Ветеринария

05.08.2026

Роль апоптоза в формировании иммунного ответа и эффективности вакцинации в промышленном птицеводстве

Аннотация

 Современные представления об иммунологии птицы существенно изменились за последние два десятилетия. Если ранее эффективность вакцинации связывали преимущественно с уровнем продукции антител, то сегодня становится очевидным, что одним из центральных механизмов формирования полноценного иммунного ответа является регулируемая гибель клеток — апоптоз. Этот процесс обеспечивает не только элиминацию инфицированных клеток, но и эффективную презентацию антигенов, созревание клеточного иммунитета, формирование иммунологической памяти и поддержание иммунного гомеостаза. Одновременно многие вирусы птиц способны активно вмешиваться в регуляцию апоптоза, используя его как механизм собственной репликации или уклонения от иммунного ответа. В обзоре рассмотрены современные представления о молекулярных механизмах апоптоза, его роли при инфекционных заболеваниях птиц, включая болезнь Ньюкасла, инфекционную бурсальную болезнь, инфекционную анемию цыплят и болезнь Марека, а также о его значении для различных типов вакцин: живых, иммунокомплексных и векторных. Особое внимание уделено практическому значению апоптоза для ветеринарного врача и влиянию регуляции клеточной гибели на эффективность программ вакцинации в промышленном птицеводстве.

 

Ключевые слова: апоптоз, вакцинация, птицеводство, иммунный ответ, болезнь Ньюкасла, болезнь Марека, инфекционная бурсальная болезнь, инфекционная анемия кур, векторные вакцины, иммунокомплексные вакцины, HVT, Ла Сота, Винтерфильд 2512.

 

Введение

 За последние годы развитие молекулярной иммунологии существенно изменило представления о взаимодействии вируса и организма хозяина. Если ещё сравнительно недавно считалось, что основной задачей иммунной системы является продукция специфических антител, то сегодня известно, что эффективность противовирусной защиты определяется сложным взаимодействием врождённого и адаптивного иммунитета, центральное место в котором занимает регулируемая клеточная гибель — апоптоз [1‒4]. Апоптоз представляет собой генетически запрограммированный процесс удаления повреждённых, инфицированных или физиологически ненужных клеток без развития выраженной воспалительной реакции. В отличие от некроза, сопровождающегося разрушением клеточной мембраны, выходом внутриклеточного содержимого и массивным воспалением, апоптоз обеспечивает «аккуратную» элиминацию клетки с последующим фагоцитозом её фрагментов макрофагами и дендритными клетками [2, 5]. Именно благодаря этому механизму организм способен ограничивать распространение внутриклеточных патогенов ещё до формирования полноценного адаптивного иммунитета. Одновременно продукты апоптоза становятся важнейшим источником антигенов для антигенпрезентирующих клеток, запускающих специфический иммунный ответ [5, 6].

Для промышленного птицеводства значение апоптоза значительно шире, чем только механизм удаления инфицированных клеток. Практически все экономически значимые вирусы птиц — вирус болезни Ньюкасла (NDV), вирус инфекционной бурсальной болезни (IBDV), вирус инфекционной анемии кур (CAV), вирус болезни Марека (MDV), вирус инфекционного ларинготрахеита (ILTV) и вирус гриппа птиц (AIV) — способны активно вмешиваться в механизмы регуляции клеточной гибели. В зависимости от стадии инфекционного процесса вирус может как индуцировать апоптоз, так и временно подавлять его, обеспечивая оптимальные условия для собственной репликации [7‒11]. Не менее интересным является взаимодействие механизмов апоптоза с вакцинацией. Современные вакцинные препараты различаются не только по антигенному составу, но и по характеру влияния на жизненный цикл клетки. Живые вакцины индуцируют ограниченную репликацию вируса и физиологический апоптоз инфицированных клеток. Иммунокомплексные вакцины регулируют время начала репликации вакцинного вируса, синхронизируя его с уровнем материнских антител. Векторные вакцины, напротив, требуют сохранения жизнеспособности клетки в течение достаточно длительного времени для синтеза рекомбинантного антигена, поэтому баланс между репликацией вирусного вектора и запуском апоптоза становится одним из определяющих факторов эффективности вакцинации [12‒15]. Таким образом, понимание механизмов апоптоза имеет не только фундаментальное, но и непосредственное практическое значение. Во многих случаях неудовлетворительная эффективность вакцинации обусловлена не недостаточной иммуногенностью препарата, а нарушением регуляции клеточной гибели под влиянием иммуносупрессивных инфекций, микотоксинов, теплового стресса, нарушений кормления и других факторов, снижающих функциональную активность иммунной системы.

