První lidské vakcíny proti virům byly založeny na použití slabších nebo oslabených virů k vytvoření imunity. Vakcína proti neštovicím používala kravské neštovice, poxvirus, který byl dostatečně podobný neštovicím, aby proti nim chránil, ale obvykle nezpůsoboval vážná onemocnění. Vzteklina byla prvním virem oslabeným v laboratoři za účelem vytvoření vakcíny pro člověka.
Vakcíny se vyrábějí několika různými postupy. Mohou obsahovat živé viry, které byly oslabeny (oslabeny nebo změněny tak, aby nezpůsobily onemocnění); inaktivované nebo usmrcené organismy nebo viry; inaktivované toxiny (u bakteriálních onemocnění, kde onemocnění způsobují toxiny vytvořené bakteriemi, a ne bakterie samotné); nebo pouze segmenty patogenu (sem patří jak subjednotkové, tak konjugované vakcíny).
| Typ vakcíny | Vakcíny tohoto typu na území USA. Doporučeném očkovacím kalendáři pro dětský věk (0-6 let) |
| Živé, oslabené | Zarděnky, příušnice, zarděnky (kombinovaná vakcína MMR) Varicela (plané neštovice) Chřipka (nosní sprej) Rotavirus |
| Inaktivovaný/zabitý | Polio (IPV) Hepatitida A |
| Toxoid (inaktivovaný toxin) | Difterie, tetanus (součást kombinovaného očkování DTaP) |
| Subjednotka/konjugát | Hepatitida B Chřipka (injekce) Haemophilus influenza typ b (Hib) Pertuse (součást kombinovaného očkování DTaP. očkování) Pneumokoková Meningokoková |
|
Typ vakcíny |
Další dostupné vakcíny |
|
Živ, atenuovaná |
Zoster (pásový opar) Žlutá zimnice |
|
Inaktivovaná/zabitá |
Zarděnky |
|
Subjednotka/konjugát |
Lidský papilomavirus (HPV) |
Živý, oslabené vakcíny, které jsou v současné době doporučovány jako součást U.S. Childhood Immunization Schedule patří vakcíny proti spalničkám, příušnicím a zarděnkám (prostřednictvím kombinované vakcíny MMR), planým neštovicím (varicella) a chřipce (ve verzi sezónní vakcíny proti chřipce v nosním spreji). Kromě živých oslabených vakcín zahrnuje očkovací kalendář i vakcíny všech ostatních hlavních typů – přehled typů vakcín v doporučeném očkovacím kalendáři pro děti naleznete v tabulce výše.
Různé typy vakcín vyžadují každý jinou techniku vývoje. Každá níže uvedená část se zabývá jedním z typů vakcín.
Živé atenuované vakcíny
Attenuované vakcíny lze vyrábět několika různými způsoby. Některé z nejběžnějších metod zahrnují průchod viru způsobujícího onemocnění sérií buněčných kultur nebo zvířecích embryí (obvykle kuřecích embryí). Na příkladu kuřecích embryí se virus pěstuje v různých embryích v sérii. Při každém průchodu se virus lépe replikuje v buňkách kuřat, ale ztrácí schopnost replikace v lidských buňkách. Virus určený pro použití ve vakcíně může projít „pasážováním“ až 200 různými embryi nebo buněčnými kulturami. Nakonec se oslabený virus nebude schopen dobře (nebo vůbec) replikovat v lidských buňkách a může být použit ve vakcíně. Všechny metody, které zahrnují průchod viru nelidským hostitelem, vytvářejí verzi viru, která může být stále rozpoznána lidským imunitním systémem, ale nemůže se dobře replikovat v lidském hostiteli.
Když je výsledný vakcinační virus podán člověku, nebude se moci replikovat natolik, aby způsobil onemocnění, ale stále bude vyvolávat imunitní odpověď, která může chránit před budoucí infekcí.
Jednou z obav, kterou je třeba zvážit, je možnost, že se vakcinační virus vrátí do formy schopné způsobit onemocnění. Mutace, ke kterým může dojít při replikaci vakcinačního viru v těle, mohou vyústit ve virulentnější kmen. To je velmi nepravděpodobné, protože schopnost vakcinačního viru se vůbec replikovat je omezená, nicméně při vývoji atenuované vakcíny se s tím počítá. Stojí za zmínku, že mutace jsou do jisté míry běžné u orální vakcíny proti dětské obrně (OPV), živé vakcíny, která se požívá místo injekčního podání. Vakcinační virus může zmutovat do virulentní formy a vést k vzácným případům paralytické obrny. Z tohoto důvodu se OPV ve Spojených státech již nepoužívá a v doporučeném očkovacím kalendáři pro děti byla nahrazena inaktivovanou vakcínou proti obrně (IPV).
Ochrana živou atenuovanou vakcínou obvykle převyšuje ochranu poskytovanou usmrcenou nebo inaktivovanou vakcínou.
Usmrcená nebo inaktivovaná vakcína
Jednou z alternativ atenuovaných vakcín je usmrcená nebo inaktivovaná vakcína. Vakcíny tohoto typu vznikají inaktivací patogenu, obvykle za použití tepla nebo chemických látek, jako je formaldehyd nebo formalín. Tím se zničí schopnost patogenu replikovat se, ale zůstane „neporušený“, takže jej imunitní systém může stále rozpoznat. („Inaktivovaný“ se obvykle používá spíše než „usmrcený“ pro označení virových vakcín tohoto typu, protože viry se obecně nepovažují za živé)
Protože se usmrcené nebo inaktivované patogeny nemohou vůbec replikovat, nemohou se vrátit do virulentnější formy schopné vyvolat onemocnění (jak je uvedeno výše u živých, oslabených vakcín). Mají však tendenci poskytovat kratší dobu ochrany než živé vakcíny a je pravděpodobnější, že k vytvoření dlouhodobé imunity budou vyžadovat posilovací dávky. Mezi usmrcené nebo inaktivované vakcíny uvedené v americkém doporučeném očkovacím kalendáři pro děti patří inaktivovaná vakcína proti dětské obrně a vakcína proti sezónní chřipce (ve formě injekcí).
Toxoidy
Některá bakteriální onemocnění nejsou způsobena přímo samotnou bakterií, ale toxinem, který bakterie produkuje. Příkladem je tetanus: jeho příznaky nezpůsobuje bakterie Clostridium tetani, ale neurotoxin, který produkuje (tetanospasmin). Očkování proti tomuto typu patogenu lze provést inaktivací toxinu, který způsobuje příznaky onemocnění. Stejně jako u organismů nebo virů používaných v usmrcených nebo inaktivovaných vakcínách to lze provést ošetřením chemickou látkou, jako je formalín, nebo pomocí tepla či jiných metod.
Imunizace vytvořené pomocí inaktivovaných toxinů se nazývají toxoidy. Toxoidy lze ve skutečnosti považovat za usmrcené nebo inaktivované vakcíny, ale někdy se jim dává vlastní kategorie, aby se zdůraznila skutečnost, že obsahují inaktivovaný toxin, a nikoli inaktivovanou formu bakterií.
Toxoidní očkování v americkém doporučeném očkovacím kalendáři pro děti zahrnuje očkování proti tetanu a záškrtu, které jsou k dispozici v kombinované formě.
Subjednotkové a konjugované vakcíny
Subjednotkové i konjugované vakcíny obsahují pouze části patogenů, proti kterým chrání.
Subjednotkové vakcíny používají k vyvolání reakce imunitního systému pouze část cílového patogenu. Toho lze dosáhnout izolací specifického proteinu z patogenu a jeho samostatnou prezentací jako antigenu. Příkladem podjednotkových vakcín je acelulární vakcína proti černému kašli a vakcína proti chřipce (ve formě injekcí).
Další typ podjednotkové vakcíny lze vytvořit pomocí genového inženýrství. Gen kódující protein vakcíny je vložen do jiného viru nebo do produkčních buněk v kultuře. Když se nosný virus rozmnoží nebo když produkční buňka metabolizuje, vytvoří se také vakcinační protein. Konečným výsledkem tohoto přístupu je rekombinantní vakcína: imunitní systém rozpozná exprimovaný protein a poskytne budoucí ochranu proti cílovému viru. Vakcína proti hepatitidě B, která se v současné době používá ve Spojených státech, je rekombinantní vakcínou.
Další vakcínou vyrobenou pomocí genového inženýrství je vakcína proti lidskému papilomaviru (HPV). K dispozici jsou dva typy vakcín proti HPV – jedna poskytuje ochranu proti dvěma kmenům HPV, druhá proti čtyřem – ale obě jsou vyrobeny stejným způsobem: pro každý kmen je izolován jeden virový protein. Po expresi těchto proteinů se vytvoří částice podobné viru (VLP). Tyto VLP neobsahují žádný genetický materiál virů a nemohou způsobit onemocnění, ale vyvolávají imunitní reakci, která poskytuje budoucí ochranu proti HPV.
Konjugované vakcíny jsou do jisté míry podobné rekombinantním vakcínám: jsou vyrobeny pomocí kombinace dvou různých složek. Konjugované vakcíny se však vyrábějí pomocí částí z obalů bakterií. Tyto obaly jsou chemicky spojeny s nosným proteinem a tato kombinace je použita jako vakcína. Konjugované vakcíny se používají k vytvoření silnější, kombinované imunitní odpovědi: obvykle by předkládaný „kousek“ bakterie sám o sobě silnou imunitní odpověď nevyvolal, zatímco nosný protein ano. Kousek bakterie nemůže způsobit onemocnění, ale v kombinaci s nosným proteinem může vytvořit imunitu proti budoucí infekci. Vakcíny, které se v současné době používají pro děti proti pneumokokovým bakteriálním infekcím, jsou vyrobeny touto technikou.
Další informace
Výzkumníci pokračují ve vývoji nových typů vakcín a zdokonalují současné přístupy. Další informace o experimentálních vakcínách a technikách jejich podávání naleznete v našem článku Budoucnost očkování.
.