Оценка иммунореактивности лиц, вакцинированных чумной,сибиреязвенной,бруцеллезной, туляремийной живыми сухими вакцинами и противоботулиническим трианатоксином, в зависимости от уровня иммунологической нагрузки

Оценка иммунореактивности лиц, вакцинированных чумной, сибиреязвенной, бруцеллезной, туляремийной живыми сухими вакцинами и противоботулиническим трианатоксином, в зависимости от уровня иммунологической нагрузки

Н.В. Богачева (bogacheva70@mail.ru), И.В. Дармов, А.С. Кучеренко, А.В. Крючков, Е.Ю. Вахнов

НИЦ ФГКУ «33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт» Минобороны России, г. Киров

Резюме

Лица, работающие с ПБА в научно-исследовательских и иных организациях Минобороны России и Роспотребнадзора, многократно прививаются по эпидпоказаниям, что обусловливает высокий уровень иммунологической нагрузки на их организм. Эффективность вакцинации и степень защиты людей от опасных (особо опасных) инфекций зависят от фоновых показателей иммунитета, способности иммунодефицитного состояния привести к снижению иммунного ответа, развитию тяжелых поствакцинальных реакций. В связи с этим в настоящей работе была проведена оценка иммунореактивности лиц, вакцинированных чумной, сибиреязвенной, бруцеллезной, туляремийной живыми сухими вакцинами и противоботулиническим трианатоксином, в зависимости от уровня иммунологической нагрузки. Анализ состояния иммунореактивности лиц осуществляли по оценке показателей неспецифического клеточного иммунитета, а также по изучению острой и хронической заболеваемости вакцинируемых сотрудников, работающих с ПБА, в сравнении с невакцинированным персоналом.

Данные проведенного исследования позволили выделить категорию сотрудников, вакцинируемых 20 и более раз одним, а в некоторых случаях - несколькими видами препаратов, в группу лиц, имеющих высокий уровень иммунологической нагрузки и нуждающихся в периодическом контроле иммунного статуса.

Ключевые слова: иммунологическая нагрузка, опасные и особо опасные инфекции, иммунный статус, поствакцинальная реакция, чумная живая вакцина, сибиреязвенная живая вакцина, бруцеллезная живая вакцина, туляремийная живая вакцина, противоботулинический трианатоксин

Evaluation of Immunoreactivity of Persons Vaccinated with Plague, Anthrax, Brucellosis, Tularemia Live Dry Vaccine and Botulinum Antitoxin Depending on the Level of Immunological Stress

N.V. Bogacheva (bogacheva70@mail.ru), I.V. Darmov, A.S. Kucherenko, A.V. Kruchkov, E.Yu. Vahnov

Research Centre of Federal State Institution «33 Central Research and Testing Institute» Russian Defense Ministry, Kirov

Abstract

People working with PBA in research and other organizations of the Russian Defense Ministry and Federal Service for Consumer Rights Protection and Human Welfare frequently get vaccinations according to epidemic testimony that causes high level of immunological stress on their body. Vaccine efficacy and degree of protection from hazardous (extremely dangerous) infections depend on the background of the immune, ability of immunodeficiency to reduce the immune response and to develop severe vaccine reactions. Therefore, evaluation of immunoreactivity of persons vaccinated with plague, anthrax, brucellosis, tularemia live dry vaccine and botulinum antitoxin, depending on the level of immunological stress was assessed in the present study. Analysis of the status of people's immunoreactivity was accomplished according to evaluation of non-specific cell-mediated immunity characteristics, as well as according to the study of acute and chronic diseases of vaccinated employees working with PBA, compared to unvaccinated staff. The findings of this research let to mark out the category of staff vaccinated more than 20 times with one, and in some cases with several kinds of medications, as a group of individuals with a high level of immunological stress who need periodic monitoring of immune status. Key words: immune stress, hazardous and extremely dangerous infections, immune status, vaccine reactions, plague live vaccine, anthrax live vaccine, brucellosis live vaccine, tularemia live vaccine, botulinum antitoxin

Введение ских и иных организациях Минобороны России

Лица, работающие с патогенными биологиче- и Роспотребнадзора, многократно прививаются скими агентами (ПБА) в научно-исследователь- по эпидпоказаниям одним, а в некоторых случа-

