Adatu izgatavošana bez vajadzības

Adatas dūriens ir sāpes, bet tas mūs pasargā no daudziem mikrobiem. Bērni Amerikas Savienotajās Valstīs iztur pat 14 vakcīnas injekcijas līdz 16 gadu vecumam. Pieaugušie tiek imunizēti, lai atvairītu gripu un stingumkrampjus; ceļotāji apbruņojas pret holēru, vēdertīfu un citām slimībām.

Lai gan injekcija ir sen izturēts līdzeklis preču piegādei, tai ir būtiski trūkumi. Injekcijas aprīkojums var četrkāršot vienas vakcinācijas izmaksas. Bailes no adatas samazina vakcinācijas grafiku ievērošanu attīstītajās valstīs. Jaunattīstības valstīs atkārtota šļirču izmantošana izplata slimības, un ledusskapju trūkums ierobežo vakcīnu pieejamību. Patiešām, šo problēmu nopietnība nesen pamudināja Pasaules Veselības organizāciju (PVO) pieteikt karu nedrošām injekcijām un mudināt izstrādāt perorālās un deguna vakcīnas.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 1998. gada septembra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Injicētās vakcīnas daļēji valda tāpēc, ka pētnieki saprot, kā tās darbojas. Vakcīnas ievadīšana zem ādas vai muskuļos provocē sistēmisku imunitāti: Aizsargājošas antivielas cirkulē asinīs. Vakcīnas ievadīšana iekšķīgi izraisa imunitāti uz mitrām gļotādas virsmām, piemēram, tām, kas klāj muti, degunu un dzimumorgānu traktus, taču process ir bijis daudz mazāk izprotams, saka Roberts Edelmans, Merilendas Universitātes Vakcīnas centra klīnisko pētījumu asociētais direktors. Attīstība Baltimorā. Bet, kad AIDS epidēmija skāra astoņdesmito gadu sākumā, tā lika pētniekiem sākt atklāt gļotādas imunitātes sarežģītību.

Pēdējo piecu līdz 10 gadu laikā pētnieki ir uzzinājuši, kā ar gļotādas vakcīnām var bloķēt mikrobus, kas organismā nonāk caur gļotādas virsmām. Apbruņojušies ar jaunām zināšanām, vairāk nekā ducis vakcīnu tehnoloģiju uzņēmumu cer padarīt imunizācijas adatu nevajadzīgu un aizstāt to ar deguna aerosoliem, deguna pilieniem, aromatizētiem šķidrumiem, ādas plāksteriem un ēdamiem, ar vakcīnām iešūtiem augiem. Lai gan daži joprojām testē produktus laboratorijā, citi jau ir pārvarējuši Pārtikas un zāļu pārvaldes (FDA) apstiprināšanas procesa šķēršļus. Nākamo pāris gadu laikā vispirms tiek piedāvāta perorālā vakcīna, kas aizsargā bērnus no rotavīrusa izraisītas caurejas, un deguna aerosols, kas alternatīva vakcinācijai pret gripu.

Lai gan katras jaunas vakcīnas izpētes un izstrādes cena ir no 50 miljoniem līdz 200 miljoniem USD, iespējamā atmaksāšanās ir milzīga. Piemēram, rotavīrusa vakcīnas ražotāji prognozē, ka ikgadējie pārdošanas apjomi visā pasaulē sasniegs līdz pat 250 miljoniem USD. Cits uzņēmums lēš, ka klienti katru gadu varētu atmaksāt vairākus miljardus dolāru par deguna vakcīnu pret Shigella, caureju izraisošo baktēriju. Savukārt Edelmans cer, ka lietotājam draudzīgas piegādes sistēmas uzlabos bērnu imunizācijas ātrumu laikā, kad 1 miljonam amerikāņu bērnu nav veiktas ieteiktās vakcinācijas. Bērniem ir jāiegūst tik daudz kadru, tas samazina atbilstību, saka Edelmans. Ir vajadzīgas jaunas piegādes sistēmas.

