Ученые Пермского Политеха объяснили принцип действия живых, «убитых» и векторных вакцин

В настоящее время человечество регулярно сталкивается с эпидемиями различных заболеваний. По данным ВОЗ, за последние годы выявлено более 30 новых опасных микроорганизмов. Ученые Пермского Политеха рассказали, как работают разные виды вакцин, почему в календарь прививок не входит защита от ОРВИ и клещевого энцефалита, почему от БЦЖ остается небольшой след и зачем вакцинировать ребенка с первых часов жизни.

Важность коллективного иммунитета

Коллективный иммунитет представляет собой эффект массового сопротивления
распространению заболевания, который возникает, когда большинство людей привиты
от него. Вакцины делятся на живые ослабленные, инактивированные, субъединичные,
мРНК-вакцины и векторные.

– При наличии устойчивости к вирусу у 90–95% населения, ему будет негде
распространяться. Благодаря этому даже те категории граждан, которые не могут
сделать ту или иную инъекцию, например, младенцы или тяжелобольные люди, будут в
безопасности, – объясняет доктор медицинских наук, профессор кафедры «Охрана
окружающей среды» ПНИПУ Олег Долгих.

Эксперт дополняет, что намеренный отказ от вакцинации ослабляет коллективный
иммунитет, повышая риски для тех, кто не может быть привит по медицинским
показаниям и приводит к вспышкам новых и давно забытых инфекций.

Какие виды вакцин существуют

На сегодняшний день выделяют несколько групп препаратов, формирующих иммунитет
населения. Каждый из них применяется против различных заболеваний в зависимости
от способа действия.

Живые вакцины (также известны как аттенуированные, ослабленные)

– Такие вакцины содержат ослабленные формы инфекций, сохраняющие способность
проникать в клетки организма и размножаться. Этот эффект достигается различными
методами. Среди них — длительное культивирование в неблагоприятных условиях,
таких как среды с дефицитом питательных веществ, экстремальные температуры,
высокая соленость или радиационное облучение. Другой распространенный метод —
это многократное воздействие возбудителя на организмы животных, невосприимчивых
к нему, что приводит к постепенной потере болезнетворности для человека, –
объясняет кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры «Химические технологии»
ПНИПУ Екатерина Баньковская.

Действие прививки имитирует естественное заражение. Ослабленный вирус проникает
в клетки и заставляет их производить свои копии. В ответ запускается два типа
защиты: гуморальный и клеточный иммунитет.

Первый — борется с возбудителями в жидких средах организма: в крови и на
слизистых, не позволяя им проникнуть дальше, за это отвечают В-лимфоциты. Они
распознают конкретный штамм вируса и превращаются в плазмоциты, производящие
огромное количество специфических антител. Они помечают инфекцию, подлежащую
уничтожению. Позже макрофаги – известные как «пожиратели», активно захватывают и
переваривают чужеродные или токсичные для организма частицы.

Если же вирусу удается преодолеть жидкие среды организма и проникнуть дальше, в
дело вступает второй вид. Его главные действующие лица — Т-лимфоциты. Они учатся
напрямую находить и разрушать зараженные или злокачественные клетки, выпуская
токсичные вещества (перфорины и гранзимы).

– В результате такие вакцины обеспечивают защитный барьер на долгие годы, а
иногда и на всю жизнь, требуя всего одну дозу или единственную ревакцинацию. Это
позволяет создать блокаду против серьезных заболеваний, которые проникают
глубоко внутрь тканей, таких как корь, краснуха, туберкулез, полиомиелит,
брюшной тиф, – продолжает ученая Пермского Политеха.

Инактивированные («убитые») вакцины

Эта группа включает прививки, изготовленные из обезвреженных бактериальных
культур или вирусных частиц путем химической обработки (формалином, спиртом,
фенолом). Инактивированные прививки гарантируют отсутствие риска развития
инфекционного процесса после введения инъекции даже для людей с иммунодефицитом
и хроническими болезнями, беременных и пожилых. Это условие критически важно для
защиты от возбудителей, вызывающих тяжелые необратимые нарушения, таких как
клещевой энцефалит, холера, гепатиты А и В.

В отличие от живых вакцин, эти формируют по большей части только гуморальный
иммунитет, так как убитый вирус не может проникать внутрь клеток и размножаться
в них – он существует только в кровеносных сосудах.