ях - несколькими видами вакцин, что обусловливает высокий уровень иммунологической нагрузки. Многолетний опыт вакцинопрофилактики особо опасных инфекций, накопленный отечественным здравоохранением, указывает на необходимость повышенного внимания к состоянию иммунной системы данной категории вакцинируемых. Данный подход базируется на признании зависимости эффективности вакцинации, а следовательно, и степени защиты людей от опасных (особо опасных) инфекций, от фоновых показателей иммунитета, способности иммунодефицитного состояния привести к снижению иммунного ответа, развитию тяжелых поствакцинальных реакций и вакциноассоциированных состояний [1, 2]. C учетом оценки иммунореактивности организма персонала целесообразно определить категории лиц, нуждающихся в контроле иммунного статуса организма при проведении иммунопрофилактиче-ских мероприятий.

Цель настоящей работы - оценка иммуноре-активности лиц, вакцинированных чумной, сибиреязвенной, бруцеллезной, туляремийной живыми сухими вакцинами и противоботулиническим триа-натоксином, в зависимости от уровня иммунологической нагрузки.

Материалы и методы

Анализ показателей клеточного иммунитета проводили в отношении популяций (субпопуляций) лимфоцитов, имеющих следующие маркеры: CD3 -общий для всех Т-лимфоцитов, CD4 - Т-хелперы, CD8 - Т-киллеры, CD19 - В-лимфоциты, CD25 -Т-супрессоры.

Выделение из цельной крови, взятой из локтевой вены, субпопуляций лимфоцитов проводили методом магнитной иммуносепарации с использованием частиц (dynabeads), конъюгированных с моноклональными антителами, специфичными к поверхностным антигенам определенной популяции (субпопуляции) клеток крови, и реагентов фирмы Dynal A/S (Норвегия). Dynabeads представляют собой парамагнитные, однородные, монодисперсные полистирольные частицы. Магнитный материал (gFe2O3 и Fe3O4) равномерно распределен по всему объему частиц [3]. Подсчет лимфоцитов осуществляли в камере Горяева с использованием светового микроскопа. Полученные значения пересчитывали на 1,0 мкл крови.

Изучение уровня содержания в крови показателей клеточного иммунитета проводили в трех группах: 1-я - невакцинированные лица; 2-я и 3-я соответственно - сотрудники первично и многократно привитые вакциной чумной живой сухой (ВЧЖС), вакциной сибиреязвенной живой сухой (ВСЖС), вакциной туляремийной живой сухой (ВТЖС), вакциной бруцеллезной живой сухой (ВБЖС) и противоботулиническим трианатоксином. Количество добровольцев в 1-й, 2-й и 3-й группах составило соответственно 43, 31 и 62 человека. У вакцини-

рованных лиц забор крови из вены проводили до и через три недели после вакцинации.

Анализ состояния иммунореактивности лиц в зависимости от уровня иммунологической нагрузки проводили по оценке показателей неспецифического клеточного иммунитета, а также по изучению острой и хронической заболеваемости вакцинируемых сотрудников, работающих с ПБА, в сравнении с невакцинированным персоналом.

Оценку показателей неспецифического клеточного иммунитета у многократно вакцинированных лиц осуществляли в несколько этапов.

Сначала с использованием метода магнитной иммуносепарации были определены возрастные границы норм уровня содержания в крови показателей клеточного иммунитета - CD3-, CD4-, CD8-, CD19-, CD25-лимфоцитов, а также уровень имму-норегуляторного индекса у невакцинированных добровольцев (группа 1). В исследовании приняли участие 43 добровольца. В зависимости от возраста было выделено четыре возрастные подгруппы: 1-я - от 20 до 29 лет (14 человек); 2-я - от 30 до 39 лет (10 человек); 3-я - от 40 до 49 лет (10 человек); 4-я - от 50 до 60 лет (9 человек).

Далее в соответствующих возрастных подгруппах сравнивали среднее значение уровня содержания в крови каждой популяции (субпопуляции) лимфоцитов у лиц, многократно вакцинированных ВЧЖС, ВСЖС, ВТЖС, ВБЖС и противоботулиническим трианатоксином, со средним значением уровня содержания в крови лимфоцитов у невакцинированных лиц.

