Vaccinurile pot fi împărțite în mai multe tipuri diferite,dar în cele din urmă funcționează pe același principiu. Acesta este acela de a stimula răspunsul imunitar pentru a recunoaște un agent patogen (un organism care cauzează o boală) sau o parte a unui agent patogen. Odată ce sistemul imunitar a fost antrenat să recunoască acest lucru,dacă organismul este expus ulterior la agentul patogen,acesta va fi eliminat din organism. În mod specific, sistemul imunitar recunoaște „antigene” străine, părți ale agentului patogen de pe suprafața sau din interiorul agentului patogen, care nu se găsesc în mod normal în organism.
Vaccinuri cu agent patogen întreg
Cea mai veche și cea mai cunoscută metodă de vaccinare este utilizarea întregului agent patogen cauzator de boală într-un vaccin pentru a produce un răspuns imunitar similar cu cel observat în timpul infecției naturale. Utilizarea agentului patogen în starea sa naturală ar provoca o boală activă și ar putea fi potențial periculoasă pentru persoana care o primește și ar risca ca boala să se răspândească la alții. Pentru a evita acest lucru, vaccinurile moderne utilizează agenți patogeni care au fost modificați.
Vaccinuri vii atenuate
Vaccinurile vii atenuate conțin bacterii sau virusuri întregi care au fost „slăbite”(atenuate) astfel încât să creeze un răspuns imunitar protector, dar care nu provoacă boli la persoanele sănătoase. În cazul majorității vaccinurilor moderne, această „slăbire” se realizează prin modificarea genetică a agentului patogen, fie ca fenomen natural, fie ca o modificare introdusă în mod special de oamenii de știință.
Vaccinurile vii tind să creeze un răspuns imunitar puternic și de durată și includ unele dintre cele mai bune vaccinuri ale noastre. Cu toate acestea, este posibil ca vaccinurile vii să nu fie potrivite pentru persoanele al căror sistem imunitar nu funcționează, fie din cauza unui tratament medicamentos sau a unei boli subiacente. Acest lucru se datorează faptului că virusurile sau bacteriile slăbite ar putea, în unele cazuri, să se înmulțească prea mult și să provoace boli la aceste persoane.
Vaccinurile vii atenuate utilizate în calendarul din Marea Britanie:
- Vaccinul antirotavirus
- Vaccinul anti-MMR
- Vaccinul antigripal nazal
- Vaccinul antigripal
- Vaccinul antirujeolic
- Varooza porcină
- . (numai pentru grupuri speciale)
- Vaccinul BCG împotriva tuberculozei (numai pentru grupuri speciale)
Vaccinuri de călătorie vii utilizate în Regatul Unit:
- Vaccinul împotriva febrei galbene
- Vaccinul oral împotriva febrei tifoide (nu vaccinul injectabil)
Vaccinuri inactivate
Vaccinurile inactivate conțin bacterii sau viruși întregi care au fost uciși sau au fost modificați, astfel încât nu se pot replica. Deoarece vaccinurile inactivate nu conțin bacterii sau virusuri vii, acestea nu pot provoca bolile împotriva cărora protejează, chiar și la persoanele cu un sistem imunitar foarte slăbit. Cu toate acestea, vaccinurile inactivate nu creează întotdeauna un răspuns imunitar la fel de puternic sau de lungă durată ca vaccinurile vii atenuate.
Vaccinurile „Whole killed” utilizate în calendarul din Marea Britanie:
- Vaccinul antipoliomielitic inactivat sau IPV (în vaccinul 6 în 1, rapel preșcolar, rapel pentru adolescenți și vaccinul împotriva tusei convulsive în timpul sarcinii)
- Câteva vaccinuri antigripale inactivate care sunt descrise ca „split virion”
- Vaccinul împotriva hepatitei A (numai pentru grupuri speciale)
Exemple de vaccinuri de călătorie „whole killed” utilizate în Regatul Unit:
- Vaccinul împotriva rabiei
- Vaccinul împotriva encefalitei japoneze
Vaccinuri subunitare
Majoritatea vaccinurilor din calendarul britanic sunt vaccinuri subunitare care nu conțin deloc bacterii sau virusuri întregi. În schimb, aceste vaccinuri conțin de obicei unul sau mai multe antigene specifice (sau „steaguri”) de pe suprafața agentului patogen. Avantajul vaccinurilor subunitare față de vaccinurile cu agenți patogeni întregi constă în faptul că răspunsul imunitar se poate concentra pe recunoașterea unui număr mic de ținte antigenice („steaguri”).