Алгоритм действия похожий: плазмоциты массово производят антитела, которые
выходят в кровоток и разносятся по всему организму. После выполнения своей
задачи они подвергаются апоптозу (запрограммированной гибели) и в течение 1–2
недель их количество постепенно снижается. Поэтому для поддержания защитного
уровня необходимы повторные введения инъекции, которые напомнят иммунной системе
об угрозе и усилят при необходимости ее ответ.

– Длительное время шла дискуссия по вопросу, какие лучше: «живые» или «убитые».
Сравнение этих двух групп по ряду показателей – иммуногенность, безвредность,
простота применения, стандартность, экономичность производства – привело к
выводу: идеальной прививки против всех болезней не существует. Выбор зависит от
конкретной инфекции. Главный критерием является то, какая из них дает более
сильный и длительный иммунитет и эффективнее снижает распространение патогенов,
– поясняет ученая Пермского Политеха.

Например, живые вакцины не применяются для профилактики бешенства и коклюша,
поскольку даже ослабленные вирусы этих заболеваний могут поражать нервную и
дыхательную системы. Поэтому от этих болезней используют исключительно
инактивированные прививки.

Вакцины на основе специфических антител

В медицине еще такие препараты называют пассивными, потому что, в отличие от
остальных, они не стимулируют иммунную систему к выработке антител – их вводят
уже готовыми. Эффект от этих прививок кратковременный, так как они не позволяют
организму создать собственные клетки памяти и специализированные лимфоциты,
необходимые для долговременной защиты. Следовательно, когда чужеродные антитела
исчезнут, человек вновь станет восприимчивым к инфекции.

Проще говоря, поставить такую прививку — это как одолжить на время чужую армию
вместо обучения своей. Это не создает собственного иммунитета, но позволяет
мгновенно получить защиту. Подобные инъекции эффективны в экстренных ситуациях,
когда необходима срочная профилактика. Например, при ботулизме, укусах животных,
желтухе у новорожденных.

Рекомбинантные векторные вакцины

– Это самый современный тип вакцин, представляющий из себя сложную
генно-инженерную конструкцию. В ее основе – относительно безвредный
вирус-носитель, например, простуды. Из него удаляют элементы, отвечающие за
размножение и болезнь. Получается безопасная «оболочка», в которую вставляют
ген, содержащий инструкцию по производству лишь одной детали опасной инфекции, –
рассказывает Екатерина Баньковская.

Благодаря тому, что вирусы, используемые в качестве «курьеров», живые, они без
проблем проникают внутрь клеток. И у них получается доставить туда нужный
инактивированный ген, который сам бы не смог проделать этот путь.

Эта вакцина обманывает иммунитет, заставляя его реагировать так, будто произошло
настоящее заражение, но при этом полностью безопасна, потому что не содержит
настоящего патогена – только его подобие.
Векторные прививки выбирают, когда нужно быстро создать оружие против новой
угрозы, а использование живых и ослабленных инъекций невозможно или рискованно,
как это было с COVID-19 и лихорадкой Эбола. Эта технология является ключевой для
разработки прививок будущего против самых сложных заболеваний, таких как ВИЧ,
малярия и рак.

Почему до сих пор не существует прививки от ОРВИ
– ОРВИ или острые инфекционно-воспалительные заболевания верхних дыхательных
путей вызывают более 200 типов вирусов. Вакцина, разработанная от одного штамма,
будет не эффективна против других. Причем они мутируют так быстро, что ни
технически, ни экономически невозможно каждый год создавать новую прививку, как,
например, это делают с гриппом, – отвечает ученый ПНИПУ.
Почему прививки сейчас делают только с согласия

Благодаря плановому проведению активной вакцинации населения во всех странах
мира удалось достичь иммунной прослойки, которая позволила снизить или свести к
нулю некоторые опасные заболевания.

– С октября 1977 года в мире не зарегистрировано ни одного случая оспы, что
позволило ВОЗ в 1980 году заявить о полной ликвидации этой инфекции. Такого
успеха удалось достичь сочетанием эффективной программы прививок с хорошо
продуманной системой наблюдения, – рассказывает Екатерина Баньковская.

Активная иммунная профилактика в СССР после массового введения инъекции против
полиомиелита в 1960 году сократила заболеваемость более чем в 200 раз. В конце
90-х годов у 80 % детей всего мира, был иммунитет против этого вируса,
вызывающего паралич и полный отказ легких.

