Vacciner kan opdeles i en række forskellige typer, men fungerer i sidste ende efter samme princip. Det er at stimulere immunforsvaret til at genkende et patogen (en sygdomsfremkaldende organisme) eller en del af et patogen. Når immunforsvaret er blevet trænet til at genkende dette, vil det blive fjernet fra kroppen, hvis kroppen senere udsættes for patogenet, hvis det bliver udsat for det. Specifikt genkender immunsystemet fremmede “antigener”, dele af patogenet på overfladen eller inde i patogenet, som normalt ikke findes i kroppen.
Vacciner mod hele patogener
Den ældste og mest kendte vaccinationsmetode er at bruge hele det sygdomsfremkaldende patogen i en vaccine for at frembringe et immunrespons, der svarer til det, der ses ved naturlig infektion. Hvis man anvender patogenet i dets naturlige tilstand, ville det forårsage aktiv sygdom og kunne potentielt være farligt for den person, der modtager vaccinen, og der er risiko for, at sygdommen spredes til andre. For at undgå dette anvender moderne vacciner patogener, der er blevet ændret.
Live attenuated vacciner
Live attenuated vacciner indeholder hele bakterier eller vira, som er blevet “svækket” (attenuated), så de skaber et beskyttende immunrespons, men ikke forårsager sygdom hos raske mennesker. For de fleste moderne vacciner er denne “svækkelse” opnået ved genetisk modifikation af patogenet, enten som et naturligt forekommende fænomen eller som en modifikation, der specifikt er indført af forskere.
Live vacciner har en tendens til at skabe et stærkt og varigt immunrespons og omfatter nogle af vores bedste vacciner. Levende vacciner er dog muligvis ikke egnede til personer, hvis immunsystem ikke fungerer, enten på grund af lægemiddelbehandling eller en underliggende sygdom. Det skyldes, at de svækkede virus eller bakterier i nogle tilfælde kan formere sig for meget og kan forårsage sygdom hos disse personer.
Live svækkede vacciner, der anvendes i det britiske skema:
- Rotavirusvaccine
- MMR-vaccine
- Nasal influenzavaccine
- Singles-vaccine
- Kokkerkopper vaccine (kun særlige grupper)
- BCG-vaccine mod tuberkulose (kun særlige grupper)
Live rejsevacciner, der anvendes i Det Forenede Kongerige:
- Vaccine mod gul feber
- Oral vaccine mod tyfus (ikke den injicerede vaccine)
Inaktiverede vacciner
Inaktiverede vacciner indeholder hele bakterier eller vira, der er blevet dræbt eller ændret, så de ikke kan formere sig. Da inaktiverede vacciner ikke indeholder levende bakterier eller vira, kan de ikke forårsage de sygdomme, som de beskytter mod, selv hos personer med stærkt svækket immunforsvar. Inaktiverede vacciner skaber dog ikke altid et lige så stærkt eller langvarigt immunrespons som levende svækkede vacciner.
“Hele dræbte” vacciner, der anvendes i den britiske vaccineskema:
- Inaktiveret poliovaccine eller IPV (i 6-i-1-vaccinen, boostervaccinen til førskolealderen), teenage booster og kighostevaccine under graviditet)
- Visse inaktiverede influenzavacciner, som beskrives som “split virion”
- Hepatitis A-vaccine (kun særlige grupper)
Eksempler på “hele dræbte” rejsevacciner, der anvendes i Det Forenede Kongerige:
- Rabies-vaccine
- Vaccine mod japansk encephalitis
Subunit-vacciner
De fleste af vaccinerne i det britiske skema er subunit-vacciner, som slet ikke indeholder hele bakterier eller vira. I stedet indeholder disse vacciner typisk et eller flere specifikke antigener (eller “flag”) fra patogenets overflade. Fordelen ved subunit-vacciner i forhold til vacciner med hele patogener er, at immunresponset kan fokusere på at genkende et lille antal antigenmål (“flag”).
