервакцинации с использованием безопасной и высокоиммуногенной живой вакцины КС [13], надежные методы лабораторной диагностики и оценки иммунитета при КЧС, а также исключительная экономическая заинтересованность России и Белоруссии в ликвидации КЧС [2].

ЛИТЕРАТУРА

1. Sergeev V.A., Sergeyev O.V. Hypervaccination as prompt non-immune protection. Procedia in Vaccinology. - 2014. - 8. - 77-88.

2. Сергеев B.A. и др. Ликвидация классической чумы свиней с помощью гипервакцинации // Ветеринария,- 2012. - №1. - С. 3-9.

3. Sergeev V.A. et al. A new efficacious live vaccine against classical swine fever and its application strategy to fight the disease without depopulation of swine. In: Proceedings. OIE Symposium on classical swine fever (hog cholera), Birmingham, UK, 1998; P. 46.

4. Edwards S. OIE Symposium on classical swine fever, Birmingham UK 1998; Summary 1.

5. Дорофеев К.А. О конкурентном взаимодействии вирусной вакцины и природного вируса нетипичной чумы птиц // Агробиология. - 1955. - №2. - С. 134-136.

6. Денисенко Г.Ф. Активная профилактика спирохетоза птиц. Диссертация. // Ветеринарная медицина, Ставрополь, 1973.

7. Дмитриенко В.В. и др. Вирусная вакцина против КЧС из штамма ЛК ВНИИВВиМ // Свиноводство. - 2011. - №8. - С. 64-67.

8. Shimizu V. GP vaccine for control of hog cholera in Japan. // Trop. Agr. Res. Ser. Yatabe. 1980. 13. P. 167-170.

9. Дудников А.И. и др. Новые аспекты в создании защиты против ящура // Науковий Вiсник Нацiонального Аграрного Университету. - Киев. - 2001. - №36. - С. 253-260.

10. Шевченко А.А. и др. Вирусная геморрагическая болезнь кроликов. // Москва, 1996.

11. Fenner F.J. et al. The biology of animal viruses. 3rd ed. New York - London: Academic Press; 1984.

12. Сергеев B.A. и др. Гипервакцинация как новая стратегия искоренения классической чумы свиней в промышленных хозяйствах // Науковий Вiсник Нацiонального Аграрного Университету. - Киев. - 2001. - №36. - С. 83-89.

13. Сергеев В.А. и др. Живая вакцина КС против классической чумы свиней и метод борьбы против классической чумы свиней // Патент №2129443 Российской Федерации, 1999.

Изобретение относится к медицине, а именно к иммунологии и ветеринарии, и может быть использовано для защиты сельскохозяйственных животных от возбудителей инфекции. Для этого вводят высокоиммуногенную вакцину в большой дозе, превышающей прививочную дозу в 100 и более раз (гипервакцинация). Использование данного способа обеспечивает защиту через 12-72 часа и исключает приживление возбудителя в инфицированном организме вследствие специфического устранения естественной видовой восприимчивости организма к данной инфекции. 3 табл.,4 пр.

Способ быстрой неиммунной защиты по скорости развития, выраженности и механизму действия принципиально отличается от традиционной иммунной защиты тем, что введение безопасной высокоиммуногенной вакцины в большой дозе, превышающей прививочную дозу в 100 и более раз (гипервакцинация), обеспечивает защиту через 12-72 часа и исключает приживление возбудителя в инфицированном организме вследствие специфического устранения естественной видовой восприимчивости организма к данной инфекции в результате быстротекущей гомологичной интерференции, а не является результатом иммунной реакции на вакцинацию.