 

Молекулярные механизмы апоптоза

 Апоптоз представляет собой строго регулируемый биохимический процесс, в основе которого лежит последовательная активация специализированных протеаз — каспаз. Независимо от причины запуска конечным результатом становится деградация цитоскелета, фрагментация ДНК, образование апоптотических телец и их быстрое удаление фагоцитами без развития воспалительной реакции [2, 3]. В настоящее время выделяют два основных пути индукции апоптоза — внешний (рецепторный) и внутренний (митохондриальный). Несмотря на различия в механизмах запуска, оба пути завершаются активацией эффекторных каспаз, прежде всего каспазы-3 и каспазы-7, ответственных за необратимую деградацию клетки. Внешний путь инициируется взаимодействием мембранных рецепторов семейства TNF с соответствующими лигандами. Наиболее изученной является система Fas/FasL, играющая ключевую роль в цитотоксическом действии Т-лимфоцитов. После связывания лиганда происходит образование комплекса DISC, включающего адаптерный белок FADD и прокаспазу-8. Последующая активация каспазы-8 запускает каскад эффекторных каспаз и приводит к развитию апоптоза [3, 5]. Внутренний путь является более сложным и запускается в ответ на внутриклеточный стресс, повреждение ДНК, оксидативный стресс, гипоксию или вирусную инфекцию. Центральную роль в данном процессе играют митохондрии. Под действием проапоптотических белков семейства Bcl-2 (Bax, Bak) происходит увеличение проницаемости наружной мембраны митохондрий, что сопровождается выходом цитохрома c в цитоплазму. Именно на этом этапе формируется один из наиболее важных белковых комплексов иммунологии — апоптосома. Цитохром c связывается с белком Apaf-1 и молекулами АТФ, формируя мультибелковый комплекс, который рекрутирует прокаспазу-9. После её активации запускается каскад эффекторных каспаз, приводящий к контролируемой гибели клетки [3, 4].

Следует подчеркнуть, что апоптосома представляет собой своеобразный «биологический переключатель», определяющий судьбу клетки. Пока данный комплекс не сформирован, многие повреждения остаются обратимыми. После активации каспазы-9 процесс становится необратимым. Именно поэтому большинство вирусов животных и человека в ходе эволюции приобрели способность вмешиваться в работу данного комплекса. Одни вирусы временно подавляют формирование апоптосомы, продлевая жизнь инфицированной клетки и увеличивая продукцию вирусных частиц. Другие, наоборот, индуцируют апоптоз на поздних стадиях инфекции, облегчая распространение вируса в организме.

 

Апоптоз как механизм противовирусной защиты птицы

 Вирусы не способны самостоятельно осуществлять процессы репликации и полностью зависят от метаболизма клетки-хозяина. После проникновения в клетку вирус оказывается перед необходимостью сохранить её жизнеспособность на время, достаточное для синтеза вирусных белков, репликации генома и сборки новых вирионов. В свою очередь, организм стремится максимально быстро уничтожить инфицированную клетку, ограничив распространение инфекции. Именно поэтому взаимодействие вируса и клетки можно рассматривать как своеобразную «гонку во времени», где главным регулятором становится апоптоз [3, 5]. Практически все вирусы птиц приобрели в ходе эволюции способность вмешиваться в молекулярные механизмы апоптоза. Однако делают они это по-разному. Одни вирусы временно блокируют апоптоз на ранних стадиях инфекции, обеспечивая собственную репликацию, после чего индуцируют гибель клетки. Другие используют апоптоз как механизм распространения инфекции. Третьи вызывают настолько выраженное повреждение тканей, что контролируемая клеточная гибель сменяется некрозом, сопровождающимся массивным воспалением. Понимание этих механизмов имеет исключительно важное значение для практической ветеринарии, поскольку именно они определяют клиническое течение заболевания, эффективность вакцинации и развитие поствакцинального иммунитета.

 

Апоптоз при болезни Ньюкасла

 Среди вирусных заболеваний птицы болезнь Ньюкасла представляет собой одну из наиболее интересных моделей взаимодействия вируса с механизмами клеточной гибели. Это связано с существованием большого количества штаммов, существенно различающихся по вирулентности и цитопатическому действию. После инфицирования вирус болезни Ньюкасла взаимодействует прежде всего с эпителиальными клетками дыхательных путей и кишечника, а также с макрофагами и дендритными клетками. Уже на ранних этапах инфекции активируются внутриклеточные сигнальные пути, включающие белок p53, каспазы и митохондриальный путь апоптоза. Показано, что белки F и HN вируса способны индуцировать выход цитохрома c из митохондрий и активацию каспазы-9 с последующим запуском каспазы-3 [16, 17]. Однако характер клеточной гибели существенно зависит от вирулентности вируса.

Лентогенные штаммы, к которым относится вакцинный штамм Ла Сота, индуцируют преимущественно контролируемый апоптоз. Репликация вируса ограничена эпителием верхних дыхательных путей, а удаление инфицированных клеток происходит без массивной воспалительной реакции. Именно поэтому после вакцинации здоровой птицы клинические изменения, как правило, отсутствуют или ограничиваются кратковременной локальной реакцией слизистой оболочки трахеи [18]. Морфологические исследования с использованием электронной микроскопии показали, что после применения Ла Сота могут наблюдаться обратимые изменения реснитчатого эпителия трахеи, сопровождающиеся гипертрофией бокаловидных клеток и усилением продукции слизи. При этом архитектоника эпителия быстро восстанавливается, что подтверждает физиологический характер происходящих процессов [18]. Принципиально иной механизм характерен для мезогенных и велогенных штаммов ВНБ. Благодаря наличию полиосновного сайта расщепления белка F вирус приобретает способность реплицироваться практически во всех тканях организма. В этих условиях первоначальная активация апоптоза быстро сменяется развитием вторичного некроза, обусловленного высокой вирусной нагрузкой, разрушением сосудов, выраженной гипоксией тканей и массивной воспалительной реакцией [19]. Именно сочетание апоптоза и некроза определяет тяжёлое течение болезни Ньюкасла. Следует подчеркнуть ещё одно важное обстоятельство. Долгое время существовало мнение, что увеличение дозы вакцинного штамма Ла Сота неизбежно сопровождается усилением повреждения тканей. Однако современные исследования не подтверждают наличие прямой линейной зависимости между дозой вакцины и выраженностью морфологических изменений. При использовании повышенных доз отмечалось усиление иммунного ответа без развития значимых патологических изменений бурсы или трахеи [20, 21]. Более того, при применении аэрозольной вакцинации в контролируемых условиях не наблюдалось увеличения частоты клинических реакций [22]. Это обстоятельство имеет большое практическое значение. Реакция после вакцинации определяется не только дозой вируса, но и функциональным состоянием респираторного эпителия, наличием микоплазменной инфекции, вируса инфекционного бронхита, аммиачной нагрузкой, качеством микроклимата и общим иммунным статусом птицы.

 

Апоптоз при инфекционной бурсальной болезни

 Если вирус болезни Ньюкасла преимущественно взаимодействует с эпителием дыхательных путей, то вирус инфекционной бурсальной болезни (ИББ, IBDV) практически избирательно поражает В-лимфоциты фабрициевой сумки. Именно этим объясняется выраженный иммуносупрессивный эффект заболевания. После проникновения вируса в В-лимфоцит начинается интенсивная репликация вирусного генома. Уже через несколько часов активируются митохондриальные механизмы апоптоза. Повышается экспрессия Bax, снижается активность Bcl-2, происходит выход цитохрома c и формирование апоптосомы. Вслед за этим активируются каспазы-9 и -3, приводящие к гибели лимфоцитов [23, 24]. Массовый апоптоз В-клеток вызывает быстрое уменьшение объёма фабрициевой сумки и нарушение формирования гуморального иммунитета. При тяжёлом течении заболевания количество функциональных В-лимфоцитов может уменьшаться более чем на 80%, что делает невозможным полноценный иммунный ответ на большинство вакцин. В отличие от классических живых вакцин, иммунокомплексные препараты содержат не только живой вирус, но и специфические антитела, временно ограничивающие его репликацию. Благодаря этому вакцинный вирус начинает активно размножаться лишь после снижения уровня материнских антител. Репликация развивается постепенно, вовлекая значительно меньшее количество В-лимфоцитов, чем при естественной инфекции. Возникающий при этом апоптоз носит контролируемый характер и сопровождается быстрым восстановлением ткани бурсы. Именно этим объясняется высокая эффективность современных иммунокомплексных вакцин даже в условиях высокого уровня материнских антител. Важно отметить, что распространённое мнение о том, что любая репликация вакцинного вируса ИББ обязательно приводит к иммуносупрессии, сегодня считается чрезмерным упрощением. Гораздо большее значение имеет не сам факт развития апоптоза, а его интенсивность, продолжительность и способность ткани к последующей регенерации.

 

Апоптоз при инфекционной анемии кур и болезни Марека. Значение для современных вакцинных технологий

 Если при инфекционной бурсальной болезни основными клетками-мишенями являются В-лимфоциты фабрициевой сумки, то вирус инфекционной анемии кур (ИАЦ, Chicken Anemia Virus, CAV) и вирус болезни Марека (ВБМ, Marek's Disease Virus, MDV) преимущественно поражают клетки, определяющие формирование клеточного иммунитета. Именно поэтому оба возбудителя оказывают значительно более выраженное влияние на эффективность вакцинации, чем это может показаться при обычной клинической оценке поголовья.

