Однобокость селекционных исследований, сосредоточение большого поголовья на малой площади, широкое применение антибиотиков, перманентное действие самых разнообразных стрессирующих агентов – все эти факторы существенно повышают риск возникновения инфекционных заболеваний и вынуждают активно применять меры специфической профилактики (вакцинацию) (Б.Ф. Бессарабов, 1983; К.С. Маловастый, 1985; Н.Д. Придыбайло, 1995; B. Gram, 1995; В.Д. Соколов, Н.Л.Андреева, А.В. Соколов, 1995; А.Б. Байдевлятов, 1995; Г.А.Соколов, В.И. Кобозев, Д.Г. Готовский, 1998). Использование в течение длительного времени вакцинных препаратов на основе аттенуированного возбудителя обуславливалось высокой эффективностью и относительной простотой их применения. Потери антигенного материала, сопутствующие любому способу введения его в организм, быстро компенсировались репродукцией вакцинного штамма в организме “хозяина”. Способность живых вакцин инициировать течение инфекционного процесса в “ослабленном варианте” обеспечивало длительную и надёжную защищённость данного организма. Но, постепенно, потребность в применении всё более широкого спектра вакцинных штаммов возрастала. Это было обусловлено целым рядом причин. Накопление знаний в областях биологических наук позволило производить дифференцированный подход к ранее известным заболеваниям (разделяя одну нозоформу на несколько, выделяя первичных возбедителей) и открывать новые заболевания и их возбудителей. Кроме того, очень часто, биологическая наука выступала в роли первопричины возникновения новых, ранее не встречавшихся заболеваний (культивирование вакцинных штаммов на неспецифичных организмах, приводило к введению в организм “хозяина” в месте с вакцинными штаммами и чужеродных агентов, которые путём изменения своего генного аппарата могли приобрести новые свойства). Расширение же торговых связей между странами сопровождалось не только ввозом новых пород животных и птицы, различных биопрепаратов и сырья, но и к занесению новых возбудителей. Все эти причины вынуждали (и вынуждают по сей день) применять всё более широкий спектр вакцинных препаратов. Принимая во внимание нестабильность свойств ослабленных вакцинных штаммов (обусловленных обменом генетического материала или в результате банального пассрования на ослабленном поголовье в условиях действия стресса) были предприняты попытки ужесточить контроль над “искусственно вызванным инфекционным процессом”, т.е. человечество пришло к необходимости использования убитых вакцин. Дальнейшие исследования, доказавшие, что антитела вырабатываются на специфичные им участки антигена и что введение целых или разрушенных вирусов (бактерий) приводит к выработки колоссального количества различных антител, по существу дублирующих друг друга (т.к. они воздействуют на один и тот же антиген). Осмысление расточительности этих мероприятий и подтолкнуло к созданию химически синтезированных антигенных детерминант.

Первое поколение адъювантов было представлено в основном депонированными адъювантами (соединения алюминия и кальция, эмульгированные водно-масляные адъюванты) и основывались на эффекте усиления иммуногенного стимула путем замедления выхода антигена из места введения и увеличения периода контакта антигена с макрофагами или другими чувствительными к антигену клетками. Антигены длительное время сохраняются в высокой концентрации в месте введения, медленно высвобождаясь оттуда. Что приводило к тому, что антителообразующие плазмоциты вырабатываются в дренирующем лимфатическом узле в больших количествах и в течение более длительного времени, чем при введении той же дозы антигена в виде простого раствора. Характерно, что образование антител против антигенов адсорбированных на солях алюминия, является относительно кратковременным: так, титры антител быстро понижаются через 3—4 нед. после введения антигена. Несмотря на местное сохранение антигена, он быстро перестает действовать как стимулятор механизма образования антител; этим алюминиевые адъюванты отличаются от водно-масляных