Меню
Яндекс.Метрика

Вакцина против малярии

Несмотря на то что предпринимаются попытки создать вакцины против многих паразитарных болезней, особенно интенсивная работа осуществляется в отношении вакцины против малярии, вызываемой Plasmodium falciparum, наиболее злокачественным возбудителем. Для правильного понимания проблемы и подходов к ней необходимо кратко рассмотреть жизненный цикл возбудителя малярии (см. гл. 154). При укусе комара в кровь человека попадают подвижные спорозоиты, находящиеся в слюнных железах насекомого. Менее чем за 30 мин они покидают кровь и проникают в печень. Далее спорозоиты проходят экзоэритроцитарный цикл развития, претерпевая бесполое деление по типу- шизогонии и продуцируя множество мерозоитов. Последние при разрыве гепатоцитов выходят в кровь и проникают в эритроциты, где дифференцируются в трофозоиты, делятся по типу шизогонии с образованием большого числа мерозоитов, которые вновь проникают в эритроциты, и цикл продолжается. Некоторые мерозоиты развиваются в половые стадии, гамонты. Если комар укусит зараженного человека, гамонты попадут в организм насекомого. Мужские микрогаметы оплодотворяют женские макрогаметы, формируется оокинета, а затем ооциста. Последующее деление в пределах ооцисты приводит к образованию инфективной стадии, спорозоита. Некоторые из этих стадий могут быть мишенью для иммунного воздействия с помощью вакцины.

Спорозоитные вакцины. Иммунитет к Р. falciparum можно сообщить человеку через возбудителя, находящегося на стадии спорозоитов. Это было показано в опытах с облученными зараженными комарами (содержащими облученных спорозоитов, потерявших способность к делению), которым давали возможность напитаться кровью людей. В результате исследований появилась возможность охарактеризовать один спорозоитный антиген. Моноклональные антитела к этому антигену могут пассивно переносить резистентность к малярии у грызунов и обезьян. С помощью методики рекомбинантной ДНК клонирован ген, ответственный за кодирование протективного спорозоитного антигена Р. falciparum. Протективный эпитоп состоит из 4 аминокислот, повторяющихся 23 раза. Эта повторяющаяся последовательность может быть синтезирована для разработки вакцины. Преимуществами спорозоитной вакцины является то, что она эффективна без адъюванта и обладает протективным действием против различных форм Р. falciparum. Недостатком ее можно считать то, что иммунитет характеризуется феноменом все или ничего; если несколько спорозоитов избегут иммунного ответа, человек может заразиться малярией.

Мерозоитная вакцина. Организм хозяина вступает в контакт с мерозоитами в течение короткого промежутка времени, когда они покидают один эритроцит и проникают в другой. Зараженные эритроциты образуют на своей поверхности новые антигены, возможно, паразитарного происхождения. Мишенью для вакцины могут быть как мерозоиты, так и зараженные эритроциты. При пассивном переносе частичную защиту могут обеспечить моноклональные антитела к мерозоитам и эритроцитам, инфицированным возбудителем малярии грызунов. Эти моноклональные антитела были использованы для выделения антигенов, способных индуцировать Протективный иммунитет. Преимущество подобной вакцины заключалось бы в ее эффективности против стадий паразита, взаимодействующих с организмом хозяина более длительный период времени, чем спорозоиты. В качестве недостатков можно рассматривать то, что для достижения достаточного протективного эффекта требуются адъюванты, а также возможную штаммоспецифичность вакцины.

Гаметная вакцина. В том случае, если в организме хозяина возникает иммунитет к гаметам (состояние, которое не встречается в естественных условиях, так как гамета изолирована от иммунного воздействия посредством эритроцитарной мембраны), антигаметные антитела при попадании (одновременно с гаметами) с кровью в организм переносчика могут нейтрализовать гаметы при освобождении последних из эритроцитов. По-видимому, по крайней мере два антигена участвуют в этом процессе, так как нейтрализация может иметь место, только когда два различных моноклональных антигаметных антитела действуют совместно, но не тогда, когда они действуют в отдельности. Вакцина, действие которой направлено против гамет, не обладает достаточным протективным эффектом от болезни, но может быть применена в целях снижения ее передачи. В этой связи имело бы смы сл вкл ючить ее в состав мультивалентной вакцины против малярии.

