Typer av vaccin

Vacciner kan delas in i ett antal olika typer, men fungerar i slutändan enligt samma princip. Denna är att stimulera immunförsvaret att känna igen en patogen (en sjukdomsframkallande organism) eller en del av en patogen. När immunförsvaret väl har tränats att känna igen detta,om kroppen senare utsätts för patogenen kommer den att avlägsnas från kroppen. Specifikt känner immunförsvaret igen främmande ”antigener”, delar av patogenen på ytan eller inuti patogenen, som normalt inte finns i kroppen.

Vaccin mot hela patogenen

Den äldsta och mest välkända vaccinationsmetoden är att använda hela den sjukdomsalstrande patogenen i ett vaccin för att framkalla ett immunsvar som liknar det som ses vid naturlig infektion. Att använda patogenen i sitt naturliga tillstånd skulle orsaka aktiv sjukdom och skulle potentiellt kunna vara farligt för den individ som får vaccinet och riskera att sjukdomen sprids till andra. För att undvika detta använder moderna vacciner patogener som har ändrats.

Livande försvagade vacciner

Livande försvagade vacciner innehåller hela bakterier eller virus som har ”försvagats” (attenuerats) så att de skapar ett skyddande immunsvar men inte orsakar sjukdom hos friska människor. För de flesta moderna vacciner uppnås denna ”försvagning” genom genetisk modifiering av patogenen, antingen som ett naturligt förekommande fenomen eller som en modifiering som specifikt införts av forskare.

Livande vacciner tenderar att skapa ett starkt och varaktigt immunsvar och omfattar några av våra bästa vacciner. Levande vacciner kan dock vara olämpliga för personer vars immunförsvar inte fungerar, antingen på grund av läkemedelsbehandling eller underliggande sjukdom. Detta beror på att de försvagade virusen eller bakterierna i vissa fall kan föröka sig för mycket och orsaka sjukdom hos dessa personer.

Livande försvagade vacciner som används i det brittiska schemat:

• Rotavirusvaccin
• MMR-vaccin
• Nasal influensavaccin
• Singelvaccin
• Skycklingvaccin
• Vickersoppor. vaccin (endast särskilda grupper)
• BCG-vaccin mot tuberkulos (endast särskilda grupper)

Livande resevacciner som används i Storbritannien:

• Vaccin mot gula febern
• Oralt vaccin mot tyfus (inte det injicerade vaccinet)

Inaktiverade vacciner

Inaktiverade vacciner innehåller hela bakterier eller virus som har avdödats eller ändrats så att de inte kan replikera. Eftersom inaktiverade vacciner inte innehåller några levande bakterier eller virus kan de inte orsaka de sjukdomar som de skyddar mot, inte ens hos personer med kraftigt försvagat immunförsvar. Inaktiverade vacciner skapar dock inte alltid ett lika starkt eller långvarigt immunsvar som levande försvagade vacciner.

”Helavdödade” vacciner som används i Förenade kungarikets vaccinationsschema:

• Inaktiverat poliovaccin eller IPV (i 6-i-1-vaccinet, boostervaccin för förskolan, tonårsbooster och kikhosta-vaccin under graviditet)
• Vissa inaktiverade influensavacciner som beskrivs som ”split virion”
• Hepatit A-vaccin (endast särskilda grupper)

Exempel på ”helavdödade” resevacciner som används i Förenade kungariket:

• Rabiesvaccin
• Vaccin mot japansk hjärninflammation

Subunitvacciner

De flesta vacciner i Förenade kungarikets vaccinationsschema är subunitvacciner som inte innehåller några hela bakterier eller virus alls. I stället innehåller dessa vacciner vanligtvis ett eller flera specifika antigener (eller ”flaggor”) från patogenens yta. Fördelen med subunitvacciner jämfört med vacciner mot hela patogener är att immunsvaret kan fokusera på att känna igen ett litet antal antigenmål (”flaggor”).

