Теоретической основой попытки введения вакцин или иммунных сывороток для лечения инфекций, вызванных P. aeruginosa, стали исследования, проведенные в середине 50-х гг. Исследования показали, что антитела в препаратах человеческого γ- глобулина оказывают защитное действие при инфекциях, вызванных P. aeruginosa у мышей. В начале 60-х гг. очень активно проводились исследования патогенеза инфекций, вызванных P. aeruginosa у людей, поскольку в это время синегнойная палочка вместе с грамположительными микроорганизмами начала образовывать высоко патогенное потомство, ставшее этиологическим фактором сепсиса.

Вследствие недостатка знаний об антигенных свойствах P. aeruginosa первые вакцины, выпущенные в 60-х гг., представляли собой полноклеточные вакцины или состояли только из фракций липополисахарида (LPS).
В начале 60-х гг. были опубликованы первые сообщения о клинической иммунотерапии, применявшейся в лечении инфекций, вызванных P. aeruginosa. В то время более всего представляли интерес инфекции, вызванные этим микроорганизмом у пациентов с ожогами, часто тяжело протекающими и заканчивающимися во многих случаях летально, при этом врач в такой ситуации оказывался бессильным. В рамках программы исследований лечения ожогов, проводившихся в 1959 г. Мичиганским университетом, Феллер (Feller) и др. провели исследования лечебных свойств вакцины и плазмы гипериммунизированных доноров при инфекциях, вызванных P. Aeruginosa. До начала клинического исследования в течение многих месяцев проводились лабораторные исследования на кроликах. Применявшаяся вакцина представляла собой суспензию убитых нагреванием синегнойных палочек, содержащих 1.2 x 106 клеток в 1 мл. Плазму брали у доноров, гипериммунизированных этой вакциной. Пациентов с тяжелыми ожогами лечили введением плазмы и почти сразу же – вакцины для стимуляции активного иммунитета. Полученные результаты показали эффективность иммунотерапии, что выражалось в снижении смертности и уменьшении частоты возникновения сепсиса, при этом срок пребывания пациентов в стационаре сократился со 106 до 80 дней.

Полное понимание отличий в строении антигена 0 предусматривало выделение серотипов, встречающихся у вида P. aeruginosa. В это время начались научные исследования поливалентных липополисахаридных вакцин. В начале 70-х гг. были получены очищенные липополисахаридные препараты из семи иммунотипов синегнойной палочки, выделенной Фишером (Fisher) и др. на основе теста на перекрестный иммунитет у мышей. Вакцина представляла собой готовый к продаже препарат, получивший название Псевдоген (Pseudogen). После начальной проверки антигенной активности и безвредности вакцины, были проведены клинические исследования на пациентах с ожогами, при этом проводилась оценка реактивности и иммунологические исследования, такие как время появления увеличения антител и степень их увеличения, а также связь между уровнем антител и течением инфекции. Был сделан вывод о том, что применение вакцины Псевдоген вызывает значительное снижение смертности у пациентов с ожогами.

Исследования эффективности и клинической безопасности вакцины Псевдоген проводили не только на пациентах с ожогами, у которых раневая инфекция часто приводила к летальному исходу, но и на пациентах с опухолями, страдающих от инфекции дыхательных путей, вызванных P. aeruginosa. Испытания продолжались почти двадцать лет, но, несмотря на положительные результаты, вакцина Псевдоген не стала широко применяться в клинической практике из-за неблагоприятных реакций, вызванных присутствием липополисахарида (LPS).

В 1975 г. в Польше в Центральной варшавской лаборатории сывороток и вакцин Шиллер (Shiller) и др. провел комплексные исследования с целью получения препаратов для иммунотерапии инфекций, вызванных P. aeruginosa. Исследования коммерческого масштаба были проведены Пшевдзецкой (Przewdziecka) и др. в Институте биотехнологии сывороток и вакцин АО БИОМЕД (ранее известном, как Производство сывороток и вакцин). В результате этих исследований была разработана технология производства вакцины Псевдовак и овечьего иммуноглобулина Саносерум (Sanoserum). Вакцина Псевдовак содержала надосадочные жидкости, содержащие структурные и внеклеточные антигены штаммов P. aeruginosa, принадлежавшие к семи иммунотипам по классификации Фишера (Fisher) и др. Неклинические и клинические исследования вакцины в 1983 г. подтвердили ее высокую эффективность и малую реактивность, что определило ее распространение.

