Устойчивость к вакцинам

Адаптация патогенов к снижению защиты вакцин

Резистентность к вакцинам — это эволюционная адаптация патогенов к заражению и распространению через вакцинированных людей, аналогичная резистентности к антимикробным препаратам . Она касается как вакцин для человека, так и для животных. Хотя появление ряда патогенов, устойчивых к вакцинам, было хорошо документировано, это явление, тем не менее, встречается гораздо реже и вызывает меньшую озабоченность, чем резистентность к антимикробным препаратам.

Устойчивость к вакцине можно считать особым случаем иммунного уклонения от иммунитета, предоставляемого вакциной. Поскольку иммунитет, предоставляемый вакциной, может отличаться от иммунитета, вызываемого инфекцией патогена, иммунное уклонение также может быть более легким (в случае неэффективной вакцины) или более сложным (как в случае универсальной вакцины от гриппа ). Мы говорим о резистентности к вакцине только в том случае, если иммунное уклонение является результатом эволюционной адаптации патогена (а не особенностью патогена, которая у него была до какой-либо эволюционной адаптации к вакцине), и адаптация обусловлена ​​селективным давлением, вызванным вакциной (это не будет случаем иммунного уклонения, являющегося результатом генетического дрейфа, который будет присутствовать даже без вакцинации населения). ^{[ необходима цитата ]}

Некоторые из причин, по которым резистентность возникает реже, заключаются в следующем ^{[1] [2] :}

• Вакцины в основном используются для профилактики , то есть до того, как произошло инфицирование, и обычно действуют, чтобы подавить патоген до того, как хозяин станет заразным.
• большинство вакцин нацелены на множественные антигенные участки патогена
• разные хозяева могут вырабатывать разные иммунные реакции на один и тот же патоген

В отношении болезней, которые вызывают длительный иммунитет после заражения, как правило, детских болезней , утверждалось, что вакцина может обеспечить тот же иммунный ответ, что и естественная инфекция, поэтому ожидается, что резистентности к вакцине не будет. ^{[3] [4]}

Если возникает резистентность к вакцине, вакцина может сохранить некоторый уровень защиты от серьезной инфекции, возможно, путем изменения иммунного ответа хозяина в сторону от иммунопатологии . ^[5]

Наиболее известные случаи резистентности к вакцинам связаны со следующими заболеваниями:

• болезни животных
  • Болезнь Марека , при которой на самом деле более вирулентные штаммы появились после вакцинации ^{[6] [7],} поскольку вакцина не защищала от заражения и передачи, а только от тяжелых форм заболевания
  • Yersinia ruckeri ^{[8] [9],} поскольку одной мутации было достаточно для возникновения резистентности к вакцине
  • птичий метапневмовирус ^{[10] [11] [12] [13]}
• болезни человека
  • Streptococcus pneumoniae ^{[14] [15]} из-за рекомбинации с другим серотипом, на который не направлена ​​вакцина
  • вирус гепатита В ^{[16] [17] [18] [19],} поскольку вакцина нацелена на один участок, образованный 9 аминокислотами
  • Bordetella pertussis ^{[20] [21] [22] [23]} потому что не все серотипы были нацелены, а позднее потому что бесклеточные вакцины были нацелены только на несколько антигенов

Другие менее документированные случаи связаны с птичьим гриппом , ^[24] птичьим реовирусом , ^[25] Corynebacterium diphtheriae , ^[26] кошачьим калицивирусом , ^[27] H. influenzae , ^[28] вирусом инфекционной бурсальной болезни , ^[29] Neisseria meningitidis , ^[30] вирусом болезни Ньюкасла , ^[31] и цирковирусом свиней типа 2. ^[32]

Ссылки

1. Кеннеди, Дэвид А.; Рид, Эндрю Ф. (2017-03-29). «Почему устойчивость к лекарствам легко развивается, а устойчивость к вакцинам — нет?». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 284 (1851): 20162562. doi :10.1098/rspb.2016.2562. ISSN  0962-8452. PMC 5378080.  PMID 28356449  .
2. Кеннеди, Дэвид А.; Рид, Эндрю Ф. (2018-12-18). «Почему эволюция резистентности к вакцинам вызывает меньше беспокойства, чем эволюция резистентности к лекарствам». Труды Национальной академии наук . 115 (51): 12878–12886. Bibcode : 2018PNAS..11512878K . doi : 10.1073/pnas.1717159115 . PMC 6304978. PMID  30559199. 
3. Маклин, Анджела Рут (1995-09-22). «Вакцинация, эволюция и изменения в эффективности вакцин: теоретическая основа». Труды Лондонского королевского общества. Серия B: Биологические науки . 261 (1362): 389–393. Bibcode : 1995RSPSB.261..389M. doi : 10.1098/rspb.1995.0164. PMID  8587880. S2CID  24978821.
4. Маклин, А. Р. (1998-01-01). «Вакцины и их влияние на контроль заболеваний». British Medical Bulletin . 54 (3): 545–556. doi : 10.1093/oxfordjournals.bmb.a011709 . ISSN  0007-1420. PMID  10326283.
5. Грэм, Андреа Л.; Аллен, Джудит Э.; Рид, Эндрю Ф. (10 ноября 2005 г.). «Эволюционные причины и последствия иммунопатологии». Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 36 (1): 373–397. doi :10.1146/annurev.ecolsys.36.102003.152622. ISSN  1543-592X.
6. Witter, RL (1997). «Повышенная вирулентность полевых изолятов вируса болезни Марека». Болезни птиц . 41 (1): 149–163. doi :10.2307/1592455. ISSN  0005-2086. JSTOR  1592455. PMID  9087332.
7. Read, Andrew F.; Baigent, Susan J.; Powers, Claire; Kgosana, Lydia B.; Blackwell, Luke; Smith, Lorraine P.; Kennedy, David A.; Walkden-Brown, Stephen W.; Nair, Venugopal K. (2015-07-27). «Несовершенная вакцинация может усилить передачу высоковирулентных патогенов». PLOS Biology . 13 (7): e1002198. doi : 10.1371/journal.pbio.1002198 . ISSN  1545-7885. PMC 4516275. PMID 26214839  . 
8. Остин, ДА; Робертсон, ПАУ; Остин, Б. (2003-01-01). «Восстановление новой биогруппы Yersinia ruckeri из больной радужной форели (Oncorhynchus mykiss, Walbaum)». Систематическая и прикладная микробиология . 26 (1): 127–131. doi :10.1078/072320203322337416. ISSN  0723-2020. PMID  12747420.
9. Уэлч, Тимоти Дж.; Вернер-Джеффрис, Дэвид В.; Далсгаард, Ингер; Виклунд, Томас; Эвенхейс, Джейсон П.; Гарсия Кабрера, Хосе А.; Хиншоу, Джеффри М.; Дреннан, Джон Д.; Лапатра, Скотт Э. (2011). «Независимое появление Yersinia ruckeri Biotype 2 в Соединенных Штатах и ​​Европе». Прикладная и экологическая микробиология . 77 (10): 3493–3499. Bibcode : 2011ApEnM..77.3493W. doi : 10.1128/aem.02997-10. PMC 3126439. PMID  21441334 . 
10. Банет-Ноах, Каролина; Симанов, Любовь; Лахам-Карам, Нихай; Перк, Шимон; Бахарач, Эран (2009). «Продольное исследование метапневмовирусов птиц у домашней птицы в Израиле: проникновение полевых штаммов в вакцинированные стада». Болезни птиц . 53 (2): 184–189. doi :10.1637/8466-090408-Reg.1. ISSN  0005-2086. JSTOR  25599093. PMID  19630222. S2CID  21433553.
11. Кателли, Елена; Лупини, Катерина; Чеккинато, Маттиа; Риччицци, Энрико; Браун, Пол; Нэйлор, Клайв Дж. (22 января 2010 г.). «Эволюция полевого метапневмовируса птиц, позволяющая избежать иммунитета, индуцированного вакциной». Вакцина . 28 (4): 916–921. doi :10.1016/j.vaccine.2009.10.149. ISSN  0264-410X. ПМИД  19931381.
