АНАТОКСИНЫ

АНАТОКСИНЫ (anatoxina; греческий ana- — против + токсины) — бактериальные токсины, потерявшие в результате специальной обработки свои токсические, но сохранившие антигенные и иммуногенные свойства. Обычно токсины обезвреживают воздействием формалина и тепла (35—38°). Возбудители токсинемических инфекций — дифтерии, столбняка, газовой гангрены, ботулизма и другое — вырабатывают очень сильные экзотоксины, обладающие антигенными свойствами.

В 1909 году Левенштейн (Е. Löwenstein) случайно обнаружил быстрое падение токсичности столбнячного токсина под влиянием ультрафиолетовых лучей и формалина. В дальнейшем Эйслер (М. Eisler, 1912) и Левенштейн установили, что после добавления к столбнячному токсину 0,1—0,3% формалина и выдерживания при повышенной температуре происходит обезвреживание токсина. Введение такого токсина вызывает иммунитет у животных.

Десять лет спустя метод приготовления анатоксинов, пригодного для иммунизации людей, был разработан Районом (G. Ramon), о чем он сообщил 10 декабря 1923 года во французскую Академию наук. Рамон установил, что при воздействии формалина и тепла на дифтерийный токсин образуется обезвреженное соединение, обладающее антигенными и иммуногенными свойствами. Изучая реакцию флоккуляции дифтерийного токсина с антитоксином, он применял формалин как антисептик для сохранения токсина. Добавление формалина к токсину не препятствовало появлению феномена флоккуляции(см.), даже если этот токсин подвергался действию умеренного тепла в термостате. Не влияя на способность токсина флоккулировать, формалин резко снижал его токсические свойства, как и ряд других химических и физических свойств. Реакция флоккуляции токсинов с антитоксинами сыграла большую роль в разработке метода приготовления анатоксинов. С помощью этой реакции можно было легко контролировать изменение антигенных свойств анатоксинов в процессе обезвреживания токсинов формалином. До применения этой реакции было невозможно установить, сохраняет ли токсин антигенные свойства при потере токсигенных свойств.

Некоторые анатоксины могут быть аллергенами и вызывать у особо чувствительных субъектов общие и местные реакции, не имеющие отношения к специфической токсичности. Анатоксинам свойственна стабильность и необратимость: при длительном хранении при разных температурах они сохраняют свою безвредность и антигенные свойства. Антигенные свойства анатоксинов определяют по реакции связывания антитоксинов (см.), которая выражается в единицах связывания (ЕС), или по реакции флоккуляции с антитоксинами. Иммуногенные свойства анатоксинов определяют путем иммунизации животных (морские свинки, мыши) и выражают в иммунизирующих единицах (ИЕ), то есть в способности определенного количества анатоксинов защищать животных от введения соответствующих токсинов.

Принципы изготовления анатоксинов, разработанные Районом, легли в основу производства анатоксинов во многих странах мира. Это позволило начать массовую иммунизацию против дифтерии и столбняка, которая привела к резкому снижению заболеваемости этими инфекциями.

Процесс формалиновой детоксикацин рассматривают как необратимое нарушение структуры активного центра токсина за счет реакции с формалином входящих в состав токсина функциональных групп. На первых этапах детоксикация протекает очень быстро (как правило, на 1—4-е сутки инкубирования с формалином наблюдается падение токсичности на 80—90%), а достижение полной безвредности происходит только через 2—4 недели и более. Для получения безвредных и стабильных анатоксинов после обезвреживания должно пройти некоторое время для «созревания» анатоксинов. Обезвреживание бактериальных токсинов без нарушения их антигенных свойств происходит в нейтральной среде. Кислая среда препятствует взаимодействию формалина с аминогруппами токсина, замедляет или совсем прекращает процесс обезвреживания. Если формалинизацпя токсинов идет в щелочной среде, то обезвреживание токсина происходит быстро, но со значительной потерей его антигенных свойств. Оптимальное количество формалина для детоксикации всех токсинов рекомендуется от 0,3 до 0,8% ; в пределах этого количества к некоторым токсинам нужно добавлять формалин дробным методом, это способствует более быстрому обезвреживанию токсина без СИЛЬНОЕ потери антигенных свойств. Для обезвреживания токсина имеет большое значение температура, при которой содержится токсин. Повышение температуры ведет к более быстрой детоксикации всех токсинов со значительной потерей антигенных свойств. Попытки разработать ускоренный метод обезвреживания бактериальных токсинов путем добавления 1% и более формалина при t° 36—40° приводили к потере токсичности через 6—8 суток инкубации с резким снижением антигенных свойств. Увеличение количества формалина при детоксикации не оправдано еще и потому, что независимо от количества взятого формалина лишь определенная часть его вступает во взаимодействие с токсином. Количество связанного формалина зависит от состава среды, на которой приготовлен токсин, от содержания аминного азота, от химического состава токсина.