Subunitvacciner skapar inte alltid ett lika starkt eller långvarigt immunsvar som levande försvagade vacciner. De kräver vanligtvis upprepade doser initialt och efterföljande boosterdoser under efterföljande år. Adjuvans tillsätts ofta till subunitvacciner. Det är ämnen som bidrar till att stärka och förlänga immunsvaret på vaccinet. Som ett resultat av detta kan vanliga lokala reaktioner (t.ex. en öm arm) vara mer märkbara och frekventa med dessa typer av vacciner.

Rekombinanta proteinvacciner

Rekombinanta vacciner tillverkas med hjälp av bakterie- eller jästceller för att tillverka vaccinet. En liten bit DNA tas från det virus eller den bakterie som man vill skydda sig mot och förs in i tillverkningscellerna. För att till exempel tillverka hepatit B-vaccinet infogas en del av DNA:t från hepatit B-viruset i DNA:t i jästceller. Dessa jästceller kan sedan producera ett av ytproteinerna från hepatit B-viruset, och detta renas och används som den aktiva ingrediensen i vaccinet.

De flesta vacciner i det brittiska schemat är subenhetsvacciner som inte innehåller några hela bakterier eller virus alls. (”Acellulär” betyder ”innehåller inga hela celler”.) Istället innehåller denna typ av vaccin polysackarider (sockerarter) eller proteiner från bakteriernas eller virusens yta. Dessa polysackarider eller proteiner är de delar som vårt immunförsvar känner igen som ”främmande”, och de kallas antigener. Även om vaccinet kanske bara innehåller några få av de tusentals proteiner som finns i en bakterie räcker de i sig för att utlösa ett immunsvar som kan skydda mot sjukdomen.

Recombinanta vacciner som används i det brittiska schemat:

• Hepatit B-vaccin (i 6-i-1-vaccinet och som separat hepatit B-vaccin)
• HPV-vaccin
• MenB-vaccin. Detta innehåller proteiner från ytan av meningokockbakterier. Tre av proteinerna tillverkas med hjälp av rekombinant teknik.

Toxoidvacciner

Vissa bakterier släpper ut toxiner (giftiga proteiner) när de angriper kroppen, och det är toxinerna snarare än själva bakterien som vi vill vara skyddade mot. Immunförsvaret känner igen dessa toxiner på samma sätt som det känner igen andra antigener på bakteriens yta och kan sätta igång ett immunsvar mot dem. Vissa vacciner tillverkas med inaktiverade versioner av dessa toxiner. De kallas ”toxoider” eftersom de ser ut som toxiner men inte är giftiga. De utlöser ett starkt immunsvar.

Toxoidvacciner som används i det brittiska schemat:

• Difterivaccin (i 6-i-1-vaccinet, förskolebooster, tonårsbooster och kikhostavaccin vid graviditet)
• Tetanusvaccin (i 6-i-1-vaccinet, förskolebooster, tonårsbooster och kikhostavaccin under graviditet)
• Vaccin mot kikhosta (i 6-i-1-vaccinet, förskolebooster och kikhostavaccin under graviditet). Detta innehåller kikhosta-toxoid tillsammans med proteiner från kikhosta-bakteriens yta. Det kallas ofta för ett ”acellulärt” vaccin.

Konjugatvaccin

”Konjugat” betyder ”sammanlänkat” eller ”sammanfogat”. När det gäller vissa bakterier måste man, för att få skydd från ett vaccin, träna immunförsvaret att reagera på polysackarider (komplexa sockerarter på bakteriernas yta) i stället för på proteiner. Men i början av polysackaridvaccinerna visade det sig att de inte fungerade bra på spädbarn och småbarn.

Forskare upptäckte att de fungerade mycket bättre om polysackariden var fäst (konjugerad) till något annat som skapar ett starkt immunsvar. I de flesta konjugerade vacciner är polysackariden fäst vid difteri eller tetanustoxoidprotein (se ”Toxoidvacciner” ovan). Immunförsvaret känner igen dessa proteiner mycket lätt och detta bidrar till att skapa ett starkare immunsvar mot polysackariden.