12. Чеккинато, Маттиа; Кателли, Елена; Лупини, Катерина; Риккицци, Энрико; Клуббе, Джейн; Баттилани, Мара; Нейлор, Клайв Дж. (2010-11-20). «Участие белка прикрепления птичьего метапневмовируса (AMPV) в вероятной эволюции вируса одновременно с массовым введением живой вакцины». Ветеринарная микробиология . 146 (1–2): 24–34. doi :10.1016/j.vetmic.2010.04.014. ISSN  0378-1135. PMID  20447777.
13. Naylor, Clive J.; Ling, Roger; Edworthy, Nicole; Savage, Carol E.; Easton, Andrew J.YR 2007 (2007). «Конец гена SH и мутации белка G птичьего метапневмовируса влияют на уровень защиты кандидатов на живую вакцину». Journal of General Virology . 88 (6): 1767–1775. doi : 10.1099/vir.0.82755-0 . ISSN  1465-2099. PMID  17485538.{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
14. Weinberger, Daniel M; Malley, Richard; Lipsitch, Marc (декабрь 2011 г.). «Замена серотипа при заболевании после пневмококковой вакцинации». The Lancet . 378 (9807): 1962–1973. doi :10.1016/s0140-6736(10)62225-8. ISSN  0140-6736. PMC 3256741 . PMID  21492929. 
15. Brueggemann, Angela B.; Pai, Rekha; Crook, Derrick W.; Beall, Bernard (16.11.2007). «После вакцинации от пневмококка в Соединенных Штатах появились рекомбинанты, способные избежать вакцинации». PLOS Pathogens . 3 (11): e168. doi : 10.1371/journal.ppat.0030168 . ISSN  1553-7374. PMC 2077903. PMID  18020702 . 
16. Carman, WF; Karayiannis, P.; Waters, J.; Thomas, HC; Zanetti, AR; Manzillo, G.; Zuckerman, AJ (август 1990 г.). «Вакцинно-индуцированный побег мутанта вируса гепатита B». The Lancet . 336 (8711): 325–329. doi :10.1016/0140-6736(90)91874-a. ISSN  0140-6736. PMID  1697396. S2CID  45479217.
17. Занетти, Арканзас; Танзи, Э.; Манзилло, Г.; Майо, Г.; Сбрелия, К.; Капорасо, Н.; Томас, Ховард; Цукерман, Арье Дж. (ноябрь 1988 г.). «Вариант гепатита В в Европе». Ланцет . 332 (8620): 1132–1133. дои : 10.1016/s0140-6736(88)90541-7. ISSN  0140-6736. PMID  2460710. S2CID  2638727.
18. Романо, Луиза; Паладини, Сара; Галли, Кристина; Раймондо, Джованни; Полличино, Тереза; Занетти, Алессандро Р. (01 января 2015 г.). «Вакцинация против гепатита В». Человеческие вакцины и иммунотерапия . 11 (1): 53–57. дои : 10.4161/hv.34306. ISSN  2164-5515. ПМЦ 4514213 . ПМИД  25483515. 
19. Шелдон, Дж.; Сориано, В. (2008-02-04). «Мутанты ускользания вируса гепатита В, вызванные противовирусной терапией». Журнал антимикробной химиотерапии . 61 (4): 766–768. doi : 10.1093/jac/dkn014 . ISSN  0305-7453. PMID  18218641.
20. Mooi, FR; van Oirschot, H.; Heuvelman, K.; van der Heide, HG; Gaastra, W.; Willems, RJ (февраль 1998 г.). «Полиморфизм факторов вирулентности Bordetella pertussis P.69/pertactin и коклюшного токсина в Нидерландах: временные тенденции и доказательства эволюции, обусловленной вакциной». Инфекция и иммунитет . 66 (2): 670–675. doi :10.1128/IAI.66.2.670-675.1998. ISSN  0019-9567. PMC 107955. PMID 9453625  . 
21. Каллонен, Теему; Хе, Цюшуй (2009-07-01). «Изменение штамма Bordetella pertussis и его эволюция после вакцинации». Expert Review of Vaccines . 8 (7): 863–875. doi :10.1586/erv.09.46. ISSN  1476-0584. PMID  19538113. S2CID  22946846.
22. Хегерле, Николас; Гизо, Николь (01.09.2014). «Bordetella pertussis и пертактин-дефицитные клинические изоляты: уроки для вакцин против коклюша». Expert Review of Vaccines . 13 (9): 1135–1146. doi :10.1586/14760584.2014.932254. ISSN  1476-0584. PMID  24953157. S2CID  21534501.
23. Safarchi, Azadeh; Octavia, Sophie; Luu, Laurence Don Wai; Tay, Chin Yen; Sintchenko, Vitali; Wood, Nicholas; Marshall, Helen; McIntyre, Peter; Lan, Ruiting (17.11.2015). "Pertactin negative Bordetella pertussis reveals higher fitness under vaccine selection pressure in a mixed infection model". Vaccine . 33 (46): 6277–6281. doi :10.1016/j.vaccine.2015.09.064. ISSN  0264-410X. PMID  26432908.
24. Ли, Чанг-Вон; Сенне, Деннис А.; Суарес, Дэвид Л. (2004). «Влияние использования вакцины на эволюцию вируса птичьего гриппа мексиканской линии H5N2». Журнал вирусологии . 78 (15): 8372–8381. doi :10.1128/jvi.78.15.8372-8381.2004. PMC 446090. PMID  15254209 . 
25. Лу, Хуагуан; Тан, Йи; Данн, Патрисия А.; Валлнер-Пендлтон, Ева А.; Лин, Лин; Нолл, Эрик А. (2015-10-15). «Изоляция и молекулярная характеристика вновь появляющихся вариантов и новых штаммов птичьего реовируса в Пенсильвании, США, 2011–2014». Scientific Reports . 5 (1): 14727. Bibcode :2015NatSR...514727L. doi :10.1038/srep14727. ISSN  2045-2322. PMC 4606735 . PMID  26469681. 
26. Субейран, Бенуа; Плоткин, Стэнли А. (июнь 2002 г.). «Антитоксиновые вакцины и вирулентность патогенов». Nature . 417 (6889): 609–610. doi :10.1038/417609b. ISSN  1476-4687. PMID  12050654. S2CID  4408258.
27. Рэдфорд, Алан Д.; Доусон, Сьюзан; Койн, Карен П.; Портер, Кэрол Дж.; Гаскелл, Розалинд М. (2006-10-05). «Вызов для следующего поколения вакцин против кошачьего калицивируса». Ветеринарная микробиология . 117 (1): 14–18. doi :10.1016/j.vetmic.2006.04.004. ISSN  0378-1135. PMID  16698199.
28. Рибейро, Гильерме С.; Рейс, Джойс Н.; Кордейро, Сорайя М.; Лима, Жозилин Б.Т.; Гувейя, Эдилан Л.; Петерсен, Майя; Сальгадо, Катя; Сильва, Хагаменон Р.; Занелла, Розмейр Кобо; Алмейда, Саманта К. Грасси; Брандилеоне, Мария Кристина (январь 2003 г.). «Профилактика менингита Haemophilus influenzae типа b (Hib) и возникновения замены серотипа штаммами типа a после введения иммунизации против Hib в Бразилии». Журнал инфекционных болезней . 187 (1): 109–116. дои : 10.1086/345863 . ISSN  0022-1899. ПМИД  12508153.
29. Берг, Тьерри П. Ван Ден (01.06.2000). «Острая инфекционная бурсальная болезнь у домашней птицы: обзор». Avian Pathology . 29 (3): 175–194. doi :10.1080/03079450050045431. ISSN  0307-9457. PMID  19184804. S2CID  23178744.
30. Кертес, Дэниел А.; Култхарт, Майкл Б.; Райан, Дж. Алан; Джонсон, Венди М.; Эштон, Фрейзер Э. (июнь 1998 г.). «Серогруппа B, электрофоретический тип 15 Neisseria meningitidis в Канаде». Журнал инфекционных заболеваний . 177 (6): 1754–1757. doi : 10.1086/517439 . ISSN  0022-1899. PMID  9607865.
31. Бовен, Мишель ван; Баума, Аннемари; Фабри, Теун ХФ; Кацма, Элли; Хартог, Лео; Кох, Гус (1 февраля 2008 г.). «Популярный иммунитет к вирусу болезни Ньюкасла у домашней птицы путем вакцинации». Птичья патология . 37 (1): 1–5. дои : 10.1080/03079450701772391. ISSN  0307-9457. ПМК 2556191 . ПМИД  18202943. 
32. Franzo, Giovanni; Tucciarone, Claudia Maria; Cecchinato, Mattia; Drigo, Michele (2016-12-19). "Эволюция цирковируса свиней типа 2 (PCV2) до и после введения вакцины: крупномасштабное эпидемиологическое исследование". Scientific Reports . 6 (1): 39458. Bibcode :2016NatSR...639458F. doi :10.1038/srep39458. ISSN  2045-2322. PMC 5171922 . PMID  27991573.