АДЪЮВАНТ

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в ветеринарной вирусологии и микробиологии при разработке и производстве иммунизирующих препаратов для диагностики и профилактики инфекционных болезней у различных видов сельскохозяйственных животных.

Из предшествующего технического уровня известно, что при изготовлении средств специфической профилактики инфекционных болезней животных нашли применение, главным образом, два типа адъювантов: сорбционные (гидроксид алюминия, оксид кремния, алюмокалиевые квасцы) и масляные - для получения эмульсионных вакцин (адъювант Фрейнда и многочисленные его разновидности) [Sigma-Aldrich Fine Chemicales, №4, 2002, s.86.].

Преимущества эмульсионных вакцин перед сорбционными заключаются в пролонгировании действия антигена, лучшей его сохранности, возможности введения более концентрированной антигенной части и ликвидации случаев дополнительной вакцинации животных.

Свойства масляных эмульсионных вакцин описываются положениями коллоидной химии и в соответствии с ними классифицируются по типу получаемой эмульсии: «вода в масле» или обратные эмульсии (антиген находится внутри мицелл и закрыт эмульгатором и маслом; «вода в масле в воде» или сложные эмульсии (антиген находится как внутри мицелл, так и в водной фазе, «масло в воде» или простые эмульсии (антиген находится в водной фазе) [Сумм Б.Д. Основы коллоидной химии. - 2007, М., с. 240].

Каждый тип эмульсионной вакцины требует применения стабилизаторов и эмульгаторов определенного строения, что отражается в их величинах ГЛБ (расчетных соотношений гидрофильных и гидрофобных свойств) [W.С. Griffin, J. Cosmetists, 1949, 1, р.311].

Наиболее широкое применение в ветеринарии в настоящее время находят инъекционные эмульсионные вакцины типа «вода в масле».

Общим недостатком вакцин такого типа являются высокая вязкость и реактогенность. Под реактогенностью понимают способность вызывать воспаление, некроз или другие патологические явления в месте инокуляции, особенно для мелкого и крупного рогатого скота.

Имеются технические решения по уменьшению вредного влияния таких вакцин: снижение вязкости минеральных масел, применение в качестве масляной основы легко биологически деградируемых эфиров жирных кислот, силиконовых и других инертных растворителей, введение добавок, снижающих реактогенность [Патент РФ №2214278, Патент USA 5.3.12.620].

Применение природных и других легко биологически деградируемых масел уменьшает реактогенность, но одновременно сокращается период иммуностимулирующего влияния антигена. При замене минеральных масел низковязкими синтетическими маслами резко возрастает стоимость вакцин.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является адъювант [Патент РФ №2108111], в котором в качестве эмульгатора использован биологически инертный полиалкоксиалкиленсилоксановый сополимер (ПАС) определенного строения. Этот состав позволяет получать устойчивые инъекционные эмульсионные вакцины типа «вода в масле» с приемлемой реактогенностью. Биологическая инертность эмульгатора оборачивается для некоторых вакцин негативной стороной: эмульгатор, защищающий антиген в мицеллах, ограниченно доступен для ферментативной системы организма, вследствие чего высвобождение антигена и формирование иммунного ответа происходит в замедленном темпе. Применение в качестве масляной фазы низковязких инертных силиконовых растворителей усугубляет эту картину.

Помимо вязкости масляной основы в суммарную вязкость вакцины вносит вклад эмульгатор, в связи с чем важным фактором повышения безопасности вакцин можно считать снижение концентрации эмульгатора, в то время как в адъюванте-прототипе концентрация эмульгатора находится на уровне применения классических неионогенных эмульгаторов и составляет от 5 до 10% масс.

В то же время класс кремнийорганических эмульгаторов характеризуется не только повышенной биологической инертностью, но и способностью в большей степени, чем обычные неионогенные эмульгаторы (эфиры маннита, сорбита, жирных кислот, производные касторового масла и др.), снижать поверхностное натяжение на границе мицелл, то есть для получения эмульсий с приемлемой стабильностью достаточно введения небольших концентраций эмульгаторов [Эбель А.О. и др. Материалы докладов VUU Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», - 2002, №6].