– С 1998 года вакцинация считается добровольной процедурой, так как является
инвазивным вмешательством, то есть нарушающим целостность кожных покровов.
Такому решению также способствовало улучшение эпидемиологической обстановки и
расширение прав граждан. Однако если массовые отказы приведут к ухудшению
ситуации и ослаблению коллективного иммунитета, это может стать причиной для
возвращения процедуре статуса обязательной, – отмечает Олег Долгих.
Так, в Пакистане и Афганистане из-за массовых отказов ревакцинироваться
периодически фиксируют вспышки полиомиелита – последняя эпидемия была в 2024
году.
По какому принципу выбирается место, в которое ставят прививку

Место для укола выбирают исходя из соотношения максимальной эффективности и
безопасности.
– Например, вакцину БЦЖ от туберкулеза вводят строго подкожно в плечо, потому
что, если препарат попадет глубже в ткани организма, это может вызвать серьезные
осложнения, такие как абсцессы или воспаления лимфоузлов. Большинство других
инъекций – от столбняка, коклюша, дифтерии – вводят внутримышечно. Этот способ
предпочтителен по нескольким причинам. Во-первых, хорошее кровоснабжение мышц
обеспечивает быструю и мощную выработку иммунитета. Во-вторых, удаленность от
кожи минимизирует побочные реакции, которые обычно ограничиваются лишь
кратковременной болезненностью в месте укола, – делится Екатерина Баньковская.
Почему от прививок против оспы и туберкулеза остаются следы на всю жизнь
Большинство современных прививок делаются внутримышечно или подкожно. А вакцины
от оспы и туберкулеза (БЦЖ) вводятся внутрикожно, то есть строго в самый ее
верхний слой, который является активным органом иммунной системы. На инъекции он
реагирует сильным местным воспалением.
Сначала формируется уплотнение («пуговка») – там сосредотачиваются лимфоциты,
борющиеся с ослабленными компонентами возбудителя. Затем появляется гнойничок
(пустула), содержащий погибшие иммунные клетки. По мере заживления он
покрывается корочкой, которая впоследствии отпадает, оставляя небольшой шрам —
рубец. Он символизирует успешную победу организма над учебной версией вируса или
бактерии.
Почему прививки ставят с первых часов жизни
– График прививок построен так, чтобы успеть создать защиту до того, как
младенец столкнется с самыми опасными для него в первые дни жизни заболеваниями,
– комментирует Екатерина Баньковская.

Ребенок может заразиться гепатитом В прямо во время родов от мамы, которая
является носителем вируса, даже если сама об этом не знает. Для него он в 90%
случаев становится хроническим и ведет к циррозу или раку печени. Прививка,
сделанная в первые 24 часа, вырабатывает иммунитет к моменту выписки.

Уже покинув стерильные условия роддома, дети с высокой долей вероятности
столкнутся с бактерией туберкулеза в любом месте (транспорт, поликлиника,
гости). Кроме того, не получится предугадать, в какой обстановке окажется
новорожденный после выписки из роддома: возможно, он будет проживать в
многолюдной квартире с повышенным риском инфицирования. Прививка БЦЖ,
поставленная на 3-7 день, подготовит организм к этой встрече.

– Многие родители задаются вопросом, как иммунная система младенца будет
реагировать при насыщенном календаре прививок на введение столь многочисленных
вакцин. На самом деле сразу после рождения с вдыхаемым воздухом, с пищей и за
счет контакта с окружающей средой ребенок одномоментно получает огромное
количество патогенов, гораздо большее, чем от введения инъекций. Поэтому за его
здоровье при вакцинации с первых дней жизни можно быть спокойным, – добавила
ученая ПНИПУ.

Во всем мире вакцинопрофилактика остается самым эффективным и проверенным
инструментом в борьбе с инфекционными заболеваниями. Современная наука не стоит
на месте, о чем свидетельствует разработка персонифицированных прививок,
например, против рака. Это доказывает, что потенциал вакцинологии далеко не
исчерпан.
Устойчивость коллективного иммунитета, обеспечивает безопасность самых уязвимых
слоев населения и напрямую зависит от ответственности каждого. Доверие к научно
обоснованным методам профилактики — это ключевой вклад в собственное здоровье и
благополучие всего общества.