Subunit-vacciner skaber ikke altid et så stærkt eller langvarigt immunrespons som levende svækkede vacciner. De kræver normalt gentagne doser i begyndelsen og efterfølgende boosterdoser i de efterfølgende år. Der tilsættes ofte adjuvanser til subunitvacciner. Det er stoffer, der bidrager til at styrke og forlænge immunresponset på vaccinen. Som følge heraf kan almindelige lokale reaktioner (f.eks. en øm arm) være mere mærkbare og hyppigere med disse typer vacciner.
Rekombinante proteinvacciner
Rekombinante vacciner fremstilles ved hjælp af bakterie- eller gærceller til fremstilling af vaccinen. Et lille stykke DNA tages fra den virus eller bakterie, som man ønsker at beskytte sig mod, og indsættes i fremstillingscellerne. For at fremstille hepatitis B-vaccinen indsættes f.eks. en del af DNA’et fra hepatitis B-virus i DNA’et i gærceller. Disse gærceller er derefter i stand til at producere et af overfladeproteinerne fra hepatitis B-virus, og dette oprenses og anvendes som den aktive ingrediens i vaccinen.
De fleste af vaccinerne i det britiske skema er underenhedsvacciner, som slet ikke indeholder hele bakterier eller vira. (“Acellulært” betyder “ikke indeholdende hele celler”.) I stedet indeholder denne type vacciner polysaccharider (sukkerstoffer) eller proteiner fra overfladen af bakterier eller vira. Disse polysaccharider eller proteiner er de dele, som vores immunsystem genkender som “fremmede”, og de betegnes som antigener. Selv om vaccinen måske kun indeholder nogle få ud af de tusindvis af proteiner i en bakterie, er de i sig selv nok til at udløse et immunrespons, som kan beskytte mod sygdommen.
Rekombinante vacciner, der anvendes i det britiske skema:
- Hepatitis B-vaccine (i 6-i-1-vaccinen og som den separate hepatitis B-vaccine)
- HPV-vaccine
- MenB-vaccine. Denne indeholder proteiner fra overfladen af meningokokbakterier. Tre af proteinerne er fremstillet ved hjælp af rekombinant teknologi.
Toksoidvacciner
Nogle bakterier frigiver toksiner (giftige proteiner), når de angriber kroppen, og det er toksinerne snarere end selve bakterien, som vi ønsker at blive beskyttet mod. Immunforsvaret genkender disse toksiner på samme måde som andre antigener på bakteriernes overflade og er i stand til at iværksætte et immunforsvar mod dem. Nogle vacciner er fremstillet med inaktiverede versioner af disse toksiner. De kaldes “toksoider”, fordi de ligner toksiner, men ikke er giftige. De udløser et stærkt immunforsvar.
Toksoidvacciner, der anvendes i det britiske skema:
- Diphterivaccine (i 6-i-1-vaccinen, boostervaccinen til førskolealderen, boostervaccinen til teenagere og kighostevaccinen i forbindelse med graviditet)
- Tetanusvaccine (i 6-i-1-vaccinen, førskolebooster, teenagebooster og kighostevaccine under graviditet)
- Kighostevaccine (i 6-i-1-vaccinen, førskolebooster og kighostevaccine under graviditet). Denne indeholder kighostetoksoid sammen med proteiner fra kighostebakteriens overflade. Den kaldes ofte en “acellulær” vaccine.
Konjugatvacciner
“Konjugat” betyder “forbundet” eller “sammenføjet”. Med nogle bakterier skal man for at opnå beskyttelse fra en vaccine træne immunsystemet til at reagere på polysaccharider (komplekse sukkerstoffer på bakteriernes overflade) i stedet for proteiner. Men i de tidlige dage med polysaccharidvacciner viste det sig, at de ikke virkede godt på spædbørn og småbørn.
Forskere opdagede, at de virkede meget bedre, hvis polysaccharidet var knyttet (konjugeret) til noget andet, der skaber et stærkt immunrespons. I de fleste konjugatvacciner er polysaccharidet knyttet til difteri- eller tetanustoksoidprotein (se “Toxoidvacciner” ovenfor). Immunforsvaret genkender disse proteiner meget let, og det er med til at skabe et stærkere immunrespons over for polysaccharidet.