Между 70-ми и 80-ми гг. вакцины, содержащие липополисахарид (LPS), экспериментально вводили животным перорально или назально. Был сделан вывод о том, что пероральная иммунизация эффективно стимулирует основную иммунную систему GALT пищеварительного тракта и иммунную систему лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками (MALT). Активация MALT приводила к общему иммунному ответу в дыхательных путях и в мочевой системе, т.е. в тех системах, которые особо подвержены развитию инфекций, вызванных P. aeruginosa. Исследования вакцин, вводимых перорально, показали хорошие результаты в моделях на животных, на животных с ожогами и животных с хронической инфекцией легких. К сожалению, на людях клинические исследования не проводились.

В 70-х, 80-х и 90-х гг. проводились исследования, которые привели к открытию многих факторов вирулентности P. aeruginosa, таких как экзотоксин A и S, протеазы, высокомолекулярные полисахариды, альгиновая кислота, внеклеточные белки. Было сделано заключение, что кроме известных липополисахаридов (LPS), эти факторы также имеют выраженный антигенный характер. Предполагалось, что дальнейшие исследования подтвердят их применение в вакцинах. Не все факторы вирулентности P. aeruginosa оказались универсальными иммуногенами, которые можно было бы применять для различных типов инфекций, вызванных микроорганизмами. Был сделан вывод о том, что протеазы играют важную роль при кистофиброзе, тогда как при этом заболевании экзотоксин A не оказывает значительного влияния. Другие ученые изучали продукты метаболизма P. aeruginosa, образующиеся при различных инфекциях, как потенциальные иммуногены. Был сделан вывод о том, что эластазы, фосфолипазы C, экзотоксина A и S играют важнейшую роль, однако два последние метаболита значительно влияют на патогенез раневых инфекций, а при хронических инфекциях основная роль принадлежит экзотоксину S. Научные исследования подтвердили то, что иммунизация вакциной, содержащей только один фактор вирулентности, не полной мере эффективна для профилактики или лечения инфекций различных типов.

В 70-х гг. в экспериментальной вакцине против P. aeruginosa применялся анатоксин, полученный из экзотоксина A. Несмотря на многообещающие результаты, исследования этой вакцины были прекращены на стадии доклинических исследований (на мышах с ожогами). В более поздних исследованиях анатоксин применялся для производства поливалентной вакцины, состоящей из многих потенциально защитных иммуногенов, а также в конъюгированной вакцине. За последние несколько лет была создана экспериментальная модель вакцины, содержащей токсоид экзотоксина A бактерии P. aeruginosa в микрокапсулах, разработанных для перорального приема. У иммунизированных такой вакциной мышей, иммунологический ответ проявлялся в увеличении уровня антител IgG и IgM до уровня, способного защитить от летальной дозы экзотоксина A.

В 70-х и 80-х гг. на грызунах были проведены исследования вакцины P. aeruginosa, которая состояла из рибосом и рибосомной РНК. Несмотря на определенные успехи в модели на животных, применение вакцины не было разрешено вследствие загрязнения липополисахаридами рибосомной фракции.

В 80-х гг. был сделан вывод о том, что в случае послеожоговой инфекции штаммы P. aeruginosa, имеющие на поверхности жгутики, особенно вирулентны. В то время появилось много сообщений о антигенных свойствах жгутиков и ресничек бактерий P. aeruginosa. Проведенные исследования, в которых использовались различные модели животных с ожогами, показали эффективность иммунизации этими антигенами. Результаты были многообещающими, особенно потому, что был сделан вывод о том, что имеется только два иммунотипа со жгутиками, что было учтено при производстве двухвалентной вакцины с полностью защитными свойствами. Эти антигены до сих пор представляют интерес для ученых как компоненты вакцин, предназначенных для лиц, инфицированных P. aeruginosa, как с ожогами, так и с кистофиброзом. Половинная летальная доза (LD 50) штаммов P. aeruginosa со жгутиками и ресничками в десять раз меньше, чем у их изогенные мутантов, которые лишены ресничек и не обладают способностью прилипать к эпителию в культурах in vitro, что означает, что они в 10 раз более иммуногенны. Также было сделано заключение о том, что сыворотка, нейтрализующая реснички и жгутики, прекращала прилипание штаммов к эпителию. Эти результаты подтверждали обоснованность выбора этих антигенов для приготовления вакцины против инфекций, вызванных P. aeruginosa. В настоящее время проводятся исследования с целью подробно объяснить механизм прилипания белков жгутиков и ресничек к рецепторам. Результаты этих исследований окончательно повлияют на решение о проведении испытаний с вакцинами, содержащими эти особые антигены.

Между 70-ми и 80-ми гг. ученые обратили внимание на антигенные свойства высокомолекулярных полисахаридов. За последние годы интерес привлекли и другие иммуногенные структуры, такие как альгиновая кислота и мукоидный экзополисахарид, который может эффективно предотвращать и лечить инфекции, вызванные P. aeruginosa, у пациентов с кистофиброзом. Однако, несмотря на воодушевляющие результаты исследований на моделях животных, полные клинические исследования этих вакцин не проводились.

За последние двадцать лет внимание исследователей было сосредоточено на других антигенах P. aeruginosa, т.е. на белках наружной мембраны (OMP). Причиной их выбора было то, что они присутствуют на внешней стороне клетки P. aeruginosa, что делает их более доступными, и то, что антигенный защитный белок F подобен у всех серотипов бактерий P. aeruginosa, что может помочь получить перекрестный иммунитет для всех серотипов. Хорошие результаты исследования вакцины, состоящей из OMP, были получены в моделях на животных, имитируя результаты, присутствующие в клинической практике, т.е. на животных с ожогами, с иммуносупрессией, с хроническими и острыми заболеваниями легких. Иммунизация животных белками наружной мембраны (OMP) вызывала высокий и длительный подъем уровня антител. Кроме того, белки наружной мембраны (OMP) оказались безопасными и хорошо переносимыми иммуногенами. Это послужило стимулом для проведения клинических исследований, что означает то, что вакцина, состоящая из БНМ, до сих пор представляет ключевой интерес для исследователей.
Новейшие исследования активной иммунотерапии инфекций, вызванных P. aeruginosa, сосредоточены на создании поливалентных и конъюгированных вакцин. На хорошую эффективность у животных указывали уже первые исследования по созданию вакцин против P. aeruginosa, состоящих из нескольких вирулентных факторов P. aeruginosa (протеаз, токсоидов, эластаз, токсоида экзотоксина A и антигенов клеточной стенки).

Экспериментальные конъюгированные вакцины: конъюгат высокомолекулярного одновалентного полисахарида (HMWP) с токсоидом экзотоксина A, конъюгат высокомолекулярного восьмивалентного полисахарида (HMWP) с токсоидом экзотоксина A, конъюгат эластазы и токсоида, конъюгат токсоида экзотоксина A и внеклеточного белка F, конъюгат альгиновой кислоты с токсоидом экзотоксина A, конъюгат эластазы и токсоида с токсоидом щелочной протеазы и с токсоидом экзотоксина A.

В настоящее время ученые проводят исследования с ДНК-вакциной и иммунизацией генов. Для этого применяют плазмиды P. aeruginosa, которые инкорпорируются в эукариотические клетки, и синтезируют белки иммуногенного характера. Получение вакцины этого типа очень выгодно, поскольку она не требует очищения белка и не имеет примесей липополисахаридов (LPS). Иммунизация ДНК-вакциной, в которой использовались фрагменты ДНК, кодирующей жгутик B, оказалась эффективной у животных с ожогами. С другой стороны, иммунизация ДНК-вакциной, в которой использовался внеклеточный белок F, дала благоприятный клинический эффект с хроническими легочными инфекциями, вызванными P. aeruginosa. В настоящее время исследования ДНК-вакцины сосредоточены на способности выделять наиболее характерные фрагменты ДНК, кодирующие специфические вирулентные факторы, а также на способе введения этих вакцин, рассматривая применение «генного пистолета» или внутримышечной инъекции.

Исследования путей введения вакцин продолжаются. В 2003 г. были опубликованы результаты следующих экспериментальных исследований на мышах, в которых вакцину, состоящую из аттенуированных мутантных клеток aro A P. aeruginosa, вводили назально. Этот тип вакцины оказался эффективным у мышей с острой пневмонией, вызванной P. aeruginosa. У людей применение вводимой назально вакцины дало хорошие клинические результаты. Она содержала белки наружной мембраны (OMP) и оказалась не только иммуногенной, но и безопасной.

Таким образом, можно заключить, что исследования проводятся с целью получения безопасной иммуногенной вакцины против P. aeruginosa, эффективной в отношении всех типов инфекции. Рассматриваются иммуногенность различных факторов вирулентности. Изучаются новые пути введения вакцины (пероральный, назальный). Модели ДНК-вакцина новейшего поколения обладают рекомбинантным характером и применяются для генной иммунизации (10, 24, 26).