Cytokines as vaccine adjuvants

Abstract

Full Text

Одним из способов повышения эффективности вакцинации является использование адьювантов, веществ, которые усиливают иммунный ответ при одновременном введении с АГ. Важнейшей задачей вакцинологии является поиск новых адъювантов и особое внимание уделяется способности адьюванта вызывать комплексную стимуляцию иммунного ответа по типу Th1 и Th2, формирование стойкой иммунологической памяти, развитие выраженного иммунного ответа при снижении дозы вакцины и кратности введения, а также отсутствие токсичности для организма (1, 2). Наряду с внедрением в клиническую практику цитокинотерапии, в начале 90 - х годов была предложена гипотеза о возможности применения цитокинов при вакцинации в качестве им - муноадьювантов (3). Опубликованы результаты изучения адъювантных свойств ряда цитокинов - ИЛ - 1, ИЛ - 2, ИЛ - 6, ИЛ - 12, ИЛ - 15, ИЛ - 18, ИФа, ИФу, ФНОа, ГМ - КСФ (4, 5, 6, 7, 8). Цель работы заключалась в изучении иммуно - адьювантных свойств цитокинов на моделях иммунизации экспериментальных животных против бешенства, клещевого энцефалита, гепатита А и гепатита В. Дозы и схемы введения вакцин соответствовали принципам определения иммуно - генной активности соответствующих вакцин при оценке их качества. В исследованиях использованы следующие вакцины - культуральная антира - бическая вакцина концентрированная (КОКАВ) инактивированная и вакцина клещевого энцефалита (ВКЭ) культуральная концентрированная инактивированная (ИПВЭ РАМН им.М.П.Чума - кова); вакцина против гепатита А культуральная концентрированная инактивированная адсорбированная «Геп - А - ин - ВАК» (НИКТИ БАВ ГНЦ ВБ «Вектор»); коньюгат вакцины против гепатита А «Геп - А - ин - Вак» с Полиоксидонием (ПО), содержащий 25 нг АГ вируса гепатита А (АГ ВГА) и 2,5 мкг ПО (ФГБУ «ГНЦ - Институт иммунологии» ФМБА России); вакцина против гепатита В рекомбинантная «Engerix B» («GlaxoSmithKline», Бельгия). Эксперименты проведены на мышах линий BALB/c, СВА, беспородных белых мышах весом 14 - 18 г и морских свинках весом 250 - 350 г. Дозы цитокинов выбраны на основании данных литературы и результатов собственных предварительных исследований. Для каждого из цитокинов в качестве монопрепаратов использованы дозы: для рчИЛ - ф, тимозина альфа 1 человека рекомбинантного, гибридного белка «нео - тим», состоящего из рчФНОа и тимозина альфа 1, Имунофана - от 10 до 1500 нг; для рчИЛ - 2, рчФНОа - от 10 до 10000 Ед; для рчИФа, рчИФу - от 2000 до 50000 Ед; для «Аффинолейкина» - 1,0 Ед. Дозы препаратов, вводимых в комплексе, составляли для рчИЛ - ф - 10 нг, рчИЛ - 2 - 10 МЕ, рчФНОа - 10 Ед; при использовании вакцины против гепатита В для препарата рчИЛ - ф - 5 нг и рчИЛ - 2 - 50 МЕ. Цитокины вводили животным п/к в объеме не более 0,5 мл. Животным контрольных групп вакцины вводили в тех же разведениях, но без цитокинов. Эффект воздействия исследуемых препаратов на иммуногенную активность вакцин оце Р оссийский.^Аллергический ^Журнал 7 Алпатова Н.А., Авдеева ж.И., Медуницын Н.В. нивали по изменению иммунизирующей дозы вакцины (Ид50); показателю сероконверсии; уровню титров специфических антител (АТ); уровню выживаемости животных, инфицированных вирусом бешенства или клещевого энцефалита; величине предельно допустимого разведения вакцины, обеспечивающего 50 % выживаемость животных (КР50/ПР50); величине минимальной иммунизирующей дозы ВКЭ, защищающей 50 % животных при заражении вирусом клещевого энцефалита (МИд50). Влияние цитокинов на протективный эффект КОКАВ изучали в тесте защиты иммунизированных животных при последующем заражении их фиксированным вирусом бешенства (штамм CVS). Вакцину вводили в разведениях 1 : 25, 1: 125, 1: 625 и 1: 50, 1: 500, 1: 5000 в/бр, 2 - кратно, с интервалом в одну неделю, одновременно с цитокинами. Вирус бешенства вводили на 8 - ой день после иммунизации. Использование в качестве адьювантов цитокинов рчИЛ - 1ß и рчФНОа в виде монопрепаратов, а также комплекса цитокинов (рчИЛ - ф, рчИЛ - 2 и рчФ - НОа) повышает защитный эффект вакцины КОКАВ, способствуя увеличению выживаемости животных при последующем их заражении вирусом бешенства. При этом возрастало количество выживших животных (в 1,5 - 2 раза) и существенно снижалась величина предельного разведения вакцины, обеспечивающая 50 % выживаемость животных. Показатель КР50 в опытной группе, получившей вместе с вакциной комплекс цитокинов, увеличился в 7,3 раза по сравнению с контрольной группой. Протек - тивный эффект при использовании вакцины КОКАВ в сочетании с комплексом цитокинов или с монопрепаратами рчИЛ - ф, рчФНОа сопровождался увеличением числа Т - хелперов и снижением количества цитотоксических Т - кле - ток, а также усилением как спонтанной пролиферации лимфоцитов (Лф), так и индуцированной митогенами и специфическим АГ (9, 10, 11). При изучении влияния цитокинов на имму - ногенные свойства вакцины против клещевого энцефалита (ВКЭ) животных опытных групп иммунизировали вакциной в разведениях 1: 10, 1: 32, 1: 100, 1: 320 в/бр, 3 - кратно с интервалом в одни сутки одновременно с цитокинами, которые вводили п/к. На девятый день после окон чания иммунизации животным в/бр вводили заражающую дозу вируса клещевого энцефалита (тест - штамм «Абсеттаров»). Использование цитокинов в качестве адьювантов повышает эффективность иммунизации. Наибольшую активность проявили рчИЛ - ф, рчФНОа, препарат «Имунофан» и гибридный белок «неотим», которые усиливали иммуногенность ВКЭ в 1,3 1,5 раза. Аналогичный эффект (повышение им - муногенности вакцины на 24 %) наблюдался при использовании комплекса цитокинов (рчИЛ - ф, рчИЛ - 2, рчФНОа). Под влиянием всех указанных цитокинов отмечалось увеличение количества Т - и В - Лф в селезенках иммунизированных мышей и усиление АГ - специфической пролиферации Лф. