17.07.2012
ПРОТИВОСИБИРЕЯЗВЕННЫЕ ВАКЦИНЫ
Рубрика: ВетпрепаратыАвтор: admin
ИММУНОГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ ПРОТИВОСИБИРЕЯЗВЕННЫХ ВАКЦИН
(Литературный обзор)
В. А. ГАВРИЛОВ
Всесоюзный НИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии
Животные, переболевшие сибирской язвой, становятся невосприимчивыми к повторному заражению, у них формируется постинфекционный иммунитет (С. Г. Колесов, 1976).
В результате иммунизации животных сибиреязвенными вакцинами, содержащими живые споры возбудителя, образуется поствакцинальный иммунитет. Возможность добиться стойкой невосприимчивости животных к сибирской язве показал еще в 1880 году Шаво, вводя алжирским овцам, обладающим некоторой видовой устойчивостью, малые количества крови, содержащей возбудитель сибирской язвы.
В 1881 году Пастер, а в 1883 году Ценковский разработали метод получения живых сибиреязвенных вакцин с ослабленной вирулентностью путем выращивания сибиреязвенной культуры в питательном бульоне при температуре 42—43 °С в течение нескольких дней.
К мысли о необходимости применения высокой температуры для ослабления вирулентности микробов сибирской язвы Пастера привели результаты выполненных им опытов с заражением кур. Ему удалось заразить птиц и вызвать их гибель, только понизив температуру их тела (поместил в холодную воду). Этим Пастер доказал, что возбудитель сибирской язвы теряет патогенность, находясь в температурных условиях, значительно превышающих оптимальный уровень (37 °С).
Культивируя возбудитель сибирской язвы при температуре 42—43 °С он обратил внимание на то, что микроорганизм не образует спор, и сделал вывод о том, что поскольку в этих условиях не происходит спорообразования, то благодаря воздействию температуры постепенно снижается вирулентность бацилл сибирской язвы. Было установлено, что чем дольше возбудитель находится в таких условиях, тем больше снижается его вирулентность.
Дальнейшие исследования сибиреязвенных штаммов первой и второй вакцин Пастера и Ценковского показали (В. Р. Архипова, 1968; И. Н. Пресное, 1969; И. А. Баку-лов и соавт, 1973, и др.), что они отличают ся не только по вирулентности, но и по способности образовывать капсулу. Как правило, популяция этих штаммов, выращенная на средах для капсулообразования, была неоднородной и состояла как из капсульных, так и бескапсульных форм. Больший процент капсульных клеток обнаружили у штамма второй вакцины, что коррелировало и с ее вирулентностью.
В 30—40-х годах благодаря внедрению в практику бактериологических исследований плотной среды Шефера многим ученым удалось из неоднородной популяции вирулентных штаммов селекционировать клоны, не способные продуцировать капсулу и в связи с этим утратившие вирулентность не только для сельскохозяйственных, но и для лабораторных животных [1, 8, 9]. Вакцины из этих штаммов нашли широкое применение и до настоящего времени используются во всем мире.
В конце 40-х годов и в 50-е годы проводились исследования по получению, испытанию и внедрению так называемых «химических» сибиреязвенных вакцин, приготовленных на основе протективного антигена, полученного Gladstone (1946) в лабораторных условиях, и сибиреязвенного экзотоксина, выделенного Smith и соавт. (1951) из культуральных фильтратов сибиреязвенных штаммов.
Большинство этих исследований носило эмпирический характер. Только в последние годы работы американских и японских ученых [5, 6, 10, 11] дали теоретическое объяснение молекулярно-генетических основ антигенности и иммуногенности сибиреязвенных бацилл. Они убедительно доказали, что продукция протективного антигена как фактора иммунитета детерминируется главным образом плазмидой рВА1. Элиминация этой плазмиды из сибиреязвенной культуры снижала ее способность продуцировать протек-тивный антиген примерно в 2500 раз.
Mikesell с соавт. (1983) показал, что плазмиды детерминируют не только продукцию протективного антигена, но и продукцию сибиреязвенного токсина. В работах Ucida и соавт. (1984), Green и соавт. (1985) показана ведущая роль плазмиды и в синтезе капсульного вещества. Сибиреязвенные штаммы, несущие плазмиду рХО 2 с молекулярной массой 60 МД, способны продуцировать полипептид Д-глютаминовой кислоты, формирующий на поверхности бацилл достаточно мощную капсулу.
При анализе полученных разными авторами в разные годы научных данных становится понятным, что две основные функции сибиреязвенного микроба — вирулентность и иммуногенность — кодируются плазмидной ДНК.