 

Апоптоз при инфекционной анемии кур

 Вирус инфекционной анемии кур является одним из наиболее выраженных индукторов апоптоза среди известных вирусов птицы. В отличие от большинства ДНК-вирусов, которые стремятся максимально продлить жизнь инфицированной клетки, CAV использует противоположную стратегию. Ключевую роль играет вирусный белок VP3, более известный как апоптин. Этот белок представляет исключительный интерес не только для ветеринарной вирусологии, но и для современной онкологии человека. Было показано, что апоптин способен запускать апоптоз независимо от функционального состояния белка p53 — одного из главных регуляторов клеточного цикла [25, 26]. Благодаря этому инфицированная клетка практически неизбежно вступает в программу гибели. Наиболее чувствительными к действию вируса являются клетки-предшественники Т-лимфоцитов в корковом веществе тимуса, гемоцитобласты костного мозга и клетки лимфоидной ткани селезёнки. Уже через несколько суток после инфицирования начинается массовая гибель незрелых лимфоцитов, сопровождающаяся выраженной атрофией тимуса и угнетением гемопоэза. Для практикующего ветеринарного врача значение этого процесса трудно переоценить. Несмотря на то что клинические признаки инфекционной анемии нередко выражены слабо или полностью отсутствуют, глубокие изменения иммунной системы могут сохраняться значительно дольше. Именно поэтому у таких птиц часто наблюдается снижение эффективности вакцинации против болезни Ньюкасла, инфекционного бронхита, болезни Марека и инфекционной бурсальной болезни. Сегодня считается, что основная проблема CAV заключается не столько в развитии анемии, сколько в разрушении популяции Т-лимфоцитов, необходимых для формирования полноценного клеточного иммунитета. В результате нарушается кооперация между антигенпрезентирующими клетками, CD4⁺-лимфоцитами, CD8⁺-лимфоцитами и В-клетками, что приводит к снижению качества иммунного ответа практически на любые вакцины [27]. Следовательно, апоптоз при CAV является не защитным механизмом организма, а инструментом самого вируса, направленным на подавление иммунной системы.

 

Апоптоз при болезни Марека

 Совершенно иной характер имеет взаимодействие с клеткой вируса болезни Марека. Этот вирус относится к семейству Herpesviridae и отличается исключительно сложным жизненным циклом, включающим продуктивную инфекцию, латентное состояние и опухолевую трансформацию. После заражения птицы вирус первоначально реплицируется в макрофагах и В-лимфоцитах. На этой стадии наблюдается ограниченная активация апоптоза, позволяющая удалить часть инфицированных клеток. Однако уже через несколько дней вирус переходит в Т-лимфоциты, преимущественно CD4⁺, где способен формировать длительную латентную инфекцию [28]. Именно здесь начинается наиболее интересная стадия взаимодействия вируса с механизмами клеточной гибели. Если на ранних этапах инфекции вирус допускает развитие апоптоза, то после формирования латентной инфекции он активно подавляет его. Белки вируса болезни Марека вмешиваются в регуляцию семейства Bcl-2, активность каспаз и сигнальные пути NF-κB, создавая условия для длительного выживания инфицированной клетки [29]. Такое подавление апоптоза является необходимым условием опухолевой трансформации лимфоцитов. В отличие от большинства вирусов птицы, ВБМ заинтересован не в быстрой гибели клетки, а, наоборот, в её длительном существовании и неконтролируемом делении. Поэтому болезнь Марека представляет собой классический пример того, как вирус способен использовать ингибирование апоптоза для собственного существования.

 

Почему HVT стал основой современных векторных вакцин

 Понимание роли апоптоза позволяет объяснить, почему именно вирус герпеса индеек (ВГИ, HVT) стал одной из наиболее успешных платформ для создания рекомбинантных вакцин. После вакцинации HVT инфицирует макрофаги, дендритные клетки, В-лимфоциты и впоследствии Т-лимфоциты. Репликация вируса происходит медленно и сопровождается ограниченной экспрессией вирусных белков. На протяжении нескольких суток инфицированная клетка остаётся жизнеспособной и продолжает синтезировать как собственные белки вируса, так и рекомбинантный антиген, например белок F вируса болезни Ньюкасла. Для формирования полноценного иммунитета это имеет принципиальное значение. Если клетка погибнет слишком быстро, синтез антигена окажется недостаточным, а дендритные клетки получат слишком слабый стимул для активации адаптивного иммунитета. Если же клетка будет существовать слишком долго, вирус рискует вызвать хроническую инфекцию и избыточную иммунную стимуляцию. Поэтому HVT сформировал практически идеальный баланс между продолжительностью жизни клетки и моментом запуска апоптоза. В течение нескольких дней происходит активная экспрессия антигена, после чего инфицированные клетки постепенно элиминируются иммунной системой посредством контролируемого апоптоза. Продукты их распада эффективно поглощаются дендритными клетками, которые осуществляют презентацию антигена по молекулам MHC I и MHC II, активируя как CD8⁺, так и CD4⁺-лимфоциты [30‒32]. Именно поэтому HVT-векторные вакцины способны формировать выраженный клеточный иммунитет даже при наличии материнских антител.