Физико-химические характеристики эмульгатора, использованного в прототипе, рассчитаны на получение только инъекционных эмульсионных вакцин типа «вода в масле». Для других типов инъекционных эмульсионных вакцин: «вода в масле в воде» и «масло в воде», имеющих минимальные показатели реактогенности, рассматриваемый эмульгатор неприемлем вследствие его значения ГЛБ, равного 6. Использование адъюванта с пограничным для эмульсий «вода в масле» значением ГЛБ 6 приводит к необходимости введения относительно высоких концентраций эмульгатора (от 5 до 10% масс.) и может приводить при колебаниях в режимах эмульгирования и составе антигенной части к явлению так называемого «обращения эмульсии», когда вместо целевой эмульсии типа «вода в масле» получают эмульсию «вода в масле в воде» или даже «масло в воде». Однако при целенаправленном получении вакцин такого типа физико-химические свойства эмульгатора не обеспечивают приемлемой стабильности эмульсий.

Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента адъювантов для инъекционных эмульсионных вакцин любого типа и иммунизирующих препаратов на их основе.

Техническими результатами, которые могут быть получены при реализации изобретения, являются:

- Осуществление назначения адъювантов.

- Расширение функциональных возможностей адъювантов на основе биологически инертных кремнийорганических эмульгаторов.

- Повышение стабильности эмульсионных вакцин.

- Повышение безопасности.

- Обеспечение прогнозируемого времени иммунного ответа.

Поставленная задача решена и вышеперечисленные результаты достигнуты благодаря тому, что адъювант, включающий эмульгатор в виде кремнийорганического соединения и масляную основу, для эмульсионной вакцины типа «вода в масле» содержит биологически инертное кремнийорганическое соединение цетил-ПЭГ/ППГ-10/1-диметикон; для вакцины «вода в масле в воде» - ПЭГ/ППГ-18/18-диметикон; для вакцины типа «масло в воде» - ПЭГ-12-диметикон в концентрации от 1,5 до 3% масс.

В частных примерах использования адъювант дополнительно содержит не менее чем один соэмульгатор из ряда глицеридов жирных кислот, эфиров сорбитана, маннита, полиглицерина, производных касторового масла.

Предлагаемое техническое решение осуществляют следующим образом. Навеску эмульгатора растворяют в низковязком, высокоочищенном минеральном или силиконовом масле или в водной части, содержащей антиген, в оптимальной для конкретной эмульсионной вакцины концентрации.

Стерилизуют масляную фазу обычными способами.

Водную фазу, содержащую антиген, эмульгируют с соблюдением режима, разработанного для данной вакцины.

Реактогенность масляного адъюванта или вакцины количественно определяют в соответствии с Руководством по экспериментальному (доклиническому) исследованию новых фармакологических веществ [Под ред. Р.У. Хабриева. 2005, 204].

Эффективность и безопасность вакцин контролируют в соответствии с требованиями существующей нормативной документации.

Реализация технического решения приведена в примерах применения и иллюстрирована таблицами 1, 2, 3.

Пример 1. Прототип. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле» на основе ПАС с ГЛБ 6,0.

Навеску 7,5 г эмульгатора растворяли в 92,5 г вакцинного масла «М» по ТУ 381011224 (далее вакцинное масло).

Масляную фазу стерилизовали при 130°С в течение 2 ч нагреванием в термостате.

Реактогенность адъюванта 21%.

Адъювант использовали для приготовления вакцины на основе вируса ньюкаслской болезни (НБ) штамма «Ла Сота» с биологической активностью 10^10,1 ЭИД 50/см³, определенной до инактивации.

Вакцину готовили с использованием гомогенизатора Ultraturrax T-25 в две стадии: 1 - постепенное внесение водной фазы, содержащей антиген (30% масс.), в масляный адъювант (70% масс.) при 3,0 тысячах оборотов в минуту; 2 - гомогенизация полученной предварительной эмульсии при 15,0 тысячах оборотов в минуту.

Свойства полученной вакцины контролировали в соответствии с требованиями стандарта ООО «Кронвет» «Вакцина против инфекционного бронхита кур, ньюкаслской болезни, парамиксовирусной инфекции 2-го серотипа, метапневмовирусной инфекции птиц, инфекционной бурсальной болезни, реовирусного теносиновита, синдрома снижения яйценоскости-76, инфекционного гидроперикардита, респираторного микоплазмоза птиц». Инактивированная эмульгированная «АВИКРОН» СТО 23074685-0010-2010 (Регистрационное удостоверение ПВР-1-7.0/02668 от 27.01.2011).

Вязкость - 78 мм²/c; стабильность - более 12 месяцев.

Безвредность вакцины изучали на 5 группах 30-дневных цыплят по 10 голов каждая (четыре опытных группы и 1 - контрольная). Цыплятам опытных групп вводили внутримышечно по 2 см³ вакцины. Все цыплята в течение срока наблюдения 20 суток оставались живыми без признаков болезни. На месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений.

