Prevention of poliomyelitis by using live polio vaccine in unfavorable ecological conditions

ВАКиИНОПРОФИААКТИКА

Вакцинопрофилактика полиомиелита живой полиовакциной в условиях экологического неблагополучия

С. В. Ильина, Л. А. Степаненко, В. Т. Киклевич, Е. Д. Сдвилов

Иркутский государственный мЕдииинский университет,

Институт эпидемиологии и микробиологии BCHU СО РАМН, Иркутск

Проведено исследование поствакцинального иммунитета у 184 детей 11 — 14лет, постоянно проживающих в городах с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды. Уровень поствакцинального иммунитета к полиомиелиту наиболее низок в городе с наиболее высоким уровнем техногенного загрязнения. Большой удельный вес детей, не имеющих защитных антител к полиовирусу 3 типа, заставляет задуматься о необходимости первоочередного перехода на комбинированную схему иммунизации (с инактивированной полиовакциной) на экологически неблагополучных территориях. Ключевые слова: вакцинация, полиомиелит, дети

Prevention of Poliomyelitis by using live Polio vaccine in unfavorable ecological conditions

Imna S. V., Stepanenko L. A., KiKlevicn V. T. and Savilov E. D.

Irkutsk State MedicaL University,

RAMS RC Institute of Epidemiology and Microbiology, Irkutsk

One hundred and eighty four children aged eleven to fourteen and permanently residing in the cities and towns distinguished by diverse degrees of technogenic environmental contamination have been subjected to post-vaccination examination. The weakest post-vaccination immunity from poliomyelitis was observed among the inhabitants residing in the highly technogenically polluted cities and towns. A great percentage of children/infants lacking antibodies affording protection of the human organism against type 3 polio virus makes us thick as to the necessity in primarily changing over to a combined immunization pattern using an inactivated polio vaccine in the ecologically unfavorable areas.

Key words: vaccination, poliomyelitis, children/infants

21 июня 2002 года на торжественном заседании Европейской региональной комиссии по Сертификации ликвидации полиомиелита в Копенгагене было объявлено о ликвидации полиомиелита в Европейском регионе ВОЗ. Ранее, в 1994 году ликвидация полиомиелита была сертифицирована в Американском регионе, а в 2000 году — в Западно-Тихоокеанском регионе. Это было одним из наиболее выдающихся достижений в области вакцинопрофилактики инфекционных заболеваний.

В результате массовой иммунизации против полиомиелита в 80-е годы циркуляция дикого штамма вируса в Европейском регионе была резко сокращена. Однако, даже в 90-х годах зарегистрированы вспышки полиомиелита в Болгарии, Румынии, Албании, Греции и Югославии. В Нидерландах в 1992 году отмечалась большая вспышка полиомиелита (71 случай) среди людей, отказавшихся от прививок по религиозным соображениям. В 1 990 году зарегистрированы вспышки полиомиелита в Азербайджане (182 случая) и в Грузии (36 случаев), в 1991 году —

Таблица 1. Субпопуляции лимфоцитов у детей школьного возраста в городах Иркутске и Ангарске

Показатели Ангарск Иркутск

CD3 N

CD4 N

CD8 N

CD 16 N

CD20 N

CD95 N

в Таджикистане (111 случаев), в 1993 году— вновь 69 случаев заболевания в Азербайджане. Последний случай зарегистрированного в регионе полиомиелита произошел в 1998 году в Турции [1 ].

Несмотря на очевидные успехи в борьбе с полиомиелитом, сохраняется ряд проблем. Одной из них является периодическое появление заносных случаев полиомиелита, вызванного дикими штаммами полиовируса. Такой занос может осуществляться даже лицами, привитыми инактивированной полиовакциной. Поэтому, кроме высокого охвата прививками (не менее 85%) для предотвращения заносов необходимо, чтобы у населения был высокий уровень кишечного специфического иммунитета. Это особенно важно в связи с тем, что в мире имеется ряд территорий, где сохраняется циркуляция дикого штамма вируса полиомиелита [2—5].