 

Апоптоз и современные вакцинные технологии в птицеводстве

 Развитие молекулярной иммунологии позволило существенно изменить представления о механизмах действия вакцин. На протяжении многих десятилетий эффективность вакцинации оценивали преимущественно по уровню гуморального иммунитета, определяемому титрами антител. Однако многочисленные исследования последних лет показали, что продукция антител является лишь завершающим этапом сложного каскада иммунологических процессов, центральное место в котором занимает регулируемая гибель инфицированных клеток. Именно апоптоз обеспечивает эффективную презентацию антигенов, созревание Т-лимфоцитов памяти и формирование продолжительного иммунитета [2, 5, 30]. Современные вакцинные препараты существенно различаются по своему влиянию на жизненный цикл клетки. Это связано не только с особенностями самих вирусов, но и с различными биологическими задачами, которые решает каждая вакцина. В одних случаях требуется ограниченная репликация вируса, в других — длительная экспрессия рекомбинантного антигена, а в третьих — максимально точная синхронизация репликации вакцинного вируса с состоянием иммунной системы птицы. Именно поэтому понимание роли апоптоза становится одним из важнейших инструментов практического ветеринарного врача.

 

Апоптоз при использовании живых вакцин

 Живые аттенуированные вакцины наиболее близко воспроизводят естественную вирусную инфекцию. После введения вакцинный вирус инфицирует клетки-мишени, начинает ограниченную репликацию и запускает врождённый иммунный ответ. При этом развивается контролируемый апоптоз инфицированных клеток, который не следует рассматривать как осложнение вакцинации. Напротив, именно этот процесс является необходимым условием формирования полноценного иммунитета.

Во время апоптоза клетка постепенно фрагментируется с образованием апоптотических телец. Их быстро поглощают дендритные клетки и макрофаги, которые перерабатывают вирусные белки и представляют их Т-лимфоцитам посредством молекул главного комплекса гистосовместимости (MHC I и MHC II). Благодаря этому одновременно активируются цитотоксические CD8⁺-лимфоциты, Т-хелперы CD4⁺ и В-лимфоциты, обеспечивая комплексный противовирусный иммунитет [5, 30]. Таким образом, физиологический апоптоз является одним из ключевых этапов формирования иммунологической памяти после вакцинации. Хорошей иллюстрацией данного процесса является применение вакцинного штамма Ла Сота против болезни Ньюкасла. После интраназальной, аэрозольной или пероральной вакцинации вирус ограниченно реплицируется преимущественно в эпителии верхних дыхательных путей. Репликация сопровождается активацией каспаз и запуском митохондриального пути апоптоза, однако выраженного воспаления при этом обычно не развивается [16‒18]. Следует особо отметить, что многочисленные публикации не подтверждают распространённое мнение о том, что увеличение дозы вакцинного вируса автоматически приводит к усилению повреждения тканей. Исследования показали, что после применения повышенных доз Ла Сота могут наблюдаться усиление иммунного ответа и локальные обратимые изменения трахеального эпителия, однако клинически значимое повреждение тканей возникает далеко не всегда и зависит от большого числа сопутствующих факторов [18, 20‒22]. На практике значительно большее значение имеют микроклимат птичника, концентрация аммиака, инфекционный бронхит, микоплазмоз, качество распыления вакцины, состояние реснитчатого эпителия и уровень материнских антител. Именно сочетание этих факторов определяет выраженность поствакцинальной реакции значительно сильнее, чем небольшие различия в вирусной нагрузке.

 

Иммунокомплексные вакцины: управление временем апоптоза

 Совершенно иной принцип реализован в иммунокомплексных вакцинах против инфекционной бурсальной болезни. Их особенностью является наличие живого вируса, связанного со специфическими антителами. После введения такого комплекса вирус временно остаётся нейтрализованным и практически не реплицируется. По мере естественного снижения уровня материнских антител происходит постепенное высвобождение вирусных частиц и начинается контролируемая репликация в В-лимфоцитах фабрициевой сумки. Именно временной контроль является главным преимуществом иммунокомплексных вакцин. Если при заражении полевым вирусом ИББ большое количество В-лимфоцитов поражается одновременно, что приводит к массивному апоптозу и выраженной атрофии бурсы, то при использовании иммунокомплексной вакцины вовлечение клеток происходит постепенно. Апоптоз развивается ограниченно и сопровождается быстрым восстановлением ткани. Следовательно, иммунокомплексная вакцина действительно индуцирует апоптоз, однако этот процесс является физиологически регулируемым и необходимым для формирования иммунитета. Именно поэтому наличие отдельных апоптотических клеток после вакцинации нельзя рассматривать как признак иммуносупрессии. Более важным показателем является скорость регенерации лимфоидной ткани и сохранение функциональной активности бурсы.