Антигенную активность определяли на 30-дневных цыплятах (1 опытная и 2 контрольных группы по 10 цыплят). Цыплятам опытной группы в нижнюю треть шеи подкожно вводили вакцину в дозе 0,5 см³. Цыплятам одной контрольной группы вводили такое же количество референс-вакцины, цыплят второй контрольной группы использовали в качестве чистого контроля. Через 28 суток титр антител 1:4-1:8 (контроль с референс-вакциной 1:2048, чистый контроль 1:2-1:4). Через 60 суток титр антител 1:200-1-300 (контроль с референс-вакциной 1:1024-1-1048, чистый контроль 1:2-1:4). В месте инокуляции патологические изменения отсутствовали. Полученная вакцина не соответствовала требованиям нормативной документации по сроку иммунного ответа.

Пример 2. Прототип. Получение инъекционных эмульсионных вакцин типа «вода в масле в воде» на основе (ПАС) с ГЛБ 6,0.

Подготовку адъюванта и получение образцов вакцин осуществляли, как в примере 1.

Свойства вакцин: вязкость - 50 мм²/с; нестабильна. На животных не изучалась из-за нестабильности.

Пример 3. Получение инъекционных эмульсионных вакцин типа вода в масле на основе эмульгатора цетил-ПЭГ/ППГ-10/1-диметикона (Ц-10/1-ДМ) с ГЛБ 5,0.

Навеску 1,5 г эмульгатора растворяли в 98,5 г вакцинного масла.

Подготовку адъюванта и получение образца вакцины и изучение ее свойств осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 21% отн.

Свойства полученной вакцины:

Вязкость - 50 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев.

Вакцина выдерживала тесты на безвредность.

Через 28 суток титр антител 1:2048 (контроль с референс-вакциной 1:2048). В месте инокуляции патологические изменения отсутствовали. Полученная вакцина соответствовала требованиям нормативной документации. Пример 4. Получение эмульсионной вакцины типа «вода в масле» на основе эмульгатора Ц-10/1-ДМ с ГЛБ 5,0.

Навеску 1 г эмульгатора, как в примере 1, растворяли в 99 г вакцинного масла. Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 15% отн.

Вакцину против НБ получали и изучали, как в примере 1.

Свойства вакцины против НБ: вязкость - 46 мм²/с; стабильность - менее 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител 1:2060 (референс-вакцина 1:1050); вакцина эффективна, но не соответствовала требованиям нормативной документации по стабильности.

Пример 5. Получение эмульсионной вакцины типа вода в масле на основе эмульгатора Ц-10/1-ДМ с ГЛБ 5,0.

Навеску 3,0 г эмульгатора растворяли в 97 г вакцинного масла. Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 25% отн.

Свойства вакцины против НБ вязкость - 55 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител 1:2049 (референс-вакцина 1:2050).

Полученная вакцина соответствовала требованиям нормативной документации. Пример 6. Получение эмульсионной вакцины типа вода в масле на основе эмульгатора Ц-10/1-ДМ с ГЛБ 5,0.

Навеску 5,0 г эмульгатора растворяли в 95 г вакцинного масла.

Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 30% отн.

Свойства вакцины против НБ вязкость - 62 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител 1:2050 (референс-вакцина 1:2050).

Полученная вакцина соответствовала требованиям нормативной документации.

Пример 7. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле» на основе Ц-10/1-ДМ и сорбитана сесквиолеата с ГЛБ 4,4.

Навеску 2,5 г Ц-10/1-ДМ и 2,5 г сорбитана сесквиолеата растворяли в 95 г вакцинного масла.

Подготовку адъюванта и получение образцов вакцин осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 22% отн.

Свойства вакцины против НБ: вязкость - 57 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител 1:2049 (референс-вакцина 1:2050).

Полученная вакцина соответствовала требованиям нормативной документации.

С использованием приемов и методов, изложенных в примере 1, и адъюванта из примера 7 были получены образцы вакцин против инфекционной бурсальной болезни (ИББ) и реовирусного теносиновита (РВТ).

Вязкость вакцины против ИББ 83,6 мм²/с; вакцина безвредна, стабильность более 12 месяцев, титр антител по данным иммуноферментного анализа (ИФА) через 30 дней 13221.

Вакцина соответствовала требованиям нормативной документации. Вязкость вакцины против РВТ 83,6 мм²/с, вакцина безвредна, стабильность более 12 месяцев, титр антител по данным иммуноферментного анализа (ИФА) через 30 дней 7788.

Вакцина соответствовала требованиям нормативной документации.

Пример 8. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле» на основе Ц-10/1-ДМ и сорбитана триолеата с ГЛБ 3,5.

Навеску 1,5 г Ц-10/1-ДМ и 1,5 г сорбитана триолеата растворяли в 97 г вакцинного масла.

Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 25% отн.

Свойства вакцин: вязкость - 60 мм²/с; нестабильна. На животных не изучалась из-за нестабильности.

Пример 9. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле» на основе эмульгатора Ц-10/1-ДМ с ГЛБ 5,0.

Навеску 6 г эмульгатора, как в примере 1 растворяли в 94 г вакцинного масла. Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 32% отн.

Вакцину против НБ получали и изучали, как в примере 1.

Свойства вакцины против НБ: вязкость - 65 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител 1:1000 (референс-вакцина 1:1057); вакцина соответствовала требованиям нормативной документации, но наблюдалось замедление формирования иммунного ответа.

Пример 10. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле в воде» на основе ПЭГ/ППГ/18/18-диметикона(18/18-ДМ) и Ц-10/1-ДМ с ГЛБ 7,4.

Навеску 4 г 18/18-ДМ и 1 г Ц-10/1-ДМ растворяли в 95 г вакцинного масла.

Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 35% отн.

Свойства вакцин: вязкость - 35 мм²/с; нестабильна. На животных не изучалась из-за нестабильности.

Пример 11. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле в воде» на основе 18/18-ДМ с ГЛБ 8,0.

Навеску 3 г 18/18-ДМ растворяли в 97 г силиконового масла ПЭС-3М. Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 10% отн.

Свойства вакцины против НБ: вязкость - 14 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител через 20 суток 1:2020 (референс-вакцина 1:2050).

Полученная вакцина соответствовала требованиям нормативной документации.

Пример 12. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле в воде» на основе 18/18-ДМ с ГЛБ 8,0.

Навеску 1,5 г 18/18-ДМ растворяли в 98,5 г силиконового масла ПЭС-3М.

Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 5% отн.

Свойства вакцины против НБ: вязкость - 10 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител через 20 суток 1:2060 (референс-вакцина 1:2050).

Полученная вакцина соответствовала требованиям нормативной документации.

Пример 13. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле в воде» на основе ПЭГ-12-диметикона (12-ДМ) и сорбитана олеата с ГЛБ 8,7.

Навеску 2,5 г ПЭГ-12-диметикона и 2,5 г сорбитана олеата растворяли в 95 г вакцинного масла.

Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 10% отн.

Свойства вакцины против НБ: вязкость - 36 мм²/с; стабильность - более 12 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител через 20 суток 1:2060 (референс-вакцина 1:2050).

С использованием приемов и методов, изложенных в примере 1, и адъюванта из примера 13 были получены образцы вакцин против инфекционной бурсальной болезни (ИББ) и реовирусного теносиновита (РВТ).

Вязкость вакцины против ИББ 71,2 мм²/с; вакцина безвредна, стабильность более 12 месяцев, титр антител по данным иммуноферментного анализа (ИФА) через 30 дней 5208.

Вакцина соответствовала требованиям нормативной документации. Вязкость вакцины против РВТ 71,26 мм²/с, вакцина безвредна, стабильность более 12 месяцев, титр антител по данным иммуноферментного анализа (ИФА) через 30 дней 6866.

Вакцина соответствовала требованиям нормативной документации.

Пример 14. Получение эмульсионных вакцин типа «вода в масле в воде» на основе 12-ДМи сорбитана олеата с ГЛБ 9,5.

Навеску 2,0 г 12-ДМ и 1,0 г сорбитана олеата растворяли в 97 г вакцинного масла.

Подготовку адъюванта и получение образца вакцины осуществляли, как в примере 1.

Реактогенность адъюванта 10% отн.

Свойства вакцины: вязкость - 10 мм²/с; стабильность - нестабильна; на животных не изучалась из-за нестабильности.

Пример 15. Получение эмульсионных вакцин типа «масло в воде» на основе 12-ДМ с ГЛБ 13.

Вакцинное масло и эмульгатор стерилизовали каждый отдельно, как в примере 1.

3,0 г эмульгатора растворяли в 6 7 г водной части, содержащей антиген, и перемешивали при 3000 об/мин в течение 2 мин., постепенно вводя 30 г масляной фазы.

Реактогенность вакцины 9% отн.