Расчет средних значений и доверительных интервалов осуществляли общепринятыми методами математической статистики. Перед расчетом достоверности различий между средними арифметическими величинами, при уровне значимости 95%, была проведена верификация подчиненности полученных экспериментальных данных нормальному закону распределения [4, 5].

Результаты и обсуждение

Сравнительная оценка среднего уровня содержания в крови лимфоцитов у невакцинированных добровольцев (1-я группа - 43 человека) и многократно вакцинированных (3-я группа - 62 человека) лиц представлена в таблице 1.

По результатам первого этапа исследования установлено, что у многократно вакцинированных лиц наиболее выражено отклонение иммунологических показателей в возрастной подгруппе лиц от 50 до 59 лет, имеющих стаж работы в учреждении более 20 лет. В сравнении с данными иммунологических показателей невакцинированных лиц в соответствующей возрастной подгруппе отмечается достоверное снижение уровня содержания в крови CD3- и CD8-лимфоцитов. Снижение среднего уровня содержания в крови CD8-лимфоцитов приводит к повышению значения ИРИ. Кроме того, в соответствующей возрастной подгруппе наблюдается

Таблица 1.

Сравнительная оценка среднего уровня содержания в крови лимфоцитов у невакцинированных и многократно вакцинированных лиц

Лимфоциты Возрастная подгруппа, лет Среднее значение уровня содержания в крови лимфоцитов

CD3 От 30 до 39 2059,8 ± 382,3 1994,6 ± 300,9

От 40 до 49 1913,8 ± 307,1 2088,6 ± 286,6

От 50 до 59 1811,0 ± 433,5 1699,5 ± 215,3

CD4 От 30 до 39 1371,6 ± 243,9 1257,6 ± 188,4

От 40 до 49 1223,8 ± 207,9 1326,6 ± 181,8

От 50 до 59 1170,9 ± 255,3 1171,4 ± 180,5

CD8 От 30 до 39 675,7 ± 157,7 737,0 ± 146,4

От 40 до 49 688,0 ± 147,4 762,0 ± 166,0

От 50 до 59 638,4 ± 213,4 552,2 ± 74,1

CD19 От 30 до 39 263,7 ± 37,8 313,0 ± 61,9

От 40 до 49 267,8 ± 56,9 316,4 ± 68,7

От 50 до 59 244,8 ± 77,8 344,1 ± 69,6

CD25 От 30 до 39 25,1 ± 5,8 41,6 ± 9,6

От 40 до 49 38,6 ± 13,8 35,3 ± 12,9

От 50 до 59 44,9 ± 19,8 49,4 ± 17,0

CD4/CD8 (ИРИ)* От 30 до 39 2,1 ± 0,2 2,0 ± 0,3

От 40 до 49 1,9 ± 0,3 1,9 ± 0,4

От 50 до 59 2,0 ± 0,4 2,2 ± 0,4

Примечание: *ИРИ - отношение CD4 к CD8

состояние гиперреактивности организма по показателю уровня содержания в крови CD19- и CD25-лимфоцитов.

На втором этапе провели сравнительную оценку иммунологической реактивности в группах 2 и 3 по определению доли лиц, имеющих отклонение от границ норм иммунологических показателей до и после вакцинации. Группу 2 составили лица, первично вакцинируемые ВЧЖС, ВСЖС, ВТЖС, ВБЖС и противоботулиническим трианатоксином (31 человек), группу 3 - сотрудники, многократно вакцинируемые вышеперечисленными вакцинами (62 человека). При анализе учитывали только те значения показателя, которые были на 20% выше или ниже границы нормы. Сравнительная оценка иммунологической реактивности лиц в группах 2 и 3 до и после вакцинации представлена соответственно на рисунках 1 и 2.

Данные анализа свидетельствуют о том, что отклонение от границ норм уровня содержания в крови популяций (субпопуляций) лимфоцитов в сторону как уменьшения, так и увеличения наиболее выражено у многократно вакцинируемых лиц. Причем в данной группе преобладает гиперреак-

тивность иммунной системы. Доля лиц в группе 3, имеющих уровень содержания в крови CD3-, CD4-, CD8-, CD19-, ^25-лимфоцитов, а также значение ИРИ выше границ нормы, превышает группу сравнения (группа 2) по соответствующим показателям в 3,5, 1,7, 1,9, 2,0, 6,1 и 2,7 раза. Данное соотношение сохраняется и после вакцинации. С учетом того что при исходно сниженных иммунологических показателях на фоне введения вакцины за счет специфической стимуляции иммунитета чаще всего происходит повышение уровня содержания лимфоцитов в крови, уровень иммунологических показателей восстанавливается до нормы. В связи с этим доля лиц, имеющих отклонение от нормы, после вакцинации как в основной, так и в контрольной группах была несколько ниже, чем перед вакцинацией. Поэтому на третьем этапе для сравнительной оценки иммунореактивности в зависимости от уровня иммунологической нагрузки проанализировали, у какой доли лиц в группах 2 и 3, имевших исходное отклонение от нормы, сохраняется данное состояние после вакцинации. Сравнительная оценка доли лиц в группах 2 и 3, у которых при исходно измененных значениях показателей кле-

Рисунок 1.

Сравнительная оценка общей доли лиц в группах 2 и 3, имеющих отклонение в иммунологических показателях до вакцинации

CD 3

CD19

Рисунок 2.

Сравнительная оценка общей доли лиц в группах 2 и 3, имеющих отклонение в иммунологических показателях после вакцинации

точного иммунитета сохранялось состояние имму-нореактивности после вакцинации, представлена на рисунке 3.

Из представленных данных следует, что в группе многократно вакцинируемых сотрудников доля лиц, имеющих исходное отклонение в иммуно-грамме, после вакцинации значительно превыша-

ет долю лиц в группе первично вакцинируемых по всем показателям в два и более раз.

Анализ состояния иммунореактивности лиц в зависимости от уровня иммунологической нагрузки проводили также по изучению острой и хронической заболеваемости вакцинируемых в сравнении с невакцинированными сотрудниками. Для

Рисунок 3.

Сравнительная оценка доли лиц в группах 2 и 3, у которых при исходно измененных значениях показателей клеточного иммунитета сохранялось состояние иммунореактивности после вакцинации

этого было сформировано шесть групп по 20 человек в каждой: 1-я и 2-я группы (контрольные) - не-вакцинированные сотрудники со стажем работы менее 20 лет и более 20 лет, 3-я и 4-я группы -лица, вакцинируемые ежегодно ВЧЖС, со стажем работы менее 20 лет и более 20 лет соответственно; 5-я и 6-я группы - лица с высоким уровнем иммунологической нагрузки, вакцинируемые ВЧЖС, ВСЖС ежегодно и ВТЖС один раз в пять лет, со стажем работы менее 20 лет и более 20 лет соответственно.

Заболеваемость острыми респираторными инфекциями оценивали по обращаемости за медицинской помощью и по результатам данных, полученных при анализе медицинских книжек сотрудников. Среднее число дней нетрудоспособности в год на одного человека в группе рассчитывали по формуле 1:

Х = (Х^ + Х2^ + Х3^ ...)/п (1),

где:

Х - среднее число дней нетрудоспособности в год

на одного человека в группе; Х1, Х2, Х3 - количество дней нетрудоспособности за последние пять лет для сотрудника 1, 2, 3 и т.д.;

N - количество лет, за которое была оценена нетрудоспособность соответствующего лица (пять лет);

п - количество человек в группе.

Среди хронических заболеваний учитывали те, в развитии и течении которых ведущую роль играют иммунологические механизмы системы

адаптации: заболевания органов пищеварения (язвенная болезнь желудка, двенадцатиперстной кишки, хронический колит, дисбактериоз и др.), дыхательной системы (хронические неспецифические заболевания - хронический бронхит, бронхиальная астма и др.), мочеполовой системы (хронический пиелонефрит, фибромиома и др.), эндокринной системы (сахарный диабет, узловой зоб и др.), системные заболевания (узловатая эритема, ревматоидный артрит и др.), аллергические состояния (аллергическая крапивница, аллергический конъюнктивит, дерматит и др.). Одно хроническое заболевание принимали за одну условную единицу. Суммировали общее количество единиц в группе, после чего делили на количество человек в группе. В результате определяли число единиц (по хроническим заболеваниям), которое приходится на одного человека в группе. Сравнительный анализ острой и хронической заболеваемости лиц в группах представлен в таблице 2.