Эпизоотические штаммы возбудителя сибирской язвы содержат оба фактора вирулентности (токсин и капсулу). Известно, что плазмиды микроорганизмов именно этих штаммов (Мейнелл, 1976) наиболее подвержены воздействию высоких температур порядка 42—43 °С, которое значительно подавляет репликацию многих плазмид и даже способствует их элиминации.
С позиций молекулярной генетики получение Пастером аттенуированных штаммов сибирской язвы из вирулентных культур путем воздействия на них высоких температур следует объяснить изменением генофонда сибиреязвенной культуры, выражающимся прежде всего в утрате плазмидной ДНК, детерминирующей продукцию экзотоксина и капсульного вещества.
Чем длительнее было температурное воздействие, тем больший процент сибиреязвенных бацилл в популяции утрачивал плазмиды вирулентности, что находило фенотипическое выражение в снижении вирулентности популяции сибиреязвенной культуры в целом. Возможность освобождения сибиреязвенных штаммов от плазмиды рВА 1 путем пассажей при температуре 42,5 °С показана в работе Ucida и соавт. (1984).
Таким образом, эмпирические открытия Пастера, служившие человечеству более 100 лет, только теперь нашли теоретическое обоснование. Пастер был прав, связывая утрату вирулентности сибиреязвенной культурой с потерей способности образовывать споры в условиях повышенной температуры культивирования, потому что элиминация плазмид происходит в процессе жизнедеятельности микроорганизма, в условиях его обмена с окружающей (в данном случае питательной) средой.
Споровая форма возбудителя сибирской язвы — это стадия покоя, обменные процессы в которой сильно заторможены, поэтому изменения в популяции споровой культуры любого сибиреязвенного штамма практически невозможны.
Успехи ученых 30—40-х годов в создании сибиреязвенных вакцин из бескапсульных штаммов с сегодняшних позиций можно объяснить тем, что практически в любой популяции микроорганизмов вообще и сибиреязвенных бацилл в частности в процессе культивирования на питательных средах можно обнаружить мутанты со значительно сниженной или совсем потерянной вирулентностью. Обнаружение и выделение клонов, образуемых такими мутантами в процессе культивирования на плотных питательных средах, было уже вопросом техники.
В то же время, анализируя современные иммуногенетические данные, полученные при изучении возбудителя сибирской язвы, нельзя не отметить тот факт, что продукцию сибиреязвенного экзотоксина и продукцию одного из его компонентов — протективного антигена — детерминируют плазмиды неизмененных вирулентных форм.
Поскольку утрата вирулентности сибиреязвенными микробами сопряжена с потерей не только плазмиды капсулообразования, но и плазмиды токсигенности, можно предположить с известной долей риска, что одновременно с ними возбудитель сибирской язвы теряет и плазмиду, детерминирующую образование протективного антигена, а такая потеря ведет к резкому снижению образования протективного антигена и, возможно, является единственным объяснением того факта, что переболевшие сибирской язвой животные становятся невосприимчивыми к повторному заражению, тогда как вакцинированные сохраняют такую невосприимчивость только непродолжительное время.
Это свидетельствует о том, что единственный путь создания живых высокоиммуногенных вакцин против сибирской язвы в настоящее время — получение штаммов, лишенных генетических детерминант, кодирующих продукцию факторов патогенности (капсула, токсин), но сохранивших генетический материал, ответственный за продукцию протективного антигена. Разработанные методы манипулирования с сибиреязвенными плазмидами позволяют надеяться на возможность создания таких генноинженерных вакцин уже в наши дни.
ЛИТЕРАТУРА
I. Гинсбург Н. Н., Копылов Н. Ф.— Ветеринария, 1942, 1 1.2. Пресное И. Н.— Проблемы ветеринарной санитарии. Труды ВНИИВС, 1969, 34.
3. Колесов С. Г.— Сибирская язва. М. Колос, 1 976.
4. Gladstone — Brit. I. Exptl. Pathol., 1946, 27, 6.
5. Greent et all — Infection end Immunity, 1985, 49. 6. Mikesell et al.— Infection end Immunity, 1983, 39. Smith, Keppie, Stanley — Briet. J. Exp. Pathol. 1955. 36. 8. Stamatin — Arch. Veterin, 1934, 26. 9. Sterne — Onderstepoort. 1. Vet. Sci. 1937, 8. 10. Ucida et al.— J. of Gen. Micr. 1985, 131.
II. Vodkin, Leppla — Cell, 1983, 34.
Вас также заинтересует это:
Comments (0)
Комментариев нет
Нет комментариев.