адъювантных смесей, обладающих гораздо более продолжительным действием (Holt L. B., 1950). Этот недостаток можно преодолеть частично путем повторного вакцинирования. Главными и наиболее часто применяемыми представителями водно-масляных адъювантов являются смеси воды с минеральным маслом (неполный адъювант Фрейнда) и с арахисовым маслом (адъювант 65). На фоне многих положительных качеств этих адъювантов (относительная дешевизна и простота изготовления, хорошие усиление иммуногенного стимула) всё более часто отмечались их отрицательные, побочные эффекты (даже в модифицированных эмульсиях - водно-маслянно-водной). Неоднократно было отмечено в литературных данных их способность вызывать аутоиммунные осложнения, образование кист и свищевых абсцессов (обусловленных высвобождением олеиновой кислоты)(R. L. Richards, R. C. Habboroet, J. Scher, 1986; К. П. Кашкин, В.И. Куликов, Г. А. Голованова, 1987; G. G. Giambrone, 1988; Н. В. Медуницин, 1993; С. М. Белоцкий, 1994). Кроме того, слишком крупные и плотные эмульсии ограничивая высвобождение вакцины из места введения приводят к перераздражению иммунной системы, а слишком жидкие – обладают очень слабым адъювантным действием. Для усиления иммуностимулирующего эффекта широкое распространение получило добавление к минеральным депонированным адъювантам различных бактерий (либо их составных компонентов, токсинов). Применение ПАФ, БЦЖ и им подобных адъювантов вызывало необычайно сильное стимулирующие воздействие на лимфоретикулярную ткань, сопровождавшееся высоким и напряженным иммунитетом на вводимый антиген. Но к числу старых, вызванных ещё минеральной основой, недостатков (образование стойких и зачастую некротизирующихся гранулём) прибавились новые. Одним из характерных признаков, общих для ПАФ, БЦЖ, анаэробных коринебактерий, является тенденция к угнетению клеточного иммунитета(). Кроме того, зачастую отмечается ещё и временная иммунодепрессия на антиген после предшествующего введения отличного антигена с ПАФ (). Иногда, иммуностимуляция, вызванная подобными адъювантами может быть недопустимо высокой и вызывать реакции гиперчувствительности, направленные против тканей собственного организма, с развитием амилоидоза, гломерулонефрита и аллергического энцефаломиелита (). Подобные адъюванты, кроме всего прочего, вызывали активный синтез специфичных к ним антител (). Кроме того, большой интерес вызвали открытия в области иммунологии установившие, что сила иммунного ответа на различные антигены у разных особей контролируются генами (Ir-генами) главного комплекса гистосовместимости. Т.е. иммунологическая способность адекватно ответить на введение в организм антигена не связана с особенностями самого антигена или отдельной линии животных, а контролируется генетически у каждой особи (B.F.Helop, B.E.Hardy, 1971; Р.М.Хаитов,1972,1973; Р.М.Хаитов, А.А.Батырбеков, 1975; V.Viklieky et all, 1976; Р.М.Хаитов и др., 1977; L.Degos, 1979).

Все вышеперечисленные причины требовали поиска новых адъювантов, действие которых проявлялось независимо от Ir-генного контроля и способных защитить сам антиген от быстрой деструкции при пероральном введении в организм. Это было обусловлено тем, что применяемые методы парентерального введения уже не удовлетворяли практических ветеринарных врачей, особенно птицеводческих предприятий. Прежде всего, из-за целого ряда недостатков, таких, как высокий уровень травматизма, большая трудоёмкость, снижение продуктивности (вызванное последствиями стрессовой реакции) (А. А. Воробьёв, В. А. Лебединский, 1977; И. А. Болотников, 1982; В. Д. Соколов, Н. Л. Андреева, А. В. Соколов, 1995; С. М. Белоцкий, А. П.Суслов, В. К.Литвинов, 1991). При их применении существует опасность распространения самых разных инфекций, образования “холодных” абсцессов и некрозов на месте введения вакцины, инициирования аутоиммунных артритов и т. д. (R. L. Richards, R. C. Habboroet, J. Scher, 1986; К. П. Кашкин, В.И. Куликов, Г. А. Голованова, 1987; G. G. Giambrone, 1988; Н. В. Медуницин, 1993; С. М. Белоцкий, 1994).

