Metodologie
Živé atenuované vakcíny obsahují verzi živého patogenního mikroba, který byl v laboratoři oslaben nebo oslaben tak, že ztratil svou významnou patogenitu (schéma 26.1). Toho se dosáhne sériovým průchodem cizím hostitelem (tkáňovou kulturou, embryonálními vajíčky nebo živými zvířaty po více generací). Tímto prodlouženým pasážováním se do nového hostitele vnese jedna nebo více mutací. Zmutovaný patogen se výrazně liší od původní patogenní formy, takže nemůže způsobit onemocnění u původního hostitele, ale může účinně vyvolat imunitní odpověď. Živé vakcíny s oslabenými viry se připravují z oslabených kmenů, které jsou téměř nebo zcela zbaveny patogenity, ale jsou schopny vyvolat ochrannou imunitní odpověď. Množí se v lidském hostiteli a poskytují kontinuální antigenní stimulaci po určitou dobu. K atenuaci virů pro výrobu vakcín bylo použito několik metod.
PROUDOVÝ CHART 26.1. Živé oslabené vakcíny
Živé oslabené vakcíny při replikaci v hostiteli stimulují ochranné imunitní reakce. Virové proteiny vytvořené v hostiteli se uvolňují do extracelulárního prostoru obklopujícího infikované buňky a poté jsou získávány, internalizovány a tráveny mrchožrouty, buňkami prezentujícími antigen (APC), které cirkulují po celém těle. Mezi tyto APC patří makrofágy, dendritické buňky a B-buňky, které spolupracují na rozšíření imunitní odpovědi. APC recirkulují a na svém buněčném povrchu zobrazují fragmenty zpracovaného antigenu připojené k antigenům MHC II. třídy. Tento komplex zpracovaného peptidu cizího antigenu a hostitelských antigenů MHC II. třídy tvoří součást specifického signálu, kterým APC (spolu s komplexem peptidů MHC) spouští aktivaci T-helper lymfocytů. Druhá část aktivačního signálu pochází od samotných APC, které na svém buněčném povrchu zobrazují ko-stimulační molekuly spolu s komplexy MHC-antigen. Obě tyto molekuly podporují expanzi a aktivaci T-buněk prostřednictvím interakce s příslušnými ligandy, komplexem T-buněčných receptorů (TCR) a ko-stimulačními receptory CD28/CTLA4 přítomnými na povrchu T-buněk. Aktivované T-buňky vylučují molekuly, které působí jako silné aktivátory imunitních buněk. Také virové proteiny, které vznikají v hostitelských buňkách, jsou zpracovávány prostřednictvím degradace proteazomem. Malé části těchto zpracovaných intracelulárních proteinů se spojují s cytosolovými MHC hostitelské buňky třídy I a zobrazují se na povrchu buněk. Tyto komplexy jsou společně rozpoznávány druhou třídou T-buněk, zabíječskými nebo cytotoxickými buňkami. Toto rozpoznání spolu s další stimulací ze strany APC a produkcí cytokiny stimulovaných T buněk je zodpovědné za vývoj zralých cytotoxických T buněk (CTL) schopných ničit infikované buňky. Ve většině případů vyvolává živá infekce celoživotní imunitu. K dispozici jsou důkazy, které svědčí ve prospěch zásadní úlohy cytokinů při diferenciaci paměťových buněk. Pomocnými T (Th) buňkami regulovaná imunita B-buněk postupuje v uspořádané kaskádě buněčného vývoje, který vrcholí tvorbou antigenně specifických paměťových B-buněk. Rozpoznávání peptidových komplexů MHC II. třídy na aktivovaných antigen prezentujících buňkách je rozhodující pro účinnou selekci TH buněk, klonální expanzi a rozvoj efektorových funkcí TH buněk. Interakce mezi efektorovými Th-buňkami a B-buňkami pak podporují vývoj buď krátce žijících plazmatických buněk (PC), nebo zárodečných center (GC). Tato GC se rozšiřují, diverzifikují a vybírají vysoce afinitní varianty antigenně specifických B-buněk pro vstup do dlouhožijícího kompartmentu paměťových B-buněk. Po opětovné výzvě antigenem paměťové B buňky rychle expandují a diferencují se v PC pod kognitivní kontrolou paměťových TH buněk. Ačkoli jsou živé, oslabené preparáty vakcínami volby, představují riziko reverze do své patogenní formy a mohou způsobit infekci.
Použití příbuzného viru z jiného zvířete: Nejstarším příkladem bylo použití kravských neštovic k prevenci pravých neštovic.
Podání patogenního nebo částečně oslabeného viru nepřirozenou cestou: Virulence viru je často snížena, pokud je podán nepřirozenou cestou. Tento princip se využívá při imunizaci vojenských rekrutů proti syndromu respirační tísně dospělých pomocí enterálně potahovaného živého adenoviru typu 4, 7 a 21.
Podání viru v „nepřirozeném hostiteli“ nebo hostitelské buňce: Často se oslabená forma organismu (nebo viru) získává sériovou pasáží nebo kultivací aktivního organismu v kultivačním médiu nebo buňkách. V těchto případech není molekulární podstata oslabení známa. Všechny hlavní vakcíny používané u lidí a zvířat byly získány tímto způsobem. Po opakovaných pasážích je virus podán přirozenému hostiteli. Počáteční pasáže se provádějí na zdravých zvířatech nebo v primárních buněčných kulturách. Existuje několik příkladů tohoto přístupu: kmen 17D žluté zimnice byl vyvinut pasážováním u myší a poté u kuřecích embryí. Polioviry byly pasážovány v buňkách opičích ledvin a spalničky ve fibroblastech kuřecích embryí. V současné době se hojně používají lidské diploidní buňky (např. WI-38 a MRC-5). Molekulární podstata hostitelské mutace, která je základem oslabení patogenů, je teprve nyní pochopena.
Pro některé viry lze relativně snadno vytvořit živé oslabené vakcíny. Touto metodou se vyrábějí například vakcíny proti spalničkám, příušnicím a planým neštovicím. U bakterií se živé oslabené vakcíny vytvářejí obtížněji. Bakterie mají tisíce genů, a proto je mnohem obtížnější je kontrolovat. Vědci pracující na živé vakcíně pro bakterie by však mohli být schopni pomocí technologie rekombinantní DNA odstranit několik klíčových genů. Tento přístup byl použit k vytvoření vakcíny proti Vibrio cholerae, které způsobuje choleru. Živá vakcína proti choleře však nebyla ve Spojených státech licencována.
Vývoj mutantů citlivých na teplotu: Tuto metodu lze použít ve spojení s výše uvedenou metodou.
Živé oslabené vakcíny nelze podávat osobám s oslabeným nebo poškozeným imunitním systémem. Pro zachování účinnosti vyžadují živé atenuované vakcíny chlazení a ochranu před světlem.
Příklady v současnosti dostupných živých atenuovaných vakcín proti virovým infekcím zahrnují spalničky, příušnice, zarděnky (MMR), kravské neštovice, žlutou zimnici, chřipku (intranazální vakcína FluMist®) a orální vakcínu proti dětské obrně. Mezi živé atenuované bakteriální vakcíny patří vakcína proti tuberkulóze, BCG a orální vakcína proti břišnímu tyfu.
Dnes je pravděpodobné, že regulační orgány budou vyžadovat pochopení podstaty atenuace. Proto vývoj jakékoli nové atenuované formy mykobakterie pro použití jako kandidátské vakcíny bude pravděpodobně zahrnovat zavedení jedné nebo více specifických mutací do genomu patogenu. Mezi pravděpodobné kandidáty patří mutace, které narušují syntézu aminokyseliny nebo složky nukleové kyseliny nezbytné pro růst organismu.
Některé příklady takových živých vakcín již byly připraveny a hodnoceny v preklinických studiích.
.