Як створюють вакцини

Вакцинація

Після вакцинації потрібно продовжувати дотримуватись протиепідемічних заходів

Які інгредієнти входять до складу вакцини?

До складу вакцин входять різноманітні інгредієнти: антигени, стабілізатори, ад’юванти, антибіотики та консерванти . Ці складники включені в більшість вакцин, ними користуються вже впродовж значного часу.

Кожен компонент вакцини використовується для конкретної мети, кожен інгредієнт тестується у процесі виробництва.

Антигени

Антигени – це основний компонент вакцин, вони є цілими мікроорганізмами або ж їхніми частинами та продуктами життєдіяльності (токсини), які імунна система розпізнає як „чужорідні” та генерує захисну імунну відповідь на вакцину. У залежності від антигенів вакцини можна розділити на:

  • живі атенуйовані або ж ослаблені (вакцини БЦЖ, КПК, ОПВ);
  • інактивовані (ІПВ);
  • субодиничні (ХІБ, пневмококова);
  • токсоїди або інактивовані токсини (дифтерія, правець).

Консерванти

Консерванти застосовують для забезпечення стерильності, інактивації вірусів та токсинів у вакцинах. Найчастіше консерванти додають у багатодозові вакцини для запобігання контамінації після відкриття флакону. Вони включають різноманітні речовини, серед найбільш поширених є похідні тіомерсалу, формальдегіду. Найбільш широко використовується консервант є 2-феноксіетанол, який застосовують протягом багатьох років у низці вакцин і продуктів для догляду за немовлятами. Цей консервант безпечний для використання в вакцинах, оскільки він мало токсичний для людей.

Деякі вакцини не мають консервантів, тому час зберігання відкритих багатодозових флаконів з ними – обмежений.

Стабілізатори

Стабілізатори – речовини, які використовуються для збереження цілісності активних інгредієнтів під час виготовлення, зберігання та транспортування вакцин. Речовини, що слугують стабілізаторами широко застосовують у фармацевтичній сфері: желатин, лактоза і сахароза, альбуміни, амінокислоти (гліцин), полісорбат, тощо. Стабілізатори запобігають хімічні реакції всередині вакцини і утримують компоненти вакцини від прилипання до флакону. Відсутність цих речовин може порушити стабільність вакцини, що може спричинити втрату антигенності та зниження імунної відповіді. Серед факторів, які впливають на стабільність можна виділити температуру, кислотність або ж лужність середовища.

Поверхнево-активні речовини зберігають всі інгредієнти вакцини у змішаному стані. Вони запобігають утворенню осаду і склеюванню елементів, що перебувають в рідкій формі вакцини. Вони також часто використовуються в харчових продуктах, таких як морозиво.

Домішки

Домішки – це різні речовини, що використовуються під час виготовлення або виробництва вакцин, які не є активними інгредієнтами готової вакцини. Речовини варіюються залежно від виробничого процесу і можуть включати яєчні білки, дріжджі або антибіотики. Залишкові сліди цих речовин, які можуть бути наявними у вакцині, є настільки маленькими, що їх необхідно вимірювати в частинах на мільйон або в частинах на мільярд.

Розчинники

Розчинник – це рідина, яка використовується для розведення вакцини до правильної концентрації безпосередньо перед її використанням. Найчастіше в якості розчинника використовується стерильна вода.

Ад’юванти

Деякі вакцини містять також ад’юванти. Ад’ювант покращує імунну реакцію на вакцину іноді шляхом більш тривалого утримання вакцини в місці ін’єкції або стимулювання місцевих імунних клітин.

Ад’ювантом може бути незначна кількість алюмінієвих солей (наприклад, фосфат алюмінію, гідроксид алюмінію або сульфат калію-алюмінію). Доведено, що алюміній не викликає будь-яких довгострокових проблем зі здоров’ям, і люди регулярно споживають алюміній під час їжі і пиття.

Як розробляють вакцини?

Як і всі лікарські засоби, кожна вакцина повинна пройти масштабне ретельне тестування для оцінки її безпеки, перш ніж вона може бути включена в програму вакцинації в країнах.

Кожна вакцина, що розробляється, повинна спочатку пройти перевірки й оцінювання, які допомагають визначити, який антиген слід використовувати, щоб викликати імунну реакцію. Ця доклінічна фаза випробувань проводиться без участі людей. Експериментальні вакцини спочатку тестуються на тваринах для оцінки їхньої безпеки і здатності запобігати хворобі.

Якщо вакцина викликає імунну реакцію, вона потім тестується в рамках клінічних випробувань за участю людей. Такі клінічні випробування складаються з трьох фаз.

Фаза 1

Вакцина вводиться невеликій кількості добровольців, щоб оцінити її безпеку, переконатися, що вона генерує імунну реакцію, і визначити правильну дозу. Як правило, під час цієї фази випробувань вакцини тестуються на молодих добровольцях.

Фаза 2

У цій фазі вакцину вводять сотням добровольців для подальшої оцінки її безпеки і здатності генерувати імунну реакцію. Учасники цієї фази випробувань мають такі ж характеристики (вік і стать), що і люди, для яких призначається вакцина. Зазвичай на цьому етапі проводиться кілька випробувань для оцінки різних вікових груп і різних складів вакцини. На цьому етапі в випробування зазвичай включається група, яка не отримувала вакцину як група порівняння, щоб визначити, чи належать зміни, що відбулися у вакцинованої групі учасників, до дії вакцини або ж вони відбулися випадково.