Принимая во внимание насыщенность лимфоидными образованьями пищеварительного и респираторного трактов становиться очевидным привлекательность энтеральных методов вакцинации (U.G. Gerbert, 1974; И.А. Болотников, 1982; Я.Е.Коляков, 1986). Введение вакцин аэрозольным методом показало себя высоко эффективным, прежде всего против инфекционного агента обладающего повышенной тропностью к респираторному тракту (И.М. Бондаренко, В.И. Бурцев,1975; А.А. Воробьёв, В.А. Лебединский, 1977; Я.Е.Коляков, 1986). Но данный метод введения нуждается в специальных приспособлениях (аэрозольных генераторах, компрессорах) и имеет определённые трудности для практиков в дозировании вакцинного материала. Поэтому исследователи склонились в пользу использования корма и воды в качестве субстрата, содержащего антигенный материал. Первые попытки применения вакцинных препаратов, сорбированных на хитозановых микросферах (S.S. Shyu, C.T. Chen, J.Y. Schoung, 1999), используя в качестве носителя белок иполиаминокислоты (M.E.Lamm, 1976; J.G.Michael, 1989; J.R., McQhee, J.M. Mestecky, M.T.Dertzraugh et all, 1992;.J.G.Michael, S.L.Jain, 1995) или виде лактозных драже и на зерне (Nguyen-Ba-Vy, 1992; J.L. Samuel, Z. Bensink, P.B. Spradbrow, 1993; S.F. Rehmani, P.B. Spradbrow , 1995), против ожидаемого, оказались не достаточно эффективными. Прежде всего, это было обусловлено деструкцией антигенов вызванное агрессивными факторами желудочно-кишечного тракта птицы(J.R., McQhee, J.M. Mestecky, M.T.Dertzraugh et all, 1992; J.G.Michael, S.L.Jain, 1995). Данное обстоятельство вынудило исследователей заняться поиском способов протекции антгенного материала, привлекая накопленный материал самых разнообразных наук. В результате этих поисков появилось целое новое направление в науке. Основателями этого направления по праву считаются Sessa и Weissmann, чьё изобретение липосом (в 1968 году) во многом определило направления исследовательских работ последующих лет. Являясь по своему строению близким аналогами цитоплазматической мембраны клеток, липосомы, позволяли предохранять антиген не только от разрушения в активных средах организма, но и от взаимодействий с компонентами крови, а также осуществлять направленный транспорт к клеткам ретикулоэндотелиальной системы (R.M.C. Dawson, 1966; Н. Н. Иванов, 1986; С.Д. Вольфсон, Д.Б. Кирпатин, 1987; G. Gregoriadis, 1988; G.Sarma, W. Boglair, S.Kumar, S.Matur, D. Liauw, 1988; В. М. Крейнес с соавт., 1990; R.Y. Gonzales-Pothi, L.Straub, Y.L. Cacall, H. Schreier, 1991; S. Kumar, D.F.H. Wallach, 1992). Последующие исследования доказали состоятельность этих носителей, выявив иммуномодулирующие свойства самих липосом (A. Grover, G. Sundharadas, 1986; С. Е. Глушкова, 1987; К. П. Кашкин с соавт., 1987; S.Muirhead, 1988; Н. В. Белицер с соавт., 1989; А. А. Богданов с соавт, 1989; Н. Ю. G. Gregoriadis, 1990; C. R. Alving, 1991; С.А Бурханов, Т.С. Саатов, М.М. Закиров, 1994; В. Mengiardi, R. Benger, D. Just, 1995). Ощутимый недостаток липосомных носителей был связан с ограничением включаемых в них веществ (лимитированный растворимостью этих веществ). Но в последующем он был преодолен, хоть это и повлекло за собой усложнение процесса их производства. Достаточно сложное строение липосом позволило, с одной стороны, заданно программировать свойства носителей (длительность циркуляции, афинность к клеткам и органам-мишеням, скорость запуска иммунологических реакций и т.д.), а с другой стороны ещё более усложнило процесс их изготовления (В.М. Дворкин, 1985; S.Henry-Michell, P.A. Poly, L.Ter Minassian, 1985; Р.М. Норейки, В.И. Брусокас, 1987; А.А. Богданов, 1988; О.Э. Оксинайд, 1988; О.И. Лебедь, А.В. Стефанов, Р.Т. Примак, 1989; Н.С. Грязнова, Р.М. Петюшенко, И.В. Белявская с соавт., 1992; Л.С. Стрельникова, 1992;А.И.Шанская, Е.В. Булушева, Т.Е. Яковлева, 1997). Кроме того, имея в основе своей структуры фосфолипиды, липосомы нуждались в эффективной защите от перекисного окисления, без которой длительное их хранение было бы невозможным (Н.Н. Иванов, 1986; Г.Е.Афонасьев, Л.Н.Яушева, 1991; Е.В. Булушева, А.И. Шанская, 1994; Д.С. Рангелова, В.А.Тюрин, А.А.Денисов, 1996; А.И. Кобатов, В.О. Виноходов, Д.О. Виноходов, 1998).