Таблица 152-1. Некоторые механизмы, позволяющие паразитирующим организмам избежать воздействия иммунного ответа хозяина

Паразитирующий организм

Механизм, действия

Trypanosoma brucei

Антигенная изменчивость

Токсоплазмы

Предотвращение слияния лизосом с фагосомами

Возбудитель малярии, бабезии

Локализация внутри клеток хозяина

Шистосомы

Приобретение молекул хозяина Потеря поверхностных антигенов Изменения внутренних мембран Блокада иммунных комплексов

Филярии, лейшмании

Супрессия специфических Т-клеток

Taenia, амеба

Инактивация медиаторов воспаления

Механизмы, позволяющие паразитам избежать воздействия иммунного ответа хозяина. У паразитов выработались различные механизмы ослабления воздействия иммунного ответа хозяина (табл. 152-1). Наиболее ярким примером этого служит механизм антигенных вариаций у африканских трипаносом — жгутиковых простейших, передаваемых мухой цеце, возбудителем сонной болезни. Трипаносома имеет толстую поверхностную оболочку, состоящую из многочисленных молекул одного антигенного гликопротеина. Когда клонируемые организмы, имеющие один и тот же поверхностный антиген, вводятся определенным животным, начинается последовательное развитие волн паразитемии, сходных с теми, которые наблюдают у людей, подвергавшихся укусам зараженных мух цеце. Во время каждого пика преобладают трипаносомы, образующие один вариант поверхностного гликопротеинового антигена (ВПГА), отличного от всех других ВПГА, образованных во время предыдущих пиков паразитемии у того же животного. Клонируемый организм может продуцировать волны возбудителя с более чем 100 различными ВПГА. Каждый пик паразитемии индуцирует выработку растворимых антител против основного ВПГА. Полагают, что антитела элиминируют возбудителей с наличием специфического ВПГА, но трипаносомы, которые смогли переключиться на другие ВПГА, ускользают. Анализ последовательности аминокислот у ряда ВПГА показал, что они имели различия только по нескольким замещениям, что может быть объяснено локальной мутацией, и, наоборот, аминокислотная последовательность каждого ВПГА совершенно различна .

Исследования по генному кодированию ВПГА показали, что каждый ВПГА кодируется с помощью отдельных генов. Каждая трипаносома, несмотря на тип имеющегося в данный момент ВПГА, содержит копию каждого гена ВПГА. Трипаносомы обладают несколькими механизмами для экспрессии ВПГА. Например, возбудители с экспрессией определенного гена ВПГА могут иметь дополнительные, дублирующие копии того же гена; это называется дублированием, связанным с экспрессией. Исследования с помощью рестрикционных ферментов показывают, что дублирование, связанное с экспрессией, перемещается на новое место, являющееся специфичным для экспрессии гена. Если каждый ген представить в виде магнитофонной кассеты в фонотеке, то для экспрессии ВПГА кассета дублируется, дубликат забирают из фонотеки, вставляют в генетический магнитофон и проводят экспрессию.

У некоторых паразитов выработалось множество механизмов, позволяющих им избежать воздействия иммунного ответа. Шистосомы, например, могут терять поверхностные антигены после того, как они попадают в организм хозяина; могут присоединять антигены хозяина и маски роваться под ткани хозяина; могут образовывать определенные внутренние изменения мембраны, обеспечивающие им резистентность к воздействию иммунитета даже при наличии поверхностных антигенов, и, наконец, могут выделять антигены, блокирующие эффекторные клетки и антитела. Ряд паразитов, например токсоплазмозы, после заглатывания макрофагом препятствуют слиянию фагосом с лизосомами. Другие, такие как лейшмании, не могут препятствовать слиянию после поглощения, но обладают устойчивостью к воздействию токсических субстанций в лизосомах макрофагов. Остальные, такие как Trypanosoma cruzi, избегают контакта с лизосомами в цитоплазме.

Некоторые возбудители, такие как филярии, лейшмании и возбудители малярии, индуцируют сильные супрессирующие механизмы, включающие Т-клетки-супрессоры, которые снижают или сводят к нулю эффективность иммунного ответа хозяина. Некоторые паразиты могут разрушать медиаторы, участвующие в воспалительных реакциях, обеспечивающих эффективный иммунный ответ. Например, Taenia разрушают компоненты системы комплемента, амебы продуцируют нейтрализующие факторы против хемотаксических факторов для макрофагов. Другие паразиты, такие как аскариды, по-видимому, обладают поверхностным слоем, играющим роль антигена, и могут индуцировать иммунный ответ, но сами, несмотря ни на что, устойчивы к этому воздействию. Против этих паразитов эффективный иммунный ответ не формируется.

Хотя некоторые паразитирующие организмы могут уклоняться от иммунного ответа, они обладают способностью индуцировать эффективный защитный иммунный ответ к последующему заражению этими же видами. Это называется сопутствующим иммунитетом или нестерильным (инфекционным) иммунитетом.

Читать далее: Эффекторные механизмы хозяина против паразитов