På produktinformationsblad kallas difteritoxoiden ofta för ”CRM197 bärarprotein”, eftersom den är nästan likadan som difteritoxoiden men inte riktigt.

Konjugatvacciner som används i det brittiska schemat:

• Hib-vaccin (i 6-i-1-vaccinet och Hib/MenC-vaccinet), som innehåller en polysackarid som är förenad med tetanustoxoid
• MenC-vaccin (i Hib/MenC-vaccinet), som innehåller en polysackarid som är förenad med tetanustoxoid
• PCV (pneumokockvaccin för barn), som innehåller polysackarider från ytan av 13 typer av den bakterie som orsakar pneumokocksjukdom tillsammans med difteritoxoid (CRM197)
• MenACWY, som innehåller polysackarider från ytan av fyra typer av bakterier som orsakar meningokocksjukdom tillsammans med difteri eller tetanustoxoid

Det finns också ett konjugatvaccin mot tyfus, kallat tyfuskonjugatvaccin (TCV). Detta vaccin visade sig vara effektivt i en studie som leddes av Oxford Vaccine Group och rekommenderas av WHO för att skydda barn mot tyfus i endemiska regioner som Nepal och Bangladesh.

Virusliknande partiklar

Virusliknande partiklar (VLP) är molekyler som är mycket lika virus, men som inte är smittsamma eftersom de inte innehåller något viralt genetiskt material. De kan vara naturligt förekommande eller syntetiserade genom individuellt uttryck av virala strukturproteiner, som sedan kan självassemblera sig till den virusliknande strukturen. I vissa fall är antigenerna i ett VLP-vaccin själva de virala strukturproteinerna. Alternativt kan VLP:erna tillverkas för att presentera antigener från en annan patogen på ytan, eller till och med flera patogener samtidigt. Eftersom varje VLP har flera kopior av ett antigen på sin yta är det effektivare att stimulera ett immunsvar än en enda kopia. I vissa fall kan VLP:s strukturproteiner fungera som adjuvans och bidra till att stärka immunsvaret mot det primära målantigenet.

En handfull VLP-baserade vacciner används för närvarande över hela världen:

• Hepatit B-vaccin
• HPV-vaccin

OMV-vacciner

Outer Membrane Vesicles (OMVs) produceras naturligt av bakterier och är i huvudsak en blåsning av bakteriens yttre cellmembran. Denna innehåller många av de antigener som finns på cellmembranet men är en icke-infektiös partikel. I laboratoriet kan dessa OMV:er skördas från bakterier för att användas som vaccin. OMV:erna kan också modifieras så att giftiga antigener avlägsnas och antigener som är lämpliga för att stimulera ett immunsvar kan behållas. OMV:er fungerar också naturligt som adjuvans. Detta är en nyare vaccinteknik så det finns få licensierade exempel:

• MenB-vaccin (meningokock B-vaccin)

Nukleinsyravacciner

Nukleinsyravacciner fungerar på ett annat sätt än andra vacciner, i det att de inte förser kroppen med proteinantigenet. I stället ger de de genetiska instruktionerna för antigenet till celler i kroppen och cellerna producerar i sin tur antigenet, vilket stimulerar ett immunsvar. Nukleinsyravacciner är snabba och enkla att utveckla och ger betydande löften för utvecklingen av vacciner i framtiden.

RNA-vacciner

RNA-vacciner använder mRNA (messenger RNA) inuti ett lipidmembran (fett). Detta fetthölje både skyddar mRNA när det först kommer in i kroppen och hjälper det att ta sig in i cellerna genom att smälta samman med cellmembranet. När mRNA väl är inne i cellen översätter maskineriet i cellen det till antigenprotein. Detta mRNA varar vanligtvis i några dagar, men under den tiden tillverkas tillräckligt mycket antigen för att stimulera ett immunsvar. Det bryts sedan naturligt ner och avlägsnas av kroppen. RNA-vacciner kan inte kombinera sig med den mänskliga genetiska koden (DNA).

Det finns två RNA-vacciner som för närvarande är godkända för akut användning i Storbritannien. Vaccinerna Pfizer BioNTech och Moderna COVID-19 är båda RNA-vacciner.

DNA-vacciner

DNA är mer stabilt än mRNA och kräver därför inte samma initiala skydd. DNA-vacciner administreras vanligtvis tillsammans med en teknik som kallas elektroporation. Här används elektroniska vågor på låg nivå för att kroppens celler ska kunna ta upp DNA-vaccinet. DNA måste översättas till mRNA i cellkärnan innan det därefter kan översättas till proteinantigen som stimulerar ett immunsvar.

Det finns för närvarande inga licensierade DNA-vacciner, men många är under utveckling.

Virala vektorvacciner

Som nukleinsyravacciner är virala vektorvacciner en nyare teknik, där man använder ofarliga virus för att leverera den genetiska koden för vaccinets målantigen till kroppens celler, så att de kan producera proteinantigen för att stimulera ett immunsvar. Virala vektorvacciner odlas i cellinjer och kan utvecklas snabbt och enkelt i stor skala. Virala vektorvacciner är i de flesta fall betydligt billigare att framställa jämfört med nukleinsyravacciner och många subenhetsvacciner.

Replikerande

Replikerande virala vektorer behåller förmågan att skapa nya viruspartiklar samtidigt som de levererar vaccinantigenet när de används som en plattform för vaccinöverföring. I likhet med levande försvagade vacciner mot hela patogener har detta den inneboende fördelen som ett replikerande virus har att det kan tillhandahålla en kontinuerlig källa till vaccinantigen under en längre tidsperiod jämfört med icke-replikerande vacciner, och det är därför troligt att det kommer att ge ett starkare immunsvar. Ett enda vaccin kan vara tillräckligt för att ge skydd.

Replicerande virala vektorer väljs vanligen ut så att virusen i sig är ofarliga eller försvagade, så att de inte kan orsaka sjukdom medan de infekterar värden. Trots detta finns det, eftersom det fortfarande pågår virusreplikation, en ökad risk för milda biverkningar (reaktioner) med dessa vacciner.

Ett vaccin för att förebygga ebola som kallas Ervebo (rVSV-ZEBOV) använder ett rekombinant vesikulärt stomatitvirus. Detta vaccin godkändes i hela Europa för användning 2019 och har använts vid flera ebolautbrott för att skydda över 90 000 personer. Vaccinet har främst använts vid ”ringvaccinering”, där nära kontakter till en smittad person vaccineras för att förhindra att viruset sprids.

Non-replikerande

Non-replikerande virala vektorer behåller inte förmågan att bilda nya viruspartiklar under processen att leverera vaccinets antigen till cellen. Detta beror på att viktiga virusgener som gör det möjligt för viruset att replikera har tagits bort i laboratoriet. Detta har fördelen att vaccinet inte kan orsaka sjukdom och att biverkningar i samband med replikation av virusvektorer minskar. Vaccinantigen kan dock bara produceras så länge som det ursprungliga vaccinet finns kvar i infekterade celler (några dagar). Detta innebär att immunsvaret i allmänhet är svagare än med replikerande virala vektorer och att det sannolikt kommer att krävas boosterdoser.

Ett viralt vektoriserat vaccin som utvecklats för att förebygga ebola godkändes för användning av Europeiska läkemedelsmyndigheten i juli 2020. Vaccinet COVID-19 från Oxford-AstraZeneca, som godkändes för akut användning av MHRA i december 2020, använder också en icke-replikerande viral vektor som kallas ChAdOx1.

Detta diagram visar hur Oxford-AstraZeneca COVID-19-vaccinet fungerar: