Назальная вакцина — это вакцина, вводимая через нос, которая стимулирует иммунный ответ без инъекции. Она вызывает иммунитет через внутреннюю поверхность носа , поверхность, которая естественным образом контактирует со многими микробами, переносимыми по воздуху . [1] Назальные вакцины появляются как альтернатива инъекционным вакцинам, поскольку они не используют иглы и могут вводиться через слизистую оболочку. Назальные вакцины могут вводиться через назальные спреи для профилактики респираторных инфекций, таких как грипп .
Назальная инокуляция появилась еще в 17 веке в Китае во время правления императора Канси . Документация того периода указывает на то, что император Канси вакцинировал свою семью, армию и других от легкой формы оспы. Руководства, подробно описывающие методы вакцинации в то время, все были сосредоточены на том, чтобы отправить оспу в нос человека, которого вакцинировали. Хотя были разработаны другие методы вакцинации с использованием струпьев инфицированного человека, распространенным методом было помещение ватного тампона с жидкостью из пустулы инфицированного человека в нос. [2]
После оспы грипп стал основным направлением разработки назальной вакцины. Первая живая аттенуированная вакцина против гриппа (LAIV) в форме назального спрея была создана в России Институтом экспериментальной медицины в 1987 году. Эта разработка назальной вакцины была основана на российской основе LAIV, в то время как назальные вакцины с тех пор основывались на других основах LAIV. [3] Первая назальная вакцина против гриппа была выпущена в Соединенных Штатах в 2001 году, но была снята с рынка из-за проблем с токсичностью. FluMist , одна из самых известных назальных LAIV, была выпущена в 2003 году, поскольку назальные LAIV продолжали развиваться. [4]
Атаки сибирской язвы в начале 21-го века вызвали спрос на разработку назальной вакцины. Поскольку сибирская язва является переносимым по воздуху веществом, которое можно вдыхать, назальная вакцина имеет потенциал для использования для защиты людей от его воздействия на дыхательную систему. [5] После террористических атак 11 сентября 2001 года в Соединенных Штатах несколько человек на новостных станциях и сенаторы США умерли после того, как им отправили письма с сибирской язвой в качестве акта биотерроризма. [6] Правительство США поощряло исследования и разработки назальной вакцины против сибирской язвы в попытке вакцинировать войска. [5] [7] BioThrax , текущая вакцина против сибирской язвы, которая лицензирована и применяется в Соединенных Штатах, требует до пяти внутримышечных инъекций и ежегодных ревакцинаций; исследования за последнее десятилетие разработали альтернативную назальну вакцину, которая следует пути заражения сибирской язвой и вызывает как гуморальный, так и клеточный иммунный ответ. [5]
Глобальная пандемия COVID-19 привела к росту назальных вакцин против коронавируса. Международные усилия по разработке вакцины предпринимались, когда такие страны, как Индия , Иран , Россия и Китай , создали назальные вакцины против COVID-19. [ необходима цитата ]
Назальные вакцины являются подразделом иммунизации слизистой оболочки, поскольку они используют слизистый путь для доставки вакцины. Поскольку многие патогены могут проникать в организм через нос, назальные вакцины используют этот механизм для доставки вакцины. Нос имеет несколько линий защиты, чтобы предотвратить дальнейшее проникновение патогенов в организм. Носовые волосы являются первой защитой, поскольку они находятся у входа в нос и предотвращают попадание крупных частиц. Слой слизи в носовой полости может улавливать более мелкие частицы, которые проходят мимо носовых волос. [8] Носовая полость имеет большую сеть васкуляризации, поэтому частицы могут проходить через эпителиальный слой и напрямую попадать в кровоток. [9] Вторгающиеся частицы будут взаимодействовать с иммунной системой слизистой оболочки, если они достигнут слизистой оболочки носа. Иммунная система слизистой оболочки состоит из лимфоидной ткани, В-клеток, Т-клеток и антигенпрезентирующих клеток. Эти различные типы клеток работают вместе, чтобы идентифицировать вторгающиеся частицы и вызывать иммунный ответ. [8] Назальные вакцины должны преодолеть эти барьеры и получить разрешение на доставку вирусного антигена пациентам. [4] Назальные вакцины должны преодолеть эти барьеры и получить разрешение на доставку вирусного антигена пациентам. [10]
Назальные вакцины могут выпускаться в разных формах, таких как растворы (жидкости), порошки, гели и твердые вставки. Наиболее распространенным типом назальной вакцины в исследованиях и клиническом применении являются растворы из-за простоты использования. Хотя растворы обычно пипетируются в ноздри испытуемых при проведении испытаний назальных вакцин на животных, назальные спреи считаются наиболее практичным подходом для массовой вакцинации людей с использованием назальных вакцин. [8] Назальный спрей способен обойти начальные слои слизистой оболочки носа и доставить частицы вакцины непосредственно в мукоадгезивный слой. [11] Затем антиген в назальной вакцине может вызвать иммунный ответ и предотвратить инфекцию из-за доступности назальных вакцин для иммунной системы. [12] [13]
