Изобретения российской ветеринарии: от маллеина до новых вакцин

Маллеин: неочевидную инфекцию научились обнаруживать

Гельман участвовал в основании петербургского Института экспериментальной медицины в 1890 году. В этой научной среде исследование сапа привело к получению маллеина. С препаратом первоначально связывали и лечебные ожидания, однако они не оправдались. Практический результат оказался диагностическим: средство позволило распознавать инфекцию, включая скрытые формы заболевания, при которых обычное наблюдение за животным не давало очевидного ответа.

Исследования диагностических свойств маллеина, связанные с Гельманом и Кальнингом, относятся к 1890–1891 годам. Работа шла вокруг конкретной ветеринарной задачи — выявления сапа у животных. Полученный результат требовалось сделать воспроизводимым для других специалистов. Исследователи организовали производство маллеина, чтобы препарат существовал за пределами отдельного лабораторного опыта и мог использоваться в профессиональной диагностике.

В 1891 году в «Вестнике общественной ветеринарии» появились работы о сущности маллеиновой реакции и диагностике сапа. Печатная публикация распространяла сведения о препарате среди врачей. В статьях разбирались свойства препарата и маллеиновая реакция при сапе. Для ветеринарной практики результатом стало средство, с помощью которого обследование животного можно было дополнить специальной диагностической пробой.

Исследованию маллеина предшествовала работа с самой болезнью. В 1884 году Гельман вместе с ветеринарным врачом А. Бертушем начал изучать клинические проявления сапа и возможности терапии. Вопрос о лечении сопровождал исследование инфекции еще до определения диагностических свойств экстракта. Последующие опыты изменили назначение разработки: лечебные ожидания не оправдались, а маллеин получил значение для распознавания скрытых форм болезни.

Маллеин сохранился и в последующей производственной номенклатуре ветеринарных учреждений. В перечне препаратов, выпускавшихся на основе разработок ВИЭВ, он указан рядом с туберкулином и диагностическими наборами. Этот переход от лабораторного открытия к серийному средству требовал еще и контроля качества. Государственный контроль ветеринарных биопрепаратов получил отдельный институт в 1931 году; проверка стала самостоятельной частью пути препарата к практикующему врачу.

Вакцина Ценковского: лабораторную культуру проверяли на поголовье

Сибиреязвенная вакцинация появилась в международной науке раньше российского препарата: Пастер получил живую вакцину в 1881 году. В России Л. С. Ценковский самостоятельно разработал вакцину, опираясь на предложенный Пастером подход. Ее применение для животных относят к периоду с 1883 по 1942 год. Ветеринарная бактериология получила профилактическое средство против инфекции, опасной и для животных, и для людей.

Изготовление сибиреязвенной вакцины организовали в лаборатории при Харьковском ветеринарном институте. Получить препарат в опыте и наладить его выпуск — разные этапы работы. Для практической вакцинации средство должно было поступать в хозяйства, где его применяли ветеринарные специалисты. В истории метода Ценковского лабораторный этап продолжился широкими прививочными мероприятиями в Херсонской губернии в 1885 году.

Массовое применение выводило профилактику из условий отдельного опыта. В 1885 году метод оценивали уже на поголовье, с которым работали ветеринарные врачи губернии. Положительное влияние вакцинации официально признали в 1893 году, после чего ее применяли во многих губерниях России. Между изготовлением препарата и таким признанием лежала практика прививок: ветеринарная служба получала средство, рассчитанное на предупреждение заболевания животных.

У истории этой вакцины есть несколько последовательно прослеживаемых дат: 1883 год связывают с началом применения, 1885 год — с широкими прививками в Херсонской губернии, 1893 год — с признанием положительного результата. Они относятся к разным событиям. Сам препарат существовал в рамках ранней бактериологической профилактики, а его дальнейшее использование продолжалось до появления другого поколения сибиреязвенных вакцин.

Применение вакцины Ценковского продолжалось до 1942 года. К тому времени уже был получен бескапсульный вариант, связанный с обозначением СТИ-1. Изменялся сам биологический материал, на котором основывался профилактический препарат. Вместо повторения прежней разработки исследователи переходили к другому вакцинному варианту возбудителя, а затем вновь решали задачу изготовления и проверки средства для практического применения.