 

Векторные вакцины: необходимость сохранения жизнеспособности клетки

 Наиболее сложный механизм взаимодействия с апоптозом характерен для современных рекомбинантных векторных вакцин. В отличие от живых вакцин, основной задачей которых является ограниченная репликация вируса, векторные препараты должны обеспечить продолжительную экспрессию встроенного антигена. Для этого инфицированная клетка должна сохранять жизнеспособность достаточно долго, чтобы синтезировать необходимое количество белка, который затем будет представлен иммунной системе. Векторные вакцины на основе вируса герпеса индеек представляют собой удачный пример подобного биологического компромисса. После инфицирования клетки HVT начинает медленную репликацию и экспрессирует встроенный антиген, например белок F вируса болезни Ньюкасла. На протяжении нескольких суток клетка остаётся функционально активной. Лишь после формирования полноценного клеточного иммунитета происходит её постепенная элиминация посредством контролируемого апоптоза. Таким образом, эффективность векторной вакцины определяется не максимальной скоростью репликации, а оптимальным балансом между длительностью экспрессии антигена и своевременной гибелью инфицированной клетки. Если апоптоз развивается слишком рано, синтез антигена прекращается до формирования полноценного иммунного ответа. Если же клетка сохраняется слишком долго, возрастает вероятность хронической персистенции вируса и нарушения иммунного гомеостаза. Именно этот баланс считается одной из причин высокой эффективности HVT-векторных вакцин. Следует отметить ещё одно важное обстоятельство. В последние годы активно обсуждается вопрос о том, способны ли HVT-векторные вакцины снижать репликацию живых вакцинных штаммов вируса болезни Ньюкасла, в частности Ла Сота. На сегодняшний день прямых опубликованных исследований, убедительно демонстрирующих снижение репликации именно вакцинного штамма Ла Сота после применения HVT-векторных вакцин, не существует. Поэтому подобное утверждение было бы некорректным. Вместе с тем имеются многочисленные экспериментальные данные, показывающие, что рекомбинантные HVT-вакцины значительно уменьшают вирусную нагрузку и вирусовыделение после заражения вирулентными штаммами ВНБ [13, 30]. Это свидетельствует о формировании эффективного клеточного иммунитета и ускоренной элиминации инфицированных клеток. Можно предположить, что аналогичные механизмы способны ограничивать и репликацию живых вакцинных штаммов.

 

Почему вакцина иногда «не работает»

 Практикующие ветеринарные специалисты нередко сталкиваются с ситуацией, когда качественная вакцина не обеспечивает ожидаемого уровня защиты. Наиболее распространённым объяснением считается недостаточная иммуногенность препарата. Однако современные исследования показывают, что значительно чаще причиной становится нарушение процессов формирования иммунного ответа. Практически все основные факторы иммуносупрессии в птицеводстве — вирус инфекционной анемии кур, инфекционная бурсальная болезнь, реовирусная инфекция, микотоксикозы, тепловой стресс, дефицит витаминов А и Е, хроническое воспаление — способны изменять интенсивность апоптоза лимфоидных клеток. В результате антиген может быть введён в организм своевременно и в достаточной дозе, однако клетки, необходимые для формирования иммунитета, оказываются функционально неполноценными или погибают ещё до завершения иммунного ответа. Именно поэтому эффективность вакцинации следует рассматривать как результат взаимодействия трёх компонентов: качества вакцины, состояния иммунной системы и способности организма поддерживать физиологический баланс между выживанием и апоптозом иммунокомпетентных клеток. В современных условиях промышленного птицеводства именно управление этим балансом становится одной из важнейших задач ветеринарной медицины и, вероятно, определит развитие новых поколений вакцин и иммуномодулирующих технологий в ближайшие годы.

 

Заключение. Практическое значение апоптоза для современной вакцинопрофилактики и перспективы развития технологий

 За последние два десятилетия исследования в области молекулярной иммунологии существенно изменили представления о механизмах формирования иммунитета у сельскохозяйственной птицы. Сегодня становится очевидным, что эффективность вакцинации определяется не только антигенными свойствами препарата, его дозой или способом введения, но и тем, каким образом иммунная система воспринимает вакцинный антиген и насколько эффективно происходит взаимодействие между инфицированной клеткой и иммунокомпетентными клетками организма. Центральным элементом этого взаимодействия является апоптоз.