Фаза 3

Вакцина вводиться тисячам добровольців. Потім цю групу добровольців порівнюють з аналогічною групою людей, які отримували плацебо. Так визначають, чи ефективна вакцина проти хвороби, для захисту від якої вона призначається, а також вивчається її безпечність. Це дослідження проводиться у різних країнах і в різних місцях всередині країн, щоб упевнитися, що отримані результати ефективності вакцини застосовні до різних груп населення.

Під час випробувань другої і третьої фази і добровольці, і вчені, які проводять дослідження, не знають, хто з охочих отримав випробовувану вакцину, а хто – продукт порівняння (плацебо). Цей метод, званий “сліпий експеримент”, необхідний аби впевнитися, що ні добровольці, ні вчені не змінювали свою думку щодо безпеки та ефективності вакцини через те, що знали, який саме продукт вони отримали. Після завершення випробувань і отримання всіх результатів добровольців і вчених-випробувачів інформують, хто отримав вакцину, а хто – продукт порівняння.

Види вакцин проти COVID-19

У світі розробляються та використовуються такі види вакцин проти COVID-19:

Вірусні

1.       Інактивована вакцина

Це вакцина, що містить інактивований (вбитий) вірус. У цих вакцинах вірус втрачає свою інфекційну здатність внаслідок впливу хімічних речовин, таких як формальдегід, або при дії тепла. Однак для виготовлення таких вакцин початково потрібна велика кількість живого вірусу.

За схожим принципом працюють вакцини проти поліомієліту та грипу.

Вакцини з інактивованим вірусом безпечні для імуноскомпроментованих осіб.

Вакцина CoronaVac/Sinovac Biotech є інактивованою вірусною вакциною.

Жива ослаблена вакцина

Вакцина CoronaVac/Sinovac Biotech є інактивованою вірусною вакциною.

Вакцини, що містять живий ослаблений (атенуйований) вірус, схожі з вакциною проти кору, краснухи та епідемічного паротиту. Ослаблення вірусу здійснюється за допомогою пасажів в культурі клітин тварин або людини до тих пір, поки вірус не матиме мутації, які знижують його патогенність.

2.       Вірусна векторна вакцина

Вакцина з вірусним вектором, що реплікується

Вакцина «реплікується» в клітині. Зазвичай безпечні і індукують сильну імунну відповідь. Однак наявність імунітету до вірусу-вектору, може знизити ефективність вакцини.

За таким принципом працює вакцина проти кору.

Нещодавно ліцензована вакцина проти лихоманки Ебола є прикладом векторної вакцини.

Вакцина з вірусним вектором, що НЕ реплікується (наприклад, аденовірус)

Застосування вірусного вектора давно використовується в генній терапії. Для індукування довготривалого імунітету можуть знадобитися бустерні дози.

Вакцина виробництва AstraZeneca, відома як ChAdOx1 nCoV-19 або AZD1222, містить вірусний вектор, що не реплікується.

3.       Білкові вакцини

Вакцини з основною одиницею – шиповидним білком

Основною білковою субодиницею вірусу є шиповидний білок вірусу або його частина — «рецептор-зв’язуючий домен». Аналогічні вакцини були розроблені проти вірусу, що викликає тяжкий гострий респіраторний синдром, забезпечували захист від інфекції у мавп, але на людях ці вакцини не випробовувалися.

Для забезпечення їхньої ефективності може знадобитися включення ад’ювантів у складі, а також введення декількох доз вакцин.

Вакцина проти гепатиту В – це білкова субодинична вакцина.

Вакцини з основною одиницею – вірусоподібною часткою

Порожні вірусні оболонки імітують структуру коронавіруса, але не можуть заражати, оскільки в них відсутній генетичний матеріал. На сьогодні кілька дослідницьких груп займаються розробкою вакцин на основі вірусоподібних частинок (VLP — Virus-Like Particles). Вакцини здатні викликати потужну імунну відповідь, але їх виробництво може бути складним.

Вакцина проти вірусу папіломи людини – це вакцина, що містить вірусоподібні частинки.

Серед вакцин проти COVID-19 білкову вакцину розробляє Novavax.

4.       Вакцини на основі нуклеїнових кислот

Вакцини на основі нуклеїнових кислот відносно нові. Механізм дії цього типу вакцин — введення в організм людини молекул ДНК або РНК, з яких у подальшому “зчитується” інформація про білки мікроорганізму-збудника.

Ці білки створюються всередині клітини щепленої особи, а потім демонструються на їхній поверхні, презентуються імунним клітинами, унаслідок чого до них виробляється імунна відповідь. Вони схожі за механізмом дії на вакцини з вірусним вектором, але для них вектором можуть слугувати інші структури, які проникають через клітинну стінку —наприклад, плазміди або ліпосоми. ДНК-вакцини — вже відома технологія, а от РНК-вакцини (переважно з використанням мРНК) — достатньо новий метод.

Вакцини проти COVID-19, розроблені за такою технологією – це BNT162b2 (загальна назва – тозінамеран, торгова марка Comirnaty) від Pfizer-BioNTech та мРНК-1273 Moderna.