Попытка избавиться от ряда недостатков, присущих липосомным носителям, с одновременным сохранением их преимуществ, велись параллельно с процессом модернизации липосом. Первоначальные опыты с высокомолекулярными соединениями природного и искусственного (синтетическими и полусинтетическими полимерами) не приносили успеха, что было связанно с их высокой токсичностью, супрессивным эффектом на иммунную систему и низкой адъювантной активностью (Р.В.Петров,Р.М.Хаитов, 1978; E.Cone, 1979; Р.В.Петров,Р.М.Хаитов, Р,И,Атауллаханов, 1983). Интенсивное развитие органической химии позволило предложить исследователям очень широкий спектр полимерных соединений (полиметилметакрилаты, сополимеры метилметакрилата и 2-гидроксиэтилметакрилата, полимеры молочной и гликолевой кислот, DEAE-декстран и сульфатдекстран, полиаминокислоты и т.д.). Полученные данные позволили не только синтезировать принципиально новые соединения, но и получить низкотоксичные адъюванты на основе ранее токсичных полимеров (A.Chapiro, 1974; А.М.Нажмитдинов и др., 1979А.М.Нажмитдинов, 1981; Р.В.Петров,Р.М.Хаитов, Р,И,Атауллаханов, 1983). Всё возрастающий интерес к адъювантам на основе полимеров был обусловлен новыми открытиями в иммунологии. В частности, рядом работ было показанно, что они стимулируют репродукцию и расселение предшественников иммунокомпетентных клеток (T.A.McNeill, 1971; Р.М.Хаитов, 1976), стимулируют диференцировочные процессы (M.P.Scheid et all, 1973). Более того, они способны замещать функцию Т-помошников и Т-инициирующих клеток (J.F.A.P.Miller, 1974;M.Loos et all, 1976; E.Raepple, 1976), включая альтернативный путь активации комплемента (который способен стимулировать дифференциацию В-клеток в АОК даже при условиях дефицитов Т-клеток). Стимулирующее действие полимеров в значительной степени связанно и с усилением процессов клеточного взаимодействия, с выбросом большого количества цитомединов, запускающих дальнейшие каскадные процессы (M.Fevrier et all, 1978; M.J.Pabst, R.B.Johnson, 1980). Но самое главное заключается в том, что целый ряд полимеров обладали способностью осуществлять фенотипическую коррекцию, стимулировало Т-Т- и Т-В-кооперации при индукции иммунного ответа. Причём усиление коопераций было гораздо более выражено у “низкоотвечающих” особей (Р.В.Петров и др., 1981; Р.В.Петров,Р.М.Хаитов, Р,И,Атауллаханов, 1983). Используя уникальные свойства новых материалов, исследователи продолжали использовать форму пустотелой сферы, заключая в неё антигены, сорбируя на поверхности капсулы или инкорпорируя их в саму капсулу (N. Mason, C. Thies and T.J. Cicero,1976; Р. В. Петров, В. М. Жданов, Р. М. Хаитов и др.,1984; P.B.Deasy,1988; M. Singh, B.B.Saxena, S.Graver and W.J. Ledger,1989; J E. Mathiowitz, D. Kline and R. Langer,1990; J.H. Eldrtdge, J.K. Staas, J.A.Meulbroek, J.R. McGhee, T.R. Jice,1991; I. Esparza and T. Kissel ,1992; P.H. Reid, E.G. Boedeker, C.E. McQueen, D. Davis, L.Y. Tseng, J. Kodak. et al. ,1993). Комплексирование синтетических полимеров с вирусными или бактериальными антигенами позволило существенно усилить иммунизирующие свойства последних (Р. В. Петров, В. М. Жданов, Р. М. Хаитов и др.,1984; . Р. В. Петров, Р. М. Хаитов, 1988; Deasy, P.B.,1988; Р. М. Хаитов, 