Вакцины сделаны из антигенных компонентов, наряду с другими химическими веществами, которые повышают его эффективность, такими как адъюванты и консерванты.
С тех пор как Эдвард Дженнер впервые открыл для себя вакцинацию в 1769 году, этот прорыв спас бесчисленное множество жизней. До внедрения вакцины Дженнера против оспы только в Европе от этого заболевания ежегодно умирало до 400 000 человек. Традиционное лечение от оспы – варьирование – включало в себя взятие пробы у больного оспой и инъекцию ее кому-то, кто был восприимчив к заражению этой болезнью. Вариоляция была рискованной, учитывая, что традиционные медики сознательно вводили вирус оспы другому больному. Если доза была слишком высокой, пациент может столкнуться с полной силой заболевания. Вакцина Дженнера, с другой стороны, приняла аналогичный метод, но значительно более безопасный.
Вакцина Эдварда Дженнера родилась из наблюдения, что доярки, которые ранее заболевали коровьей оспой, не болели оспой. Дженнер решил поставить эту сказку на научную проверку. Он ввел 8-летнему мальчику коровью оспу. После того, как мальчик оправился от коровьей оспы, Дженнер заразил мальчика оспой. Мальчик не заразился этой болезнью, так как у него появился иммунитет к ней. Эта простая вакцина положила начало революции в мире здравоохранения, которая продолжается по сей день.
Теперь мы обнаружили широкий спектр способов достижения иммунитета против болезней. Стратегия Дженнера теперь является одним из элементов оружия, которое широко диверсифицировалось за годы любопытства и научных исследований. Итак … какие стратегии вакцинации доступны нам сегодня?
Чтобы понять, что входит в вакцину, и оценить нюансы наших современных разработок, важно понять, как организм приобретает иммунитет против болезней.
Иммунная система реагирует на патогенные микроорганизмы (или любые другие инородные частицы) двумя широкими способами. Первый – это первичная реакция, когда определенные иммунные клетки без разбора атакуют все, что они определяют как чужеродное. Если это не может нейтрализовать угрозу, иммунная система призывает свои более специализированные войска, что знаменует собой начало вторичной реакции.
При вторичном реагировании Т-клетки и В-клетки набираются для борьбы с угрозой. B-клетки будут производить антитела – химические метки смерти, которые сигнализируют Т-клеткам и различным другим иммунным клеткам, чтобы закончить убийство всего, что помечено антителом. Эта система чрезвычайно эффективна, но, что очень важно для вакцинации, она может вспомнить прошлые инфекции от патогенных микроорганизмов. Если тот же самый патоген снова попадет в организм, иммунная система сможет быстрее бороться и покончить с ним.
Таким образом, вакцина может быть все, что дает иммунной системе долгосрочную способность бороться с данной болезнью.
Это приводит нас к ключевому ингредиенту вакцины—тому, который дает иммунной системе память о патогене, с которым она еще не боролась.
Существуют различные способы развития этого иммунитета, как будет объяснено ниже.
Живая аттенуированная вакцина – это путь, которым следовала вакцина Эдварда Дженнера от коровьей оспы. Как следует из названия, ослабленные живые вакцины – это живые патогены, которые ослаблены, поэтому они больше не могут вызывать заболевание, но все же способны стимулировать иммунную систему. Эта стимуляция приводит иммунные клетки к развитию памяти о болезни.
Ослабленный патоген может быть непатогенным или менее патогенным видом или вариантом болезнетворного организма. Вирус коровьей оспы, использованный Дженнером, принадлежал к той же семье, что и вакцина против оспы, – вирусы оспы – и поэтому имел общие молекулярные маркеры, на которые иммунная система реагировала для борьбы с болезнью.
До настоящего времени живые ослабленные вакцины были одними из самых успешных вакцин в истории. Эти вакцины создают самую длинную память против патогена; во многих случаях людям требуется только одна вакцинация, чтобы обеспечить почти пожизненный иммунитет против этой болезни. В вакцинах против оспы, кори и ветряной оспы, и это лишь некоторые из них, использовались живые ослабленные вакцины.
Если живой аттенуированный патоген считается неосуществимым для заболевания (из-за безопасности, побочных эффектов или трудности в создании безопасного варианта), вводится мертвый или инактивированный патоген.
Возбудитель погибает в результате тепловой или химической обработки, а затем вводится в организм. Поскольку патоген все еще является чужеродным веществом и несет все патогенные маркеры, называемые антигенами, он способен генерировать иммунный ответ и вызывать формирование памяти.
Они не так эффективны, как живые вакцины, с точки зрения обеспечения иммунитета организма, поэтому обычно приходится делать несколько уколов вакцины, называемой бустерной.
Кроме того, существуют вакцины, в которые не вводится весь патоген. Вместо этого мы расщепляем патоген, идентифицируем антигены на патогене и затем только вводим эти молекулы в организм. Антиген может быть молекулой сахара в патогене, специфическим белком или, как в случае с вирусом, только его капсидом. Мы можем ввести комбинацию этих молекул изобретательными способами, чтобы стимулировать иммунную систему именно так, как мы хотим.
Существуют также ДНК-вакцины. Здесь вместо инъекции самой антигенной молекулы вводится ДНК, которая кодирует эти молекулы. Некоторые клетки-хозяева будут экспрессировать антигенный код в ДНК (это аномальное, но нормальное поведение клеток-хозяев), что приведет к иммунизации.
Кроме того, существуют новые вакцинные технологии, включающие различные методы генной инженерии, позволяющие сделать вакцины более безопасными и высокоточными инструментами для борьбы с такими заболеваниями, как рак и ВИЧ.
Вакцины изготавливаются не только из ослабленного патогена или антигенов в водном растворе. Существуют адъюванты, консерванты, стабилизаторы, антибиотики и многое другое, чтобы обеспечить наилучшие шансы вакцины на организм. Разработчики вакцин тщательно сочетают идеальную формулу, которая поможет иммуногенной части вакцины справиться со своей задачей.
Это также та область, которая наиболее широко обсуждалась как в средствах массовой информации, так и в кругах теории заговора. Химические вещества, используемые для адъювантов, молекулы, которые усиливают иммунные свойства вакцины, подвергаются тщательному анализу на предмет их потенциальной токсичности для организма.
Алюминиевые соединения являются часто используемым адъювантом. Это вызвало обеспокоенность общественности в отношении токсичности. Кроме того, тимеросал, адъювант на основе ртути, был запрещен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов по поводу проблем со здоровьем. Хотя такие соединения токсичны для организма, их количество в рецептуре слишком мало, чтобы вызвать какие-либо серьезные побочные эффекты.
С учетом сказанного, адъювантные исследования направлены на решение потенциальных проблем со здоровьем и пытаются сформулировать молекулы, которые являются более безопасными и более эффективными, чем молекулы, используемые в прошлом.
Начиная с момента “открытия” коровьей оспы Дженнер, вакцины спасли миллионы жизней за эти годы. Есть множество новых технологий, которые тестируются, таких как мРНК вакцины, а также адъюванты, разработанные с помощью рекомбинантных технологий. Эти новые стратегии дают надежду на потенциальное излечение от вирусных заболеваний, которые продолжают поражать значительную часть населения земного шара.
