Что такое вакцины и как они работают?

Фото: Shutterstock/FOTODOM
 13 минут
  • Врачи
  • Лечение
  • Диагностика
  • Статья обновлена:27.10.2020

Вакцинация - это важная составляющая профилактики множества опасных инфекций - от кори до полиомиелита. Как правило, массово людей вакцинируют в детском возрасте, и, закончив школу, большинство из нас больше не вспоминает про прививки. По крайней мере, пока нас не коснется очередная эпидемия или пока не придет время делать прививки собственным детям. В этой статье мы разберемся, как работают вакцины, зачем они нужны и почему есть люди, которые боятся вакцин больше, чем болезней, от которых они защищают.

Зачем нужна вакцинация

Вакцинация или активная иммунизация — это широко применяемый в мире способ массовой профилактики инфекционных заболеваний, как вирусных (корь, краснуха, свинка, полиомиелит, гепатит В и др.), так и бактериальных (туберкулез, дифтерия, коклюш, столбняк и др.). Она не лечит болезнь, а предупреждает ее развитие.

Смысл вакцинации заключается в том, что в организм человека вводят вакцины - препараты, в составе которых находятся ослабленные или убитые возбудители различных инфекций или их отдельные части (антигены), способные вызвать иммунный ответ. Наш иммунитет реагирует на вакцину как на инфекцию, вырабатывая антитела, которые будут защищать нас в будущем. При этом саму болезнь вакцина вызвать не в состоянии.

Важно! Вакцинация — самый безопасный и эффективный способ профилактики большинства инфекционных заболеваний.

Вакцина и прививка — одно и то же?

Прививка по своему определению — это процесс введения вакцины, этот термин произошел от глагола “прививать” и является синонимом вакцинации. Прививки делают по определенному графику, их отмечают в медицинской карте или прививочном сертификате. Соблюдать график прививок следует всем, особенно это касается людей, которые живут в тесных коллективах. В детских садах, школе или армии условия прекрасно подходят для распространения многих серьезных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем или через еду и посуду.

Важно! При прививке от одной и той же болезни могут использоваться разные вакцины, например, детские препараты не всегда подходят для взрослых. Часто одна вакцина защищает сразу от нескольких заболеваний (как вакцина АКДС против коклюша, дифтерии и столбняка). Это помогает сократить количество инъекций и походов к врачу.

Миссия вакцин

Вакцины играют в нашей жизни незаметную, но очень большую роль. Вот их основные функции:

  • Профилактика заражения. Прививки снижают риск заражения опасными инфекциями, формируя приобретенный иммунитет. Иммунная система «запоминает» антигены возбудителей болезни, которые вводятся вместе с вакциной. Позже при контакте с такими же возбудителями она распознает и уничтожает их.
  • Профилактика осложнений. Пусть редко, но даже после введения вакцины можно заразиться дикой инфекцией и заболеть. Плюс в том, что в этом случае болезнь гораздо чаще протекает в легкой форме, а риск тяжелых осложнений и летального исхода для вакцинированных заболевших в разы меньше, чем для тех, кто не был привит. Например, иммунизация против туберкулеза в 5 раз снижает риск развития менингита и генерализованной формы этой инфекции.
  • Защита от неизлечимых болезней. Для некоторых инфекций нет специфического лечения. Бешенство, которым можно заразиться после укуса или ослюнения больным животным, имеет 100% летальность. Около 99% случаев передачи вируса бешенства от животных к человеку сопряжено с укусами домашних собак. Единственный способ борьбы с этой болезнью - вакцина. Если вас укусили, сделать прививку нужно как можно скорее, до появления первых характерных симптомов (возбудимость, водобоязнь). Другой пример неизлечимой болезни - вирус папилломы человека, который является самой частой причиной рака шейки матки. От него нельзя избавиться, но предотвратить заражение можно, вовремя сделав прививку. Так как вирус передается половым путем, вакцину следует получить до начала половой жизни.
  • Формирование коллективного иммунитета. Когда большая часть (не менее 70%) населения привита, инфекция перестает распространяться, и новых случаев заражения нет. При этом вакцинированные люди защищают непривитых, составляя их ближайшее окружение (рис. 1). Наличие коллективного иммунитета очень важно для тех, кто не может получить вакцину из-за противопоказаний. Если проводить вакцинацию достаточно широко (некоторые болезни невероятно заразны, и остановить их очень трудно), инфекция может полностью исчезнуть. Так произошло с натуральной оспой, последний случай заражения которой был зарегистрирован в 1979 году. Другой пример - полиомиелит. Пока он не побежден полностью, но опасных регионов на планете, где можно им заразиться, осталось очень мало. Сегодня это Афганистан, Пакистан и Нигерия.

А.

Б.

В.

Рисунок 1. Иллюстрация работы коллективного иммунитета. А - в обществе нет привитых, вспышка инфекции затрагивает почти всех. Б - большой процент привитых защищает часть людей, не получивших вакцину. В - привитых в обществе недостаточно, болезнь затрагивает почти всех восприимчивых людей. Источник

Как работают вакцины

После попадания вакцины в организм наша иммунная система реагирует на содержащиеся в ней антигены бактерий или вирусов - “визитные карточки” инфекции. В результате формируется иммунный ответ, который в будущем защищает нас от диких возбудителей. Моделируя инфекцию, прививка становится своеобразной тренировкой иммунитета.

Как работает иммунная система?

Иммунитет защищает внутреннюю среду организма от всего чужеродного, в первую очередь – от возбудителей инфекционных заболеваний. Иммунную систему принято разделять на две части:

  • Врожденный иммунитет. Это та система защиты, которая бережет нас от болезней с самого рождения. К ней относятся анатомические и химические барьеры (кожа, слизистые и покрывающие их природные антимикробные соединения), система комплемента (защитные белки крови) и множество иммунных клеток крови (макрофаги - “пожиратели” микробов, дендритные клетки, гранулоциты, тучные клетки).
  • Приобретенный иммунитет. Эта часть иммунитета отвечает за специфический иммунный ответ, который вырабатывается в течение жизни, когда наш организм сталкивается с новыми для себя микробами. Главные бойцы приобретенного иммунитета - это Т-лимфоциты (атакуют чужеродные клетки или помогают активировать другие иммунные клетки) и В-лимфоциты (вырабатывают защитные антитела). После активации часть из них становятся клетками памяти, благодаря чему наше тело долго помнит инфекцию и гораздо быстрее реагирует на нее при повторном заражении.

Оба эти типа иммунитета тесно связаны между собой, и многие особенности их работы до сих пор активно изучаются.

Как вакцина формирует приобретенный иммунитет?

При первом заражении инфекцией иммунной системе нужно некоторое время для выработки приобретенного иммунитета. Он работает эффективнее врожденного и может защищать нас на протяжении всей дальнейшей жизни, но формируется такой иммунитет не сразу.

Тот же принцип действует и при вакцинации. Упрощенно выработка приобретенного иммунитета происходит в четыре этапа:

  • Индукция. Макрофаги атакуют чужеродные клетки и передают информацию об антигене лимфоцитам.
  • Иммунорегуляторный этап. T- и B-лимфоциты нацеливаются на борьбу с инфекционным агентом.
  • Эффекторная стадия. Происходит выработка специфических антител и Т-лимфоцитов против инфекции.
  • Формирование иммунологической памяти, которая позволяет мгновенно отреагировать на вторжение возбудителя, против которого была сделана прививка.

На формирование защиты при этом уходит около месяца, поэтому прививку от гриппа или клещевого энцефалита делают заранее.

Что скрывается в шприце

Все вакцины можно условно разделить на две группы:

  • Корпускулярные вакцины. Они содержат ослабленный живой (вакцины против полиомиелита, кори, свинки, краснухи, туберкулеза) или целый “убитый” (вакцины против коклюша, бешенства, вирусного гепатита А и полиомиелита) микроорганизм (рис. 2 А и Б). В     озбудителей инфекций ослабляют, выращивая их в лаборатории на культурах клеток, пока дикий штамм не изменит свойства, став безопасным ровно настолько, чтобы способствовать формированию иммунитета, но не вызывать самого заболевания.  Для “убийства” клеток вируса или бактерий чаще всего используют формальдегид. Такие вакцины безопаснее живых, но иммунитет после них менее стойкий.
  • Субъединичные вакцины. В состав таких препаратов входят не целые микроорганизмы, а только отдельные компоненты клеточной стенки или других частей возбудителя (вакцины против коклюша, менингококковой инфекции и др.) (рис. 2 В). В эту же группу входят вакцины, содержащие инактивированные токсины бактерий (вакцины против дифтерии и столбняка) и рекомбинантные вакцины. Последние получают методами генной инженерии, когда генетический материал опасного микроорганизма помещают в дрожжи, после чего модифицированные дрожжи производят необходимые для вакцины белки-антигены. Примером могут служить вакцины против вирусного гепатита B и вируса папилломы человека.

А.

Б.

В.

Рисунок 2. Как получают разные виды вакцин. А - Корпускулярные живые ослабленные (аттенуированные) вакцины. Б - Корпускулярные “убитые” (инактивированные) вакцины. В - Субъединичные вакцины. Источник

Важно! В то же время, наука не стоит на месте, изобретая все новые подходы к получению вакцин. Например, к препаратам нового поколения относят ДНК-вакцины. В этом случае вакциной служит не белок, который характерен для болезнетворного микроорганизма, а кусочек его ДНК или РНК, вставленный в безопасный вирус или в плазмиду (кольцо из ДНК). После проникновения этой ДНК в клетки организма в них начинает производиться нужный белок-антиген, на который реагирует наша иммунная система. Пока ДНК-вакцинация - очень молодое, но перспективное направление. Специалисты считают, что с ее помощью можно эффективно бороться с раком и множеством опасных инфекций, например, с ВИЧ и гепатитом С.

Помимо основного действующего вещества (бактерий, вирусов или их частей), в состав вакцин могут входить различные консерванты, адъюванты (вещества, усиливающие эффективность вакцины), антибиотики и стабилизаторы.

Как делают прививки

Создать вакцину - это только половина дела. Чтобы вакцинация была эффективна, вакцины нужно вводить аккуратно и в соответствии со специальным графиком. Часто вакцинные препараты требуют очень строгих правил хранения и перевозки, поэтому их бывает трудно доставить в некоторые отдаленные регионы.

Способы вакцинации        

Для каждой вакцины определен свой способ введения, чтобы обеспечить быстрое и безопасное действие препарата.

Подкожные и внутримышечные инъекции

Корпускулярные вакцины часто вводят в виде инъекции (укола) внутримышечно, под кожу бедра, плеча или лопатки. Скорость выработки иммунитета при этом средняя. В месте инъекции могут появляться покраснения или уплотнения, которые обычно быстро проходят.

Побочных реакций после введения вакцины в мышцу меньше, а иммунитет вырабатывается быстрее и бывает более крепким.

Пероральный

На язык капают оральную живую вакцину против полиомиелита и некоторых кишечных инфекций. Это просто, быстро и не больно.

Интраназальный

Вакцину от гриппа могут распылять в носу, создавая защиту от воздушно-капельных инфекций.

Почему некоторые прививки нужно делать несколько раз? Ревакцинация

Повторную прививку и ревакцинацию делают для закрепления эффекта, чтобы усилить иммунный ответ и продлить срок его действия. Ревакцинация также помогает расширить поле действия иммунитета при появлении новых штаммов возбудителя (это касается, например, прививок против гриппа).

Почти все вакцины вводятся многократно, для формирования иммунитета может потребоваться до 6 доз (защита от полиомиелита, комплексная вакцинация против дифтерии, коклюша и столбняка). А ревакцинация против гриппа проводится с ежегодной периодичностью.

Что такое национальный календарь прививок?         

Сегодня почти во всех странах мира существуют специальные национальные календари прививок. По ним проводится широкая, бесплатная вакцинация для защиты от ряда опасных инфекций.

Российский национальный календарь профилактических прививок предполагает защиту от 12 разных инфекций:

  • гепатита B,
  • туберкулеза,
  • столбняка, коклюша и дифтерии,
  • гемофильной инфекции,
  • полиомиелита,
  • краснухи, кори и эпидемического паротита,
  • пневмококковой инфекции,
  • гриппа.

Он определяет сроки введения вакцин, устанавливает порядок и периодичность ревакцинации, определяет возраст, в котором должна быть сделана та или иная прививка.

Список прививок может быть расширен для групп риска или в случае угрозы эпидемии (календарь профилактических прививок по эпидемическим показаниям). Некоторые вакцины можно вводить в экстренном порядке, сразу после возможного заражения.

Несмотря на то, что в Календаре основная масса прививок предназначена для детей и подростков, взрослым тоже не следует забывать о своевременной иммунизации. Ревакцинацию против дифтерии и столбняка следует проходить каждые 10 лет, а от гриппа прививаться каждую осень. Если вы планируете беременность или собираетесь в путешествие в экзотическую страну, вам также могут потребоваться дополнительные прививки.

В некоторых развитых странах массово вакцинируют от большего числа инфекций, например, против ротавируса, гепатита А, менингококка и вируса папилломы человека. Опираясь на мнения ведущих мировых экспертов в области вакцинопрофилактики, Союз педиатров России составил собственные расширенные графики вакцинации для детей и подростков.

Что будет, если не делать прививки себе или детям? 

То, что было в допрививочную эру, когда взрослые тяжело болели всевозможными инфекциями, а дети тысячами умирали от них. Детские кладбища в европейских и американских городах тогда были обычным делом (рис. 3).

Рисунок 3. Детские могилы, датируемые 1890-ми годами, на центральном семейном кладбище Миссисипи. Дифтерия была частой причиной смерти детей до введения дифтерийной вакцины в 1921 году. Источник: Red book. Atlas of pediatric Infectious diseases. Editor: Carol J. Baker, MD, FAAP. American Academy of Pediatrics. -2020

Эпидемии кори, дифтерии и полиомиелита, неоднократно вспыхивавшие после распада СССР благодаря тому, что система обязательной бесплатной вакцинации на постсоветском пространстве была разрушена, лучше всего отвечают на этот вопрос.

Другое последствие — снижение коллективного иммунитета, который ограничивает распространение инфекции только пока большая часть населения (70–80%) вакцинирована против нее.

Иммунизация в России – дело добровольное. Это означает, что родители вправе самостоятельно решать, будут ли они прививать ребенка. Школы и детские сады в нашей стране только при угрозе вспышки инфекции или во время эпидемии могут временно отказать в посещении не привитому ребенку (ФЗ-157 "Об иммунопрофилактике инфекционных болезней"). Роспотребнадзор также рекомендует разобщать не привитых против полиомиелита детей, с теми, кто получил оральную живую полиовакцину, на срок не менее 60 дней (СП 3.1.2951-11 "Профилактика полиомиелита").

Некоторые страны отказывают во въезде взрослым и детям без прививок. Взрослым могут отказать в трудоустройстве на предприятие, где требуется прохождение медкомиссии.

 Насколько прививки безопасны

Всемирная организация здравоохранения называет вакцинацию самым безопасным и действенным способом профилактики опасных инфекций. Поскольку живые ослабленные вакцины очень редко, но все же становятся причиной тяжелых осложнений и даже могут вызывать симптомы заболевания (как оральная живая полиовакцина), от них постепенно отказываются в пользу более современных препаратов, содержащих только антигенные компоненты возбудителей. Они гораздо легче переносятся, а их использование не сопряжено с серьезными побочными эффектами.

Побочные реакции при введении вакцин (покраснение в месте инъекции, повышение температуры, небольшое ухудшение самочувствия) не опасны, быстро проходят и не требуют лечения.

Одно из самых распространенных поствакцинальных осложнений (которые сами по себе крайне редки) - это аллергические реакции. При склонности к ним врач порекомендует принимать антигистаминные препараты за несколько дней до и после прививки. Число других осложнений, требующих лечения, не превышает 1%, причем доля серьезных случаев даже в этом проценте невелика.

Относительно высокой реактогенностью в сравнении с другими вакцинами обладают:

  • Живая ослабленная вакцина против кори (часто вводится совместно с препаратами против краснухи и свинки). После коревой вакцины могут возникать судороги (вероятность - 0,025-0,3%), аллергические реакции (вероятность - 0,0001–0,00035%), тромбоцитопения (вероятность - 0,0026%).
  • Убитая цельноклеточная вакцина против коклюша (вводится совместно с анатоксинами дифтерии и столбняка). После цельноклеточной коклюшной вакцины могут возникнуть фебрильные судороги (вероятность - 0,022%), развиться гипотензивно-гипореспонсивный синдром (вероятность - 0,067%), детский плач может продолжаться несколько часов (вероятность - 0,4%).

Часто осложнения после вакцин связаны с индивидуальными особенностями здоровья, например, с хроническими заболеваниями или ослабленным иммунитетом. Снизить их риск можно, сдав анализ крови и пройдя осмотр у врача перед прививкой.

Противопоказания

Не следует делать прививки, если у пациента:

  • отмечались серьезные аллергические реакции на предыдущие введения данной вакцины,
  • есть аллергия к компонентам вакцины (например, к белку куриных яиц),
  • пациент находится в острой фазе заболевания,
  • есть серьезные хронические заболевания, угнетена иммунная система.

Часто поводом отказаться от вакцинации становится беременность. Подробно обо всех противопоказаниях можно прочитать в инструкции по применению к каждому препарату отдельно. Перед вакцинацией проконсультируйтесь со своим лечащим врачом.

Самые известные мифы о прививках

Вокруг безопасности вакцин всегда было много слухов, и некоторые из них породили очень живучие мифы, несмотря на то, что никаких доказательств их правдивости нет. Интересно, что мифы об опасности вакцин воспринимаются многими людьми серьезнее, чем реальная угроза, исходящая от инфекций. Мы уже забыли, чем страшны корь, коклюш и полиомиелит. Нам кажется, что эти болезни уже не вернутся, а потому мы начинаем бояться прививок сильнее, чем болезней.

Правда ли, что вакцины вызывают аутизм?

Это распространенный миф. В 1998 году в журнале Lancet была опубликована статья о связи между вакциной против кори, краснухи и паротита (свинки) и аутизмом. Позже приведенные в ней данные были признаны недостоверными: часть из них была фальсифицирована автором статьи Эндрю Уэйкфилдом. В 2010 году его лишили врачебной лицензии за нарушение профессиональной этики.

Правда ли, что с помощью вакцины можно чипировать человека?

Чипирование (введение электронного чипа) людей с помощью прививок технически невозможно. Часто в одном флаконе находится несколько доз препарата. Даже если в нем есть микрочипы, невозможно дозировать их, набирая раствор шприцем из флакона. Если в ампуле содержится одна доза вакцины, вводимый с препаратом чип должен иметь размеры меньше диаметра иглы для инъекций. Но в этом случае он может остаться на стенках флакона со следами жидкости, а значит, нет гарантии, что чипирование произойдет. Производство вакцин выполняется под очень строгим контролем, и попадание любых посторонних компонентов в препарат исключено.

Что делать, если меня не прививали в детстве

Если вас не прививали в детстве или вы не знаете свой вакцинальный статус, следует пройти догоняющую вакцинацию. Обратитесь к врачу в любой поликлинике, и он составит вам график прививок.

Что делать, если график вакцинации ребенка нарушен

Придерживайтесь той же стратегии, если график вакцинации вашего ребенка был нарушен из-за временного отвода от прививок или по другой причине. Попросите своего педиатра составить для вас индивидуальный план догоняющей вакцинации, который позволит сформировать полноценную защиту против инфекций.

Заключение

Итак, на сегодняшний день вакцинация остается в числе самых действенных способов защиты от инфекционных болезней. Она проводится добровольно, является безопасной, а связанные с ней риски минимальны. Выполнение прививок по рекомендациям медиков — необходимая мера заботы о здоровье. Не забывайте вовремя проходить ревакцинацию и помните о прививках, собираясь в путешествие.

Источники

  1. Janeway’s Immunobiology. 9th edition. Kenneth Murphy, Casey Weaver. -GS. -2017.
  2. Red book. Atlas of pediatric Infectious diseases. Editor: Carol J. Baker, MD, FAAP. American Academy of Pediatrics. -2020.
  3. Официальный сайт ВОЗ.
  4. Официальный сайт Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC).
  5. Сайт ЯПривит.
  6. Белых Н.А. Основы вакцинопрофилактики.