Другой проблемой является циркуляция вакцинного штамма вируса полиомиелита. Факты свидетельствуют о том, что в условиях низкого охвата вакцинацией оральной полиомиелитной вакциной возможно возникновение вспышек вялого паралича, обусловленного штаммами по-лиовируса вакцинного происхождения, как это происходило в 2000—2001 гг. в Доминиканской Республике, на Мадагаскаре, на Гаити и Филиппинах [6—9]. Генетический анализ выделенных полиовирусов показал, что они происходят от штамма Сэбина 1-го типа, который в результате 2-х летней циркуляции на территориях с низким охватом прививками приобрел свойства нейровирулент-ности и контагиозности. Таким образом, вакцинный поли-овирус не только играет решающую роль в вытеснении из популяции дикого штамма вируса полиомиелита, но, при

20

Здоровые дети Больные ОРВИ

Здоровые дети Больные ОРВИ

Здоровые дети Больные ОРВИ

Ангарск

Экологически

неблагополучные

районы Иркутска

Экологически

благополучные

районы Иркутска

Рисунок 1. Изменение уровней сывороточных иммуноглобулинов у детей, больных острыми инфекциями дыхательных путей, в сравнении со здоровыми

определенных условиях, может стать источником появления вирусов-ревертантов, вызывающих паралитические формы заболевания [10].

Учитывая вышеперечисленные сложности, эксперты ВОЗ пришли к заключению, что имеются обоснованные причины для прекращения использования живой поли-овакцины как можно быстрее после глобальной сертификации ликвидации полиомиелита [11]. В то же время, по решению конкретной страны может быть продолжена вакцинация инактивированной полиовакциной [12].

В России для массовой иммунизации используется живая полиомиелитная вакцина для орального введения, которая представляет собой трехвалентный препарат из ат-тенуированных штаммов Сэбина вирусов полиомиелита типов 1, 2, 3. Вакцина моделирует инфекционный процесс, обеспечивающий развитие длительного гуморального и местного иммунитета у 90—95% привитых.

Однако, верны ли эти показатели для всех групп населения?

Проведенные нами ранее исследования показали угнетающее воздействие техногенного загрязнения окружающей среды на иммунную систему детей в промышленных городах Сибирского региона (табл. 1).

Кроме того, выявлено, что в городах с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды комплексное содержание основных фракций иммуноглобулинов в периферической крови у здоровых детей и в период разгара острых инфекций дыхательных путей меняется противоположным образом (рис. 1).

Таким образом, можно думать о том, что стимуляция инфекционными антигенами у детей, проживающих на экологически неблагополучных территориях, не дает достаточного иммунного ответа по сравнению с таковым у детей, не подвергаемых воздействию техногенного загрязнения окружающей среды. Отсюда следует, что возможно снижение иммунологической эффективности вакцинопрофилак-тики в экологически неблагоприятных условиях.

Материалы и методы исследования

С целью выявления состояния популяционного иммунитета к полиомиелиту при использовании живой

полиомиелитной вакцины нами было проведено исследование титров противополиомиелитных антител у 184 детей 11—14 лет, постоянно проживающих в городах Ангарске, Шелехове, Иркутске.

Города, в которых проведено исследование, являются наиболее экологически неблагополучными населенными пунктами Иркутской области и постоянно входят в список городов России с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха. На рисунке 2 представлена доля исследуемых городов в суммарных выбросах от стационарных источников загрязнения атмосферы по области, при этом следует отметить, что всего в области имеется 22 города, 66 поселков городского типа и 1538 сельских населенных пунктов.

Исследуемые города имеют разный уровень и качественный состав загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В Ангарске уровень техногенного загрязнения наиболее высок и представлен набором специфических ксенобиотиков, характерных для предприятий нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. В Шелехове уровень загрязнения атмосферного воздуха ниже и состав поллютантов представлен выбросами производства алюминия. В Иркутске же уровень загрязняющих веществ ниже, чем в двух других городах, и обусловлен, в основном, продуктами сгорания топлива (табл. 2).

Формирование групп для проведения исследования осуществлялось методом случайного бесповторного отбора. Группы были одинаковы по возрастному и половому составу и состояли из здоровых детей, которые воспитывались в полных социально благополучных семьях. Та-

Рисунок2. Доля исследуемых городов в суммарных выбросах от стационарных источников в атмосферу по области в 2005 г.

Таблица 2. Приоритетные виды загрязнителей атмосферного воздуха в гг. Ангарске, Шелехове и Иркутске

Город Виды загрязнителей

Ангарск Бензол, толуол, аммиак, сероводород, фенолы, серная кислота, дихлорэтан, хлор, четыреххлористый углерод, метиловый спирт

Шелехов Бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азота, фтористый водород, твердые фториды

Иркутск Оксид углерода, окислы азота, диоксид серы, углеводороды, бензин, ацетон, керосин, бенз(а)пирен, формальдегид, этанол, бутанол

ким образом, разница между группами касалась в основном среды обитания. К указанному возрасту у всех детей имело место шестикратное введение живой поли-овакцины (вакцина полиомиелитная пероральная типов 1, 2 и 3, Россия) в сроки, регламентированные Национальным календарем профилактических прививок (в 3 — 4,5 — 6 — 18 — 20 мес. — 6 лет).

Для оценки гуморального иммунитета был определен уровень сывороточных вируснейтрализующих антител для каждого из трех типов полиовируса. В качестве защитного был принят титр антител 1:8 в реакции нейтрализации в культуре клеток.

Результаты и их обсуждение

Полученные результаты представлены в таблице 3.

Рассмотрим напряженность поствакцинального иммунитета к полиомиелиту отдельно по городам:

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Ангарск

Шелехов

Иркутск

Тип 1

Тип 2

Тип 3

Рисунок 3. Доля детей с титрами поствакцинальных вируснейтрализующих антител выше минимального защитного

35 30 25 20 15 10 5 0

Ангарск

Шелехов

Иркутск

Тип 1

Тип 2

Тип 3

Рисунок 4. Доля детей с титрами поствакцинальных вируснейтрализующих антител ниже минимального защитного

Ангарск — к 1 типу полиовируса достоверно чаще, чем в Иркутске и Шелехове, выявляются уровни антител ниже минимального защитного (р = 0,007), к 3 типу титры ниже минимального защитного выявляются достоверно чаще, чем в Иркутске (р = 0,018), ко 2 типу — нет достоверной разницы ни с Иркутском, ни с Шелеховом. Высокие уровни тиров антител ко всем трем типам полиовиру-са, напротив, встречаются достоверно реже, чем в Иркутске и в Шелехове (р < 0,001 во всех случаях).

Иркутск — высокие уровни титров антител ко всем трем типам полиовируса встречаются достоверно чаще, чем в Ангарске. Низкие уровни антител к 1 и 3 типу полиовирусов — достоверно реже, чем в Ангарске. Ко

2 типу полиовируса тиры антител ниже минимального защитного встречаются с одинаковой частотой во всех трех городах.

Шелехов — по 1 и 2 типу полиовируса достоверная разница в титрах антител с Ангарском (в Ангарске выше, в Шелехове — ниже). При сравнении с Иркутском нет достоверной разницы, как по низким, так и по высоким уровням антител. Однако в отношении уровней антител к

3 типу полиовируса, Шелехов находится в промежуточном положении между Ангарском и Иркутском, т. е. доля детей с низкими тирами антител ниже, чем в Ангарске и выше, чем в Иркутске (различие недостоверно ни в том, ни в другом случае). Доля детей с высокими титрами антител к 3 типу полиовируса, напротив, в Шелехове выше, чем в Ангарске и ниже, чем в Иркутске (с Ангарском — р < 0,001, с Иркутском — разница недостоверна).

В целом, следует отметить, что наиболее низкие уровни антител во всех городах отмечаются к вирусу полиомиелита 3 типа. Наиболее вероятно, что это вызвано интерференцией между тремя типами вакцинных вирусов, и, как следствие, недостаточным иммунным ответом на один из них. Наибольшая разница в показателях между городами выявлена преимущественно именно для 3 типа полиовируса (рис. 3, 4).

Сравнение доли детей, у которых были отрицательные уровни антител к двум из трех типов полиовирусо, показало, что таких детей оказалось больше всего в Ангарске— 12,0%. В Шелехове их число составило 6,2%, а в Иркутске — 1,4%, т. е. в 8 раз меньше, чем в Ангарске (разница только на уровне тенденции из-за малого числа наблюдений, р = 0,076).

Таким образом, согласно нашим наблюдениям, уровень поствакцинального иммунитета к полиомиелиту наиболее низок в Ангарске, т. е. в городе с наиболее высоким уровнем техногенного загрязнения окружающей среды. В группе сравнения (Иркутск) уровень поствакцинального иммунитета к полиомиелиту является наиболее высоким из всех трех городов.

Следует также отметить, что проведение сравнительного анализа уровней антител у детей, привитых разными сериями вакцины, не выявило сколько-нибудь существенных различий.

Таблица 3. Напряженность поствакцинального иммунитета к вирусам полиомиелита в реакции нейтрализации у детей 11—14 лет

Титр антител Ангарск (n = 33) Шелехов (n = 81) Иркутск (n = 70) Р

ТИП 1

Ниже защитного 27,3 ± 7,8 7,4 ± 2,9 8,6 ± 3,4 0,007

Минимальный защитный 33,3 ± 6,2 27,2 ± 4,9 27,1 ± 5,3 Н.Д.