Для очистки анатоксинов от балластных белков применялось фракционное осаждение различными концентрациями сульфата аммония. В настоящее время этот метод используется лишь на отдельных этапах очистки и концентрации небольших объемов анатоксинов.

В зарубежных странах для очистки и концентрации дифтерийного и столбнячного анатоксина применяют метод ультрафильтрации через почкообразные фильтры, покрытые 8%парло-диновой оболочкой. Осадок после растворения в воде фракционируют сульфатом аммония при различных процентах насыщения. Очищенный дифтерийный анатоксин содержит 1800—2500 Lf на 1 мг общего азота (Lf — сокр. англ, limit of flocculation — порог флоккуляции).

В СССР для очистки и концентрации анатоксинов ботулинических, возбудителей газовой гангрены, дифтерийного и столбнячного анатоксинов применяют кислотное осаждение. Перед подкислением для усиления ионной силы раствора в анатоксины растворяют 10—30% хлорида натрия. Затем понижают рН анатоксинов до 3,5, добавляя НСl; выпавший осадок отделяют от жидкости и растворяют в 1/20 части изотонического раствора хлорида натрия от объема исходного анатоксина. Полученный концентрат анатоксинов подвергают дальнейшей очистке повторным осаждением ацетоном. При кислотном осаждении столбнячного и других анатоксинов в некоторых лабораториях для усиления ионной силы раствора анатоксина применяют гексаметофосфат. Бактериальные токсины и анатоксины можно очистить с помощью сорбции фосфатом алюминия, гидратом окиси алюминия, фосфатом кальция и другими неорганическими сорбентами с последующей Хроматография).

Для иммунизации против токсинемических инфекций применяются анатоксины, депонированные на гидрате окиси алюминия и фосфате алюминия; алюминиево-калиевые квасцы для депонирования применяются только в ветеринарной практике. Высокую пммуногенность депонированных анатоксинов объясняют адъювантным действием сорбента и замедленной резорбцией из депо антигена. В результате этого происходит длительное поступление небольших количеств анатоксинов в организм, что ведет к развитию напряженного иммунитета. Применение дифтерийного и столбнячного анатоксинов, сорбированных на гидроокиси алюминия, для массовой иммунизации людей в СССР дало резкое снижение заболеваемости дифтерией и столбняком.

Иммунизацию детей против дифтерии, столбняка и коклюша проводят ассоциированной вакциной, включающей сорбированные дифтерийный, столбнячный анатоксины и корпускулярную коклюшную вакцину.

В 1959 году был предложен концентрированный адсорбированный анаэробный полианатоксин, включающий столбнячный анатоксин, несколько типов гангренозного и ботулинического анатоксинов (всего 7 антигенов), обладающий хорошими иммуногенными свойствами. См. также Токсины.

Библиография: Апанащенко Н. И., Помянкевич А. Н. и Нехотенова Е. И. Очищенный адсорбированный дифтерийный анатоксин, Журн. микр., эпид. ииммун., № 8, с. 54, 1951: Воробьев А. А., Васильев Н. Н. и Кравченко А. Т. Анатоксины, М., 1965, библиогр.; Выгодчиков Г. В. Микробиология и иммунология стафилококковых заболеваний, М., 1950, библиогр.; он же, Стафилококковые инфекции, М., 1963, библиогр.; Матвеев К. И. Ботулизм, М., 1959, библиогр.; он же, Эпидемиология и профилактика столбняка, М., 1960, библиогр.; Рамон Г. Сорок лет исследовательской работы, пер. с франц., М., 1962; Prévot A. R. Manuel de classification et de détermination des bacteries anaerobies, P., 1957.

К. И. Матвеев.