Из данных, представленных в таблице, следует, что наибольшее число дней нетрудоспособности по острым респираторным заболеваниям на одного сотрудника в год приходится в группах 4 и 6, в которые входят лица со стажем работы более 20 лет, - 4,5 и 4,7 дня в год на человека соответственно. Число единиц по хроническим заболеваниям также значимо различается в группах с высокой иммунологической нагрузкой (группы 4 и 6) и превышает показатели в группах невакцинированных лиц с соответствующим стажем в 2,3 и 2,4 раза.

Таким образом, анализ показателей клеточного иммунитета, проведенный методом магнитной

Таблица 2.

Сравнительный анализ острой и хронической заболеваемости лиц в группах

Группа Характеристика группы Среднее число дней нетрудоспособности в год на одного человека в группе Число единиц (по хроническим заболеваниям) на одного человека в группе

1 Невакцинируемые сотрудники со стажем менее 20 лет 3,2 0,3

2 Невакцинируемые сотрудники со стажем более 20 лет 3,5 0,5

3 Лица, вакцинируемые ежегодно ВЧЖС, со стажем менее 20 лет 3,0 0,4

4 Лица, вакцинируемые ежегодно ВЧЖС, со стажем более 20 лет 4,5 1,0

5 Лица с высокой иммунологической нагрузкой со стажем менее 20 лет 3,8 0,8

6 Лица с высокой иммунологической нагрузкой со стажем более 20 лет 4,7 1,2

иммуносепарации у лиц, вакцинируемых по эпидпо-казаниям, показал наличие состояния иммунореак-тивности у категории сотрудников, имеющих стаж работы 20 и более лет. В данной группе, по сравнению с невакцинированными лицами, отмечается состояние иммуносупрессии и гиперреактивности по уровню содержания в крови соответственно CD3-, CD4-, CD8-, CD19-, CD25-лимфоцитов. Кроме того, в группе многократно вакцинируемых сотрудников доля лиц, имеющих исходное отклонение в иммунограмме, после вакцинации значительно превышает долю лиц в группе первично вакцинируемых по всем показателям в два и более раз.

Выводы

1. Результаты анализа состояния иммунореактивности лиц, вакцинируемых по эпидпоказаниям с различной степенью иммунологической нагрузки, по изучению острой и хронической заболеваемости сопоставимы по показателям клеточного иммунитета.

2. Данные проведенного исследования дают основания выделить категорию сотрудников, вакцинируемых 20 и более раз одним, а в некоторых случаях несколькими видами препаратов, в группу лиц, имеющих высокий уровень иммунологической нагрузки и нуждающихся в периодическом контроле иммунного статуса. Ш

Литература

i.

Орлова Т.В., Суховей Ю.Г., Угнер И.Г. Зависимость эффективности вакцинопрофилактики гриппа от исходного состояния иммунной системы. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2004; 4 (17): 17 - 20.

2. Учайкин В.Ф. Руководство по клинической вакцинологии. Москва: ГЭОТАР-Медиа; 2006.

3. Определение абсолютного количества субпопуляций лимфоцитов на световом микроскопе с использованием реагентов фирмы «DYNAL» (Норвегия): Методическое пособие. Москва: ЗАО «БиоХимМак»; 2008.

4. Гланц С. Медико-биологическая статистика: пер. с англ. М.: Практика; 1999.

5. Лакин Г.Ф. Биометрия, 3-е. изд. Москва: Высшая школа; 1980.

References

1. Orlova T.V., Suhovej Ju.G., Ugner I.G. Dependence of the efficiency of influenza vaccination on the initial state of the immune system. Epidemiologija i vak-cinoprofilaktika. 2004; 4 (17): 17- 20 (in Russian).

2. Uchajkin V.F. Manual of Clinical Vaccinology. Moscow: GEOTAR-Media; 2006 (in Russian).

3. Determination of the absolute number of lymphocyte subpopulations by light microscopy using reagents company «DYNAL» (Norway): Manual. Moscow: ZAO «BioHimMak»; 2008 (in Russian).

4. Glanc S. Biomedical Statistics: Translation. from English, Moscow: Praktika; 1999 (in Russian).

5. Lakin G.F. Biometrics: 3rd. ed. Moscow: Vysshaja shkola; 1980 (in Russian).