Выше минимального защитного 39,4 ± 8,5 65,0 ± 5,3 64,3 ± 5,7 0,025

Средняя геометрическая 13,5 21,7 20,8

ТИП 2

Ниже защитного 6,1 ± 4,2 8,6 ± 3,1 8,6 ± 3,4 Н.Д.

Минимальный защитный 51,5 ± 8,7 19,8 ± 4,4 21,4 ± 4,9 0,002

Выше минимального защитного 42,4 ± 8,6 71,6 ± 5,0 70,0 ± 5,5 0,008

Средняя геометрическая 12,2 27,5 23,1

ТИП 3

Ниже защитного 33,3 ± 6,2 21,0 ± 4,5 11,4 ± 3,8 0,03

Минимальный защитный 60,6 ± 6,5 34,6 ± 5,3 34,3 ± 5,7 0,02

Выше минимального защитного 6,1 ± 4,2 44,4 ± 5,5 54,3 ± 6,0 < 0,001

Средняя геометрическая 8,5 13,9 15,3

р — х2 для трех групп; Н. Д. — различия между группами недостоверны

Выводы

Уровень коллективного поствакцинального иммунитета к полиомиелиту у детей, привитых оральной поли-омиелитной вакциной, имеет обратную корреляционную связь с уровнем загрязнения окружающей среды — чем более выражено экологическое неблагополучие, тем ниже уровень коллективного иммунитета к полиомиелиту.

Доля детей, не имеющих нейтрализующих антител к полиовирусам, достигает 30% на экологически неблагополучных территориях.

Наиболее низким является уровень коллективного иммунитета к полиовирусу 3 типа.

Исходя из вышеизложенного, можно предположить снижение эффективности вакцинопрофилактики полиомиелита живой полиовакциной в условиях техногенного загрязнения окружающей среды. Большое количество детей, не имеющих защитных уровней антител, на экологически неблагополучных территориях в условиях применения живой поли-овакцины создает реальную угрозу появления случаев вак-цинассоциированного полиомиелита. Выявленный факт свидетельствует о необходимости первоочередного перехода экологически неблагополучных территорий на применение инактивированной полиовакцины. Схема применения может быть также комбинированной с началом вакцинации инактивированной полиовакциной и ревакцинацией живой оральной. Дети, привитые оральной полиовакциной, могут

однократно быть ревакцинированы инактивированной для

повышения уровня антител к полиовирусу 3 типа.

Литература:

1. Weekly Epidemiological Record. — 1998. — №16—17. — P. 113 —120.

2. Murray C.J. L. Monitoring global health: time for new solutions / C.J. L. Murray, F. D. Lopez., S. Wibulpolprasert // BMJ. — 2004. — V. 329. — P. 1096—1100.

3. Howard R. S. Poliomyelitis and the postpolio syndrome // BMJ. — 2005. — V. 330. — Р. 1314—1318.

4. Dawson A. Mass public health programmes and the obligations of sponsoring and participating organizations / А. Dawson., Y. Paul // J. Med. Ethics. — 2006. — V. 32. — P. 580—583.

5. Pallansch M. A. The Eradication of Polio — Progress and Challenges / M. A. Pallansch, H. S. Sandhu // NEJM. — 2006. — V. 355. — P. 2508—2511.

6. Outbreak of poliomyelitis in Dominican Republic and Haiti // EPI Newsletter. — 2000. — V. 22. — № 6. — P. 1.

7. Update: Vaccine derived polio outbreak in Hispaniola // EPI in the Americas. — 2001. — V. 23. — №3. — P. 3 —4.

8. Global Polio eradication initiative, Progress 2001. — Geneva, WHO, 2002. — P. 15 —16.

9. Weekly Epidemiological Record. — 2002. — № 29. — P.241 —248.

10. Бектемиров Т. А. Стратегия контроля над полиомиелитом в пос-тэрадикационном периоде // Вакцинация. Информационный бюллетень. — 2002. — № 6 (24). — С. 6—7.

1 1. Heymann D. L. Eradicating polio / D. L. Hermann, R. B. Aylward // N. Engl. J. Med. — 2004. — V. 351. — P. 1275—1277.

12. Vaccines et Biologicals. New Polio Vaccines for the Post-Eradication Era. — Geneva, WHO, 19—20 January, 2002.