På produktinformationsblade kaldes difteritoksoidet ofte for “CRM197-carrierprotein”, fordi det næsten er det samme som difteritoksoid, men ikke helt.
Konjugatvacciner, der anvendes i det britiske skema:
- Hib-vaccine (i 6-i-1-vaccinen og Hib/MenC-vaccinen), som indeholder et polysaccharid sammen med tetanustoksoid
- MenC-vaccine (i Hib/MenC-vaccinen), som indeholder et polysaccharid sammen med tetanustoksoid
- PCV (pneumokokvaccine til børn), som indeholder polysaccharider fra overfladen af 13 typer af de bakterier, der forårsager pneumokoksygdom, sammen med difteritoksoid (CRM197)
- MenACWY, som indeholder polysaccharider fra overfladen af fire typer af de bakterier, der forårsager meningokoksygdom, sammen med difteri- eller tetanustoksoid
Der findes også en konjugatvaccine mod tyfus, kaldet tyfuskonjugatvaccine (TCV). Denne vaccine viste sig at være effektiv i en undersøgelse, der blev ledet af Oxford Vaccine Group, og anbefales af WHO til at beskytte børn mod tyfus i endemiske områder som Nepal og Bangladesh.
Viruslignende partikler
Viruslignende partikler (VLP’er) er molekyler, der minder meget om virus, men som ikke er infektiøse, fordi de ikke indeholder noget viralt genetisk materiale. De kan være naturligt forekommende eller syntetiseres gennem individuel ekspression af virale strukturproteiner, som derefter kan samle sig selv til den viruslignende struktur. I nogle tilfælde er antigenerne i en VLP-vaccine selve de virale strukturproteiner. Alternativt kan VLP’erne fremstilles til at præsentere antigener fra et andet patogen på overfladen, eller endog flere patogener på én gang. Da hver VLP har flere kopier af et antigen på sin overflade, er den mere effektiv til at stimulere et immunrespons end en enkelt kopi. I nogle tilfælde kan VLP’ernes strukturproteiner fungere som adjuvante stoffer, der bidrager til at styrke immunresponset over for det primære målantigen.
Der anvendes i øjeblikket en håndfuld VLP-baserede vacciner på verdensplan:
- Hepatitis B-vaccine
- HPV-vaccine
OMV-vacciner
Outer Membrane Vesicles (OMV’er) produceres naturligt af bakterier og er i det væsentlige en bleb af den ydre bakteriecellemembran. Den indeholder mange af de antigener, der findes på cellemembranen, men er en ikke-infektiøs partikel. I laboratoriet kan disse OMV’er høstes fra bakterier for at blive brugt som vacciner. OMV’erne kan også modificeres, så giftige antigener fjernes, og antigener, der er egnede til at stimulere et immunforsvar, kan bevares. OMV’er fungerer også naturligt som adjuvante stoffer. Dette er en nyere vaccine-teknologi, så der er kun få godkendte eksempler:
- MenB-vaccine (meningokokker B-vaccine)
Nukleinsyrevacciner
Nukleinsyrevacciner fungerer på en anden måde end andre vacciner, idet de ikke tilfører kroppen proteinantigenet. I stedet giver de de genetiske instruktioner for antigenet til celler i kroppen, og cellerne producerer derefter antigenet, hvilket stimulerer et immunrespons. Nukleinsyrevacciner er hurtige og nemme at udvikle og giver et betydeligt løfte for udviklingen af vacciner i fremtiden.
RNA-vacciner
RNA-vacciner anvender mRNA (messenger RNA) inde i en lipidmembran (fedt). Denne fedthyldning både beskytter mRNA’et, når det først kommer ind i kroppen, og hjælper det også til at komme ind i cellerne ved at smelte sammen med cellemembranen. Når mRNA’et er inde i cellen, omsætter maskineriet i cellen det til antigenproteinet. Dette mRNA varer typisk et par dage, men i løbet af den tid er der dannet tilstrækkeligt med antigen til at stimulere et immunrespons. Derefter bliver det naturligt nedbrudt og fjernet af kroppen. RNA-vacciner er ikke i stand til at kombinere sig med den menneskelige genetiske kode (DNA).
