Szczepionka - Vaccine

Szczepionka
Szczepionka przeciw ospie.jpg
Szczepionka przeciw ospie i sprzęt do jej podawania
Siatka D014612

Szczepionka jest preparat biologiczny, który stanowi aktywną odporność nabytą do konkretnej choroby zakaźnej . Szczepionka zazwyczaj zawiera środek, który przypomina mikroorganizm wywołujący chorobę i jest często wytwarzany z osłabionych lub zabitych form drobnoustroju, jego toksyn lub jednego z jego białek powierzchniowych. Czynnik stymuluje układ odpornościowy organizmu do rozpoznania tego czynnika jako zagrożenia, zniszczenia go oraz dalszego rozpoznawania i niszczenia wszelkich drobnoustrojów związanych z tym czynnikiem, które może napotkać w przyszłości. Szczepionki mogą być profilaktyczne (w celu zapobiegania lub łagodzenia skutków przyszłej infekcji przez naturalny lub „dziki” patogen ) lubterapeutyczny (do walki z chorobą, która już wystąpiła, np. rak ). Niektóre szczepionki oferują pełną odporność sterylizującą , w której całkowicie zapobiega się infekcji.

Podawanie szczepionek nazywa się szczepieniem . Szczepienia to najskuteczniejsza metoda zapobiegania chorobom zakaźnym; powszechne ze względu na odporność na szczepienie jest w dużym stopniu odpowiedzialne za światowym zwalczania z ospy i ograniczenie chorób, takich jak polio , odra i tężcowi z wielu częściach świata. Skuteczność szczepień została szeroko zbadana i zweryfikowana; na przykład szczepionki, które okazały się skuteczne obejmuje szczepionkę przeciwko grypie , na szczepionki przeciwko HPV , a szczepionki wietrznej . Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) podaje, że licencjonowanych szczepionek są obecnie dostępne dla dwudziestu pięciu różnych infekcji, którym można zapobiec .

Terminy szczepionka i szczepienie wywodzą się od Variolae vaccinae (ospa krowa), terminu opracowanego przez Edwarda Jennera (który zarówno opracował koncepcję szczepionek, jak i stworzył pierwszą szczepionkę) dla określenia ospy krowiej . Użył tego wyrażenia w 1798 roku w długim tytule swojego dochodzenia w sprawie Variolae vaccinae znanej jako ospa krowa , w której opisał ochronne działanie ospy krowiej przeciwko ospie prawdziwej . W 1881 roku, na cześć Jennera, Louis Pasteur zaproponował rozszerzenie tych terminów na nowe ochronne szczepionki, które były wówczas opracowywane. Nauka o opracowywaniu i produkcji szczepionek nazywana jest wakcynologią .

Choroby zakaźne przed i po wprowadzeniu szczepionki. Szczepienia mają bezpośredni wpływ na zmniejszenie liczby zachorowań i pośrednio przyczyniają się do zmniejszenia liczby zgonów.

Efekty

Dziecko z odrą, chorobą, której można zapobiegać poprzez szczepienia

Istnieje przytłaczający konsensus naukowy, że szczepionki są bardzo bezpiecznym i skutecznym sposobem zwalczania i eliminowania chorób zakaźnych. Układ odpornościowy rozpoznaje szczepionki jako obce, niszczy je i „zapamiętuje”. W przypadku napotkania wirulentnej wersji czynnika organizm rozpoznaje płaszcz białkowy wirusa i w ten sposób jest przygotowany do odpowiedzi, najpierw neutralizując czynnik docelowy, zanim wejdzie on do komórek, a następnie rozpoznając i niszcząc zakażone komórki przed tym czynnikiem. można pomnożyć do ogromnych liczb.

Niemniej jednak istnieją ograniczenia w ich skuteczności. Czasami ochrona zawodzi z powodu niepowodzeń związanych ze szczepionką, takich jak niepowodzenia w atenuacji szczepionki, reżimach szczepień lub administracji lub niepowodzenia związane z gospodarzem z powodu braku odpowiedzi układu odpornościowego gospodarza lub w ogóle. Brak odpowiedzi zwykle wynika z genetyki, stanu odporności, wieku, stanu zdrowia lub stanu odżywienia. Może również zawieść z przyczyn genetycznych, jeśli układ odpornościowy gospodarza nie zawiera szczepów komórek B, które mogą wytwarzać przeciwciała przystosowane do skutecznego reagowania i wiązania się z antygenami związanymi z patogenem .

Nawet jeśli gospodarz wytworzy przeciwciała, ochrona może nie być odpowiednia; odporność może rozwijać się zbyt wolno, aby była skuteczna w czasie, przeciwciała mogą nie dezaktywować całkowicie patogenu lub może istnieć wiele szczepów patogenu, z których nie wszystkie są jednakowo podatne na reakcję immunologiczną. Jednak nawet częściowa, późna lub słaba odporność, taka jak odporność krzyżowa na szczep inny niż szczep docelowy, może złagodzić infekcję, powodując niższą śmiertelność , niższą zachorowalność i szybszy powrót do zdrowia.

Adiuwanty są powszechnie stosowane w celu wzmocnienia odpowiedzi immunologicznej, szczególnie u osób starszych, których odpowiedź immunologiczna na prostą szczepionkę mogła być osłabiona.

Skuteczność lub wydajność szczepionki zależy od kilku czynników:

  • sama choroba (na niektóre choroby szczepienie działa lepiej niż na inne)
  • szczep szczepionki (niektóre szczepionki są specyficzne lub przynajmniej najbardziej skuteczne przeciwko określonym szczepom choroby)
  • czy harmonogram szczepień był właściwie przestrzegany.
  • idiosynkratyczna odpowiedź na szczepienie; niektóre osoby „nie odpowiadają” na niektóre szczepionki, co oznacza, że ​​nie wytwarzają przeciwciał nawet po prawidłowym zaszczepieniu.
  • różne czynniki, takie jak pochodzenie etniczne, wiek lub predyspozycje genetyczne.

Jeśli u zaszczepionego osobnika rozwinie się choroba, przeciwko której została zaszczepiona ( przełomowa infekcja ), choroba prawdopodobnie będzie mniej zjadliwa niż u ofiar nieszczepionych.

Ważne kwestie dotyczące skutecznego programu szczepień:

  1. staranne modelowanie, aby przewidzieć wpływ, jaki kampania szczepień będzie miała na epidemiologię choroby w perspektywie średnio- i długoterminowej
  2. bieżący nadzór nad odnośną chorobą po wprowadzeniu nowej szczepionki
  3. utrzymanie wysokiego wskaźnika szczepień, nawet gdy choroba stała się rzadka

W 1958 roku w Stanach Zjednoczonych odnotowano 763 094 przypadki odry ; Skończyło się 552 zgonów. Po wprowadzeniu nowych szczepionek liczba przypadków spadła do mniej niż 150 rocznie (mediana 56). Na początku 2008 roku było 64 podejrzanych przypadków odry. Pięćdziesiąt cztery z tych infekcji były związane z importem z innego kraju, chociaż tylko trzynaście procent zostało nabytych poza Stanami Zjednoczonymi; 63 z 64 osób albo nigdy nie było zaszczepionych przeciwko odrze, albo nie było pewności, czy zostały zaszczepione.

Szczepionki doprowadziły do ​​wytępienia ospy , jednej z najbardziej zaraźliwych i śmiertelnych chorób człowieka. Inne choroby, takie jak różyczka, polio , odra, świnka, ospa wietrzna i tyfus nie są tak powszechne, jak sto lat temu dzięki szeroko rozpowszechnionym programom szczepień. Dopóki ogromna większość ludzi jest zaszczepiona, znacznie trudniej jest wybuchnąć epidemia choroby, nie mówiąc już o jej rozprzestrzenianiu się. Efekt ten nazywany jest odpornością stada . Polio, które jest przenoszone tylko wśród ludzi, jest celem szeroko zakrojonej kampanii eliminacyjnej, w ramach której endemiczne polio ogranicza się tylko do części trzech krajów ( Afganistan , Nigeria i Pakistan ). Jednak trudności w dotarciu do wszystkich dzieci oraz nieporozumienia kulturowe spowodowały, że kilkakrotnie przeoczono przewidywaną datę likwidacji.