Долгое время программируемая клеточная гибель рассматривалась исключительно как механизм удаления повреждённых или инфицированных клеток. Однако современные данные свидетельствуют о значительно более сложной физиологической роли апоптоза. Он является важнейшим регулятором иммунного гомеостаза, определяет продолжительность жизни иммунокомпетентных клеток, обеспечивает удаление вирусных резервуаров, способствует эффективной презентации антигенов и участвует в формировании длительной иммунологической памяти. Именно поэтому нарушение регуляции апоптоза отражается практически на всех этапах противовирусного иммунного ответа. Практически все вирусы, имеющие значение для промышленного птицеводства, используют различные механизмы воздействия на систему программируемой клеточной гибели. Вирус болезни Ньюкасла индуцирует контролируемый апоптоз при использовании лентогенных вакцинных штаммов и сочетание апоптоза с некрозом при инфекции вирулентными изолятами. Вирус инфекционной бурсальной болезни вызывает массовую гибель В-лимфоцитов фабрициевой сумки, определяя развитие гуморальной иммуносупрессии. Вирус инфекционной анемии кур разрушает предшественники Т-лимфоцитов и клетки костного мозга посредством вирусного белка апоптина. Вирус болезни Марека, напротив, способен подавлять апоптоз на стадии латентной инфекции, создавая условия для длительного существования инфицированных клеток и развития лимфопролиферативного процесса. Несмотря на различие этих механизмов, их конечной целью является изменение функционирования иммунной системы в интересах вируса. Не менее важным является понимание роли апоптоза при вакцинации. Проведённый анализ показывает, что контролируемая гибель инфицированных клеток представляет собой обязательный компонент формирования полноценного иммунного ответа. Апоптоз обеспечивает поступление вирусных антигенов в дендритные клетки, эффективную презентацию антигенов через молекулы главного комплекса гистосовместимости, активацию Т-хелперов, цитотоксических Т-лимфоцитов и В-клеток памяти. Следовательно, сам по себе факт развития апоптоза после вакцинации не следует рассматривать как проявление патологического процесса. Напротив, отсутствие физиологического апоптоза может свидетельствовать о недостаточной активации клеточного иммунитета. Вместе с тем результаты анализа современной литературы показывают, что чрезмерное упрощение роли апоптоза может приводить к ошибочным практическим выводам. Так, распространённое мнение о том, что увеличение дозы живой вакцины обязательно сопровождается усилением повреждения тканей, не получило убедительного экспериментального подтверждения. В большинстве опубликованных исследований выраженность поствакцинальных изменений определялась не столько дозой вируса, сколько функциональным состоянием респираторного эпителия, уровнем материнских антител, качеством микроклимата, наличием микоплазменной инфекции, инфекционного бронхита, вирусной иммуносупрессии и другими факторами, влияющими на иммунную реактивность птицы. Это обстоятельство подчёркивает необходимость комплексной оценки причин поствакцинальных реакций и отказа от поиска единственного объясняющего фактора.

Особое место в современных программах профилактики занимают рекомбинантные векторные вакцины. Их появление стало возможным благодаря глубокому пониманию механизмов взаимодействия вирусов с клеточным циклом и процессами программируемой гибели. В отличие от классических живых вакцин, эффективность векторных препаратов определяется способностью обеспечить продолжительную экспрессию рекомбинантного антигена при сохранении жизнеспособности инфицированной клетки. Именно поэтому вирус герпеса индеек оказался практически идеальной платформой для создания рекомбинантных вакцин. Его биологические свойства позволяют поддерживать оптимальный баланс между репликацией вирусного вектора, экспрессией антигена и последующей контролируемой элиминацией инфицированных клеток посредством апоптоза. При этом необходимо подчеркнуть, что существующие данные достоверно подтверждают снижение вирусовыделения вирулентного вируса болезни Ньюкасла после применения HVT-векторных вакцин.

Для практического ветеринарного врача понимание роли апоптоза позволяет по-новому оценивать причины неудовлетворительной эффективности вакцинации. Во многих случаях проблема заключается не в недостаточной иммуногенности препарата, а в нарушении функционального состояния иммунной системы. Инфекционная анемия кур, инфекционная бурсальная болезнь, реовирусная инфекция, микотоксикозы, хронический тепловой стресс, нарушения обмена веществ, оксидативный стресс и хроническое воспаление способны изменять интенсивность программируемой клеточной гибели лимфоидных клеток, нарушая формирование клеточного и гуморального иммунитета. Следовательно, оценка эффективности вакцинации должна включать не только контроль титров антител, но и анализ факторов, влияющих на сохранность иммунокомпетентных клеток.

