Анатоксин

Анатоксин (от греч. ἀνά- — обратно и τοξίνη — яд), также токсоид — это обезвреженный бактериальный токсин, сохранивший свои антигенные свойства, то есть способность вызывать выработку антител в организме человека или животного. Анатоксины относятся к классу инактивированных вакцин (анатоксинов) и широко используются в медицине для создания активного иммунитета против заболеваний, вызываемых токсигенными бактериями, таких как дифтерия, столбняк, ботулизм и газовая гангрена.

История

История анатоксинов начинается в конце XIX — начале XX века, когда микробиологи начали изучать механизмы действия бактериальных токсинов. В 1888 году Эмиль Ру и Александр Йерсен открыли дифтерийный токсин, а в 1890 году Эмиль Беринг и Китасато Сибасабуро разработали первую антитоксическую сыворотку. Однако сыворотка обеспечивала лишь пассивный иммунитет и имела ограниченный срок действия.

В 1923 году французский бактериолог Гастон Рамон (Gaston Ramon) в Институте Пастера в Париже обнаружил, что обработка дифтерийного токсина формалином и нагреванием при 37–40 °C в течение нескольких недель лишает его токсичности, но сохраняет антигенные свойства. Полученный препарат он назвал «анатоксином» (фр. anatoxine). В 1924 году Рамон успешно применил анатоксин для вакцинации лошадей, а затем и людей. В 1925 году аналогичный метод был использован для получения столбнячного анатоксина. Эти открытия стали основой для массовой вакцинации против дифтерии и столбняка, что привело к резкому снижению заболеваемости и смертности.

В СССР работы по созданию анатоксинов активно велись с 1930-х годов под руководством Н. Ф. Гамалеи, Л. А. Зильбера и других учёных. В 1940-х годах были разработаны анатоксины против ботулизма и газовой гангрены, которые использовались для профилактики и лечения раненых во время Великой Отечественной войны.

Метод получения

Процесс получения анатоксинов состоит из нескольких этапов:

1. Культивирование бактерий: токсигенные штаммы бактерий (например, Corynebacterium diphtheriae или Clostridium tetani) выращивают в жидкой питательной среде для накопления токсина.
2. Выделение токсина: культуральную жидкость фильтруют для удаления бактериальных клеток, получая токсин-содержащий фильтрат.
3. Инактивация: к фильтрату добавляют формалин (обычно 0,3–0,4 % от объёма) и выдерживают при температуре 37–40 °C в течение 3–4 недель. Формалин необратимо связывается с аминогруппами белков токсина, изменяя их структуру и лишая токсичности.
4. Очистка: анатоксин очищают от примесей (остатков формалина, балластных белков) методами диализа, ультрафильтрации или хроматографии.
5. Контроль качества: готовый препарат проверяют на безвредность (отсутствие токсичности) и иммуногенность (способность вызывать выработку антител) в опытах на животных.

Современные технологии позволяют получать анатоксины высокой степени очистки, что снижает риск побочных реакций.

Механизм действия

Анатоксины, введённые в организм (обычно внутримышечно или подкожно), распознаются иммунной системой как чужеродные антигены. В отличие от нативных токсинов, они не вызывают повреждения тканей, но стимулируют:

• Активацию B-лимфоцитов: эти клетки дифференцируются в плазматические клетки, которые продуцируют специфические антитела (антитоксины), нейтрализующие соответствующий бактериальный токсин.
• Формирование иммунологической памяти: часть B-лимфоцитов превращается в клетки памяти, которые при повторном контакте с токсином (например, при заражении) обеспечивают быстрый и сильный иммунный ответ.

Вакцинация анатоксинами создаёт активный искусственный иммунитет, который сохраняется в течение нескольких лет (обычно 5–10 лет) и требует периодической ревакцинации.

Применение в медицине

Анатоксины входят в состав многих вакцин, используемых для профилактики опасных инфекционных заболеваний. Основные анатоксины и их применение:

Сорбированные анатоксины

Для усиления иммунного ответа анатоксины часто адсорбируют на минеральных носителях — гидроксиде алюминия или фосфате алюминия. Такие препараты называются сорбированными анатоксинами (например, АДС-анатоксин). Адсорбент замедляет высвобождение антигена, продлевая его контакт с иммунной системой, что позволяет снизить дозу и количество введений.

Побочные эффекты и противопоказания

Анатоксины считаются одними из самых безопасных вакцинных препаратов. Однако, как и любые биологические препараты, они могут вызывать побочные реакции:

• Местные реакции: покраснение, отёк, болезненность в месте инъекции (обычно проходят в течение 1–3 дней).
• Общие реакции: повышение температуры тела, недомогание, головная боль (редко, чаще у взрослых).
• Аллергические реакции: крапивница, ангионевротический отёк (крайне редко, при индивидуальной непереносимости компонентов).

Противопоказания к введению анатоксинов:

• Острые инфекционные заболевания (временное противопоказание до выздоровления).
• Тяжёлые аллергические реакции на предыдущее введение препарата.
• Хронические заболевания в стадии обострения (вакцинация проводится после ремиссии).
• Беременность (с осторожностью, только по жизненным показаниям).

Значение для здравоохранения

Внедрение анатоксинов в практику здравоохранения стало одним из величайших достижений медицины XX века. Массовая вакцинация дифтерийным и столбнячным анатоксинами позволила:

• Снизить заболеваемость дифтерией в мире с сотен тысяч случаев в год до единичных (в странах с высоким охватом вакцинацией).
• Практически ликвидировать столбняк новорождённых (в развитых странах) и значительно уменьшить число случаев столбняка у взрослых.
• Создать эффективные средства профилактики ботулизма и газовой гангрены в условиях военных конфликтов и чрезвычайных ситуаций.

В России вакцинация анатоксинами входит в Национальный календарь профилактических прививок. Детей прививают комбинированной вакциной АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина) в 3, 4,5 и 6 месяцев, с ревакцинацией в 18 месяцев, 7 и 14 лет. Взрослым рекомендуется ревакцинация против дифтерии и столбняка каждые 10 лет.

Интересные факты

• Гастон Рамон первоначально назвал свой препарат «анатоксин», но в англоязычной литературе закрепился термин «токсоид» (toxoid), предложенный позже.
• Анатоксины используются не только для вакцинации людей, но и для иммунизации животных (например, лошадей для получения антитоксических сывороток).
• В 2020-х годах ведутся исследования по созданию анатоксинов против токсинов Staphylococcus aureus и Clostridium difficile для профилактики внутрибольничных инфекций.
• Анатоксины стабильны при хранении в холодильнике (2–8 °C) в течение 2–3 лет, но не переносят замораживания.

Источники

• Гастон Рамон. «Sur le pouvoir floculant et sur les propriétés immunisantes d’une toxine diphtérique rendue anatoxique» (1923).
• Вакцины и вакцинация: национальное руководство / под ред. В. В. Зверева, Р. М. Хаитова. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014.
• Медицинская микробиология, вирусология и иммунология / под ред. В. В. Зверева. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Календарь профилактических прививок Российской Федерации (Приказ Минздрава России от 06.12.2021 № 1122н).