Der er to RNA-vacciner, der er godkendt til akut brug i Det Forenede Kongerige i øjeblikket. Pfizer BioNTech-vaccinen og Moderna COVID-19-vaccinen er begge RNA-vacciner.
DNA-vacciner
DNA er mere stabilt end mRNA, så det kræver ikke den samme indledende beskyttelse. DNA-vacciner administreres typisk sammen med en teknik kaldet elektroporation. Her anvendes elektroniske bølger på lavt niveau for at give kroppens celler mulighed for at optage DNA-vaccinen. DNA skal oversættes til mRNA i cellekernen, før det efterfølgende kan oversættes til proteinantigener, som stimulerer et immunrespons.
Der findes i øjeblikket ingen godkendte DNA-vacciner, men der er mange under udvikling.
Virale vektorvacciner
Som nukleinsyrevacciner er virale vektorvacciner en nyere teknologi, hvor der anvendes uskadelige vira til at overføre den genetiske kode for målvaccineantigener til kroppens celler, så de kan producere proteinantigener, der stimulerer et immunforsvar. Virale vektoriserede vacciner dyrkes i cellelinjer og kan udvikles hurtigt og nemt i stor skala. Virale vektoriserede vacciner er i de fleste tilfælde betydeligt billigere at fremstille sammenlignet med nukleinsyrevacciner og mange underenhedsvacciner.
Replikerende
Replikerende virale vektorer bevarer evnen til at fremstille nye virale partikler samtidig med, at de leverer vaccineantigenet, når de anvendes som en vaccineoverføringsplatform. Som med levende svækkede vacciner med hele patogener har dette den iboende fordel som replikerende virus, at det kan levere en kontinuerlig kilde til vaccineantigen over en længere periode sammenlignet med ikke-replikerende vacciner, og det er derfor sandsynligt, at det vil give et stærkere immunrespons. En enkelt vaccine kan være nok til at give beskyttelse.
Replikerende virale vektorer er typisk udvalgt således, at selve virusserne er uskadelige eller er svækkede, så de ikke kan forårsage sygdom, mens de inficerer værten. På trods heraf er der, da der stadig foregår viral replikation, en øget risiko for milde bivirkninger (reaktioner) med disse vacciner.
En vaccine til forebyggelse af ebola kaldet Ervebo (rVSV-ZEBOV) anvender en rekombinant vesikulær stomatitisvirus. Denne vaccine blev godkendt i hele Europa til brug i 2019 og er blevet anvendt i flere ebola-udbrud for at beskytte over 90 000 mennesker. Vaccinen er primært blevet anvendt i “ringvaccination”, hvor de nære kontakter til en smittet person vaccineres for at forhindre, at virussen spredes.
Non-replikerende
Non-replikerende virale vektorer bevarer ikke evnen til at lave nye virale partikler under processen med at levere vaccineantigenet til cellen. Det skyldes, at de centrale virusgener, der gør det muligt for virusset at replikere, er blevet fjernet i laboratoriet. Dette har den fordel, at vaccinen ikke kan forårsage sygdom, og at de bivirkninger, der er forbundet med replikation af virale vektorer, er reduceret. Vaccineantigenet kan dog kun produceres, så længe den oprindelige vaccine forbliver i inficerede celler (et par dage). Det betyder, at immunresponset generelt er svagere end ved replikerende virale vektorer, og der vil sandsynligvis være behov for boosterdoser.
En viral vektorvaccine, der er udviklet til forebyggelse af ebola, blev godkendt til brug af Det Europæiske Lægemiddelagentur i juli 2020. Oxford-AstraZeneca COVID-19-vaccinen, der blev godkendt til akut brug af MHRA i december 2020, anvender også en ikke-replikerende viral vektor kaldet ChAdOx1.
Dette diagram viser, hvordan Oxford-AstraZeneca COVID-19-vaccinen fungerer: