A vakcinák típusai

A vakcinák számos különböző típusra oszthatók, de végső soron ugyanazon az elven működnek. Ez pedig az immunválasz serkentése egy kórokozó (betegséget okozó szervezet) vagy egy kórokozó részének felismerésére. Miután az immunrendszert megtanították a felismerésre,ha a szervezet később ki van téve a kórokozónak, az eltávolításra kerül a szervezetből. Pontosabban, az immunrendszer felismeri az idegen “antigéneket”, a kórokozónak a kórokozó felszínén vagy belsejében lévő olyan részeit, amelyek normális esetben nem találhatók meg a szervezetben.

Teljes kórokozót tartalmazó vakcinák

A vakcinázás legrégebbi és legismertebb módszere a betegséget okozó teljes kórokozó vakcinában történő felhasználása, hogy a természetes fertőzés során tapasztaltakhoz hasonló immunválaszt váltson ki. A kórokozó természetes állapotban történő felhasználása aktív betegséget okozna, és potenciálisan veszélyes lehet az oltóanyagot kapó egyénre, valamint a betegség másokra való átterjedésének kockázatával járna. Ennek elkerülése érdekében a modern vakcinák módosított kórokozókat használnak.

Élőben gyengített oltóanyagok

Az élőben gyengített oltóanyagok olyan teljes baktériumokat vagy vírusokat tartalmaznak, amelyeket “legyengítettek” (attenuáltak), hogy védő immunválaszt hozzanak létre, de egészséges emberekben nem okoznak betegséget. A legtöbb modern vakcina esetében ezt a “gyengítést” a kórokozó genetikai módosításával érik el, amely vagy a természetben előforduló jelenség, vagy a tudósok által kifejezetten bevezetett módosítás.

Az élő vakcinák általában erős és tartós immunválaszt váltanak ki, és a legjobb vakcináink közé tartoznak. Az élő vakcinák azonban nem feltétlenül alkalmasak olyan emberek számára, akiknek az immunrendszere nem működik, akár gyógyszeres kezelés, akár alapbetegség miatt. Ennek oka, hogy a legyengült vírusok vagy baktériumok bizonyos esetekben túlságosan elszaporodhatnak, és betegséget okozhatnak ezeknél az embereknél.

A brit menetrendben használt élő attenuált vakcinák:

• Rotavírus vakcina
• MMR vakcina
• Nazális influenza elleni vakcina
• Övsömör elleni vakcina
• Köményhimlő elleni vakcina
• Köményhimlő elleni vakcina. vakcina (csak speciális csoportok)
• BCG vakcina TBC ellen (csak speciális csoportok)

Az Egyesült Királyságban használt élő utazási vakcinák:

• Sárgaláz elleni vakcina
• Tífusz elleni orális vakcina (nem az injekciós vakcina)

Inaktivált vakcinák

Az inaktivált vakcinák olyan egész baktériumokat vagy vírusokat tartalmaznak, amelyeket elöltek vagy megváltoztattak, hogy ne tudjanak szaporodni. Mivel az inaktivált vakcinák nem tartalmaznak élő baktériumokat vagy vírusokat, még a súlyosan legyengült immunrendszerű embereknél sem okozhatják azokat a betegségeket, amelyek ellen védelmet nyújtanak. Az inaktivált vakcinák azonban nem mindig váltanak ki olyan erős vagy tartós immunválaszt, mint az élő attenuált vakcinák.

Az Egyesült Királyságban alkalmazott “teljesen elölt” vakcinák:

• Inaktivált gyermekbénulás elleni vakcina vagy IPV (a 6 az 1-ben vakcinában, az iskoláskor előtti emlékeztető vakcinában, tinédzserkori emlékeztető és terhességi pertussis elleni vakcinában)
• Egyes inaktivált influenza elleni vakcinák, amelyeket “osztott vírusként” írnak le
• Hepatitis A vakcina (csak speciális csoportokban)

Példák az Egyesült Királyságban használt “egészben elölt” utazási vakcinákra:

• Rabies vakcina
• Japán agyvelőgyulladás elleni vakcina

Alegységes vakcinák

A legtöbb, az Egyesült Királyságban alkalmazott vakcina olyan alegység vakcina, amely egyáltalán nem tartalmaz egész baktériumokat vagy vírusokat. Ehelyett ezek a vakcinák jellemzően egy vagy több specifikus antigént (vagy “zászlót”) tartalmaznak a kórokozó felszínéről. Az alegység-vakcinák előnye a teljes kórokozót tartalmazó vakcinákkal szemben az, hogy az immunválasz kevés számú antigén célpont (“flag”) felismerésére összpontosíthat.

A részegység-vakcinák nem mindig váltanak ki olyan erős vagy hosszan tartó immunválaszt, mint az élő attenuált vakcinák. Általában kezdetben ismételt dózisokat, majd a következő években emlékeztető dózisokat igényelnek. Az alegység-vakcinákhoz gyakran adjuvánsokat adnak. Ezek olyan anyagok, amelyek segítenek megerősíteni és meghosszabbítani a vakcinára adott immunválaszt. Ennek eredményeként a gyakori helyi reakciók (mint például a fájó kar) az ilyen típusú vakcinák esetében észrevehetőbbek és gyakoribbak lehetnek.

Rekombináns fehérje vakcinák

A vakcinák előállításához baktérium- vagy élesztősejteket használnak. Egy kis DNS-darabot vesznek abból a vírusból vagy baktériumból, amely ellen védeni akarunk, és beillesztik a gyártó sejtekbe. Például a hepatitis B vakcina előállításához a hepatitis B vírus DNS-ének egy részét élesztősejtek DNS-ébe illesztik be. Ezek az élesztősejtek ezután képesek előállítani a hepatitis B vírus egyik felszíni fehérjét, amelyet megtisztítanak és a vakcina hatóanyagaként használnak fel.

A brit vakcinatervben szereplő vakcinák többsége alegységvakcina, amelyek egyáltalán nem tartalmaznak egész baktériumokat vagy vírusokat. (“Acelluláris” azt jelenti, hogy “nem tartalmaz egész sejteket”.) Ehelyett az ilyen típusú vakcinák poliszacharidokat (cukrokat) vagy a baktériumok vagy vírusok felszínéről származó fehérjéket tartalmaznak. Ezek a poliszacharidok vagy fehérjék azok a részek, amelyeket immunrendszerünk “idegenként” ismer fel, és antigéneknek nevezzük őket. Bár a vakcina a baktérium több ezer fehérjéje közül csak néhányat tartalmazhat, ezek önmagukban elegendőek ahhoz, hogy olyan immunválaszt váltsanak ki, amely védelmet nyújthat a betegség ellen.

A brit vakcinatervben használt rekombináns vakcinák:

• Hepatitis B vakcina (a 6 az 1-ben vakcinában és külön hepatitis B vakcinaként)
• HPV vakcina
• MenB vakcina. Ez a meningococcus baktériumok felszínéből származó fehérjéket tartalmaz. Három fehérje rekombináns technológiával készül.

Toxoid vakcinák

Néhány baktérium toxinokat (mérgező fehérjéket) bocsát ki, amikor megtámadja a szervezetet, és nem maga a baktérium, hanem a toxinok ellen szeretnénk védekezni. Az immunrendszer ugyanúgy felismeri ezeket a toxinokat, mint a baktérium felszínén lévő más antigéneket, és képes immunválaszt adni rájuk. Egyes vakcinák e toxinok inaktivált változatait tartalmazzák. Ezeket “toxoidoknak” nevezik, mert úgy néznek ki, mint a toxinok, de nem mérgezőek. Erős immunválaszt váltanak ki.

A brit menetrendben használt toxoid vakcinák:

• Diphteria vakcina (a 6 az 1-ben oltóanyagban, az iskoláskor előtti emlékeztető oltásban, a tinédzserkori emlékeztetőben és a terhességi pertussis vakcinában)
• Tetanus vakcina (a 6 az 1-ben oltóanyagban, iskoláskor előtti emlékeztető oltásban, tinédzserkori emlékeztető oltásban és terhességi pertussis elleni vakcinában)
• Pertussis (szamárköhögés) elleni vakcina (a 6 az 1-ben vakcinában, az iskoláskor előtti emlékeztető oltásban és a terhességi pertussis elleni vakcinában). Ez pertussis toxoidot tartalmaz, a pertussis baktérium felszínéről származó fehérjékkel együtt. Gyakran nevezik “acelluláris” vakcinának.

konjugált vakcinák

“Konjugált” azt jelenti, hogy “összekapcsolt” vagy “összeillesztett”. Egyes baktériumok esetében a vakcinával való védelemhez az immunrendszert arra kell felkészíteni, hogy fehérjék helyett poliszacharidokra (összetett cukrok a baktériumok felszínén) reagáljon. A poliszacharid vakcinák kezdeti időszakában azonban kiderült, hogy csecsemőknél és kisgyermekeknél nem működnek jól.

A kutatók felfedezték, hogy sokkal jobban működnek, ha a poliszacharidot valami máshoz kötik (konjugálják), ami erős immunválaszt vált ki. A legtöbb konjugált vakcinában a poliszacharidot diftéria vagy tetanusz toxoid fehérjéhez kötik (lásd fentebb a “Toxoid vakcinák” című részt). Az immunrendszer nagyon könnyen felismeri ezeket a fehérjéket, és ez segíti a poliszachariddal szembeni erősebb immunválasz kialakulását.

A termékismertetőkön a diftériatoxoidot gyakran “CRM197 hordozófehérjének” nevezik, mivel majdnem azonos a diftériatoxoiddal, de mégsem teljesen.

A brit menetrendben használt konjugált vakcinák:

• Hib vakcina (a 6 az 1-ben vakcinában és a Hib/MenC vakcinában), amely tetanusz toxoiddal egyesített poliszacharidot tartalmaz
• MenC vakcina (a Hib/MenC vakcinában), amely tetanusz toxoiddal egyesített poliszacharidot tartalmaz
• PCV (gyermek pneumococcus vakcina), amely a pneumococcus megbetegedést okozó 13 baktériumtípus felszínéről származó poliszacharidokat tartalmaz diftériatoxoiddal (CRM197)
• MenACWY, amely a meningococcus megbetegedést okozó baktérium négy típusának felszínéről származó poliszacharidokat tartalmaz diftéria- vagy tetanusz-toxoiddal egyesítve

Létezik egy konjugált vakcina a tífuszláz ellen is, a tífuszkonjugált vakcina (TCV). Ez a vakcina az Oxford Vaccine Group által vezetett vizsgálatban hatékonynak bizonyult, és a WHO ajánlja a gyermekek tífuszláz elleni védelmére az endémiás régiókban, például Nepálban és Bangladesben.

Vírusszerű részecskék

A vírusszerű részecskék (VLP-k) olyan molekulák, amelyek nagyon hasonlítanak a vírusokra, de nem fertőzőek, mivel nem tartalmaznak vírus genetikai anyagot. Ezek lehetnek a természetben előforduló vagy vírusszerkezeti fehérjék egyedi kifejeződésével szintetizáltak, amelyek aztán képesek önmagukban vírusszerű szerkezetté összeállni. Egyes esetekben a VLP-vakcinában lévő antigének maguk a vírusszerkezeti fehérjék. Alternatív megoldásként a VLP-ket úgy is elő lehet állítani, hogy a felszínen egy másik kórokozó antigénjeit, vagy akár egyszerre több kórokozót is megjelenítsenek. Mivel minden egyes VLP egy antigén több példányát tartalmazza a felszínén, hatékonyabban serkenti az immunválaszt, mint egyetlen példány. Bizonyos esetekben a VLP strukturális fehérjéi adjuvánsként működhetnek, segítve az elsődleges célantigénre adott immunválasz erősítését.

Egy maroknyi VLP-alapú vakcinát használnak jelenleg világszerte:

• Hepatitis B vakcina
• HPV vakcina

OMV vakcinák

A külső membránvázikula (OMV) a baktériumok által természetesen termelt, lényegében a baktérium külső sejtmembránjának hólyagja. Ez számos, a sejtmembránon található antigént tartalmaz, de nem fertőző részecske. A laboratóriumban ezeket az OMV-ket ki lehet nyerni a baktériumokból, hogy vakcinaként használhassuk őket. Az OMV-ket úgy is lehet módosítani, hogy a toxikus antigéneket eltávolítják, és az immunválasz serkentésére alkalmas antigéneket megtartják. Az OMV-k természetes módon adjuvánsként is működnek. Ez egy újabb vakcinatechnológia, ezért kevés engedélyezett példa van:

• MenB vakcina (meningococcus B vakcina)

Nukleinsav vakcinák

A nukleinsav vakcinák másképp működnek, mint más vakcinák, mivel nem a fehérje antigént juttatják a szervezetbe. Ehelyett az antigén genetikai utasításait juttatják el a szervezet sejtjeihez, amelyek viszont előállítják az antigént, ami immunválaszt serkent. A nukleinsav-vakcinák gyorsan és könnyen fejleszthetők, és jelentős ígéretet jelentenek a jövőbeni vakcinák fejlesztésére.

RNS-vakcinák

Az RNS-vakcinák mRNS-t (hírvivő RNS-t) használnak egy lipid (zsír) membrán belsejében. Ez a zsíros burkolat egyrészt védi az mRNS-t, amikor először kerül a szervezetbe, másrészt a sejtmembránnal összeolvadva segíti a sejtekbe való bejutását. Amint az mRNS a sejt belsejében van, a sejten belüli gépezet lefordítja azt antigénfehérjévé. Ez az mRNS általában néhány napig tart, de ennyi idő alatt elegendő antigén keletkezik az immunválasz kiváltásához. Ezt követően a szervezet természetes módon lebontja és eltávolítja. Az RNS-vakcinák nem képesek összekapcsolódni az emberi genetikai kóddal (DNS).

Az Egyesült Királyságban jelenleg két RNS-vakcina engedélyezett sürgősségi használatra. A Pfizer BioNTech és a Moderna COVID-19 vakcina egyaránt RNS-vakcina.

DNS-vakcinák

A DNS stabilabb, mint az mRNS, így nem igényel ugyanolyan kezdeti védelmet. A DNS-vakcinákat általában egy elektroporációnak nevezett technikával együtt adják be. Ez alacsony szintű elektronikus hullámokat használ, hogy a test sejtjei felvegyék a DNS-vakcinát. A DNS-t a sejtmagban mRNS-é kell fordítani, mielőtt az később fehérjeantigénné alakulna, amely immunválaszt serkent.

Jelenleg nincs engedélyezett DNS-vakcina, de számos van fejlesztés alatt.

Vírusvektoros vakcinák

A nukleinsav-vakcinákhoz hasonlóan a vírusvektoros vakcinák is újabb technológia, amely ártalmatlan vírusokat használ arra, hogy a vakcina célantigénjeinek genetikai kódját a szervezet sejtjeibe juttassa, hogy azok fehérjeantigéneket termeljenek az immunválasz stimulálása érdekében. A vírusvektorizált vakcinákat sejtvonalakban tenyésztik, és gyorsan és egyszerűen, nagy mennyiségben fejleszthetők. A vírusvektoros vakcinák előállítása a legtöbb esetben lényegesen olcsóbb a nukleinsav-vakcinákhoz és számos alegység-vakcinához képest.

Replikáló

A replikáló vírusvektorok megtartják azt a képességüket, hogy a vakcinaantigén szállítása mellett új vírusrészecskéket is előállítsanak, ha vakcina hordozó platformként használják őket. Az élő attenuált, teljes kórokozót tartalmazó vakcinákhoz hasonlóan ennek is megvan az az eredendő előnye, hogy replikáló vírusként a nem replikáló vakcinákhoz képest hosszabb időn keresztül folyamatos vakcinaantigén-forrást tud biztosítani, és így valószínűleg erősebb immunválaszt vált ki. Egyetlen vakcina is elegendő lehet a védelemhez.

A reprodukáló vírusvektorokat általában úgy választják ki, hogy maguk a vírusok ártalmatlanok legyenek, vagy attenuáltak, így amíg megfertőzik a gazdaszervezetet, nem okozhatnak betegséget. Ennek ellenére, mivel a vírus replikációja továbbra is folyamatban van, ezekkel a vakcinákkal megnő az enyhe mellékhatások (reakciók) esélye.

Az Ebola megelőzésére szolgáló Ervebo (rVSV-ZEBOV) nevű vakcina egy rekombináns hólyagos szájgyulladás vírust használ. Ezt a vakcinát 2019-ben Európa-szerte engedélyezték, és több ebolajárvány kitörésekor már több mint 90 000 ember védelmére alkalmazták. A vakcinát elsősorban a “gyűrűs vakcinázás” során alkalmazták, ahol a fertőzött személy közeli kapcsolatait oltják be, hogy megakadályozzák a vírus terjedését.

Nem replikálódó

A nem replikálódó vírusvektorok nem őrzik meg azt a képességüket, hogy új vírusrészecskéket hozzanak létre a vakcinaantigén sejtbe juttatásának folyamata során. Ennek oka, hogy a laboratóriumban eltávolították azokat a kulcsfontosságú vírusgéneket, amelyek lehetővé teszik a vírus szaporodását. Ennek az az előnye, hogy a vakcina nem okozhat betegséget, és a vírusvektorok replikációjával kapcsolatos káros események száma csökken. A vakcina antigénje azonban csak addig termelhető, amíg a kezdeti vakcina a fertőzött sejtekben marad (néhány napig). Ez azt jelenti, hogy az immunválasz általában gyengébb, mint a replikálódó vírusvektorok esetében, és valószínűleg emlékeztető adagokra lesz szükség.

Az Ebola megelőzésére kifejlesztett vírusvektoros vakcinát 2020 júliusában engedélyezte az Európai Gyógyszerügynökség. Az Oxford-AstraZeneca COVID-19 vakcina, amelyet az MHRA 2020 decemberében hagyott jóvá sürgősségi használatra, szintén egy ChAdOx1 nevű, nem szaporodó vírusvektort használ.

Ez az ábra mutatja az Oxford-AstraZeneca COVID-19 vakcina működését: