Это биопрепараты, содержащие штаммы вирусов, утратившие способность вызывать клинически выраженное заболевание, но сохранившие способность репродуцироваться в организме восприимчивого животного и стимулировать выработку факторов специфического противовирусного иммунитета.
Принцип получения живых вакцин. Основным в технологии производства живых вакцин является получение аттенуированных штаммов вирусов путем:
1) адаптации патогенных вирусов к маловосприимчивым или совсем невосприимчивым лабораторным животным. Так был получен штамм ЛЗ Накамура для профилактики чумы крупного рогатого скота (путем серийных пассажей на кроликах), штамм К для профилактики чумы свиней. При пассажах на животных успех во многом зависит от выбора метода заражения. Так, Л. Пастер путем серийных (130—140) интрацеребральных пассажей уличного вируса бешенства на кроликах получил вакцинный штамм, известный под названием вирус-фикс. Получены аттенуированные штаммы вирусов инфекционного бронхита, инфекционного ларинготрахеита птиц, катаральной лихорадки овец и другие путем адаптации к куриным эмбрионам. Методом адаптации к культурам клеток (пассирование в сочетании с селекцией в культуре клеток) вируса чумы крупного рогатого скота (штамма ЛЗ Накамура) удалось получить аттенуированный ареактогенный вакцинный штамм ЛТ. Аналогичным путем получены вакцинные штаммы вирусов инфекционного ринотрахеита, парагриппа-3, вирусной диареи крупного рогатого скота, чумы плотоядных и др.
При многочисленных серийных пассажах вируса происходит накопление случайных мутаций.
В основе изменчивости вируса лежат мутации, т. е. изменения состава и последовательностей нуклеотидов вирусного генома.
Исследователь, используя различные методы селекции, отбирает штаммы по признаку утраты вирулентности (к естественно восприимчивому животному) при сохранении иммуногенности. Это очень длительная, кропотливая работа, которая не всегда может быть успешной;
2) селекции природно-ослабленных штаммов вирусов при атипично или латентно протекающих инфекциях. Так были выделены вакцинные штаммы вируса болезни Ньюкасла В1, Н, Ф, Ла Сота, Бор-74 (ВГНКИ), аттенуированные штаммы ротавирусов человека;
3) использование гетеротипичных антигеннородственных апатогенных штаммов в качестве живых вакцин. Например, вирус оспы голубей создает иммунитет против оспы кур; вирус герпеса индеек защищает кур от болезни Марека; вирус фиброматоза создает у кроликов иммунитет от миксоматоза; вирус кори человека в состоянии защитить щенков от чумы плотоядных;
4) аттенуация вирусов генно-инженерными методами. Этот метод конструирования стабильных аттенуированных штаммов связан с делеционными (делеция — выпадение одного или нескольких нуклеотидов в вирусном геноме) мутациями. Преимущество таких мутантов состоит в том, что их способность к реверсии практически исключается. Исходя из этого, прилагаются усилия для получения стабильных делеционных мутаций, которые бы обеспечили вирусу достаточную дефектность, делающую его аттенуированным, но не настолько, чтобы потерять жизнеспособность. Этот тип «генной хирургии», использующий рестрикционные эндонуклеазы, может быть исполнен только на ДНК. Следовательно, те вирусные геномы, которые представлены РНК, должны быть транскрибированы в ДНК-копии, а затем подвергнуты изменениям.
Первые успехи в аттенуации вирусов с использованием методов генной инженерии достигнуты в опытах с ДНК-содержащими вирусами животных. Делеционные мутанты по тимидинкиназе получены у вируса инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота и вируса болезни Ауески. Так, мутанты вируса инфекционного ринотрахеита вследствие делении в гене тимидинкиназы не способны кодировать синтез этого фермента в клетках инфицированного организма. Нарушение этой функции генома вируса сопровождается его аттенуацией при сохранении антигенных свойств.
Основное требование к живым вакцинам на основе делеционных мутантов вирусов — их выраженная репликация in vitro и in vivo с тем, чтобы производство вакцин было экономически выгодным, а применение достаточно эффективным.
Любой вакцинный штамм должен быть хорошо изучен, клонирован, паспортизирован и комиссионно сдан во Всероссийский государственный научно-исследовательский институт контроля, стандартизации и сертификации ветеринарных препаратов, где он хранится, поддерживается и контролируется.
Так как свойства вакцины определяются вакцинным штаммом, то к ним предъявляются следующие основные требования:
генетическая стабильность — способность сохранять свои свойства в различных условиях пассирования на восприимчивых животных, в системе культивирования, хранения и т. д., т. е. штамм не должен подвергаться реверсии (возврату в исходное состояние);
безвредность — вакцинный штамм не должен вызывать клиническую картину болезни, вместе с тем должен обладать способностью «приживаться» (размножаться) в организме естественно восприимчивых животных. От длительности приживаемости обычно зависят продолжительность и напряженность иммунитета. Высокоиммуногенные штаммы приживаются в организме на 2—4 нед.
При идеальном исходе аттенуации вирус должен практически утрачивать способность поражать клетки-мишени, но сохранять способность размножаться в других клетках, обеспечивая создание выраженного и напряженного иммунитета при минимальной реактогенности и полной безопасности.
Живые вакцины обладают рядом существенных преимуществ перед инактивированными вакцинами:
1) создают высокую напряженность и длительность иммунитета (более чем на 1 год, иногда на всю жизнь), так как в организме вакцинные штаммы размножаются, вызывая развитие вакцинной реакции, сходной с естественным постинфекционным процессом, происходит активация всех компонентов иммунной системы, стимулируется общий (системный) и местный ответ;
2) требуются малые прививочные дозы и для большинства из них однократное введение;
3) возможное применение их не только подкожно, внутримышечно, но и перорально, интраназально и аэрозольно;
4) иммунитет вырабатывается в более короткий срок, на первых этапах обычно за счет интерферона, а затем уже — накопления вируснейтрализирующих антител;
5) технология и экономичность изготовления их превосходят создание инактивированных вакцин.
Несмотря на преимущества живых вакцин по некоторым позициям, у них есть недостатки:
1) иногда возможны поствакцинальные осложнения у молодых, ослабленных и беременных животных;
2) возможно, хотя и в редких случаях, внесение в организм животных контаминантов (латентных вирусов, микроорганизмов), загрязняющих вакцины. Например, культуры клеток из тканей крупного рогатого скота нередко инфицированы аденовирусами, вирусами диареи, парагриппа-3; куриные эмбрионы — вирусами лейкозно-саркоматозного комплекса, аденовирусами, микоплазмами; культуры клеток свиного происхождения — парвовирусами, классической чумы свиней. Неконтролируемое попадание посторонних агентов в вакцину может привести к серьезным последствиям;
3) возможна реверсия вакцинного штамма;
4) живые вакцинные штаммы весьма чувствительны к неблагоприятным факторам, возникающим при производстве, хранении, транспортировке и применении;
5) нужен довольно длительный срок для получения аттенуированных вакцинных штаммов.
Генетический механизм аттенуации недостаточно изучен. Это обстоятельство не дает возможности предложить единое правило получения вакцинных штаммов. Несмотря на попытки многих исследователей, до сих пор не получено аттенуированных вакцинных штаммов вирусов ящура, инфекционной анемии лошадей и др.
Живые вакцины широко применяют в основном для животных на откорме и не рекомендуются в репродуктивных стадах. Готовят их на биофабриках, биокомбинатах или других предприятиях по производству биопрепаратов, которые получают вакцинные штаммы из Всероссийского государственного научно-исследовательского института контроля, стандартизации и сертификации ветеринарных препаратов.
Таким образом, технология изготовления живых вакцин сводится к культивированию вакцинного штамма в какой-либо биологической системе (животные, эмбрионы птиц, культуры тканей и клеток); определению концентрации вируса (его титра) в вируссодержащем материале; контролю на стерильность (отсутствие посторонних контаминантов); фасовке и лиофилизации (перед лиофилизацией для сохранения биологической активности вируса добавляют стабилизирующие вещества). Затем вакцины проходят контроль на стерильность, биологическую активность, реактогенность, безвредность, антигенную и иммуногенную активности. Если вакцина отвечает всем установленным показателям, ее этикетируют и выпускают для применения.
Живую вакцину обычно называют вирусвакциной. Анализ данных применения живых вакцин свидетельствует о достаточно высокой эффективности многих из них, например, таких, как вакцины против чумы крупного рогатого скота, чумы плотоядных, болезни Ньюкасла и др.