Достижения на начальном этапе разработки вакцины
Разработка вакцин на этом этапе объясняется новаторской ролью Луи Пастера и его выдающимся вкладом в разработку вакцин в конце 19 века. Большой вклад Пастера, известного как отец вакцин, заключается в том, что он отбирает патогенные микроорганизмы с сильной иммуногенностью для культивирования, инактивации физическими или химическими методами, а затем очистки. Инактивированные вакцины обычно используют сильные штаммы, но аттенуированные слабые штаммы также обладают хорошей иммуногенностью, например, инактивированная вакцина против полиомиелита, полученная с использованием аттенуированных штаммов Сэбина. Живая аттенуированная вакцина – вид вакцины, изготовленной из живых микроорганизмов с сильно ослабленной вирулентностью или принципиально нетоксичных, выделенных из природы путем искусственной направленной мутации.
Рисунок 2 Луи Пастер
В конце 19 века Кох изобрел метод выделения бактериальных культур на плотных питательных средах, что положило начало Пастеру для разработки вакцин. Пастер впервые обнаружил, что ростовая токсичность бактерий на искусственной питательной среде ослаблялась в течение длительного времени, например, холерного вибриона у цыплят через две недели, который не мог вызвать заболевания у цыплят после инъекции цыплятам. Более того, если для борьбы с инъецированными цыплятами использовать свежий вибрион холерный, у них не будет холеры. Пастер считал, что это связано со сниженной вирулентностью холерного вибриона в старой культуре, но иммуногенность все же существовала, так что у кур был иммунитет против холерного вибриона. Основываясь на этой теории,
5 мая 1881 года Пастер отобрал для эксперимента 24 овцы, 1 козу и 6 голов крупного рогатого скота. Животных вакцинировали вакциной против сибирской язвы, а затем повторно иммунизировали вакциной против сибирской язвы через 12 дней. 31 мая опытная группа и контрольная группа были заражены патогенной сибирской язвой. Результаты были следующими: ① Все овцы и козы в контрольной группе погибли, 2 коровы погибли и 4 коровы серьезно заболели; ② В опытной группе погибла только одна овца. Результаты показали, что вакцина против сибирской язвы оказывает защитное действие на животных. С тех пор, как живая аттенуированная вакцина против сибирской язвы была впервые официально использована в 1881 г., к началу 1882 г. было иммунизировано в общей сложности 85 000 овец, и был достигнут беспрецедентный эффект иммунной защиты.
После успеха вакцины против сибирской язвы и куриной холеры Пастер снова начал изучать вакцину против бешенства. Хотя вирус бешенства нельзя выделить и культивировать, как бактерии, было подтверждено, что патогенный микроорганизм, вызывающий бешенство, существует в тканях спинного или головного мозга больных животных. Поэтому Пастер выбрал кроликов, которым пересадил их мозг, чтобы получить аттенуированные штаммы, а затем сделал живую вакцину. С помощью этой вакцины он успешно спас жизнь Джейкоба Мейстера, которого укусили бешеные собаки.
Согласно пастеровскому принципу приготовления вакцины, Vibrio cholerae можно было непрерывно культивировать на воздухе при температуре 39 ℃ в 1891 году для получения живой аттенуированной вакцины. Позже клинические испытания в Индии доказали, что живая холерная вакцина обладает защитным действием. Колле и др. нагрели и инактивировали Vibrio cholerae в 1896 г. для приготовления инактивированной вакцины, которая широко использовалась в эндемичных по холере районах Японии в 1902 г., а затем были проведены клинические испытания в Бангладеш, на Филиппинах и в Индии соответственно. Заключение показывает, что вакцина обладает хорошим краткосрочным защитным эффектом.
Вдохновленные блестящими достижениями Пастера, Кальметт и Герен в 1908 г. культивировали штамм бацилл туберкулеза крупного рогатого скота на среде, содержащей желчь, в течение 13 лет подряд и в 213 поколениях и, наконец, в 1921 г. получили аттенуированную вакцину БЦЖ. но в конце 1920-х годов его заменили на внутрикожную инъекцию. БЦЖ оказывает хороший эффект в борьбе с милиарным туберкулезом и туберкулезным менингитом у новорожденных. С 1928 года БЦЖ по-прежнему широко используется в программах детской иммунизации во всем мире, и было вакцинировано более 4 миллиардов человек.