Atlēcējs pie durvīm

Galvenais neinjicējamo vakcīnu mērķis ir organisma plašās gļotādas membrānas. Apvienotās, gļotādas šūnas pārklāj laukumu, kas vienāds ar apmēram pusotru tenisa kortu, izklāj elpceļus un kuņģa-zarnu traktu, urīnceļus un dzimumorgānu kanālus, pat plakstiņus. Gļotādas imunitāte ir ķermeņa priekšējā aizsardzības līnija, jo 90 procenti infekciju sākas gļotādas vietās. Tādas izplatītas infekcijas kā pneimonija, iekaisis kakls, gripa, caurejas slimības, čūlas un seksuāli transmisīvās slimības sākas uz gļotādas virsmām.

Gļotādas imunizācija mudina imūnsistēmu ražot divu veidu antivielas dažādos ķermeņa reģionos: spēcīgas IgA antivielas uz gļotādas virsmām un IgG antivielas asinsritē. Turpretim injicētās vakcīnas asinīs izraisa tikai IgG antivielas. Izraisot IgA reakciju, gļotādas vakcīnas aizsargā organismu pret patogēniem invāziem, pirms tie sasniedz un sabojā iekšējos orgānus. IgG inducējošas injicētas vakcīnas aizsardzība iestājas tikai pēc infekcijas sākuma.

Gļotādas vakcīnai var būt vairākas dažādas formas. Deguna aerosoli, deguna vai acu pilieni, kapsulas, šķidrumi un rektālās vai maksts svecītes ir visi iespējamie vakcinācijas līdzekļi — daži ir acīmredzami praktiskāki un garšīgāki nekā citi. Par laimi, saka Deivids Bērts, Monreālā bāzētās Intellivax International Inc. pētījumu viceprezidents, gļotādas imūnsistēma ir savstarpēji saistīta, tāpēc ērtā gļotādas vietā lietotās vakcīnas aizsargā arī citas ķermeņa daļas.

Šāviens degunā

Viena no pirmajām vakcīnām, kas nonāks pacientu nāsīs, iespējams, būs FluMist, deguna aerosols, kas paredzēts gripas vīrusiem. Gan bērni, gan veseli pieaugušie drīzumā var saņemt ikgadējo vakcināciju pret gripu, izmantojot šo šļircei līdzīgo ierīci ar aerosola smidzinātāju vietā, kur jāatrodas adatai. Ierīce nodrošina dzīvu, bet novājinātu gripas vīrusu, kas aug tikai vēsākā deguna eju temperatūrā. Tur vakcīna sagatavo gļotādas imūnsistēmu, lai apturētu slimību izraisošos gripas vīrusus, pirms tie var iekļūt degunā un augšējos elpceļos.

FluMist klīniskajos pētījumos ir guvis labus rezultātus — tas nodrošina 93% aizsardzību pret gripu bērniem ar vieglām blakusparādībām (iesnas vai iekaisis kakls), kas ilgst apmēram dienu. Bet jaunajai vakcīnai var būt arī cita un pozitīvāka blakusparādība. Tas samazina ar gripu saistīto ausu infekciju biežumu par 98 procentiem. Ausu infekcijas sūta amerikāņu bērnus pie pediatra vairāk nekā 31 miljonu reižu katru gadu, un lielākā daļa no šiem bērniem saņem antibiotikas; bērnu vakcinēšana pret gripu varētu ietekmēt šo pārmērīgo antibiotiku lietošanu un no tā izrietošo pret zālēm rezistento baktēriju pieaugumu.

Aviron, Kalifornijas uzņēmums, kas izstrādā FluMist, šovasar iesniedza FDA apstiprinājumu deguna gripas potei. Uzņēmums cer, ka FluMist būs pieejams savlaicīgi 1999. gada gripas sezonai.

Lejā pa Gullet

Vēl viens acīmredzams neinjicējamo vakcīnu veids ir nolaist lūku. Taču perorālās vakcīnas saskaras ar smagiem šķēršļiem. Viņiem jāizdzīvo skarbā kuņģa un zarnu vide. Turklāt gremošanas trakts redz daudz imunoloģisku izaicinājumu no pārtikas, saka Pīters Nara, Starptautiskās vakcīnu biedrības prezidents un Merilendas starta uzņēmuma Biological Mimetics pētniecības un attīstības direktors. Tā rezultātā trakta oderējums mēdz aizmirst par imūnstimuliem, piemēram, vakcīnām. Saskaņā ar Nara teikto, jebkura vakcīna, kas tur darbojas, darbojas pret rātsnamu.

Neskatoties uz šiem šķēršļiem, drīzumā tiks norītas jaunas vakcīnas pret tik atšķirīgām slimībām kā vēdertīfs un kuņģa vēzis. Viens no pirmajiem, visticamāk, būs RotaShield, kas izstrādāts, lai aizsargātu mazus bērnus no smagas caurejas, ko izraisa rotavīrusi. Gandrīz 1 miljons bērnu katru gadu mirst no rotavīrusu infekcijām jaunattīstības valstīs, un tā orālā forma var atvieglot RotaShield izplatīšanu šajos reģionos. Amerikas Savienotajās Valstīs 3 miljoni rotavīrusu izraisītas caurejas gadījumu katru gadu veido 500 000 ārstu apmeklējumu, 100 000 hospitalizāciju un 100 nāves gadījumus, kas veselības aprūpes sistēmai izmaksā 1,4 miljardus ASV dolāru tiešās un netiešās izmaksās.
Alberts Kapikjans un viņa kolēģi sāka nodarboties ar perorālo rotavīrusa vakcīnu 1980. gadā. Mēs nekad pat neesam apsvēruši iespēju injicēt, saka Kapikjans, Nacionālā alerģiju un infekcijas institūta Infekcijas slimību laboratorijas epidemioloģijas nodaļas vadītājs. Slimības. Perorālas vakcīnas izgatavošana pret zarnu vīrusu bija dabisks veids.

Lai glābtu vakcīnu no iznīcināšanas kuņģa skābajā vidē, bērni agrīnajos pētījumos pusstundu pirms vakcinācijas dzēra pienu (skābes neitralizatoru). Galīgajā formā vakcīna tiek liofilizēta, pēc tam sajaukta ar nelielu daudzumu sāļa buferšķīduma, kas to aizsargā. Zarnās vīruss vairojas pietiekami ilgi, lai radītu aizsargājošas gļotādas antivielas — vienīgā blakusparādība ir viegls, īslaicīgs drudzis. Pierādījums ir pudiņā vai aizsardzībā, kas ir bijusi lieliska, saka Kapikian; vakcīna samazina smagas rovīrusu caurejas sastopamību līdz pat 90 procentiem. Licencējusi Wyeth-Ayerst Laboratories, RotaShield gaida FDA apstiprinājumu. Vakcīna, kas tiks ieteikta visiem bērniem 2, 4 un 6 mēnešu vecumā, jau ir saņēmusi Slimību kontroles centru, Amerikas Pediatrijas akadēmijas un PVO apstiprinājumu.

Vakcīnas dārzeņi

Tā kā parādījās zināšanas par gļotādas imūnsistēmu, radās arī gēnu inženierijas rīki, kas ļauj pētniekiem ievietot vakcīnas molekulas augos. Nākamais loģiskais solis bija izpētīt, vai pārtikas augi, kas pārnēsā vakcīnas, varētu imunizēt gremošanas traktu. Kā norāda Kalifornijas Loma Lindas Medicīnas skolas molekulārais biologs Viljams Lendridžs, rīki un zināšanas saplūda, kas mūs dabiski noveda pa šo ceļu.

Lendridžs pārveidoja plebeju kartupeļus par holēras vakcīnu, pievienojot holēras toksīna gēnus. Pelēm, kas ēda neapstrādātus kartupeļus, toksīns saistīja šūnas zarnās un izraisīja antivielu veidošanos pret holēru. Lai padarītu kartupeļus pievilcīgākus, Lendridžs vārīja mazus kubiciņus no saviem īpašajiem sīpoliem, līdz tie kļuva mīksti – pārsteidzoši, ka vismaz puse vakcīnas palika aktīva. Viņam ir aizdomas, ka gatavošanas metodes ar zibspuldzi, piemēram, cepšana taukos, var saglabāt vairāk vakcīnas. (Iedomājieties, ka saņemat vakcināciju no čipsu maisa vai kartupeļu šķīvja.) Lendridža eksperimenti ir izraisījuši biotehnoloģiju uzņēmumu interesi, taču sarunās ir pāragri tos identificēt, viņš saka.

Kartupeļi ir uztura pamatelements Peru, Bolīvijā un Indijā, kur holēra izraisa dehidratējošu caureju un nāvi, tāpēc kartupelis ir labs mērķa augs, saka Lendridža. Viņš aprēķināja, ka vienu vārītu kartupeli ēdot katru nedēļu mēneša garumā, vajadzētu pasargāt no holēras. Ja aizsardzība nokrīt, var būt nepieciešami pastiprinātāji. Pārtikas augi mūs tuvina zemu izmaksu, ērtas, efektīvas un drošas infekciozo zarnu (zarnu) slimību profilakses stratēģijas sasniegšanai, saka Lengridžs. Audzējot uz vietas jaunattīstības valstīs, ēdamās vakcīnas var apiet transportēšanas un saldēšanas problēmas, kas kavē efektīvas vakcinācijas programmas.

Lai gan Kornela Universitātes Boisa Tompsona Augu pētniecības institūta (BTI) pētnieki ir arī eksperimentējuši ar kartupeļu vakcīnām, viņi tagad pievērš uzmanību augiem, ko biežāk ēd neapstrādātus. Kornela pētnieks Hjū Meisons saka, ka kartupeļi bija ideāla kultūra, taču banāni un tomāti šķiet daudzsološāki lietošanai pārtikā.

Jūnijā BTI paziņoja par pētniecības un licences līgumu ar Axis Genetics, biofarmācijas uzņēmumu Kembridžā, Anglijā. Axis trīs gadus atbalstīs BTI pārtikas vakcīnu izpēti, apmaiņā pret ekskluzīvu BTI tehnoloģijas izmantošanu.

Atpakaļ uz Band-Aid

Iespējams, visievērojamākās vakcīnas agrīnā izstrādes stadijā ir tās, kas šķērso ādu, kā injekcijas, bet bez adatas. Vairākas grupas, tostarp Iomai Corp. Vašingtonā, strādā pie nesāpīga veida, lai risinātu šo tradicionālo ceļu. Iomai pētnieki pievienoja holēras toksīnu difterijas un stingumkrampju vakcīnām un ierīvēja to noskūto peļu ādā. Kombinācija aktivizē Langerhansa šūnas ādā, dažas no spēcīgākajām imūnās šūnām. Peles izveidoja asins antivielas gan pret difteriju, gan pret stingumkrampjiem.

Process, kas pazīstams kā transkutānā imunizācija, varētu būt īpaši noderīgs, ņemot vērā lielo ādas virsmu un tās spēcīgās imūnās šūnas, saka Gregorijs Glens, Iomai zinātniskais direktors. Galu galā imunitāti stimulējošo maisījumu varēja iestrādāt pārsējos vai plāksteros. Tā vietā, lai pēc vakcinācijas durtas brūces izietu no ārsta kabineta ar band-Aid, pacients varētu doties mājās, nēsājot pašu vakcīnu. Tā ir aizraujoša iespēja, taču mums ir ļoti daudz jāmācās, atzīmē Merilendas Universitātes Edelmans. Piemēram, pētnieki pat nezina, kā vakcīna šķērso ādu. Pētījumi, lai pārbaudītu jauno metodi cilvēkiem, tikai sākas.

paslēpties