واکسن های حاوی کل پاتوژن

قدیمی ترین و شناخته شده ترین روش واکسیناسیون، استفاده از کل پاتوژن عامل بیماری در یک واکسن برای ایجاد یک پاسخ ایمنی مشابه با آنچه در طول عفونت طبیعی مشاهده می شود، است. استفاده از پاتوژن در حالت طبیعی خود باعث ایجاد بیماری فعال می شود و به طور بالقوه می تواند برای فردی که آن را دریافت می کند خطرناک باشد و خطر سرایت بیماری به دیگران را در پی داشته باشد. برای جلوگیری از این امر، واکسن های مدرن از عوامل بیماری زا استفاده می کنند که تغییر یافته اند.

واکسن های زنده ضعیف شده

واکسن‌های زنده ضعیف شده حاوی باکتری‌ها یا ویروس‌هایی هستند که "ضعیف" شده‌اند به طوری که یک پاسخ ایمنی محافظتی ایجاد می‌کنند اما در افراد سالم باعث بیماری نمی‌شوند. برای اکثر واکسن‌های مدرن، این "تضعیف" از طریق اصلاح ژنتیکی پاتوژن حاصل می‌شود. واکسن های زنده تمایل به ایجاد یک پاسخ ایمنی قوی و پایدار دارند و برخی از بهترین واکسن های ما را شامل می شوند. با این حال، واکسن های زنده ممکن است برای افرادی که سیستم ایمنی آن ها کار نمی کند (چه به دلیل درمان دارویی و چه به دلیل بیماری زمینه ای)، مناسب نباشد. این به این دلیل است که ویروس ها یا باکتری های ضعیف شده در برخی موارد می توانند بیش از حد تکثیر شوند و ممکن است باعث بیماری در این افراد شوند.

واکسن‌های ضعیف شده زنده که در برنامه بریتانیا استفاده می‌شوند:
* واکسن روتاویروس: واکسن روتاویروس مورد استفاده در بریتانیا در برابر عفونت‌های روتاویروس نوع A که باعث استفراغ و اسهال شدید در نوزادان و کودکان می‌شود، محافظت می‌کند.
* واکسن MMR: واکسن MMR در برابر سه بیماری جدی محافظت می کند: سرخک، اوریون و سرخجه.
* واکسن آنفولانزای استنشاقی: آنفولانزا یک بیماری بسیار شایع و بسیار عفونی است که توسط یک ویروس ایجاد می شود.
* واکسن زونا: این واکسن در برابر زونا (یک بثورات پوستی دردناک ناشی از فعال شدن مجدد ویروس آبله مرغان)، محافظت می کند.
* واکسن آبله مرغان (فقط گروه های خاص): این واکسن در برابر عفونت آبله مرغان محافظت می کند.
* واکسن BCG علیه سل (فقط گروه های خاص): این واکسن در برابر عفونت سل (TB) محافظت می کند.

واکسن های زنده مورد استفاده در بریتانیا:
* واکسن تب زرد
* واکسن حصبه خوراکی (نه واکسن تزریقی)

واکسن های غیر فعال

واکسن‌های غیرفعال حاوی باکتری‌ها یا ویروس‌هایی هستند که از بین رفته یا تغییر یافته‌اند، به طوری که نمی‌توانند تکثیر شوند. از آنجایی که واکسن های غیرفعال حاوی هیچ گونه باکتری یا ویروس زنده ای نیستند، نمی توانند باعث بیماری هایی شوند که از آن ها محافظت می کنند، حتی در افرادی که سیستم ایمنی آن ها به شدت ضعیف شده است. با این حال، واکسن‌های غیرفعال همیشه مانند واکسن‌های ضعیف شده زنده، پاسخ ایمنی قوی یا طولانی‌مدتی ایجاد نمی‌کنند.