Свойства вакцины против НБ: вязкость - 10 мм²/с; стабильность - более 6 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител через 15 суток 1:2050 (референс-вакцина 1:2050). Пример 16. Получение эмульсионных вакцин типа масло в воде на основе 12-ДМ и этоксилированного гидрогенизированного касторового масла (ЭГК) с ГЛБ 15.

Эмульгатор и масляную фазу готовили, как в примере 8. Навеску 1,5 г ПЭГ-диметикона и 1,5 г ЭГК растворяли в 67 г антигенной водной части.

Вакцину получали, как в примере 8.

Реактогенность вакцины 8% отн.

Свойства вакцины против НБ: вязкость- 12 мм²/с; стабильность - более 6 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений;

титр антител через 15 суток 1:2060 (референс-вакцина 1:2060).

Пример 17. Получение эмульсионной вакцины типа «масло в воде» на основе 12-ДМ и сорбитана олеата с ГЛБ 11,3.

Масляную фазу готовили, как в примере 8.

2,4 г 12-ДМ и 0,6 г сорбитана олеата растворяли в 67 г водной части, содержащей антиген. Вакцину готовили, как в примере 8.

Реактогенность вакцины 5% отн.

Свойства вакцины: вязкость - 10 мм²/с; нестабильна, испытании на животных не проводились из-за нестабильности.

Пример 18. Получение эмульсионной вакцины типа «масло в воде» на основе 12-ДМ и бис-ПЭГ/ППГ-14/14-диметикона (Б-14/14-ДМ) с ГЛБ 12,3

Вакцинное масло и эмульгатор стерилизовали как в примере 1.

2,7 г 12-ДМ и 0,3 г Б-14/14-ДМ растворяли в водной части, содержащей антиген. Вакцину готовили, как в примере 8.

Реактогенность вакцины 12% отн.

Свойства вакцины против НБ: вязкость- 10 мм²/с; стабильность - более 6 месяцев; на месте введения вакцины не обнаружено патологических изменений; титр антител через 15 суток 1:2060 (референс-вакцина 1:2050).

Из приведенных примеров 3, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 15, 16, 18 (таблица 2, 3) видно, что для изготовления инъекционных эмульсионных вакцин пригодны кремнийорганические эмульгаторы различного химического строения, и их выбор определяется биологической безопасностью, способностью к стабилизации эмульсии и типом целевой эмульсионной вакцины. Для инъекционных вакцин типа «вода в масле» пригодны эмульгаторы с ГЛБ от 4 до 5 типа цетил-ПЭГ/ППГ-диметикона, в иных случаях образуются нестабильные эмульсии, для инъекционных вакцин типа «вода в масле в воде» значения ГЛБ, обеспечивающие стабильность, составляют от 8 до 9 и пригодны эмульгаторы типа ПЭГ/ППГ-18/18 диметикона, для инъекционных вакцин типа «масло в воде» ГЛБ должны быть выше 12 и пригодны эмульгаторы типа ПЭГ-12-диметикона При концентрациях эмульгатора ниже 1,5% масс. образуются нестабильные эмульсии, а при концентрациях выше 5% масс. наблюдается замедленное высвобождение антигена. Предпочтительно применение суммарной концентрации эмульгатора от 1,5 до 3,0 масс. При возрастании концентрации до 5% масс. вязкость и сроки иммунного ответа сохраняют приемлемый уровень, однако избыточное применение дополнительного количества эмульгатора не является экономически обоснованным.

При превышении 5% концентрации эмульгатора на фоне повышения вязкости и избыточного расхода эмульгатора, как в случае вакцины типа «вода в масле», наблюдается затягивание срока иммунного ответа.

Расширение вариантов адъюванта на основе кремнийорганических эмульгаторов позволяет конструировать состав вакцин в зависимости от особенностей животного, желаемого срока иммунного ответа, повышает их безопасность, содействует развитию иммунопрофилактики в сторону создания наноэмульсий, так как уровень понижения поверхностного натяжения кремнийорганическими эмульгаторами в отличие от классических неионогенных эмульгаторов обеспечивает устойчивость наночастиц.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет обогатить ассортимент адъювантов с широкими функциональными возможностями на основе биологически инертных кремнийорганических эмульгаторов, повысить стабильность эмульсионных вакцин, безопасность и обеспечить прогнозируемое время иммунного ответа.

Результаты опытов по изучению вакцин против НБ обобщены в таблице 2, опыты по изучению эффективности вакцин против ИББ и РВТ обобщены в таблице 3.