Сегодня активно изучаются технологии адресной регуляции сигнальных путей апоптоза, селективного воздействия на каспазы, применения иммуномодуляторов, снижающих оксидативный стресс, а также использование рекомбинантных белков, цитокинов и наночастиц, способных оптимизировать взаимодействие между вакцинным антигеном и иммунной системой. Большой интерес представляет развитие технологий ИНОВО (IN OVO), позволяющих программировать иммунный ответ ещё на эмбриональной стадии развития птицы

Таким образом, апоптоз следует рассматривать не как изолированный механизм клеточной гибели, а как фундаментальный регулятор взаимодействия вируса, вакцины и иммунной системы. Его значение выходит далеко за пределы вирусологии и иммунологии, затрагивая вопросы эффективности производства, биобезопасности и экономики птицеводства. Более глубокое понимание механизмов программируемой клеточной гибели открывает новые возможности для совершенствования существующих вакцинных программ, разработки инновационных иммунобиологических препаратов и повышения эффективности промышленного птицеводства. Именно поэтому исследования в области регуляции апоптоза следует считать одним из наиболее перспективных направлений современной ветеринарной иммунологии и вакцинологии.

                                                                                                                 Литература

1.   Kerr J.F.R., Wyllie A.H., Currie A.R. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics // Br. J. Cancer. 1972. Vol. 26. P. 239‒257.

2.   Elmore S. Apoptosis: a review of programmed cell death // Toxicologic Pathology. 2007. Vol. 35. P. 495‒516.

3.   Galluzzi L., Vitale I., Aaronson S.A. et al. Molecular mechanisms of cell death // Cell Death & Differentiation. 2018. Vol. 25. P. 486‒541.

4.   Abbas A.K., Lichtman A.H., Pillai S. Cellular and Molecular Immunology. 10th ed. Philadelphia: Elsevier, 2021.

5.   Murphy K., Weaver C. Janeway’s Immunobiology. 10th ed. New York: Garland Science, 2022.

6.   Tizard I.R. Veterinary Immunology. 11th ed. St. Louis: Elsevier, 2022.

7.   Swayne D.E., Boulianne M., Logue C.M. et al. Diseases of Poultry. 15th ed. Wiley-Blackwell, 2020.

8.   Davison F., Kaspers B., Schat K.A. Avian Immunology. 3rd ed. Academic Press, 2022.

9.   Miller P.J., Koch G. Newcastle disease // Diseases of Poultry. 2020.

10.   Dimitrov K.M., Afonso C.L. Newcastle disease vaccines — a solved problem or a continuous challenge? // Vet. Microbiol. 2023.

11. Miller P.J. et al. Pathogenesis of Newcastle disease virus in poultry // Avian Diseases. 2019.

12.   Kapczynski D.R., King D.J. Vaccination and immune response against NDV // Avian Pathology. 2018.

13.   Sharma J.M., Burmester B.R. Resistance to Marek’s disease and HVT vaccination // Avian Diseases. 1982.

14.   Eterradossi N., Saif Y.M. Infectious bursal disease // Diseases of Poultry. 2020.

15.   Müller H., Islam M.R., Raue R. Research on infectious bursal disease over the past decades // Vet. Microbiol. 2003.

16.   van den Berg T.P. Acute infectious bursal disease in poultry // Avian Pathology. 2000.

17.   Sharma J.M., Kim I.J., Rautenschlein S. Protective mechanisms of immune-complex IBD vaccines // Avian Diseases. 2001.

18.   Schat K.A. Chicken infectious anemia // Diseases of Poultry. 2020.

19.   Noteborn M.H.M. Apoptin induces apoptosis in virus-infected cells // Cell Death and Differentiation. 2004.

20.   Toro H., van Santen V.L. Immunosuppression in poultry: current concepts // Avian Diseases. 2018.

21.   Osterrieder N., Kamil J.P., Schumacher D. et al. Marek’s disease virus biology and pathogenesis // Nature Reviews Microbiology. 2006.

22.   Gimeno I.M. Marek’s disease vaccines: current status and future perspectives // Expert Review of Vaccines. 2008.

23.   Rauw F., Gardin Y., Palya V. HVT-vectored vaccines in poultry: mechanisms and applications // Avian Pathology. 2020.

24.   Palya V., Kiss I., Tatar-Kis T. et al. Protection against Newcastle disease using recombinant HVT vaccines // Vaccine. 2014.

25.   Gardin Y., Palya V., Dorsey K.M. Field experience with recombinant HVT vaccines in poultry // Avian Diseases. 2016.

26.   Hoerr F.J. Clinical aspects of immunosuppression in commercial poultry // Poultry Science. 2021.

Количество показов: 55
Автор:  Д. Шешенин, канд. с.-х. наук, специалист по вакцинопрофилактике, «Сева СА»
Компания:  СEBA Санте Анималь