واکسن های "ویروس کشته" مورد استفاده در برنامه بریتانیا:
* واکسن غیرفعال فلج اطفال یا IPV (در واکسن 6 در 1، واکسن بوستر (تقویتی) پیش دبستانی، واکسن بوستر نوجوانان و واکسن سیاه سرفه در بارداری).
* برخی از واکسن‌های غیرفعال آنفولانزا که به عنوان "ویریون تقسیم‌شده" توصیف می‌شوند.
* واکسن هپاتیت A (فقط گروه های خاص)

نمونه هایی از واکسن های "تمام کشته" مورد استفاده در بریتانیا:
* واکسن هاری
* واکسن آنسفالیت ژاپنی: آنسفالیت ژاپنی یک عفونت مغزی ویروسی است که از طریق نیش پشه منتشر می شود.

واکسن های ساب یونیت

بیشتر واکسن‌های موجود در جدول زمانی بریتانیا، واکسن‌های ساب یونیت پروتئینی هستند که اصلاً حاوی باکتری یا ویروس کامل نیستند. در عوض، این واکسن‌ها معمولاً حاوی یک یا چند آنتی‌ژن خاص از سطح پاتوژن هستند. مزیت واکسن های ساب یونیت نسبت به واکسن های حاوی کل پاتوژن این است که پاسخ ایمنی می تواند بر شناسایی تعداد کمی از اهداف آنتی ژنی تمرکز کند. واکسن های ساب یونیت همیشه چنین پاسخ ایمنی قوی یا طولانی مدتی مانند واکسن های ضعیف شده زنده ایجاد نمی کنند. آن ها معمولاً به دوزهای مکرر در ابتدا و دوزهای تقویت کننده بعدی در سال های بعد نیاز دارند. مواد ادجوانت ها (کمکی) اغلب به واکسن های ساب یونیت اضافه می شوند. این ها موادی هستند که به تقویت و طولانی شدن پاسخ ایمنی به واکسن کمک می کنند. در نتیجه، واکنش‌های موضعی رایج (مانند درد بازو) ممکن است با این نوع واکسن‌ها بیشتر قابل توجه و مکرر باشد.

واکسن های پروتئین نوترکیب

واکسن های نوترکیب با استفاده از سلول های باکتریایی یا مخمری برای ساخت واکسن ساخته می شوند. قطعه کوچکی از DNA از ویروس یا باکتری که می‌خواهیم در برابر آن محافظت کنیم گرفته شده و وارد سلول‌های سازنده می‌شود. به عنوان مثال، برای ساخت واکسن هپاتیت B، بخشی از DNA ویروس هپاتیت B به DNA سلول های مخمر وارد می شود. سپس این سلول‌های مخمر قادر به تولید یکی از پروتئین‌های سطحی از ویروس هپاتیت B هستند و این سلول‌ها خالص شده و به عنوان ماده فعال در واکسن استفاده می‌شوند. بیشتر واکسن‌های موجود در جدول زمانی بریتانیا، واکسن‌های ساب یونیت هستند که اصلاً حاوی باکتری یا ویروس کامل نیستند. در عوض این نوع واکسن ها حاوی پلی ساکارید (قند) یا پروتئین از سطح باکتری ها یا ویروس ها هستند. این پلی ساکاریدها یا پروتئین ها قسمت هایی هستند که سیستم ایمنی بدن ما آنها را به عنوان "آنتی ژن" می شناسد. اگرچه واکسن ممکن است تنها حاوی چند مورد از هزاران پروتئین موجود در یک باکتری باشد، اما آن ها به خودی خود برای تحریک یک پاسخ ایمنی کافی هستند که می تواند در برابر بیماری محافظت کند.

واکسن های نوترکیب مورد استفاده در برنامه بریتانیا:
* واکسن هپاتیت B (در واکسن 6 در 1 و به عنوان واکسن جداگانه هپاتیت B)
* واکسن HPV: این واکسن در برابر ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) که با 90 درصد سرطان‌ های دهانه رحم و 5 درصد سرطان‌ ها در سراسر جهان مرتبط است، محافظت می‌کند.
* واکسن MenB: این حاوی پروتئین هایی از سطح باکتری های مننگوکوک است. سه تا از پروتئین ها با استفاده از فناوری نوترکیب ساخته شده اند. این واکسن جدید برای محافظت در برابر بیماری ناشی از MenB (باکتری مننگوکوک نوع B) که عامل اصلی مننژیت و مسمومیت خون است، ساخته شده است.

واکسن های توکسوئیدی

برخی از باکتری‌ها هنگام حمله به بدن، سموم (پروتئین‌های سمی) را آزاد می‌کنند و ما می‌خواهیم در برابر سموم از خود محافظت کنیم. سیستم ایمنی این سموم را به همان شیوه ای که سایر آنتی ژن های روی سطح باکتری ها را شناسایی می کند، می شناسد و می تواند به آن ها پاسخ ایمنی بدهد. برخی از واکسن ها با نسخه های غیرفعال این سموم ساخته می شوند. آن ها را "توکسوئید" می نامند زیرا شبیه سم هستند اما سمی نیستند. آن ها باعث ایجاد یک پاسخ ایمنی قوی می شوند.

واکسن های توکسوئیدی که در برنامه بریتانیا استفاده می شود:
* واکسن دیفتری (در واکسن 6 در 1، بوستر پیش دبستانی، بوستر نوجوانان و واکسن سیاه سرفه در بارداری)
* واکسن کزاز (در واکسن 6 در 1، بوستر پیش دبستانی، بوستر نوجوانان و واکسن سیاه سرفه در بارداری)
* واکسن سیاه سرفه (در واکسن 6 در 1، بوستر پیش دبستانی و واکسن سیاه سرفه در بارداری). این حاوی توکسوئید سیاه سرفه همراه با پروتئین های سطح باکتری سیاه سرفه است. اغلب به آن واکسن "فاقد سلول" می گویند.

واکسن های کنژوگه

"Conjugate" به معنای "متصل" یا "پیوسته" است. در مورد برخی از باکتری ها، برای محافظت در برابر واکسن، باید سیستم ایمنی را آموزش دهید تا به جای پروتئین ها، به پلی ساکاریدها (قندهای پیچیده روی سطح باکتری ها) پاسخ دهد. اما در روزهای اولیه واکسن های پلی ساکاریدی مشخص شد که این واکسن ها در نوزادان و کودکان خردسال به خوبی کار نمی کنند. محققان دریافتند که اگر پلی ساکارید به چیز دیگری متصل (کمپلکس) باشد که پاسخ ایمنی قوی ایجاد می کند، بسیار بهتر عمل می کنند. در بیشتر واکسن های کنژوگه، پلی ساکارید به پروتئین سم دیفتری یا کزاز متصل است. سیستم ایمنی این پروتئین ها را به راحتی تشخیص می دهد و این به ایجاد یک پاسخ ایمنی قوی تر به پلی ساکارید کمک می کند.

واکسن های کنژوگه مورد استفاده در برنامه بریتانیا:
* واکسن Hib (در واکسن 6 در 1 و واکسن Hib/MenC) که حاوی پلی ساکارید متصل به سم کزاز است.
* واکسن MenC (در واکسن Hib/MenC)، که حاوی پلی ساکارید متصل به سم کزاز است.
PCV* (واکسن پنوموکوک کودکان) که حاوی پلی ساکارید از سطح 13 نوع باکتری است که باعث بیماری پنوموکوکی متصل به توکسوئید دیفتری (CRM197) می شود.
MenACWY* که حاوی پلی ساکارید از سطح چهار نوع باکتری است که باعث بیماری مننگوکوک می شود که به دیفتری یا کزاز توکسوئید می پیوندد.
* همچنین یک واکسن کنژوگه برای تب تیفوئید وجود دارد که واکسن مزدوج تیفوس (TCV) نام دارد. این واکسن در مطالعه ای که توسط گروه واکسن آکسفورد انجام شد نشان داد که موثر است و توسط WHO برای محافظت از کودکان در برابر تب تیفوئید در مناطق آندمیک مانند نپال و بنگلادش توصیه شده است.

ذرات شبه ویروس

ذرات ویروس مانند (VLPs) مولکول هایی هستند که بسیار شبیه ویروس ها هستند، اما غیر عفونی هستند زیرا حاوی مواد ژنتیکی ویروسی نیستند. آن ها می توانند به طور طبیعی از طریق بیان فردی پروتئین های ساختاری ویروسی ایجاد شوند یا سنتز شوند که سپس می توانند خود به خود در ساختار ویروس مانند جمع شوند. در برخی موارد، آنتی ژن های واکسن VLP خود پروتئین های ساختاری ویروسی هستند. روش دیگر، VLP ها را می توان برای ارائه آنتی ژن از یک پاتوژن دیگر بر روی سطح، یا حتی چندین پاتوژن به طور همزمان تولید کرد. از آنجایی که هر VLP چندین نسخه از یک آنتی ژن روی سطح خود دارد، در تحریک یک پاسخ ایمنی موثرتر از یک نسخه واحد است. در برخی موارد، پروتئین های ساختاری VLP می توانند به عنوان ادجوانت عمل کنند و به تقویت پاسخ ایمنی به آنتی ژن هدف اولیه کمک کنند. تعداد انگشت شماری از واکسن های مبتنی بر VLP در حال حاضر در سراسر جهان استفاده می شود:
* واکسن هپاتیت B
* واکسن HPV
* واکسن های OMV: وزیکول های غشای بیرونی (OMVs) به طور طبیعی توسط باکتری ها تولید می شوند و اساساً یک حباب از غشای سلول خارجی باکتری هستند. این حاوی بسیاری از آنتی ژن های موجود بر روی غشای سلولی است اما یک ذره غیر عفونی است. در آزمایشگاه، این OMV ها را می توان از باکتری ها برای استفاده به عنوان واکسن برداشت کرد. OMV ها همچنین می توانند اصلاح شوند تا آنتی ژن های سمی حذف شوند و آنتی ژن های مناسب برای تحریک پاسخ ایمنی نگهداری شوند. OMV ها نیز به طور طبیعی به عنوان کمک کننده عمل می کنند.

واکسن های نوکلئیک اسید

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که وقتی به ویروس آلوده می شوید در داخل سلول های شما چه اتفاقی می افتد؟ یا واکسن‌های جدید COVID-19 چگونه کار می‌کنند؟ پاسخ به این سؤالات را می توان در نحوه دریافت دستورالعمل های ساخت پروتئین توسط سلول های ما یافت. در واقع سلول های ما کمی شبیه کارخانه ها هستند...

واکسن‌های اسید نوکلئیک به روشی متفاوت از سایر واکسن‌ها عمل می‌کنند، زیرا آنتی‌ژن پروتئین را به بدن نمی‌رسانند. در عوض دستورات ژنتیکی آنتی ژن را به سلول‌های بدن ارائه می‌کنند و به نوبه خود سلول‌ها آنتی‌ژن را تولید می‌کنند که پاسخ ایمنی را تحریک می‌کند. واکسن‌های اسید نوکلئیک سریع و آسان ساخته می‌شوند و نوید قابل توجهی برای توسعه واکسن‌ها در آینده می‌دهند.

واکسن های RNA

واکسن های RNA از mRNA (RNA پیام رسان) در داخل غشای لیپیدی (چربی) استفاده می کنند. این پوشش چربی هم از mRNA زمانی که برای اولین بار وارد بدن می شود محافظت می کند و هم با ترکیب شدن با غشای سلولی به ورود آن به داخل سلول ها کمک می کند. هنگامی که mRNA در داخل سلول قرار می گیرد، ماشین آلات داخل سلول آن را به پروتئین آنتی ژن ترجمه می کند. این mRNA به طور معمول چند روز طول می کشد، اما در آن زمان آنتی ژن کافی برای تحریک یک پاسخ ایمنی ساخته می شود. سپس به طور طبیعی توسط بدن تجزیه شده و خارج می شود. واکسن های RNA قادر به ترکیب با کد ژنتیکی انسان (DNA) نیستند. در حال حاضر دو واکسن RNA مجاز برای استفاده اضطراری در بریتانیا وجود دارد. واکسن‌های Pfizer BioNTech و Moderna COVID-19 هر دو واکسن‌های RNA هستند.

واکسن های DNA

DNA پایدارتر از mRNA است، بنابراین به همان حفاظت اولیه نیاز ندارد. واکسن‌های DNA معمولاً همراه با تکنیکی به نام الکتروپوریشن تجویز می‌شوند. این از امواج الکترونیکی سطح پایین استفاده می کند تا به سلول های بدن اجازه دهد واکسن DNA را جذب کنند. DNA باید به mRNA درون هسته سلول ترجمه شود تا بتواند متعاقباً به آنتی ژن های پروتئینی ترجمه شود که پاسخ ایمنی را تحریک می کند. در حال حاضر هیچ واکسن DNA دارای مجوزی وجود ندارد، اما بسیاری از آن ها در حال توسعه هستند.

واکسن های ناقل ویروسی

همانند واکسن‌های اسید نوکلئیک، واکسن‌های ناقل ویروسی فناوری جدیدتری هستند و از ویروس‌های بی‌ضرر برای رساندن کد ژنتیکی آنتی‌ژن‌های واکسن هدف به سلول‌های بدن استفاده می‌کنند تا بتوانند آنتی‌ژن‌های پروتئینی را برای تحریک پاسخ ایمنی تولید کنند. واکسن های ناقل ویروسی در رده های سلولی رشد می کنند و می توانند به سرعت و به راحتی در مقیاس بزرگ تولید شوند. تولید واکسن‌های ناقل ویروسی در اکثر موارد در مقایسه با واکسن‌های اسید نوکلئیک و بسیاری از واکسن‌های ساب یونیت به‌طور قابل‌توجهی ارزان‌تر است.

تکثیر شونده

ناقل های ویروسی در حال تکثیر توانایی ساخت ذرات ویروسی جدید را در کنار تحویل آنتی ژن واکسن زمانی که به عنوان پلت فرم تحویل واکسن استفاده می شود، حفظ می کنند. همانند واکسن های زنده ضعیف شده پاتوژن کامل، این مزیت ذاتی به عنوان یک ویروس در حال تکثیر است که می تواند منبع مداوم آنتی ژن واکسن را در مدت زمان طولانی در مقایسه با واکسن های غیر قابل تکثیر فراهم کند و بنابراین احتمالاً پاسخ ایمنی قوی تری ایجاد می کند. ممکن است یک واکسن برای محافظت کافی باشد. ناقل های ویروسی در حال تکثیر معمولاً به گونه ای انتخاب می شوند که خود ویروس ها بی ضرر باشند یا ضعیف شوند، بنابراین در حالی که میزبان را آلوده می کنند، نمی توانند باعث بیماری شوند. با وجود این، از آنجایی که هنوز تکثیر ویروسی در جریان است، احتمال بروز عوارض جانبی خفیف با این واکسن‌ها افزایش می‌یابد. واکسنی برای پیشگیری از ابولا به نام Ervebo (rVSV-ZEBOV) از ویروس استوماتیت تاولی نوترکیب استفاده می کند. این واکسن در سراسر اروپا برای استفاده در سال 2019 تایید شد و در شیوع های متعدد ابولا برای محافظت از بیش از 90000 نفر استفاده شده است.

غیر قابل تکثیر

ناقل‌های ویروسی غیرقابل تکثیر توانایی ساخت ذرات ویروسی جدید را در طول فرآیند تحویل آنتی‌ژن واکسن به سلول حفظ نمی‌کنند. این به این دلیل است که ژن های ویروسی کلیدی که ویروس را قادر به تکثیر می کنند در آزمایشگاه حذف شده اند. این مزیت را دارد که واکسن نمی تواند باعث بیماری شود و عوارض جانبی مرتبط با تکثیر ناقل ویروسی کاهش می یابد. با این حال، آنتی ژن واکسن را تنها تا زمانی می توان تولید کرد که واکسن اولیه در سلول های آلوده (چند روز) باقی بماند. این بدان معناست که پاسخ ایمنی به طور کلی ضعیف تر از ناقل های ویروسی در حال تکثیر است و احتمالاً به دوزهای تقویت کننده(بوستر) نیاز است. یک واکسن ناقل ویروسی که برای جلوگیری از ابولا ساخته شده بود در جولای 2020 مجوز استفاده از آژانس دارویی اروپا را دریافت کرد. واکسن Oxford-AstraZeneca COVID-19 که برای استفاده اضطراری توسط MHRA در دسامبر 2020 تایید شد، از یک ناقل ویروسی غیرقابل تکثیر نیز استفاده می کند به نام ChAdOx1.

منبع: University of Oxford