1989; D.T. O'Hagan, J.P. McGee, J.Holmgren, A.M. Donachie et al.,1993). Данный феномен имеет место как при ковалентном связывании антигенов с полимерами, так и при инкапсулировании антигенов в сферические частицы полимеров. При конъюгирование с полимерами, выполняющими роль биологически активного иммуноадъюванта, слабо антигенные белки различного происхождения превращаются в высоко иммуногенные препараты, что позволяет резко снизить иммунизирующие дозы антигена (W. Morris, M. C. Steinhoff and P.K.Russell, 1994). Полимеры готовят в виде сферических частиц размером от 3 мкм до 60 мкм, в которые включают изолированные вирусные антигены или цельные вирусные частицы. При этом полимер в течение заданного периода образует для антигена оболочку, защищая от низкого значения рН желудочного сока, желчных кислот и их солей, протеолитических ферментов желедочно-кишечного тракта (I.H. Eldridge, K. Staas, F. D. Meulbroek et al, 1990).

Дальнейшим шагом в использовании синтетических полимеров в вакцинологии является микроинкапсулирование в них бактериальных и вирусных антигенов. К настоящему времени предложено значительное количество материалов различного происхождения, позволяющих использовать их с этой целью (полиакрилаты, ДДА, Квил А, полистиренсульфонат, модефицированый хитозан, Фикол С 400, полимеры молочной и гликолевой кислот, DEAE-декстран и сульфатдекстран, полиаминокислоты и т.д.) Однако, присущие им недостатки (дороговизна и производства, способность вызывать толерантность или временную иммуносупрессию, токсичность некоторых изомеров, низкая устойчивость к действию агрессивных сред ЖКТ) стимулировали продолжение дальнейших исследований в этом направлении. Поэтому наибольший интерес для целей микроинкапсулирования антигенов представляют относительно простые в производстве и недорогие биодеградирующие в организме полимеры, используемые в фармацевтической промышленности и в хирургии, распадающиеся в организме через заданный период на физиологически безопасные вещества. Кроме того, уменьшение размеров капсул до 1 мкм позволяет задействовать более широкий круг клеток способных к эндоцитозу и передачи иммунокомпетентным клеткам информации об антигене (R.Wisse, 1975; И.С.Фрейдлинг, 1984; R.vanFurt, M.M.C. Dieselhoff-den Dulk et all, 1985).

Таким образом на основании вышеперечисленного можно сделать вывод, что полимерные носители позволяют на качественном новом уровне решить сразу несколько вопросов. Во-первых, этот носитель обладает всеми качествами “истинного” адьюванта (к.то контролируемая биодеградация, низкая токсичность, стимуляция гуморальных и клеточных процессов, не вызывает патологических аутоиммунных реакций и т.д.). Во-вторых, позволяет доставлять антиген (или их ассоциацию) в организм с минимальными стрессовыми последствиями (за одно введение можно ввести несколько антигенов с заданными сроками высвобождения, сочетая сразу несколько вакцинаций в одной). И в-третьих, применение биодеградирующих полимеров позволяет осуществлять иммунологическую коррекцию, вызывая повышенную однородность по иммунологическому статусу у генетически гетерогенного поголовья, что снимает проблему возможности повышения вирулентности возбудителя.