Szczepionki pomagają również zapobiegać rozwojowi oporności na antybiotyki. Na przykład, znacznie zmniejszając częstość występowania zapalenia płuc wywołanego przez Streptococcus pneumoniae , programy szczepień znacznie zmniejszyły występowanie infekcji opornych na penicylinę lub inne antybiotyki pierwszego rzutu.

Szacuje się, że szczepionka przeciwko odrze zapobiega co roku milionowi zgonów.

Niekorzystne skutki

Szczepienia podawane dzieciom, młodzieży lub dorosłym są na ogół bezpieczne. Działania niepożądane, jeśli występują, są na ogół łagodne. Częstość działań niepożądanych zależy od danej szczepionki. Niektóre częste działania niepożądane obejmują gorączkę, ból wokół miejsca wstrzyknięcia i bóle mięśni. Ponadto niektóre osoby mogą być uczulone na składniki szczepionki. Szczepionka MMR rzadko wiąże się z drgawkami gorączkowymi .

Determinanty związane z gospodarzem („szczepionką”), które czynią osobę podatną na infekcję, takie jak genetyka , stan zdrowia (choroba podstawowa, odżywianie, ciąża, wrażliwość lub alergie ), kompetencje immunologiczne , wiek i wpływ ekonomiczny lub środowisko kulturowe mogą być pierwotne lub wtórne czynniki wpływające na ciężkość zakażenia i odpowiedź na szczepionkę. Osoby w podeszłym wieku (powyżej 60. roku życia), nadwrażliwe na alergeny i osoby otyłe są podatne na osłabioną immunogenność , co zapobiega lub hamuje skuteczność szczepionki, co może wymagać oddzielnych technologii szczepień dla tych konkretnych populacji lub powtarzanych szczepień przypominających w celu ograniczenia przenoszenia wirusa .

Poważne skutki uboczne są niezwykle rzadkie. Szczepionka przeciwko ospie wietrznej rzadko wiąże się z powikłaniami u osób z niedoborem odporności , a szczepionki rotawirusowe są umiarkowanie związane z wgłobieniem .

Co najmniej 19 krajów posiada programy odszkodowań bez winy, zapewniające rekompensatę osobom cierpiącym z powodu poważnych negatywnych skutków szczepień. Program Stanów Zjednoczonych znany jest jako National Childhood Vaccine Injury Act , aw Wielkiej Brytanii obowiązuje Vaccine Damage Payment .

Rodzaje

Ilustracja z tekstem „Istnieją trzy główne podejścia do przygotowania szczepionki: Wykorzystanie całego wirusa lub bakterii Części, które uruchamiają układ odpornościowy Tylko materiał genetyczny”.

Szczepionki zazwyczaj zawierają martwe lub inaktywowane organizmy lub oczyszczone produkty z nich pochodzące. W użyciu jest kilka rodzajów szczepionek. Reprezentują one różne strategie stosowane w celu zmniejszenia ryzyka choroby przy jednoczesnym zachowaniu zdolności do wywoływania korzystnej odpowiedzi immunologicznej. Podgrupa szczepionek genetycznych obejmuje szczepionki DNA, szczepionki RNA i szczepionki wektorów wirusowych.

Osłabiony

Niektóre szczepionki zawierają żywe, atenuowane mikroorganizmy. Wiele z nich to aktywne wirusy , które zostały wyhodowane w warunkach uniemożliwiających ich zjadliwe właściwości lub które wykorzystują blisko spokrewnione, ale mniej niebezpieczne organizmy do wywołania szerokiej odpowiedzi immunologicznej. Chociaż większość szczepionek atenuowanych ma charakter wirusowy, niektóre mają charakter bakteryjny. Przykładami są choroby wirusowe żółta gorączka , odra , świnka i różyczka oraz choroba bakteryjna dur brzuszny . Żywa szczepionka Mycobacterium tuberculosis opracowana przez Calmette i Guérin nie jest zrobiona ze szczepu zakaźnego , ale zawiera zjadliwie zmodyfikowany szczep o nazwie „ BCG ” używany do wywołania odpowiedzi immunologicznej na szczepionkę. Żywa atenuowana szczepionka zawierająca szczep Yersinia pestis EV jest stosowana do immunizacji dżumy. Szczepionki atenuowane mają pewne zalety i wady. Atenuowane lub żywe, osłabione szczepionki zazwyczaj wywołują trwalsze odpowiedzi immunologiczne. Ale mogą nie być bezpieczne do stosowania u osób z obniżoną odpornością, a w rzadkich przypadkach mutują do postaci zjadliwej i powodują chorobę.

Zdezaktywowany

Niektóre szczepionki zawierają inaktywowane, ale wcześniej zjadliwe mikroorganizmy, które zostały zniszczone chemikaliami, ciepłem lub promieniowaniem – „duchy”, z nienaruszonymi, ale pustymi otoczkami komórek bakteryjnych. Są uważane za fazę pośrednią między szczepionkami inaktywowanymi i atenuowanymi. Przykłady obejmują IPV ( szczepionkę polio ), szczepionkę przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu A , szczepionkę przeciwko wściekliźnie i większość szczepionek przeciw grypie .

Opracowanie szczepionki przeciwko ptasiej grypie za pomocą technik genetyki odwrotnej

Toksoid

Szczepionki toksoidowe są wykonane z inaktywowanych toksycznych związków, które powodują chorobę, a nie mikroorganizmy. Przykłady szczepionek na bazie toksoidów obejmują tężec i błonicę . Nie wszystkie toksoidy są przeznaczone dla mikroorganizmów; na przykład toksoid Crotalus atrox służy do szczepienia psów przeciwko ukąszeniom grzechotnika .

Podjednostka

Zamiast wprowadzać inaktywowany lub atenuowany drobnoustrój do układu odpornościowego (co stanowiłoby szczepionkę „całego środka”), szczepionka podjednostkowa wykorzystuje jego fragment do wywołania odpowiedzi immunologicznej. Jednym z przykładów jest szczepionka podjednostkowa przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu  B , która składa się tylko z białek powierzchniowych wirusa (uprzednio wyekstrahowanych z surowicy krwi przewlekle zakażonych pacjentów, ale obecnie wytwarzanych przez rekombinację genów wirusowych w drożdże ). Innym przykładem są jadalne szczepionki z alg , takie jak szczepionka z cząstkami wirusopodobnymi (VLP) przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV), która składa się z głównego białka kapsydu wirusa . Innym przykładem są podjednostki hemaglutyniny i neuraminidazy wirusa grypy . Szczepionka podjednostkowa jest używana do immunizacji dżumy.

Sprzężony

Niektóre bakterie mają zewnętrzną powłokę polisacharydową, która jest słabo immunogenna . Łącząc te zewnętrzne powłoki z białkami (np. toksynami), układ odpornościowy może rozpoznać polisacharyd tak, jakby był antygenem białkowym. To podejście jest stosowane w szczepionce przeciwko Haemophilus influenzae typu B .

Pęcherzyk błony zewnętrznej

Pęcherzyki błony zewnętrznej (OMV) są naturalnie immunogenne i można nimi manipulować w celu wytworzenia silnych szczepionek. Najbardziej znane szczepionki OMV to te opracowane na chorobę meningokokową serotypu B .

Heterotyp

Szczepionki heterologiczne, znane również jako „szczepionki Jenneriana”, to szczepionki będące patogenami innych zwierząt, które albo nie wywołują choroby, albo powodują łagodną chorobę w leczonym organizmie. Klasycznym przykładem jest użycie przez Jennera krowianki do ochrony przed ospą. Aktualnym przykładem jest zastosowanie szczepionki BCG wykonanej z Mycobacterium bovis w celu ochrony przed gruźlicą .

Wektor wirusowy

Szczepionki zawierające wektory wirusowe wykorzystują bezpieczny wirus do wprowadzania genów patogenów do organizmu w celu wytworzenia specyficznych antygenów , takich jak białka powierzchniowe , w celu stymulowania odpowiedzi immunologicznej .

RNA

Szczepionka mRNA (lub szczepionka RNA ) jest nowym rodzajem szczepionki, która składa się z kwasu nukleinowego RNA, zapakowanego w wektor, taki jak nanocząstki lipidowe. Wśród szczepionek COVID-19 znajduje się szereg szczepionek RNA, które są w trakcie opracowywania w celu zwalczania pandemii COVID-19, a niektóre otrzymały zezwolenie na zastosowanie awaryjne w niektórych krajach. Na przykład szczepionki mRNA Pfizer-BioNTech i Moderna mają zezwolenie na zastosowanie awaryjne w USA.

Eksperymentalny

System elektroporacji do eksperymentalnego dostarczania „szczepionki DNA”

Wiele innowacyjnych szczepionek jest również opracowywanych i stosowanych.

  • Szczepionki z komórek dendrytycznych łączą komórki dendrytyczne z antygenami, aby zaprezentować antygeny białym krwinkom organizmu, stymulując w ten sposób reakcję immunologiczną. Szczepionki te wykazały pewne pozytywne wstępne wyniki w leczeniu guzów mózgu i są również testowane w czerniaku złośliwym.
  • Szczepienie DNA – Proponowanym mechanizmem jest insercja i ekspresja wirusowego lub bakteryjnego DNA w komórkach ludzkich lub zwierzęcych (wzmocniona przez zastosowanie elektroporacji ), wywołująca rozpoznanie przez układ odpornościowy. Niektóre komórki układu odpornościowego, które rozpoznają wyrażane białka, zaatakują te białka i wyrażające je komórki. Ponieważ komórki te żyją bardzo długo, jeśli w późniejszym czasie napotkamy patogen, który normalnie wyraża te białka, zostaną one natychmiast zaatakowane przez układ odpornościowy. Jedną z potencjalnych zalet szczepionek DNA jest to, że są bardzo łatwe w produkcji i przechowywaniu.
  • Rekombinowany wektor  – łącząc fizjologię jednego drobnoustroju i DNA innego, można stworzyć odporność na choroby, które mają złożone procesy infekcji. Przykładem jest licencjonowana przez firmę Merck szczepionka RVSV-ZEBOV, która jest używana w 2018 roku do zwalczania eboli w Kongo .
  • Szczepionki peptydowe z receptorem komórek T są w trakcie opracowywania dla kilku chorób z wykorzystaniem modeli gorączki doliny , zapalenia jamy ustnej i atopowego zapalenia skóry . Wykazano, że te peptydy modulują wytwarzanie cytokin i poprawiają odporność komórkową.
  • Celowanie w zidentyfikowane białka bakteryjne, które są zaangażowane w hamowanie dopełniacza, zneutralizowałoby kluczowy mechanizm wirulencji bakterii.
  • Stosowanie plazmidów zostało potwierdzone w badaniach przedklinicznych jako strategia szczepionek ochronnych przeciwko rakowi i chorobom zakaźnym. Jednak w badaniach na ludziach takie podejście nie przyniosło klinicznie istotnych korzyści. Ogólna skuteczność immunizacji plazmidowego DNA zależy od zwiększenia immunogenności plazmidu przy jednoczesnej korekcie czynników zaangażowanych w specyficzną aktywację immunologicznych komórek efektorowych.
  • Wektor bakteryjny – zasadniczo podobny do szczepionek zawierających wektory wirusowe , ale zamiast tego wykorzystuje bakterie.
  • Komórka prezentująca antygen

Podczas gdy większość szczepionek powstaje przy użyciu inaktywowanych lub atenuowanych związków z mikroorganizmów, szczepionki syntetyczne składają się głównie lub w całości z syntetycznych peptydów, węglowodanów lub antygenów.

Wartościowość

Szczepionki mogą być jednowartościowe (zwane również jednowartościowymi ) lub wielowartościowe (zwane również wielowartościowymi ). Szczepionka monowalentna jest przeznaczona do immunizacji przeciwko pojedynczemu antygenowi lub pojedynczemu mikroorganizmowi. Szczepionka multiwalentna lub poliwalentna jest przeznaczona do immunizacji przeciwko dwóm lub większej liczbie szczepów tego samego drobnoustroju lub przeciwko dwóm lub większej liczbie drobnoustrojów. Wartościowość szczepionki multiwalentnej może być oznaczona przedrostkiem greckim lub łacińskim (np. czterowalentna lub czterowalentna ). W niektórych przypadkach szczepionka monowalentna może być korzystna dla szybkiego rozwoju silnej odpowiedzi immunologicznej.

Gdy dwie lub więcej szczepionek zostanie zmieszanych w tym samym preparacie, te dwie szczepionki mogą kolidować. Najczęściej występuje to w przypadku żywych szczepionek atenuowanych, w których jeden ze składników szczepionki jest silniejszy niż inne i hamuje wzrost i odpowiedź immunologiczną na inne składniki. Zjawisko to po raz pierwszy zauważono w trójwalentnej szczepionce Sabin polio , w której ilość  wirusa serotypu 2 w szczepionce musiała zostać zmniejszona, aby powstrzymać go przed zakłócaniem „pobierania” wirusów serotypu  1 i  3 w szczepionce. Stwierdzono również, że zjawisko to stanowi problem w przypadku obecnie badanych szczepionek denga , w których stwierdzono, że serotyp DEN-3 dominuje i tłumi odpowiedź na serotypy DEN-1, -2 i -4.

Inne treści

Grafika ze Światowej Organizacji Zdrowia opisująca główne składniki zazwyczaj w szczepionkach.
Dawka szczepionki zawiera wiele składników, z których bardzo niewiele to aktywny składnik, immunogen . Pojedyncza dawka może zawierać zaledwie nanogramy cząsteczek wirusa lub mikrogramy bakteryjnych polisacharydów. Zastrzyk szczepionki, krople doustne lub aerozol do nosa to głównie woda. Inne składniki są dodawane w celu wzmocnienia odpowiedzi immunologicznej, zapewnienia bezpieczeństwa lub pomocy w przechowywaniu, a niewielka ilość materiału pozostaje z procesu produkcyjnego. Bardzo rzadko materiały te mogą wywoływać reakcję alergiczną u osób bardzo na nie wrażliwych.

Adiuwanty

Szczepionki zazwyczaj zawierają jeden lub więcej adiuwantów stosowanych w celu wzmocnienia odpowiedzi immunologicznej. Na przykład toksoid tężcowy jest zwykle adsorbowany na ałunie . Prezentuje to antygen w taki sposób, że wywołuje silniejsze działanie niż prosty wodny toksoid tężcowy. Osoby, które mają niepożądaną reakcję na zaadsorbowany toksoid tężcowy, mogą otrzymać prostą szczepionkę, gdy nadejdzie czas na dawkę przypominającą.

W ramach przygotowań do kampanii w Zatoce Perskiej w 1990 roku, jako adiuwant szczepionki przeciw wąglikowi użyto pełnokomórkowej szczepionki przeciwko krztuścowi . Powoduje to szybszą odpowiedź immunologiczną niż podanie samej szczepionki przeciwko wąglikowi, co jest korzystne, jeśli ekspozycja może być nieuchronna.

Konserwanty

Szczepionki mogą również zawierać konserwanty zapobiegające skażeniu bakteriami lub grzybami . Do ostatnich lat konserwant tiomersal ( znany również jako Thimerosal w USA i Japonii) był stosowany w wielu szczepionkach, które nie zawierały żywych wirusów. Od 2005 roku jedyną szczepionką dla dzieci w USA, która zawiera tiomersal w ilościach większych niż śladowe, jest szczepionka przeciw grypie, która jest obecnie zalecana tylko dla dzieci z pewnymi czynnikami ryzyka. Jednodawkowe szczepionki przeciw grypie dostarczane w Wielkiej Brytanii nie zawierają tiomersalu w składnikach. Konserwanty mogą być stosowane na różnych etapach produkcji szczepionek, a najbardziej wyrafinowane metody pomiaru mogą wykryć ich ślady w gotowym produkcie, podobnie jak w środowisku i populacji jako całości.

Wiele szczepionek wymaga konserwantów, aby zapobiec poważnym skutkom niepożądanym, takim jak infekcja Staphylococcus , która w jednym incydencie z 1928 r. zabiła 12 z 21 dzieci zaszczepionych szczepionką przeciw błonicy, która nie zawierała konserwantów. Dostępnych jest kilka konserwantów, w tym tiomersal, fenoksyetanol i formaldehyd . Tiomersal jest bardziej skuteczny przeciwko bakteriom, ma lepszy okres trwałości i poprawia stabilność, moc i bezpieczeństwo szczepionki; ale w USA, Unii Europejskiej i kilku innych zamożnych krajach nie jest już stosowany jako konserwant w szczepionkach dla dzieci, jako środek ostrożności ze względu na zawartość rtęci . Chociaż pojawiły się kontrowersyjne twierdzenia , że tiomersal przyczynia się do autyzmu , żadne przekonujące dowody naukowe nie potwierdzają tych twierdzeń. Co więcej, 10-11-letnie badanie 657 461 dzieci wykazało, że szczepionka MMR nie powoduje autyzmu i faktycznie zmniejsza ryzyko autyzmu o siedem procent.

Substancje pomocnicze

Oprócz samej aktywnej szczepionki, w preparatach szczepionek obecne są lub mogą występować następujące substancje pomocnicze i pozostałości związków produkcyjnych:

  • Sole lub żele glinu są dodawane jako adiuwanty . Adiuwanty są dodawane, aby promować wcześniejszą, silniejszą i trwalszą odpowiedź immunologiczną na szczepionkę; pozwalają na niższą dawkę szczepionki.
  • Antybiotyki są dodawane do niektórych szczepionek w celu zapobiegania rozmnażaniu się bakterii podczas wytwarzania i przechowywania szczepionki.
  • Białko jaja jest obecne w szczepionce przeciw grypie i szczepionce przeciwko żółtej febrze, ponieważ są one przygotowywane z jaj kurzych. Mogą być obecne inne białka.
  • Formaldehyd jest używany do inaktywacji produktów bakteryjnych do szczepionek toksoidowych. Formaldehyd jest również używany do dezaktywacji niechcianych wirusów i zabijania bakterii, które mogą zanieczyścić szczepionkę podczas produkcji.
  • Glutaminian sodu (MSG) i 2- fenoksyetanol są stosowane jako stabilizatory w kilku szczepionkach, aby pomóc szczepionce pozostać niezmienioną, gdy szczepionka jest wystawiona na działanie ciepła, światła, kwasowości lub wilgoci.
  • Thiomersal to środek przeciwdrobnoustrojowy zawierający rtęć, który jest dodawany do fiolek szczepionek zawierających więcej niż jedną dawkę, aby zapobiec zanieczyszczeniu i rozwojowi potencjalnie szkodliwych bakterii. Ze względu na kontrowersje związane z tiomersalem, usunięto go z większości szczepionek, z wyjątkiem wielozadaniowej grypy, gdzie został zredukowany do poziomu, w którym pojedyncza dawka zawierała mniej niż mikrogram rtęci, poziom podobny do zjedzenia dziesięciu gramów tuńczyka w puszkach.

Nomenklatura

Opracowano różne dość ustandaryzowane skróty nazw szczepionek, chociaż standaryzacja w żadnym wypadku nie jest scentralizowana ani globalna. Na przykład nazwy szczepionek stosowane w Stanach Zjednoczonych mają ugruntowane skróty, które są również szeroko znane i stosowane w innych krajach. Obszerna ich lista podana w tabeli, którą można sortować i dostępna bezpłatnie, jest dostępna na stronie internetowej Centrów Kontroli i Zapobiegania Chorobom w Stanach Zjednoczonych . Strona wyjaśnia, że ​​„Skróty [w] tej tabeli (kolumna 3) zostały wspólnie ujednolicone przez personel Centrów Kontroli i Zapobiegania Chorobom, Grupy Robocze ACIP , redaktora tygodniowego raportu zachorowalności i śmiertelności (MMWR), redaktora Epidemiologia i zapobieganie chorobom, którym można zapobiegać poprzez szczepienia (Różowa Księga), członkowie ACIP i organizacje łącznikowe z ACIP."

Niektóre przykłady to „ DTaP ” dla anatoksyny błonicy i tężca oraz bezkomórkowa szczepionka przeciw krztuścowi, „DT” dla anatoksyny błonicy i tężca oraz „Td” dla anatoksyny tężca i błonicy. Na swojej stronie poświęconej szczepieniom przeciwko tężcowi CDC wyjaśnia dalej, że „Wielkie litery w tych skrótach oznaczają pełne dawki toksoidów przeciw błonicy (D) i tężcowi (T) oraz krztuścowi (P). Małe litery „d” i „p” oznacza zredukowane dawki błonicy i krztuśca stosowane w preparatach dla młodzieży/dorosłych. „a” w DTaP i Tdap oznacza „bezkomórkowy”, co oznacza, że ​​składnik krztuścowy zawiera tylko część organizmu krztuśca”.

Inna lista znanych skrótów dotyczących szczepionek znajduje się na stronie CDC zatytułowanej „Akronimy i skróty szczepionek”, ze skrótami używanymi w amerykańskich rejestrach szczepień. System Nazw Przyjętych w Stanach Zjednoczonych ma pewne konwencje dotyczące kolejności słów w nazwach szczepionek, umieszczając rzeczowniki głowy na początku, a przymiotniki post-dodatnie . Dlatego też USAN dla „ OPV ” oznacza „żywą doustną szczepionkę przeciw wirusowi polio”, a nie „doustną szczepionkę przeciw wirusowi polio”.

Koncesjonowanie

Licencjonowanie szczepionki następuje po pomyślnym zakończeniu cyklu rozwojowego i dalszych badaniach klinicznych oraz innych programach obejmujących fazy  I–III, wykazując bezpieczeństwo, immunoaktywność, bezpieczeństwo immunogenetyczne przy danej konkretnej dawce, udowodnioną skuteczność w zapobieganiu zakażeniom w populacjach docelowych oraz trwałość efekt prewencyjny (należy oszacować wytrzymałość czasową lub potrzebę ponownego szczepienia). Ponieważ szczepionki zapobiegawcze są głównie oceniane w zdrowych kohortach populacji i dystrybuowane do populacji ogólnej, wymagany jest wysoki standard bezpieczeństwa. W ramach wielonarodowego licencjonowania szczepionki Komitet Ekspertów Światowej Organizacji Zdrowia ds. Normalizacji Biologicznej opracował wytyczne dotyczące międzynarodowych standardów produkcji i kontroli jakości szczepionek, proces mający na celu stworzenie platformy dla krajowych agencji regulacyjnych do ubiegania się o własny proces licencjonowania. Producenci szczepionek nie otrzymują licencji, dopóki pełny cykl rozwoju klinicznego i badań nie wykaże, że szczepionka jest bezpieczna i ma długoterminową skuteczność, po ocenie naukowej przeprowadzonej przez międzynarodową lub krajową organizację regulacyjną, taką jak Europejska Agencja Leków (EMA) lub USA Agencja ds. Żywności i Leków (FDA).

Po przyjęciu przez kraje rozwijające się wytycznych WHO dotyczących opracowywania i licencjonowania szczepionek, każdy kraj ma własną odpowiedzialność za wydanie krajowej licencji oraz za zarządzanie, wdrażanie i monitorowanie szczepionki przez cały okres jej stosowania w każdym kraju. Budowanie zaufania i akceptacji licencjonowanej szczepionki wśród społeczeństwa to zadanie komunikacji rządów i personelu medycznego w celu zapewnienia sprawnego przebiegu kampanii szczepień, ratowania życia i umożliwienia ożywienia gospodarczego. Kiedy szczepionka jest licencjonowana, początkowo będzie w ograniczonej podaży ze względu na zmienne czynniki produkcyjne, dystrybucyjne i logistyczne, co wymaga planu przydziału dla ograniczonej podaży i które segmenty populacji powinny być traktowane priorytetowo, aby jako pierwsze otrzymać szczepionkę.

Światowa Organizacja Zdrowia

Szczepionki opracowane do międzynarodowej dystrybucji za pośrednictwem Funduszu Narodów Zjednoczonych na rzecz Dzieci (UNICEF) wymagają wstępnej kwalifikacji przez WHO w celu zapewnienia międzynarodowych standardów jakości, bezpieczeństwa, immunogenności i skuteczności do adopcji w wielu krajach.

Proces wymaga spójności produkcyjnej w laboratoriach zakontraktowanych przez WHO zgodnie z dobrą praktyką produkcyjną (GMP). Kiedy agencje ONZ są zaangażowane w licencjonowanie szczepionek, poszczególne kraje współpracują poprzez: 1) wydawanie pozwolenia na dopuszczenie do obrotu i krajowej licencji na szczepionkę, jej producentów i partnerów dystrybucyjnych; oraz 2) prowadzenie nadzoru po wprowadzeniu do obrotu , w tym rejestrowanie zdarzeń niepożądanych po programie szczepień. WHO współpracuje z agencjami krajowymi w celu monitorowania inspekcji zakładów produkcyjnych i dystrybutorów pod kątem zgodności z GMP i nadzoru regulacyjnego.

Niektóre kraje decydują się na zakup szczepionek licencjonowanych przez renomowane organizacje krajowe, takie jak EMA, FDA lub agencje krajowe w innych zamożnych krajach, ale takie zakupy są zazwyczaj droższe i mogą nie mieć zasobów dystrybucyjnych odpowiednich do warunków lokalnych w krajach rozwijających się.

Unia Europejska

W Unii Europejskiej (UE) szczepionki przeciwko pandemicznym patogenom, takim jak grypa sezonowa , są licencjonowane w całej UE, gdzie wszystkie państwa członkowskie są zgodne („scentralizowane”), są licencjonowane tylko dla niektórych państw członkowskich („zdecentralizowane”) lub są licencjonowane na indywidualnym poziomie krajowym. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie kraje UE przestrzegają wytycznych regulacyjnych i programów klinicznych określonych przez Europejski Komitet ds. Produktów Leczniczych Stosowanych u Ludzi (CHMP), panel naukowy Europejskiej Agencji Leków (EMA) odpowiedzialny za wydawanie licencji na szczepionki. CHMP jest wspierany przez kilka grup ekspertów, które oceniają i monitorują postępy szczepionki przed i po uzyskaniu licencji i dystrybucji.

Stany Zjednoczone

Zgodnie z FDA proces uzyskiwania dowodów na kliniczne bezpieczeństwo i skuteczność szczepionek jest taki sam, jak proces zatwierdzania leków na receptę . W przypadku pomyślnego przejścia przez kolejne etapy rozwoju klinicznego, po procesie licencjonowania szczepionki następuje wniosek o licencję biologiczną, który musi zawierać zespół naukowej oceny (z różnych dyscyplin, takich jak lekarze, statystycy, mikrobiolodzy, chemicy) oraz obszerną dokumentację dla kandydata na szczepionkę, skuteczność i bezpieczeństwo przez cały okres jego rozwoju. Również na tym etapie proponowany zakład produkcyjny jest badany przez ekspertów weryfikujących pod kątem zgodności z GMP, a etykieta musi zawierać zgodny opis, aby umożliwić dostawcom opieki zdrowotnej zdefiniowanie specyficznego zastosowania szczepionki, w tym możliwego ryzyka, komunikowanie się i dostarczanie szczepionki Publicznie. Po uzyskaniu licencji monitorowanie szczepionki i jej produkcji, w tym okresowe inspekcje pod kątem zgodności z GMP, są kontynuowane tak długo, jak producent zachowa licencję, co może obejmować dodatkowe przedłożenie do FDA testów na moc, bezpieczeństwo i czystość na każdym etapie produkcji szczepionki .

Indie

Drugs Controller General of India jest szefem departamentu Centralnej Organizacji Kontroli Standardów Leków rządu Indii odpowiedzialnym za zatwierdzanie licencji określonych kategorii leków, takich jak szczepionki ORAZ inne, takie jak krew i produkty krwiopochodne, płyny dożylne i surowice w Indiach .

Nadzór po wprowadzeniu do obrotu

Dopóki szczepionka nie zostanie zastosowana w populacji ogólnej, wszystkie potencjalne działania niepożądane szczepionki mogą nie być znane, co wymaga od producentów przeprowadzenia badań fazy  IV w celu nadzoru po wprowadzeniu szczepionki do obrotu, gdy jest ona powszechnie stosowana. WHO współpracuje z państwami członkowskimi ONZ w celu wdrożenia nadzoru po uzyskaniu licencji. FDA opiera się na Systemie Zgłaszania Zdarzeń Niepożądanych Szczepionek, aby monitorować obawy dotyczące bezpieczeństwa szczepionki przez cały okres jej stosowania w społeczeństwie amerykańskim.

Planowanie

Odsetek dzieci, które otrzymały kluczowe szczepionki w populacjach docelowych, OWID.svg

Aby zapewnić najlepszą ochronę, dzieciom zaleca się szczepienie, gdy tylko ich układ odpornościowy jest wystarczająco rozwinięty, aby zareagować na określone szczepionki, przy czym do uzyskania „pełnej odporności” często wymagane są dodatkowe zastrzyki „dopalacza”. Doprowadziło to do opracowania złożonych harmonogramów szczepień. Globalne zalecenia dotyczące harmonogramu szczepień są wydawane przez Strategiczną Grupę Doradczą Ekspertów i będą dalej tłumaczone przez komitet doradczy na poziomie krajowym z uwzględnieniem lokalnych czynników, takich jak epidemiologia choroby, akceptowalność szczepień, równość w lokalnych populacjach oraz ograniczenia programowe i finansowe. W Stanach Zjednoczonych Komitet Doradczy ds. Szczepień , który zaleca uzupełnienia harmonogramu Ośrodków Kontroli i Prewencji Chorób , zaleca rutynowe szczepienia dzieci przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu A , wirusowemu zapaleniu wątroby typu B , polio, śwince, odrze, różyczce, błonicy , krztuścowi , tężcowi , HiB , ospa wietrzna, rotawirus , grypa , choroba meningokokowa i zapalenie płuc .

Duża liczba zalecanych szczepionek i dawek przypominających (do 24 wstrzyknięć do drugiego roku życia) doprowadziła do problemów z osiągnięciem pełnej zgodności. Aby zwalczyć spadające wskaźniki zgodności, wprowadzono różne systemy powiadamiania i obecnie na rynku dostępnych jest wiele zastrzyków skojarzonych (np. szczepionka pięciowalentna i szczepionka MMRV ), które chronią przed wieloma chorobami.

Oprócz zaleceń dotyczących szczepień i dawek przypominających dla niemowląt, wiele konkretnych szczepionek jest zalecanych dla osób w innym wieku lub do wstrzyknięć powtarzanych przez całe życie – najczęściej na odrę, tężec, grypę i zapalenie płuc. Kobiety w ciąży są często badane pod kątem ciągłej odporności na różyczkę. Brodawczaka ludzkiego szczepionka jest zalecana w Stanach Zjednoczonych (od 2011) i Wielkiej Brytanii (od 2009 r). Zalecenia dotyczące szczepień dla osób starszych koncentrują się na zapaleniu płuc i grypie, które są bardziej śmiertelne dla tej grupy. W 2006 roku wprowadzono szczepionkę przeciwko półpaścowi , chorobie wywoływanej przez wirus ospy wietrznej, która zwykle dotyka osoby starsze.

Planowanie i dawkowanie szczepionki może być dostosowane do poziomu immunokompetencji danej osoby oraz do optymalizacji stosowania szczepionki w całej populacji, gdy jej podaż jest ograniczona, np. w sytuacji pandemii.

Ekonomia rozwoju

Jednym z wyzwań w opracowywaniu szczepionek jest kwestia ekonomiczna: wiele chorób, które najbardziej wymagają szczepionki, w tym HIV , malaria i gruźlica, występuje głównie w krajach ubogich. Firmy farmaceutyczne i firmy biotechnologiczne mają niewielką motywację do opracowywania szczepionek na te choroby, ponieważ istnieje niewielki potencjał dochodowy. Nawet w bardziej zamożnych krajach zwroty finansowe są zwykle minimalne, a ryzyko finansowe i inne duże.

Większość dotychczasowych prac nad szczepionkami opierała się na finansowaniu „wypychania” przez rząd, uniwersytety i organizacje non-profit. Wiele szczepionek jest bardzo opłacalnych i korzystnych dla zdrowia publicznego . Liczba faktycznie podawanych szczepionek dramatycznie wzrosła w ostatnich dziesięcioleciach. Ten wzrost, w szczególności w liczbie różnych szczepionek podawanych dzieciom przed wejściem do szkół, może wynikać raczej z mandatów i wsparcia rządowego niż z zachęt ekonomicznych.

Patenty

Według Światowej Organizacji Zdrowia największą barierą w produkcji szczepionek w mniej rozwiniętych krajach nie były patenty , ale znaczne wymagania finansowe, infrastrukturalne i kadrowe potrzebne do wejścia na rynek. Szczepionki są złożonymi mieszaninami związków biologicznych iw przeciwieństwie do leków na receptę , nie ma prawdziwych szczepionek generycznych . Szczepionka wyprodukowana przez nowy zakład musi przejść przez producenta pełne testy kliniczne pod kątem bezpieczeństwa i skuteczności. W przypadku większości szczepionek opatentowane są specyficzne procesy technologiczne. Można je obejść za pomocą alternatywnych metod produkcji, ale wymagało to infrastruktury badawczo-rozwojowej i odpowiednio wykwalifikowanej siły roboczej. W przypadku kilku stosunkowo nowych szczepionek, takich jak szczepionka przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego , patenty mogą nałożyć dodatkową barierę.

Kiedy zwiększona produkcja szczepionek była pilnie potrzebna podczas pandemii COVID-19 w 2021 r., Światowa Organizacja Handlu i rządy na całym świecie oceniły, czy zrzec się praw własności intelektualnej i patentów na szczepionki COVID-19 , co „wyeliminowałoby wszystkie potencjalne bariery dla szybki dostęp do niedrogich produktów medycznych na COVID-19, w tym szczepionek i leków, oraz zwiększenie produkcji i dostaw podstawowych produktów medycznych”.

Produkcja

Przygotowanie szczepionek przeciwko odrze.jpg

Produkcja szczepionek zasadniczo różni się od innych rodzajów produkcji – w tym regularnej produkcji farmaceutycznej  – tym, że szczepionki mają być podawane milionom ludzi, z których zdecydowana większość jest całkowicie zdrowa. Fakt ten napędza niezwykle rygorystyczny proces produkcyjny z surowymi wymogami zgodności, które wykraczają daleko poza to, co jest wymagane w przypadku innych produktów.

W zależności od antygenu wybudowanie zakładu produkcji szczepionek może kosztować od 50 do 500 milionów dolarów, co wymaga wysoce specjalistycznego sprzętu, pomieszczeń czystych i pomieszczeń przechowawczych. Istnieje globalny niedobór personelu z odpowiednią kombinacją umiejętności, wiedzy fachowej, wiedzy, kompetencji i osobowości do obsługi linii produkcyjnych szczepionek. Z godnymi uwagi wyjątkami Brazylii, Chin i Indii, systemy edukacyjne wielu krajów rozwijających się nie są w stanie zapewnić wystarczająco wykwalifikowanych kandydatów, a producenci szczepionek z siedzibą w takich krajach muszą zatrudniać personel emigrantów, aby utrzymać produkcję.

Produkcja szczepionek składa się z kilku etapów. Najpierw generowany jest sam antygen. Wirusy hoduje się na komórkach pierwotnych, takich jak jaja kurze (np. na grypę) lub na ciągłych liniach komórkowych, takich jak hodowane komórki ludzkie (np. na wirusowe zapalenie wątroby typu A ). Bakterie hoduje się w bioreaktorach (np. Haemophilus influenzae typu b). Podobnie, rekombinowane białko pochodzące z wirusów lub bakterii może być wytwarzane w kulturach drożdży, bakterii lub komórek.

Po wygenerowaniu antygenu izoluje się go z komórek użytych do jego wytworzenia. Wirus może wymagać inaktywacji, prawdopodobnie bez konieczności dalszego oczyszczania. Rekombinowane białka wymagają wielu operacji obejmujących ultrafiltrację i chromatografię kolumnową. Wreszcie, szczepionka jest formułowana przez dodanie adiuwanta, stabilizatorów i konserwantów w razie potrzeby. Adiuwant wzmacnia odpowiedź immunologiczną na antygen, stabilizatory wydłużają okres przechowywania, a konserwanty umożliwiają stosowanie wielodawkowych fiolek. Szczepionki skojarzone są trudniejsze do opracowania i wyprodukowania ze względu na potencjalne niezgodności i interakcje między antygenami i innymi zaangażowanymi składnikami.

Ostatnim etapem produkcji szczepionek przed dystrybucją jest napełnienie i zakończenie , czyli proces napełniania fiolek szczepionkami i pakowania ich do dystrybucji. Chociaż jest to koncepcyjnie prosta część procesu produkcji szczepionek, często stanowi wąskie gardło w procesie dystrybucji i podawania szczepionek.

Techniki produkcji szczepionek ewoluują. Oczekuje się, że hodowane komórki ssaków będą nabierać coraz większego znaczenia w porównaniu z konwencjonalnymi opcjami, takimi jak jaja kurze, ze względu na większą produktywność i niską częstość występowania problemów z zanieczyszczeniem. Oczekuje się, że technologia rekombinacji, która wytwarza genetycznie detoksyfikowane szczepionki, będzie coraz bardziej popularna w produkcji szczepionek bakteryjnych wykorzystujących toksoidy. Oczekuje się, że szczepionki skojarzone zmniejszą ilość zawartych w nich antygenów, a tym samym zmniejszą niepożądane interakcje, dzięki wykorzystaniu wzorców molekularnych związanych z patogenami .

Producenci szczepionek

Firmy o największym udziale w rynku w produkcji szczepionek to Merck , Sanofi , GlaxoSmithKline , Pfizer i Novartis , przy czym 70% sprzedaży szczepionek skoncentrowano w UE lub USA (2013). Zakłady produkcji szczepionek wymagają dużych inwestycji kapitałowych (od 50 do 300 milionów dolarów), a ich budowa może zająć od 4 do 6 lat, przy czym pełny proces opracowywania szczepionek może trwać od 10 do 15 lat. Produkcja w krajach rozwijających się odgrywa coraz większą rolę w zaopatrywaniu tych krajów, szczególnie w odniesieniu do starszych szczepionek oraz w Brazylii, Indiach i Chinach. Producenci w Indiach są najbardziej zaawansowani w rozwijającym się świecie i obejmują Serum Institute of India , jednego z największych producentów szczepionek pod względem liczby dawek i innowatora w procesach, ostatnio poprawiającego wydajność produkcji szczepionki przeciwko odrze o 10 do 20- krotnie, ze względu na przejście na hodowlę komórkową MRC-5 zamiast jaj kurzych. Możliwości produkcyjne Chin koncentrują się na zaspokojeniu własnych potrzeb krajowych, przy czym sam Sinopharm (CNPGC) dostarcza ponad 85% dawek dla 14 różnych szczepionek w Chinach. Brazylia zbliża się do punktu zaspokojenia własnych potrzeb krajowych za pomocą technologii przeniesionej z krajów rozwiniętych.

Systemy dostaw

SzczepionkaBySandraRugio.jpg

Jedną z najczęstszych metod dostarczania szczepionek do organizmu człowieka jest zastrzyk .

Rozwój nowych systemów podawania budzi nadzieję na szczepionki, które będą bezpieczniejsze i wydajniejsze w dostarczaniu i podawaniu. Kierunki badań obejmują liposomy i ISCOM (kompleks stymulujący odporność).

Znaczący rozwój technologii dostarczania szczepionek obejmował szczepionki doustne. Wczesne próby zastosowania szczepionek doustnych były bardzo obiecujące, począwszy od początku XX wieku, w czasie, gdy sama możliwość stworzenia skutecznej doustnej szczepionki przeciwbakteryjnej budziła kontrowersje. W latach 30. XX wieku wzrastało zainteresowanie na przykład wartością profilaktyczną doustnej szczepionki przeciw durowi brzusznemu .

Doustna szczepionka przeciw polio okazała się skuteczna, gdy szczepienia były podawane przez pracowników wolontariuszy bez formalnego wykształcenia; wyniki wykazały również zwiększoną łatwość i skuteczność podawania szczepionek. Skuteczne szczepionki doustne mają wiele zalet; na przykład nie ma ryzyka zanieczyszczenia krwi. Szczepionki przeznaczone do podawania doustnego nie muszą być płynne, a jako substancje stałe są zwykle bardziej stabilne i mniej podatne na uszkodzenia lub psucie się w wyniku zamrożenia podczas transportu i przechowywania. Taka stabilność zmniejsza zapotrzebowanie na „ łańcuch chłodniczy ”: zasoby wymagane do utrzymania szczepionek w ograniczonym zakresie temperatur od etapu produkcji do momentu podania, co z kolei może obniżyć koszty szczepionek.

Podejście mikroigłowe, które wciąż znajduje się w fazie rozwoju, wykorzystuje „ostre wypustki wykonane w macierze, które mogą tworzyć ścieżki dostarczania szczepionek przez skórę”.

Eksperymentalny, bezigłowy system dostarczania szczepionek jest poddawany testom na zwierzętach. Plaster wielkości znaczka, podobny do bandaża samoprzylepnego, zawiera około 20 000 mikroskopijnych wypustek na centymetr kwadratowy. To podawanie przez skórę potencjalnie zwiększa skuteczność szczepienia, jednocześnie wymagając mniejszej ilości szczepionki niż wstrzyknięcia.

W medycynie weterynaryjnej

Szczepienie kóz przeciwko ospie owiec i zapaleniu płuc

Szczepienia zwierząt są stosowane zarówno w celu zapobiegania ich chorobom, jak i przenoszenia chorób na ludzi. Zarówno zwierzęta trzymane jako zwierzęta domowe, jak i zwierzęta hodowane jako zwierzęta gospodarskie są rutynowo szczepione. W niektórych przypadkach można szczepić dzikie populacje. Czasami osiąga się to za pomocą żywności zawierającej szczepionkę, która rozprzestrzenia się na obszarach podatnych na choroby i jest wykorzystywana do prób zwalczania wścieklizny u szopów .

W przypadku wścieklizny szczepienie psów przeciwko wściekliźnie może być wymagane przez prawo. Inne szczepionki psów obejmuje wirusa nosówki , psi parwowirus , psiego zakaźnego zapalenia wątroby , adenowirusa 2 , leptospirozę , Bordetella , psi wirus paragrypy i chorobę z Lyme , między innymi.

Udokumentowano przypadki szczepionek weterynaryjnych stosowanych u ludzi, celowych lub przypadkowych, z niektórymi przypadkami choroby, w szczególności brucelozą . Jednak zgłaszanie takich przypadków jest rzadkie i bardzo niewiele zostało zbadanych na temat bezpieczeństwa i wyników takich praktyk. Wraz z pojawieniem się szczepień aerozolowych w klinikach weterynaryjnych, w ostatnich latach prawdopodobnie wzrosło narażenie ludzi na patogeny, które nie są naturalnie przenoszone przez ludzi, takie jak Bordetella bronchiseptica . W niektórych przypadkach, zwłaszcza wścieklizny , równoległa szczepionka weterynaryjna przeciwko patogenowi może być nawet kilka rzędów wielkości bardziej ekonomiczna niż ludzka.

Szczepionki DIVA

Szczepionki DIVA (Differentiation of Infected from Vaccinated Animals), znane również jako SIVA (Segregation of Infected from Vaccinated Animals), umożliwiają odróżnienie zwierząt zakażonych od zaszczepionych. Szczepionki DIVA zawierają co najmniej jeden epitop mniej niż równoważny dziki mikroorganizm. Towarzyszący test diagnostyczny, który wykrywa przeciwciało przeciwko temu epitopowi, pomaga w identyfikacji, czy zwierzę zostało zaszczepione, czy nie.

JT van Oirschot i jego współpracownicy z Centralnego Instytutu Weterynaryjnego w Lelystad w Holandii opracowali pierwsze szczepionki DIVA (wcześniej określane jako szczepionki markerowe, a od 1999 r. określane jako szczepionki DIVA) oraz towarzyszące testy diagnostyczne. Odkryli, że niektóre istniejące szczepionki przeciwko wściekliźnie rzekomej (zwanej również chorobą Aujeszky'ego) miały delecje w genomie wirusowym (wśród których był gen gE). Przeciw tej delecji wytworzono przeciwciała monoklonalne i wyselekcjonowano je do opracowania testu ELISA, który wykazał przeciwciała przeciwko gE. Ponadto skonstruowano nowe genetycznie zmodyfikowane szczepionki gE-ujemne. W podobny sposób opracowano szczepionki DIVA i towarzyszące testy diagnostyczne przeciwko  infekcjom herpeswirusem bydła 1.

Strategia DIVA została zastosowana w różnych krajach w celu skutecznego wyeliminowania wirusa wścieklizny rzekomej z tych krajów. Populacje świń intensywnie szczepiono i monitorowano za pomocą towarzyszącego testu diagnostycznego, a następnie zakażone świnie usuwano z populacji.  Szczepionki bydlęcego herpeswirusa 1 DIVA są również szeroko stosowane w praktyce. Trwają znaczne wysiłki w celu zastosowania zasady DIVA do szerokiego zakresu chorób zakaźnych, takich jak klasyczny pomór świń, ptasia grypa, Actinobacillus pleuropneumonia i zakażenia Salmonellą u świń.

Historia

Porównanie inokulacji ospy (po lewej) i krowiej szesnaście dni po podaniu (1802)

Przed wprowadzeniem szczepień materiałem z przypadków ospy krowiej (immunizacja heterotypowa) można było zapobiegać ospie przez celową wariolację wirusem ospy. Najwcześniejsze wzmianki o praktyce wariolacji na ospę w Chinach pochodzą z X wieku. Chińczycy praktykowali również najstarsze udokumentowane użycie wariolacji, sięgające XV wieku. Wdrożyli metodę „ wdmuchiwania nosa ” przez wdmuchiwanie w nozdrza sproszkowanego materiału z ospy, zwykle strupów. W szesnastym i siedemnastym wieku w Chinach odnotowywano różne techniki wdmuchiwania. W 1700 roku Królewskie Towarzystwo w Londynie otrzymało dwa raporty na temat chińskiej praktyki zaszczepiania ; jeden autorstwa Martina Listera, który otrzymał raport od pracownika Kompanii Wschodnioindyjskiej stacjonującego w Chinach, a drugi od Cloptona Haversa .

Jenner i jego dwaj koledzy pożegnali się z trzema antyszczepionkami Wellcome V0011075.jpg

Mary Wortley Montagu , która była świadkiem wariolacji w Turcji , miała wariolację swojej czteroletniej córki w obecności lekarzy na dworze królewskim w 1721 roku, po jej powrocie do Anglii. Później w tym samym roku Charles Maitland przeprowadził eksperymentalną wariolację sześciu więźniów w więzieniu Newgate w Londynie. Eksperyment zakończył się sukcesem i wkrótce wariolacja zwróciła uwagę rodziny królewskiej, która pomogła w promowaniu procedury. Jednak w 1783 roku, kilka dni po zaszczepieniu księcia Oktawiusza z Wielkiej Brytanii , zmarł. W 1796 roku lekarz Edward Jenner wziął ropę z ręki dojarki chorej na ospę krowiankę , podrapał ją w ramię 8-letniego chłopca Jamesa Phippsa , a sześć tygodni później zwariował chłopca z ospą. nie złapać ospy. Jenner rozszerzył swoje badania iw 1798 roku poinformował, że jego szczepionka jest bezpieczna dla dzieci i dorosłych i może być przenoszona z ramienia na ramię, co zmniejszyło zależność od niepewnych dostaw od zakażonych krów. W 1804 hiszpańska ekspedycja przeciwko ospie Balmis do hiszpańskich kolonii Meksyku i Filipin użyła metody transportu ramię w ramię, aby obejść fakt, że szczepionka przetrwała tylko 12 dni in vitro . Użyli krowianki. Ponieważ szczepienie krowianką było znacznie bezpieczniejsze niż szczepienie na ospę prawdziwą, ta ostatnia, choć nadal szeroko praktykowana w Anglii, została zakazana w 1840 roku.

Francuski druk z 1896 r. z okazji stulecia szczepionki Jennera

Kontynuując prace Jennera, druga generacja szczepionek została wprowadzona w latach 80. XIX wieku przez Louisa Pasteura, który opracował szczepionki przeciwko cholerze kurzej i wąglikowi , a od końca XIX wieku uważano je za kwestię prestiżu narodowego. Przyjęto krajową politykę szczepień i uchwalono przepisy dotyczące obowiązkowych szczepień. W 1931 roku Alice Miles Woodruff i Ernest Goodpasture'a udokumentowane, że ospy wirus może być uprawiana w zarodkach kurczaka jaj . Wkrótce naukowcy zaczęli hodować inne wirusy w jajach. Jaja były wykorzystywane do namnażania wirusa przy opracowywaniu szczepionki przeciwko żółtej gorączce w 1935 r. i szczepionki przeciwko grypie w 1945 r. W 1959 r. pożywki wzrostowe i hodowle komórkowe zastąpiły jaja jako standardową metodę namnażania wirusa w szczepionkach.

W XX wieku rozkwitła wakcynologia, w której wprowadzono kilka skutecznych szczepionek, w tym przeciwko błonicy , odrze , śwince i różyczce . Do najważniejszych osiągnięć należało opracowanie szczepionki przeciwko polio w latach 50. oraz eradykacja ospy w latach 60. i 70. XX wieku. Maurice Hilleman był najbardziej płodnym z twórców szczepionek w XX wieku. Ponieważ szczepionki stały się bardziej powszechne, wiele osób zaczęło je traktować jako coś oczywistego. Jednak szczepionki pozostają nieuchwytne w przypadku wielu ważnych chorób, w tym opryszczki pospolitej , malarii , rzeżączki i HIV .

Generacje szczepionek

Szczepionki przeciwko ospie i wąglikowi 447. Ekspedycyjnej Eskadry Medycznej.jpg

Szczepionki pierwszej generacji są szczepionkami na całe organizmy – albo żywe i osłabione , albo formy zabite. Żywe atenuowane szczepionki, takie jak szczepionki ospy i wirusa polio, w stanie indukować zabójcy komórek T (T C lub CTL), pomocniczych komórek T (T H ) odpowiedzi i przeciwciała odporności . Jednak atenuowane formy patogenu mogą przekształcić się w niebezpieczną formę i mogą wywołać chorobę u biorców szczepionki o obniżonej odporności (takich jak osoby z AIDS ). Chociaż zabite szczepionki nie niosą ze sobą takiego ryzyka, nie mogą generować specyficznych odpowiedzi limfocytów T zabójców i mogą w ogóle nie działać w przypadku niektórych chorób.

Szczepionki drugiej generacji zostały opracowane w celu zmniejszenia ryzyka związanego z żywymi szczepionkami. Są szczepionek podzespołu, składającego się z poszczególnych białkowych antygenów (np tężca lub błonicy tężca ) lub rekombinowanych składników białkowych (takie jak antygen powierzchniowy zapalenia wątroby B). Mogą one mieć również T H i odpowiedzi przeciwciał, ale nie odpowiedź limfocytów T zabójców.

Szczepionki RNA i szczepionki DNA są przykładami szczepionek trzeciej generacji. W 2016 roku w Narodowych Instytutach Zdrowia rozpoczęto testy szczepionki DNA przeciwko wirusowi Zika . Oddzielnie Inovio Pharmaceuticals i GeneOne Life Science rozpoczęły testy innej szczepionki DNA przeciwko Zika w Miami. Produkcja szczepionek w dużych ilościach nie została rozwiązana od 2016 r. Trwają badania kliniczne szczepionek DNA w celu zapobiegania HIV. Szczepionki mRNA, takie jak BNT162b2, zostały opracowane w roku 2020 przy pomocy operacji Warp Speed i masowo wdrożone do walki z pandemią COVID-19 . W 2021 roku Katalin Karikó i Drew Weissman otrzymali nagrodę Horwitza Uniwersytetu Columbia za pionierskie badania nad technologią szczepionek mRNA.

Trendy

Od co najmniej 2013 roku naukowcy próbowali opracować syntetyczne szczepionki trzeciej generacji, odtwarzając zewnętrzną strukturę wirusa ; oczekiwano , że pomoże to zapobiec oporności na szczepionki .

Zasady rządzące odpowiedzią immunologiczną można teraz wykorzystać w dostosowanych do potrzeb szczepionkach przeciwko wielu niezakaźnym chorobom człowieka, takim jak nowotwory i choroby autoimmunologiczne. Na przykład, eksperymentalna szczepionka CYT006-AngQb została zbadana jako możliwe leczenie wysokiego ciśnienia krwi . Czynniki, które wpływają na trendy w opracowywaniu szczepionek, obejmują postęp w medycynie przekładowej, demografii , naukach regulacyjnych , reakcjach politycznych, kulturowych i społecznych.

Rośliny jako bioreaktory do produkcji szczepionek

Pomysł produkcji szczepionek przez rośliny transgeniczne został zidentyfikowany już w 2003 roku. Rośliny takie jak tytoń , ziemniak , pomidor i banan mogą mieć wstawione geny, które powodują, że produkują szczepionki przydatne dla ludzi. W 2005 roku, banany zostały opracowane, które wytwarzają ludzkie szczepionki przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B . Innym przykładem jest ekspresja białka fuzyjnego w transgenicznych roślinach lucerny w celu selektywnego ukierunkowania na komórki prezentujące antygen, zwiększając w ten sposób siłę działania szczepionki przeciwko wirusowi wirusowej biegunki bydła (BVDV).

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Wideo zewnętrzne
ikona wideo Nowoczesna produkcja i charakterystyka szczepionek i adiuwantów , inżynieria genetyczna i biotechnologia