Vaccinurile subunitare nu creează întotdeauna un răspuns imunitar la fel de puternic sau de lungă durată ca vaccinurile vii atenuate. Acestea necesită de obicei doze repetate inițial și doze de rapel ulterioare în anii următori. Adjuvanții sunt adesea adăugați la vaccinurile subunitare. Acestea sunt substanțe care ajută la întărirea și prelungirea răspunsului imunitar la vaccin. Ca urmare, reacțiile locale comune (cum ar fi durerea de braț) pot fi mai vizibile și mai frecvente cu aceste tipuri de vaccinuri.
Vaccinurile cu proteine recombinate
Vaccinurile recombinate sunt realizate folosind celule bacteriene sau de drojdie pentru fabricarea vaccinului. O mică bucată de ADN este luată din virusul sau bacteria împotriva căreia dorim să ne protejăm și este inserată în celulele de fabricație. De exemplu, pentru a fabrica vaccinul împotriva hepatitei B, o parte din ADN-ul din virusul hepatitei B este inserat în ADN-ul celulelor de drojdie. Aceste celule de drojdie sunt apoi capabile să producă una dintre proteinele de suprafață ale virusului hepatitei B, iar aceasta este purificată și utilizată ca ingredient activ în vaccin.
Majoritatea vaccinurilor din calendarul britanic sunt vaccinuri subunitare care nu conțin deloc bacterii sau virusuri întregi. („Acelular” înseamnă „care nu conține celule întregi”.) În schimb, acest tip de vaccinuri conține polizaharide (zaharuri) sau proteine de la suprafața bacteriilor sau a virusurilor. Aceste polizaharide sau proteine sunt părțile pe care sistemul nostru imunitar le recunoaște ca fiind „străine” și sunt denumite antigene. Chiar dacă vaccinul ar putea conține doar câteva dintre miile de proteine dintr-o bacterie, acestea sunt suficiente în sine pentru a declanșa un răspuns imunitar care poate proteja împotriva bolii.
Vaccinurile recombinate utilizate în calendarul din Marea Britanie:
- Vaccinul împotriva hepatitei B (în vaccinul 6 în 1 și ca vaccin separat împotriva hepatitei B)
- Vaccinul HPV
- Vaccinul MenB. Acesta conține proteine de la suprafața bacteriei meningococice. Trei dintre proteine sunt realizate cu ajutorul tehnologiei recombinante.
Vaccinuri toxice
Câteva bacterii eliberează toxine (proteine otrăvitoare) atunci când atacă organismul, iar împotriva toxinelor, mai degrabă decât a bacteriei în sine, dorim să fim protejați. Sistemul imunitar recunoaște aceste toxine în același mod în care recunoaște alți antigeni de pe suprafața bacteriei și este capabil să organizeze un răspuns imunitar împotriva lor. Unele vaccinuri sunt fabricate cu versiuni inactivate ale acestor toxine. Acestea se numesc „toxoizi”, deoarece arată ca niște toxine, dar nu sunt otrăvitoare. Ele declanșează un răspuns imunitar puternic.
Vaccinurile toxoide utilizate în calendarul din Marea Britanie:
- Vaccinul antidifteric (în vaccinul 6 în 1, în vaccinul de rapel preșcolar, în vaccinul de rapel pentru adolescenți și în vaccinul împotriva tusei convulsive în sarcină)
- Vaccinul antitetanos (în vaccinul 6 în 1, rapel preșcolar, rapel pentru adolescenți și vaccin împotriva tusei convulsive în timpul sarcinii)
- Vaccinul împotriva tusei convulsive (în vaccinul 6 în 1, rapel preșcolar și vaccin împotriva tusei convulsive în timpul sarcinii). Acesta conține anatoxina pertussis, împreună cu proteine de la suprafața bacteriei pertussis. Este adesea numit un vaccin „acelular”.
Vaccinuri conjugate
„Conjugat” înseamnă „conectat” sau „unit”. În cazul unor bacterii, pentru a obține protecție de la un vaccin trebuie să antrenați sistemul imunitar să răspundă la polizaharide (zaharuri complexe de pe suprafața bacteriilor) mai degrabă decât la proteine. Dar la începuturile vaccinurilor polizaharidice s-a constatat că acestea nu funcționau bine la bebeluși și copii mici.
Cercetătorii au descoperit că acestea funcționau mult mai bine dacă polizaharidul era atașat (conjugat) la altceva care creează un răspuns imunitar puternic. În majoritatea vaccinurilor conjugate, polizaharidul este atașat la proteina anatoxină difterică sau tetanică (a se vedea „Vaccinuri anatoxice” de mai sus). Sistemul imunitar recunoaște foarte ușor aceste proteine și acest lucru ajută la generarea unui răspuns imunitar mai puternic la polizaharid.
Pe fișele cu informații despre produs, anatoxina difterică este deseori numită „proteină purtătoare CRM197”, deoarece este aproape la fel ca anatoxina difterică, dar nu este chiar așa.
Vaccinurile conjugate utilizate în calendarul din Marea Britanie:
- Vaccinul Hib (în vaccinul 6 în 1 și în vaccinul Hib/MenC), care conține un polizaharid unit cu anatoxina tetanică
- Vaccinul MenC (în vaccinul Hib/MenC), care conține un polizaharid unit cu anatoxina tetanică
- PCV (vaccinul pneumococic pentru copii), care conține polizaharide de la suprafața a 13 tipuri de bacterii care provoacă boala pneumococică, unite la anatoxina difterică (CRM197)
- MenACWY, care conține polizaharide de la suprafața a patru tipuri de bacterii care provoacă boala meningococică, unite cu anatoxina difterică sau tetanică
Există, de asemenea, un vaccin conjugat pentru febra tifoidă, numit vaccin conjugat tifoid (TCV). Acest vaccin s-a dovedit a fi eficient într-un studiu condus de Oxford Vaccine Group și este recomandat de OMS pentru a proteja copiii împotriva febrei tifoide în regiunile endemice, cum ar fi Nepal și Bangladesh.
Particule asemănătoare virusurilor
Particulele asemănătoare virusurilor (VLP) sunt molecule care se aseamănă foarte mult cu virușii, dar nu sunt infecțioase deoarece nu conțin material genetic viral. Ele pot apărea în mod natural sau pot fi sintetizate prin exprimarea individuală a proteinelor structurale virale, care se pot autoasambla apoi în structura asemănătoare unui virus. În unele cazuri, antigenele dintr-un vaccin VLP sunt chiar proteinele structurale virale. Alternativ, VLP-urile pot fi fabricate pentru a prezenta la suprafață antigene de la un alt agent patogen sau chiar mai mulți agenți patogeni deodată. Deoarece fiecare VLP are mai multe copii ale unui antigen pe suprafața sa, aceasta este mai eficientă în stimularea unui răspuns imunitar decât o singură copie. În unele cazuri, proteinele structurale ale VLP pot acționa ca adjuvanți, ajutând la întărirea răspunsului imunitar la antigenul țintă primar.
O mână de vaccinuri pe bază de VLP sunt utilizate în prezent la nivel mondial:
- Vaccinul împotriva hepatitei B
- VHC
Vaccinurile cu VLP
Vesiculele de membrană externă (VLP) sunt produse în mod natural de către bacterii și sunt, în esență, o pată din membrana celulară externă bacteriană. Aceasta conține multe dintre antigenele care se găsesc pe membrana celulară, dar este o particulă neinfecțioasă. În laborator, aceste OMV-uri pot fi recoltate de la bacterii pentru a fi utilizate ca vaccinuri. OMV-urile pot fi, de asemenea, modificate astfel încât să se elimine antigenele toxice și să se păstreze antigenele potrivite pentru stimularea unui răspuns imunitar. OMV-urile acționează, de asemenea, în mod natural ca adjuvanți. Aceasta este o tehnologie de vaccinare mai nouă, astfel încât există câteva exemple licențiate:
- Vaccinul MenB (vaccinul meningococic B)
Vaccinurile cu acid nucleic
Vaccinurile cu acid nucleic funcționează într-un mod diferit față de alte vaccinuri, în sensul că nu furnizează organismului antigenul proteic. În schimb, acestea furnizează instrucțiunile genetice ale antigenului către celulele din organism și, la rândul lor, celulele produc antigenul, ceea ce stimulează un răspuns imunitar. Vaccinurile cu acid nucleic sunt rapide și ușor de dezvoltat și oferă promisiuni semnificative pentru dezvoltarea de vaccinuri în viitor.
Vaccinurile cu ARN
Vaccinurile cu ARNm utilizează ARNm (ARN mesager) în interiorul unei membrane lipidice (grăsime). Acest înveliș de grăsime protejează ARNm atunci când intră pentru prima dată în organism și, de asemenea, îl ajută să pătrundă în interiorul celulelor prin fuziunea cu membrana celulară. Odată ce ARNm se află în interiorul celulei, mașinăria din interiorul celulei îl traduce în proteina antigenică. Acest ARNm durează de obicei câteva zile, dar în acest timp se produce suficient antigen pentru a stimula un răspuns imunitar. Acesta este apoi descompus și eliminat în mod natural de către organism. Vaccinurile cu ARN nu sunt capabile să se combine cu codul genetic uman (ADN).
Există în prezent două vaccinuri cu ARN autorizate pentru utilizare de urgență în Marea Britanie. Vaccinurile Pfizer BioNTech și Moderna COVID-19 sunt ambele vaccinuri cu ARN.
Vaccinurile cu ARN
ADN-ul este mai stabil decât ARNm, deci nu necesită aceeași protecție inițială. Vaccinurile cu ADN sunt de obicei administrate împreună cu o tehnică numită electroporare. Aceasta utilizează unde electronice de nivel scăzut pentru a permite celulelor organismului să asimileze vaccinul ADN. ADN-ul trebuie să fie tradus în ARNm în interiorul nucleului celular înainte de a putea fi tradus ulterior în antigene proteice care să stimuleze un răspuns imunitar.
În prezent nu există vaccinuri cu ADN licențiate, dar există multe în curs de dezvoltare.
Vaccinuri vectorizate virale
Ca și în cazul vaccinurilor cu acizi nucleici, vaccinurile vectorizate virale sunt o tehnologie mai nouă, care utilizează viruși inofensivi pentru a transmite codul genetic al antigenelor țintă ale vaccinului către celulele din organism, astfel încât acestea să poată produce antigene proteice pentru a stimula un răspuns imunitar. Vaccinurile vectoriale virale sunt cultivate în linii celulare și pot fi dezvoltate rapid și ușor pe scară largă. Vaccinurile vectoriale virale sunt semnificativ mai ieftine de produs în majoritatea cazurilor, în comparație cu vaccinurile cu acid nucleic și cu multe vaccinuri cu subunități.
Vectori virali de replicare
Vectori virali de replicare își păstrează capacitatea de a produce noi particule virale în paralel cu livrarea antigenului vaccinal atunci când sunt utilizați ca platformă de livrare a vaccinului. Ca și în cazul vaccinurilor cu agenți patogeni întregi vii atenuați, acesta are avantajul inerent, ca virus replicant, că poate furniza o sursă continuă de antigen vaccinal pe o perioadă de timp extinsă, în comparație cu vaccinurile nereplicante, și astfel este probabil să producă un răspuns imunitar mai puternic. Un singur vaccin poate fi suficient pentru a oferi protecție.
Vectori virali replicanți sunt de obicei selectați astfel încât virușii înșiși să fie inofensivi sau să fie atenuați, astfel încât, în timp ce infectează gazda, să nu poată provoca boli. În ciuda acestui fapt, deoarece există încă o replicare virală în desfășurare, există o probabilitate crescută de apariție a unor evenimente adverse ușoare (reacții) cu aceste vaccinuri.
Un vaccin pentru prevenirea Ebola numit Ervebo (rVSV-ZEBOV) utilizează un virus recombinant al stomatitei veziculare. Acest vaccin a fost aprobat în întreaga Europă pentru utilizare în 2019 și a fost utilizat în mai multe focare de Ebola pentru a proteja peste 90.000 de persoane. Vaccinul a fost utilizat în principal în „vaccinarea în inel”, în care contactele apropiate ale unei persoane infectate sunt vaccinate pentru a preveni răspândirea virusului.
Vectori virali nereplicanți
Vectori virali nereplicanți nu își păstrează capacitatea de a produce noi particule virale în timpul procesului de transmitere a antigenului vaccinal în celulă. Acest lucru se datorează faptului că genele virale cheie care permit virusului să se reproducă au fost eliminate în laborator. Acest lucru are avantajul că vaccinul nu poate provoca boli, iar evenimentele adverse asociate cu replicarea vectorului viral sunt reduse. Cu toate acestea, antigenul vaccinal poate fi produs doar atât timp cât vaccinul inițial rămâne în celulele infectate (câteva zile). Acest lucru înseamnă că răspunsul imunitar este, în general, mai slab decât în cazul vectorilor virali care se replică și este probabil să fie necesare doze de rapel.
Un vaccin cu vectori virali dezvoltat pentru a preveni Ebola a fost autorizat pentru utilizare de către Agenția Europeană pentru Medicamente în iulie 2020. Vaccinul Oxford-AstraZeneca COVID-19, care a fost aprobat pentru utilizare de urgență de către MHRA în decembrie 2020, utilizează, de asemenea, un vector viral nereplicant numit ChAdOx1.
Această diagramă arată cum funcționează vaccinul Oxford-AstraZeneca COVID-19:
.