Введение к работе
Актуальность проблемы. Грипп – острая вирусная инфекция с воздушно-капельным путем передачи, характеризующаяся острым началом, лихорадкой, общей интоксикацией и поражением респираторного тракта. Эпидемии гриппа происходят ежегодно, поражая до 15 % населения Земного шара, значимо увеличивая смертность в группах повышенного риска, увеличивая затраты на медицинскую помощь и нанося серьезный экономический ущерб. По частоте и количеству случаев грипп и ОРВИ занимают первое место, составляя 95 % всех инфекционных заболеваний. В России ежегодно регистрируют от 27,3 до 41,2 млн. заболевших гриппом и другими ОРВИ [Литвинова О.М, 2001; Couch R.B., 1999; Palach A.M., 1991; Palache A.M., 1997].
Кроме ежегодных эпидемий вирус гриппа А может вызывать и пандемии. Пандемии всегда являлись событиями мирового значения. Они возникали в результате появления высококонтагиозного вируса гриппа, к которому большая часть населения не имела иммунитета, и, как следствие, практически глобальной восприимчивости людей к инфекции. Характерными особенностями пандемий являлись быстрота распространения гриппа по всем частям света, как правило, менее чем за год, и подверженность заболеванию более четверти всего населения. Помимо высокой смертности пандемии всегда отличались внезапностью возникновения вспышки заболевания, не позволяющей адекватно подготовиться к борьбе с инфекцией. В прошлом столетии отмечено три пандемии гриппа: «испанский грипп» в 1918 г., «азиатский грипп» в 1957 г. и «гонконгский грипп» в 1968 г. «Испанка» унесла от 40 до 50 миллионов человек во всем мире [, 2004; , 2008]. Ни сроки, ни последствия следующей пандемии невозможно предсказать определенно.
Из известных 15 подтипов вируса гриппа А подтип H5N1 обладает наиболее высоким пандемическим потенциалом: он быстро мутирует и вступает в рекомбинацию с вирусами, инфицирующими различные виды животных, в том числе млекопитающих [, 2006; , 2008; Chang S, 2007]. Первый подтвержденный случай заражения людей гриппом птиц произошел в Гонконге в 1997 г., когда H5N1 вызвал тяжелое респираторное заболевание у 18 человек, из которых 6 умерло, причем заболевание было вызвано вирусом, циркулирующим в тот момент в популяции местной домашней птицы [Wong S.S, 2006; Lewis D.B, 2006].
В настоящее время активно дискутируется вопрос о возможности распространения новой пандемии гриппа [Garca-Garca J, 2006; Thomas J.K, 2007; Kleinman A.M, 2008]. Опасность представляет не только широкое распространение подтипа H5N1 в популяции птиц, но также высокая летальность данного вируса для человека: из 433 случаев заболевания людей гриппом H5N1 262 закончились летальным исходом [WHO, 2009]. В случае с гриппом птиц Н5N1 была определена 3 фаза предупреждения пандемии гриппа.
13 апреля 2009 г. в Мексике был подтвержден первый случай заражения новым видом вируса, который получил название «свиной грипп». Позже, когда был идентифицирован штамм возбудителя (California/07/2009), болезнь получила название грипп H1N1. Появление и циркуляция данного вируса гриппа Н1N1 в популяции людей привела к объявлению 27.04.09 г. 6 фазы предупреждения о пандемии. Объявление этой фазы указывает на то, что началась глобальная пандемия. По данным ВОЗ на 15.06.2009 в мире случаи заражения вирусом гриппа H1N1 зафиксированы в 76 странах. Общее число заболевших составляет 35928 человек, из них смертью закончились 163 [Li G.-X, 2009; Bolotin S, 2009; et al].
Можно предполагать, что причина столь быстрого распространения вируса H1N1 в человеческой популяции является отсутствие иммунитета у человека и наличие в геноме данного вируса генов от вируса гриппа птиц и вируса гриппа человека [WER, 2009; Hurt A.C, 2009; MMWR, 2009].
В плане предупреждения возникшей угрозы здоровью людей вакцинация будет основным инструментом в борьбе с инфекцией. Следовательно, разработка эффективных вакцин против пандемического гриппа – вопрос первостепенной важности. Лабораторно-экспериментальные исследования, проведенные с субтипом Н5N1 показали, что существует реальная проблема разработки пандемических вакцин, связанная с тем, что отработанные и принятые повсеместно схемы применения (способ введения, кратность, интервал, доза) сезонных гриппозных вакцин не эффективны в случае «птичьего» или «свиного» гриппа [Desheva J.A, 2006; Howard M.K, 2008; MMWR, 2009; WHO, 2009].
Еще одной проблемой, связанной с появлением пандемического вируса гриппа, является недостаток производственных мощностей для обеспечения населения вакциной.
Новые технологии должны сыграть важную роль в разработке наилучшей вакцины против пандемического гриппа. Идеальная вакцина должна быть безопасной и высокоэффективной с точки зрения защиты во всех целевых группах, включая грудных детей и престарелых. Препарат должен содержать небольшое количество антигена вируса и храниться без охлаждения. И наконец, такая вакцина должна производиться в больших масштабах и недорого стоить [ВОЗ, 2005].
Стратегии производства эффективных вакцин, использующих меньшее содержание антигена, за счет включения в состав препарата адъюванта, могут привести к значительному увеличению производственного потенциала, но для этого необходимо проведение полномасштабных доклинических и клинических исследований, доказывающих безопасность и иммуногенность сконструированных препаратов.
Имея в виду изложенные аргументы, проведение целенаправленных фундаментальных и прикладных исследований по разработке и изучению свойств «макетных» пандемических вакцин против гриппа является актуальной проблемой.
Целью настоящей работы являлось экспериментально-клиническое обоснование выбора стратегии профилактики гриппозной инфекции в период подготовки к пандемии.
Задачи исследования:
1. Сконструировать живую и инактивированные потенциальные («макетные») препандемические гриппозные вакцины.
2. Изучить физико-химические и молекулярно-биологические свойства отечественных потенциальных («макетных») препандемических гриппозных вакцин.
3. Провести доклинические и клинические исследования живой гриппозной вакцины «Ультрагривак» и оценить их результаты.
4. Провести сравнительные доклинические и клинические исследования гриппозных инактивированных субъединичных вакцин «ОрниФлю» и «ВГИПС» и выбрать наиболее оптимальный вариант;
5. Провести доклинические и клинические исследования гриппозной инактивированной расщепленной виросомальной адсорбированной вакцины «АвиФлю» и оценить их результаты.
6. Разработать оптимальную стратегию вакцинации населения в период подготовки к пандемии.
Научная новизна. Впервые изучены свойства живой «Ультрагривак» и инактивированных субъединичной сорбированной «ОрниФлю» и расщепленной виросомальной сорбированной «АвиФлю» потенциальных («макетных») препандемических вакцин против гриппа.
В ходе проведенных исследований впервые:
- выбраны наиболее перспективные варианты потенциальных («макетных») препандемических вакцин против гриппа – живая «Ультрагривак», инактивированные адсорбированные - субъединичная «ОрниФлю» и расщепленная виросомальная «АвиФлю»;
- экспериментально обоснована необходимость применения двукратной схемы вакцинации с целью профилактики пандемического гриппа;
- в рамках доклинических исследований экспериментально доказана безопасность и иммунологическая эффективность живой «Ультрагривак» и инактивированных адсорбированных субъединичной «ОрниФлю» и расщепленной виросомальной «АвиФлю» потенциальных («макетных») препандемических гриппозных вакцин на лабораторных животных;
- в рамках клинических исследований экспериментально доказана низкая реактогенность, безопасность и иммуногенность живой «Ультрагривак» и инактивированных адсорбированных субъединичной «ОрниФлю» и расщепленной виросомальной «АвиФлю» потенциальных («макетных») препандемических гриппозных вакцин на добровольцах;
- разработаны и утверждены критерии реактогенности и иммуногенности живой «Ультрагривак» и инактивированной субъединичной адсорбированной «ОрниФлю» препандемических гриппозных вакцин.
- обоснованы схемы вакцинации населения РФ с целью специфической профилактики гриппа в случае возникновения пандемии: для живой вакцины «Ультрагривак» - интраназально двукратно с интервалом 10 сут в дозе не менее 7,5 lg ЭИД50; для инактивированной субъединичной адсорбированной вакцины «ОрниФлю» - внутримышечно двукратно с интервалом 28 сут в дозе 15 мкг НА.
Практическая значимость работы. Работа имеет большое народно-хозяйственное значение. В результате проведенной работы:
- доказана эффективность технологических подходов при конструировании безопасных и эффективных живой и инактивированных вакцин против пандемического гриппа;
- выбраны наиболее оптимальные конструкции вакцин для защиты населения РФ от пандемии гриппа - живая вакцина «Ультрагривак»; инактивированные адсорбированные субъединичная «ОрниФлю» и расщепленная виросомальная «АвиФлю»;
- по результатам исследований оформлены НТД, зарегистрированы и разрешены к применению в РФ живая интраназальная вакцина «Ультрагривак» (ЛСР-002340/09 от 25.03.2009) и инактивированная субъединичная адсорбированная вакцина «ОрниФлю» (ЛСР-001481/09 от 03.03.2009);
Результаты и выводы диссертации могут быть использованы при разработке средств профилактики и лечения инфекционных заболеваний, имеющих пандемический потенциал.
Внедрение результатов работы. По теме работы разработана НТД (ФСП, инструкция по применению, регламент производства) на живую гриппозную вакцину «Ультрагривак», гриппозные инактивированные адсорбированные субъединичную «ОрниФлю» и расщепленную виросомальную «АвиФлю».
В марте 2009 г. в РФ зарегистрированы и разрешены к применению две «макетные» пандемические гриппозные вакцины:
- инактивированная субъединичная адсорбированная «ОрниФлю» (ЛСР-001481/09 от 03.03.2009);
- живая «Ультрагривак» (ЛСР-002340/09 от 25.03.2009).
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на Всероссийской научно-практической конференции «Вакцинология 2006. Совершенствование иммунобиологических средств профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней» (Москва, 21-22 ноября 2006 г.), Международном семинаре-тренинге «Актуальные вопросы защиты населения от биологических угроз» (Москва, 17-19 октября 2007 г.), Шестой международной конференции «Клинические исследования лекарственных средств» (Москва, 12 октября 2007 г.), Всероссийской научной конференции «Теоретические основы эпидемиологии. Современные эпидемиологические и профилактические аспекты инфекционных и массовых неинфекционных заболеваний» (Санкт-Петербург, 17-18 апреля 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы совершенствования межгосударственного взаимодействия в подготовке к пандемии гриппа» (Новосибирская обл., Кольцово, 9-10 октября 2008 г.), IV научно-практической конференции «Актуальные проблемы медицинской биотехнологии» (Краснодарский край (пос. Джемете), 9-12 сентября 2008 г.), Проблемной комиссии РАМН «Грипп и гриппоподобные инфекции, включая особо опасные. Фундаментальные и прикладные аспекты изучения. (Санкт-Петербург, 19 февраля 2009 г.), VII съезде аллергологов и иммунологов СНГ. II Всемирный форум по астме и респираторной аллергии (Санкт-Петербург, 26-28 апреля 2009 г.), Международной конференции «Актуальные проблемы в области развития и внедрения противогриппозных вакцин и вакцин против гриппа птиц» (г. Иркутск, 14-15 мая 2009 г.), Х международном конгрессе, посвященном 100-летию со дня рождения академика АМН А.Д.Адо «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии», г. Казань, 20-23 мая 2009 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 печатных работ, в том числе в 15 журналах, рекомендованных ВАК и в 41 тезисе докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 482 страницах текста, включая 129 таблиц и 34 рисунка; состоит из введения, трех глав обзора литературы, пяти глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы, который содержит 317 источников, из них 24 отечественных и 293 – иностранных.