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что более выраженный протективный эффект, наблюдаемый при использовании ВКЭ с цитокинами, обусловлен активацией специфического клеточного иммунного ответа под воздействием цитокинов. Влияние препаратов цитокинов на им - муногенность вакцины против гепатита А (Геп - А - ин - ВАК) изучали в экспериментах на морских свинках. Иммунизацию животных проводили п/к, 3 - кратно с интервалом в две недели, одновременно с Геп - А - ин - ВАК вводили исследуемые препараты цитокинов. Эффективность иммунизации оценивали в динамике на 14 - е сутки после 2 - го и 3 - го введений препаратов. Выявлено стимулирующее влияние цитокинов и препарата «Имунофан» на иммуногенную активность вакцины. Введение одновременно с Геп - А - ин - ВАК цитокинов рчФНОа, рчИЛ - ф, рчИЛ - 2, рчИФу и препарата «Имунофан» способствовало формированию более высоких титров специфических АТ (в 2,5 - 13,5 раза) и обеспечивало 100 % серо - конверсию животных после окончания введения препаратов. Уровень сероконверсии в группе животных, иммунизированных одной вакциной, составлял 72 - 89 % (9, 12). Проведены исследования по изучению им - муногенной активности коньюгата АГ ВГА и ПО с добавлением лекарственной формы ПО в различных концентрациях, а также иммуно - генной активности указанных выше компонентов в сочетании с рчФНОа в экспериментах на мышах. Для получения коньюгированного препарата АГ ВГА с ПО был использован полуфа 8 Р оссийский.^Аллергический ^Журнал Цитокины как адьюванты вакцин брикат одной из коммерческих серий вакцины ГЕП - А - ин - ВАК (без содержания гидроокиси алюминия). На основе указанного полуфабриката были приготовлены три экспериментальные серии препарата, одна прививочная доза которых (25 нг АГ ВГА) содержала различные дозы лекарственной формы ПО (1000, 200 или 40 мкг). Добавление лекарственной формы ПО к исследуемому коньюгату способствовало повышению иммуногенной активности вакцины, что выражалось в снижении ИД50. Выявлен дозозависимый эффект воздействия лекарственной формы ПО. При использовании препарата ПО в дозе 200 мкг/мышь отмечено более выраженное снижение значений ИД50. Усиление иммунного ответа на АГ ВГА наблюдалось у животных и при сочетанном применении рчФНОа и ПО в указанной выше дозе. Лекарственная форма ПО и рчФНОа оказывали стимулирующее влияние на иммуногенную активность вакцины «Геп - А - ин - Вак», индуцируя синтез специфических АТ к АГ ВГА. Повышение частоты выявления специфических АТ сопровождалось увеличением их титра. Адьювантный эффект препарата рчФНОа отмечен в экспериментах с использованием полуфабриката вакцины и коньюгата с ПО в сочетании с лекарственной формой ПО в дозе 40 мкг и проявлялся в стимуляции формирования специфических АТ в более высоких титрах (12). Эффективность иммунизации животных вакциной против гепатита В «Engerix B» и адью - вантный эффект цитокинов на иммуногенную активность вакцины оценивали по количеству сероположительных животных, а также по определению эффективной дозы, вызывающей сероконверсию у 50 % животных (ЕД50). Оценку интенсивности иммунного ответа проводили после однократного введения АГ (через 15 дней после первой иммунизации), а также в динамике (после повторного введения АГ - на 30 - й день эксперимента). Использование в качестве адъювантов препаратов цитокинов рчИЛ - iß и рчИЛ - 2, а также лекарственных препаратов «Аффинолейкин», «Имунофан» в виде монопрепаратов или комплекса цитокинов (рчИЛ - iß + рчИЛ - 2), способствует повышению иммуно - генной активности вакцины. Введение препаратов цитокинов с вакциной приводит к увели чению числа серопоположительных животных по сравнению с контрольной группой, иммунизированной одним АГ. При использовании меньшей дозы АГ в сочетании с цитокинами формируется иммунный ответ, сопоставимый с ответом на большую дозу АГ, вводимого без адьювантов. Более выраженный стимулирующий эффект отмечен у рчИЛ - iß по сравнению с другими препаратами. Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможности использования цитокинов и других препаратов с иммуномодулирующей активностью в качестве адьювантов, способных повышать иммуноген - ную активность вакцин. Цитокины, как иммуно - адьюванты нового поколения, могут избирательно усиливать защитные механизмы иммунитета, вызывая развитие тех форм иммунного ответа, которые необходимы организму для защиты от конкретного возбудителя заболевания. Использование цитокинов в качестве адьювантов может способствовать созданию более эффективной и надежной защиты при вакцинации.