СТИ: новый вакцинный вариант против сибирской язвы

В 1940 году Н. Н. Гинсбург и А. Л. Тамарина отобрали бескапсульный вариант сибиреязвенных бактерий, получивший обозначение СТИ-1. В основе нового препарата оказался вакцинный штамм — вариант микроорганизма с определенными свойствами. Его отличие от прежней вакцины относилось к биологическому материалу, из которого готовили средство профилактики, а назначением оставалась защита от сибирской язвы людей и животных.

Название СТИ-1 связано с Санитарно-техническим институтом. За буквенным обозначением стоит исследовательская организация, а за цифрой — название конкретного вакцинного варианта. Ветеринарная история сохраняет такие обозначения, потому что свойства препарата связаны с исходным биологическим материалом. Вакцина СТИ предназначалась для специфической профилактики: формирования защиты против определенной инфекции, которой в данном случае была сибирская язва.

Готовый препарат представлял собой споровую культуру бескапсульного вакцинного штамма. Споры — особая форма существования бактерии; название препарата фиксирует происхождение его вакцинного материала. В 1940 году исследователи получили вариант бактерии, на основе которого можно было готовить профилактический препарат. Его назначение охватывало ветеринарную и медицинскую практику: защита требовалась как животным, так и людям, восприимчивым к этой инфекции.

Технология ветеринарной вакцины включала сохранение свойств биологического материала. Большинство живых вакцин выпускали сухими, чтобы поддерживать жизнеспособность и стабильность. Наряду с выбором вакцинного варианта требовалось решить производственную задачу: сохранить его пригодность в готовом препарате. В дальнейшем в номенклатуре ветеринарных учреждений соседствовали живые сухие вакцины, инактивированные препараты и диагностические средства для разных инфекций животных.

К созданию СТИ-1 государственный контроль биопрепаратов уже действовал: отдельный институт появился в 1931 году, а с 1936 года производители бактерийных препаратов должны были регистрироваться и систематически представлять продукцию для проверки. Новый вакцинный вариант попадал в отрасль с установленными требованиями к выпуску. Изготовление средства сопровождалось оценкой качества продукции, а при выявленном браке контролеры могли приостанавливать производство и выпуск.

В 1956 году С. Г. Колесов разработал сибиреязвенную вакцину ВГНКИ с адъювантом. Адъювантом называют добавку, усиливающую иммунный ответ на вакцинный материал. Сибиреязвенная профилактика продолжала меняться после появления СТИ: исследователи работали и с исходным штаммом, и с устройством готового препарата. В производственную историю вошли средства, различавшиеся биологическим материалом и составом, хотя предназначались они для защиты от одной инфекции. Ее предупреждение оставалось общей задачей вакцинного направления, объединявшего работу лабораторий и предприятий биологической промышленности.

ТФ-130: против грибной болезни создали живую вакцину

В апреле 1957 года в ВИЭВ организовали лабораторию микологии и антибиотиков. Ее первым руководителем стал А. Х. Саркисов. Микология изучает грибы; среди ветеринарных задач лаборатории оказались грибные болезни животных. Для крупного рогатого скота одной из таких инфекций была трихофития, известная как стригущий лишай. Исследование иммунитета при этой болезни привело к разработке специального профилактического препарата.

Эксперименты показали, что после перенесенной трихофитии у скота формируется стойкий постинфекционный иммунитет. В 70-е годы создали иммуногенный препарат ТФ-130. Лаборатория подготовила инструкцию его изготовления, а промышленное производство начали в Калининской области. Разработка прошла путь от наблюдения за невосприимчивостью переболевших животных к выпуску вакцины, рассчитанной на массовую ветеринарную практику.

В 1973 году создателям ТФ-130 присудили Государственную премию. Отмечена была работа, включавшая создание препарата, разработку производственной технологии, освоение промышленного выпуска и внедрение в ветеринарную практику. Премия относилась к коллективному результату: исследование защитных свойств должно было получить продолжение в препарате, который можно производить и применять среди животных за пределами научной лаборатории.

В 1983 году зарегистрировали научное открытие о способности клеток дерматофитов вызывать у млекопитающих иммунитет к трихофитии. Его номер — 278. 24 июня 1983 года Саркисов получил именную золотую медаль Всемирной организации интеллектуальной собственности за создание вакцины против трихофитии крупного рогатого скота. Международное признание было связано с конкретным препаратом и направлением иммунологических исследований, продолжавших работу ветеринарной микологической лаборатории.

В производственном перечне разработок ВИЭВ сохранилось и обозначение ЛТФ-130. Рядом с историей открытия развивалась технология выпуска вакцин и их контроль. Для владельца животного научные достижения приходят в практику через ветеринарного специалиста; общие вопросы профилактики собраны в разделе помощи владельцам. История препарата против трихофитии включает лабораторию 1957 года, промышленный выпуск и признание разработки в 1973 и 1983 годах.

ДТМ-ЭКСПЕРТ: грибам дали отдельную диагностическую среду

В 2017–18 годах в микологической лаборатории ВИЭВ разработали и апробировали новую питательную среду для выделения дерматофитов. Дерматофитами называют грибы, вызывающие поражения кожи и ее производных. Среда предназначалась для родов Трихофитон и Микроспорум. Диагностическая задача состояла в том, чтобы получить исследуемый гриб в виде культуры, пригодной для дальнейшего лабораторного изучения и определения.

Исследователь работает с материалом, где нужный микроорганизм может соседствовать с другими. Разработанная среда подавляла сопутствующую бактериальную микрофлору и грибы-контаминанты — посторонние грибы, мешающие выделению исследуемой культуры. Состав среды был рассчитан на диагностическую работу с дерматофитами. В опытах разработки 2017–18 годов она позволяла получать чистые культуры за 3–5 дней.

Срок получения культуры относится к лабораторному исследованию. Результатом становился выращенный и выделенный материал, с которым специалист мог продолжать определение грибной инфекции. Назначение разработки связано с родами Трихофитон и Микроспорум, поэтому ее история продолжает микологическое направление, начавшееся с изучения болезней животных и их иммунитета. Здесь задача сместилась от профилактической вакцины к получению диагностического материала.

В 2018 году разработка под названием ДТМ-ЭКСПЕРТ получила серебряную медаль на выставке «Золотая осень». Профессиональное признание относится к дифференциально-диагностической среде для грибов-дерматофитов. За названием стояло сочетание свойств: выделение нужных грибов и подавление сопутствующей микрофлоры. Разработчики представили лабораторный инструмент, который должен был облегчать работу с культурой при исследовании материала животных.

Так в одной научной области появились разные виды продукции. Вакцина ТФ-130 была направлена на формирование защиты от трихофитии, а диагностическая среда разработки 2017–18 годов — на выделение грибов для исследования. Они занимали разные места в ветеринарной работе. Лаборатории требовались средства обнаружения и определения возбудителя, а профилактическое направление опиралось на изучение иммунитета животных к грибной инфекции.

Для противоящурной вакцины построили отдельное производство

20 августа 1958 года приказ предписал создать научно-исследовательский ящурный институт. Его задачей были диагностика, профилактика и разработка системы ликвидации очагов ящура. Исследовательское учреждение строили вокруг конкретной инфекционной проблемы. Для будущего препарата требовались лаборатории, специалисты и экспериментальная площадка, где можно было проверять результаты работы до перехода к промышленному изготовлению ветеринарных вакцин.

27 июня 1960 года приняли решение о строительстве института и экспериментальной лаборатории во Владимирской области. В 1961 году появился проект. Организация научной работы сопровождалась созданием помещений для разных задач. Лабораторная часть должна была обслуживать исследование инфекции, диагностику и работу с биологическими препаратами; производственная часть появилась отдельным следующим этапом развития институтского комплекса.

В 1962–1964 годах сформировали лаборатории культивирования клеток и вируса, диагностики, сушки биопрепаратов и биохимии. Перечень подразделений показывает устройство исследовательской работы: получение материала, его изучение, диагностические методы и подготовка биологических средств были распределены между специальными направлениями. Разработка противоящурной вакцины опиралась на учреждение, где эти задачи можно было вести одновременно и связывать результаты разных лабораторий.

Позднее решили построить экспериментально-производственный корпус для отработки промышленных серий противоящурных вакцин. Отдельный титражный корпус предназначался для контроля на восприимчивых животных: крупном рогатом скоте, овцах и свиньях. Строительство этих корпусов завершили в 1984 году. К лабораторным исследованиям добавили площадку, на которой отрабатывали выпуск серий препарата и проверяли его свойства перед дальнейшим использованием.

Эта часть истории ветеринарных разработок связана с переходом между масштабами. Исследование ящура и создание средства профилактики были исходной задачей института, сформулированной при его организации. Для производства серий построили специальный корпус, а для проверки вакцин — отдельную экспериментальную площадку. Между решением 1960 года и завершением этих корпусов в 1984 году складывалась инфраструктура выпуска противоящурных биопрепаратов.

Карнивак-Ков: новую инфекцию исследовали у разных животных

Разработка вакцины «Карнивак-Ков» связана с Федеральным центром охраны здоровья животных во Владимире. Даты ее регистрации указывают как 26 и 31 марта 2021 года. Препарат предназначался для защиты плотоядных животных от коронавирусной инфекции. Это исследовательская история начала пандемии: ветеринарному учреждению требовалось оценить заражение животных и создать средство специфической профилактики для восприимчивых видов.

Во ВНИИЗЖ на начальном этапе изготовили 8 экспериментальных образцов. Для дальнейшей разработки выбрали цельновирионный инактивированный препарат. Инактивированная вакцина содержит вирусный материал, утративший способность вызывать полноценную инфекцию; цельновирионная означает использование вирусной частицы целиком. Отбор опытного варианта предшествовал регистрации готового средства, датированной мартом 2021 года.

Целевыми животными для препарата названы кошки, собаки и пушные звери. В исследованиях продолжительность иммунитета составляла не менее 6 месяцев. Задача разработки предполагала применение для разных животных, а оценка защитных свойств относилась к испытаниям препарата. Ветеринарные ученые работали с новой для этой задачи инфекцией в условиях, когда сведения о заражении разных видов еще накапливались.

Мониторинговая программа охватила 34 зверофермы и 36 животноводческих хозяйств, а также частные домовладения и контактные зоопарки. Всего исследовали 1773 пробы биоматериала животных. Исследование образцов сопровождало разработку профилактики: ветеринарным специалистам требовались сведения о присутствии инфекции среди разных групп животных. Лабораторная программа позволяла собирать материал из хозяйств и мест содержания животных, а затем исследовать его специальными методами.

Вакцина создавалась как отдельный ветеринарный препарат. Ее целевые виды — кошки, собаки и пушные звери — определяли сферу разработки. Пройдя отбор среди 8 экспериментальных образцов, средство получило регистрационное удостоверение в 2021 году. Эта история соединяет опытный образец, изучение свойств, мониторинг животных и регистрацию; конкретное применение зарегистрированных средств относится к работе ветеринарного специалиста, которого можно найти через справочник учреждений.

По антителам научились исследовать кровь и молоко

ВИЭВ совместно с Курской биофабрикой разработал диагностический набор для исследования сыворотки крови и молока на антитела к вирусу лейкоза крупного рогатого скота. Он был зарегистрирован Россельхознадзором. Антитела — белки иммунной системы, распознающие определенные чужеродные структуры. Диагностическая работа использовала их присутствие в исследуемом материале: набор был предназначен для иммуноферментного метода и основывался на моноклональных антителах.

Для получения таких диагностических реагентов сотрудники института и биофабрики получили 3 штамма гибридных культур клеток. Они производили моноклональные антитела, то есть антитела с определенной одинаковой направленностью распознавания. Лабораторная разработка затрагивала и источник реагента, и его последующее использование в наборе. Переход к зарегистрированному средству связывал работу с клеточными культурами и исследование биологического материала животных на антитела к возбудителю инфекции.

Наборы иммуноферментного анализа разрабатывали в 2 вариантах: для скрининга и верификации. Скрининг предназначен для обследования с целью выявить образцы, требующие внимания; верификация связана с подтверждением результата. Специалист получал инструменты для разных этапов диагностической работы. Исследовать можно было сыворотку крови и молоко, поэтому в разработке учитывали разные виды материала, поступающего от крупного рогатого скота.

Рядом с созданием диагностических наборов шло изучение самого вируса. В международной базе GenBank зарегистрировали 85 последовательностей участка его провирусного генома. Провирусом называют вирусный генетический материал, связанный с геномом зараженной клетки. Сведения о последовательностях становились частью исследовательского результата наряду с диагностическим набором. Ветеринарная лаборатория работала с разными объектами: вирусным геномом, клеточными культурами, производящими антитела, и пробами крови или молока обследуемых животных.

Контроль качества стал частью судьбы изобретения

В 1931 году в стране создали институт государственного контроля ветеринарных биологических препаратов. На старте в его структуре было 7 отделов. Проверка готового средства стала самостоятельной организационной задачей. Для вакцины или диагностического препарата требовалось оценить то, что фактически выпускает производитель: свойства конкретного продукта должны были соответствовать установленным требованиям, а проверки — проводиться по общим правилам.

Институт разрабатывал единые стандарты изготовления, контроля и применения биологических препаратов. С 1936 года организации, выпускавшие бактерийные препараты для сельскохозяйственных животных, должны были регистрироваться в контрольном институте. Их продукция проходила систематические проверки. Контроль относился к продолжающемуся выпуску, поэтому положительный результат разработки требовал поддерживать и после того, как средство начинали производить для ветеринарной практики.

При обнаружении брака институт и его государственные контролеры могли полностью или частично остановить изготовление и выпуск препарата. За этой возможностью стояла практическая задача: отделить пригодную продукцию от несоответствующей. Контроль сопровождал производственный процесс и мог привести к его остановке. Для выпускавших средства организаций проверка была обязательной частью работы, а не отдельной процедурой, проводимой только при создании нового препарата.

Доля брака в начале работы института достигала 42%, в 1934 году снизилась до 16,7%, а в 1940 году в среднем составляла 1,5–3,0%. Эти показатели относились к контролируемой продукции. За изменением чисел стояла система регистрации производителей, проверки выпускаемых средств и возможности приостановить изготовление при обнаружении брака. Качество оценивали на материале действующего производства, выпускавшего ветеринарные биопрепараты.

На этом производственная история соединяется с исследовательской. Вакцина ТФ-130 получила признание за разработку и освоение выпуска, а противоящурный институт строил отдельные корпуса для серий препаратов и их проверки. Создание нового средства требовало последовательной работы лаборатории, производства и контролеров. Общие стандарты распространялись на изготовление и проверку биопрепаратов, которые затем поступали в ветеринарную практику.

Хронология

• 1881: Пастер получил живую сибиреязвенную вакцину.
• 1883: начало периода применения вакцины Ценковского.
• 1885: прививки по методу Ценковского проводили в Херсонской губернии.
• 1891: опубликованы работы о маллеиновой диагностике сапа.
• 1931: создан институт контроля ветеринарных биопрепаратов.
• 1940: получен бескапсульный вариант СТИ-1.
• 1957: организована лаборатория микологии и антибиотиков ВИЭВ.
• 1958: предписано создать научно-исследовательский ящурный институт.
• 1973: разработку ТФ-130 отметили Государственной премией.
• 1983: зарегистрировано открытие об иммунитете к трихофитии.
• 1984: завершены производственный и титражный корпуса ящурного института.
• 2018: ДТМ-ЭКСПЕРТ получил выставочную серебряную медаль.
• 2021: зарегистрирована вакцина «Карнивак-Ков».

Частые вопросы

Какие российские ветеринарные изобретения известны по документам?

К ним относятся маллеин для диагностики сапа, сибиреязвенные вакцины, препараты против трихофитии и диагностическая среда для выделения грибов. Для этих разработок прослеживаются исследовательские работы, производство или профессиональное признание. У каждой была своя задача: обнаружить инфекцию, предупредить заболевание или получить материал для лабораторного определения.

Для чего изобрели маллеин?

Практическое значение маллеин получил как диагностическое средство при сапе, включая скрытые формы заболевания. Первоначальные лечебные ожидания не оправдались, но исследования позволили установить его диагностические свойства и организовать производство препарата для ветеринарной работы.

Что означает название СТИ-1?

Оно связано с Санитарно-техническим институтом и обозначает вакцинный вариант сибиреязвенных бактерий. Его получили в 1940 году. Препарат на основе бескапсульного вакцинного материала предназначался для специфической профилактики сибирской язвы у людей и животных.

Чем известна вакцина ТФ-130?

Это препарат против трихофитии крупного рогатого скота, известной как стригущий лишай. За его создание, технологию выпуска и внедрение в практику в 1973 году присудили Государственную премию. Разработка выросла из исследований иммунитета после перенесенной грибной болезни животных.

Что такое ДТМ-ЭКСПЕРТ?

Это дифференциально-диагностическая среда для выделения грибов-дерматофитов. Она предназначена для родов Трихофитон и Микроспорум и подавляет сопутствующую микрофлору. В 2018 году разработку отметили серебряной медалью на выставке «Золотая осень». Среда относится к лабораторной диагностике грибных инфекций животных.