Назальные спреи обычно используются для доставки лекарств в дополнение к вакцинам. Противоотечные препараты часто доставляются непосредственно в нос с помощью назальных спреев. Лекарства от простуды и аллергии можно вводить с помощью назальных спреев для местной доставки, минуя носовые волосы и вводя в носовую полость. Интраназальное введение может иметь меньшую деградацию препарата по сравнению с пероральным введением из-за прямой доставки частиц. Пептидные препараты, используемые для гормональной терапии, можно доставлять назально с помощью назальных спреев, а не перорально, чтобы сохранить целостность частиц. Назальные спреи также можно использовать для доставки лекарств от диабета, стероидов и интраназального окситоцина для стимуляции родов. Назальное введение также используется для доставки анестетиков и седативных средств из-за прямого доступа к иммунной системе слизистой оболочки и кровотоку. [14]
Обонятельный эпителий составляет около 7% поверхности носовой полости и связан с обонятельной луковицей в мозге. Лекарства и вакцины могут быть доставлены в мозг через гематоэнцефалический барьер через обонятельные нервные клетки. [14]
По сравнению с инъекционными вакцинами назальные вакцины могут быть выгодны, поскольку они безопасны, безболезненны и просты в использовании. Назальные вакцины не требуют иглы, что исключает боль от уколов и проблемы безопасности из-за перекрестного заражения и утилизации игл. Некоторые исследования также показывают, что интраназальные вакцины могут генерировать перекрестно-реактивные антитела, которые могут привести к перекрестной защите. [8]
Живая аттенуированная вакцина против гриппа (LAIV) в форме назального спрея была одной из первых назальных вакцин, выпущенных на рынок. Назальные спреи LAIV использовались с конца 1980-х годов в качестве альтернативы инъекционной вакцине против гриппа. [3] Назальные вакцины против гриппа стали популярными, поскольку они снижают риск внутримышечных травм при введении и безболезненны. Их также легче вводить пациентам, поскольку для них не требуется игла.
Наиболее известной назальной LAIV является FluMist, которая была выпущена в 2003 году. [4] FluMist, официально известная как FluMist Quadrivalent в Соединенных Штатах и Fluenz в Европе, известна как единственная вакцина против гриппа на рынке, которая не использует иглу. [15] Все назальные LAIV для последних сезонов гриппа (2022-2023) считаются квадривалентными, потому что «они предназначены для защиты от четырех типов вирусов гриппа: вируса гриппа A (H1N1), вируса гриппа A (H3N2) и двух вирусов гриппа B». [16] Хотя инъекционные и назальные LAIV представлены как варианты ежегодной вакцинации против гриппа, FluMist был снят с рынка Соединенных Штатов с 2016 по 2018 год из-за его неэффективности против распространенного штамма гриппа у детей. С тех пор FluMist был переработан и вновь вышел на рынок. [17]
Активные ингредиенты в назальных LAIV выращиваются в оплодотворенных куриных яйцах. Практика выращивания вирусов в куриных яйцах распространена в производстве вакцин, поскольку эти вирусы необходимо выращивать внутри клеток. [18] Вирусная жидкость из инкубированных куриных яиц извлекается и убивается для очистки вирусного антигена для производства LAIV. [19] Подобно другим вакцинам, назальные LAIV содержат ингредиенты в дополнение к вирусному антигену. Стабилизаторы, такие как желатин, гидрохлорид аргинина, глутамат натрия и сахароза, обычно используются в вакцинах для обеспечения эффективности вакцин во время и после производства, транспортировки и хранения, а также доставки. [20] [21] Стабилизаторы особенно важны для назальных вакцин, поскольку протеазы и аминопептидаза в слизистой оболочке могут разрушать белки и пептиды в вакцинах. [4] Исследования продолжают совершенствовать назальные LAIV, поскольку грипп поражает почти 9 миллионов человек. [22] Поскольку грипп немного меняется каждый год, постоянные исследования новых штаммов могут повысить эффективность вакцины. Исследования по разработке назальной вакцины для нетипируемой Haemophilus influenzae показывают, что связывание вакцины с поверхностными белками предотвращает образование биопленки. В результате эта вакцина может иметь потенциал для лечения ушных инфекций, вызванных биопленкой от инфекции гриппа. [23] Новые компоненты, такие как α-галактозилцерамид (α-GalCer), также исследуются для использования в качестве назальной вакцины против гриппа. Поскольку α-GalCer индуцировал иммунные ответы при иммунизации репликативно-дефицитным живым аденовирусом, есть доказательства того, что назальные LAIV можно коиммунизировать с другими методами лечения гриппа. [24]
До глобальной пандемии COVID-19 2020 года исследования на животных в 2004 году на африканских зеленых мартышках проверили вакцину от коронавируса, ассоциированного с SARS (SARS-CoV), и показали, что эти обезьяны не выделяли вирус из верхних дыхательных путей после заражения. [25] С тех пор, с началом пандемии COVID-19, было разработано несколько интраназальных вакцин от COVID-19. inCOVACC , Razi Cov Pars , Sputnik и Convidicia — это назальные вакцины от COVID-19, которые были разработаны во всем мире для повышения доступности вакцины и сокращения распространения COVID-19. [ требуется ссылка ]
В августе 2020 года во время пандемии COVID-19 исследования на мышах и обезьянах продемонстрировали, что защита от нового коронавируса может быть получена через нос. Другое исследование постулировало, что если вакцину от COVID-19 можно было бы вводить с помощью спрея в нос, люди могли бы вакцинироваться сами. [26] Исследования основных характеристик вакцин в виде назальных спреев, которые могут повлиять на эффективность доставки вакцины от COVID-19, показывают, что угол распыления может влиять на эффективность доставки; начальная скорость и состав капель не оказали такого большого влияния на эффективность назальной вакцины, как угол распыления. [27]
Индия и Китай одобрили inCOVACC и Convidecia , соответственно, для использования в качестве бустеров для тех, кто уже получил по крайней мере две дозы вакцины от COVID-19. [28] Хотя исследования назальной вакцины от COVID-19 продолжаются в Соединенных Штатах, отсутствие государственного финансирования может помешать этому исследованию перейти к испытаниям на людях для получения одобрения для государственного применения. [29] Частно финансируемые исследования назальной вакцины от COVID-19 начинают достигать стадии клинических испытаний; назальная вакцина от COVID-19 от Blue Lake Biotechnology начала свою фазу 1 клинических испытаний в конце февраля 2023 года. Ученые предполагают, что назальные вакцины могут иметь преимущество перед другими типами вакцин, поскольку они обеспечивают иммунную защиту в месте введения. [30]
Другие виды, помимо людей, используют назальные вакцины для профилактики заболеваний. Интраназальные вакцины используются у собак от Bordetella bronchiseptica для профилактики инфекционного трахеобронхита (ИТБ). ИТБ, широко известный как питомниковый кашель, обычно распространяется в густонаселенных местах, таких как питомники и приюты для собак. Последовательная вакцинация против ИТБ с использованием интраназальной вакцины может создать иммунный ответ для защиты вакцинированной собаки. Последовательная вакцинация против ИТБ с использованием интраназальной вакцины может создать иммунный ответ для защиты вакцинированной собаки. [31]
Крупный рогатый скот получает назальные вакцины против таких заболеваний, как вирус герпеса крупного рогатого скота 1-го типа , парагрипп 3-го типа и вирус ринотрахеита крупного рогатого скота. [32] [33] Поскольку все три этих вируса связаны с респираторной инфекцией, использование интраназального пути может доставить вакцину непосредственно в дыхательную систему.
Недавние открытия показывают, что радужная форель имеет ранее неизвестную лимфоидную структуру в носовой полости. Эта структура позволяет им иметь быстрые врожденные и адаптивные ответы на назальные вакцины. [34]
Текущие исследования изучают новые технологии и разработки для улучшения методов назальной доставки вакцин. Размер и характеристики частиц стали предметом исследований, поскольку более мелкие частицы могут легче перемещаться, чтобы достичь эпителиального слоя носовой полости по сравнению с более крупными частицами. Наночастицы и наносистемы исследуются для оптимизации назальной доставки. Покрытые наночастицы являются областью внимания из-за их свойств вызывать иммунные эффекты. Наночастицы, покрытые гликоль-хитозаном, вызвали больший иммунный ответ по сравнению с другими типами наночастиц. [35] Наноносители, разработанные на основе характеристик носового эпителия, могут использоваться для доставки назальной вакцины и, следовательно, могут сделать назальну вакцинацию более доступной. [36] Полимерные наносистемы также разрабатываются для доставки вакцин в целевые участки, предотвращая их деградацию; текущие исследования сосредоточены на понимании материальных и физических свойств биоразлагаемых материалов, которые будут использоваться в наносистемах для повышения эффективности вакцин. [37] Исследования движения частиц назальной вакцины сосредоточены на разработке более эффективных способов для этих вакцин, чтобы попасть в организм. Исследование животных на мышах проверило, как назальная вакцина может обойти проблемы с проникновением в носовой эпителий, используя движение ресничек. Результаты показали, что у мышей с нокаутом тубулин-тирозин-лигазы-подобного члена семейства 1 (Ttll1) были более высокие уровни вакцинного антигена по сравнению с гетеромышами. [38]
{{cite book}}
: CS1 maint: дата и год ( ссылка )