Metodologi
Live, attenuerede vacciner indeholder en version af den levende patogene mikrobe, som er blevet attenueret eller svækket i laboratoriet, så den har mistet sin betydelige patogenicitet (Flow Chart 26.1). Dette opnås ved seriel passage gennem en fremmed vært (vævskultur, embryonerede æg eller levende dyr i flere generationer). Ved denne udvidede passage indføres en eller flere mutationer i den nye vært. Det muterede patogen er væsentligt forskelligt fra den oprindelige patogene form, så det kan ikke forårsage sygdom i den oprindelige vært, men kan effektivt fremkalde immunresponset. Levende, svækkede virusvacciner fremstilles af svækkede stammer, som næsten eller helt er blottet for patogenicitet, men som er i stand til at inducere et beskyttende immunrespons. De formerer sig i den menneskelige vært og giver en kontinuerlig antigenisk stimulering over en periode. Der er blevet anvendt flere metoder til at attenuere virus med henblik på vaccineproduktion.
FLOW CHART 26.1. Levende svækkede vacciner
Live, svækkede vacciner stimulerer beskyttende immunresponser, når de replikerer sig i værten. De virale proteiner, der produceres i værten, frigives i det ekstracellulære rum, der omgiver de inficerede celler, og erhverves, internaliseres og fordøjes derefter af scavengerceller, de antigenpræsenterende celler (APC’er), der cirkulerer i hele kroppen. Disse APC’er omfatter makrofager, dendritiske celler og B-celler, som arbejder sammen for at udvide immunresponsen. APC’erne cirkulerer igen og viser fragmenter af det forarbejdede antigen på deres celleoverflade, som er knyttet til MHC-klasse II-antigener. Dette kompleks af bearbejdet fremmed antigenpeptid og værtens MHC klasse II-antigener udgør en del af det specifikke signal, hvormed APC’erne (sammen med MHC-peptidkomplekset) udløser aktivering af T-hjælper-lymfocytter. Den anden del af aktiveringssignalet kommer fra APC’erne selv, som på deres celleoverflade viser co-stimulerende molekyler sammen med MHC-antigenkomplekser. Begge dele fremmer T-celleudvidelse og aktivering gennem interaktion med deres respektive ligander, T-cellereceptorkomplekset (TCR) og de co-stimulerende receptorer CD28/CTLA4, der findes på T-celleoverfladen. Aktiverede T-celler udskiller molekyler, der fungerer som kraftige aktivatorer af immunceller. Efterhånden som virale proteiner produceres i værtscellerne, behandles de også gennem proteasomnedbrydning. Små dele af disse forarbejdede intracellulære proteiner associeres med cytosolisk værtscelle-MHC klasse I og vises på celleoverfladen. Disse komplekser genkendes sammen af en anden klasse af T-celler, nemlig dræberceller eller cytotoksiske celler. Denne genkendelse er sammen med anden stimulering fra APC’er og produktion af cytokinstimulerede T-celler ansvarlig for udviklingen af modne cytotoksiske T-celler (CTL), der er i stand til at ødelægge inficerede celler. I de fleste tilfælde fremkalder levende infektion livslang immunitet. Der foreligger beviser for, at cytokiner spiller en grundlæggende rolle i differentieringen af hukommelsesceller. Helper T (Th)-celle-reguleret B-celleimmunitet udvikler sig i en ordnet kaskade af cellulær udvikling, som kulminerer med produktion af antigenspecifikke hukommelses-B-celler. Genkendelse af peptid MHC klasse II-komplekser på aktiverede antigenpræsenterende celler er afgørende for effektiv udvælgelse af TH-celler, klonal ekspansion og udvikling af effektiv TH-cellefunktion. Samspil mellem Th-celle-B-celle-effektorer fremmer derefter udviklingen af enten kortlivede plasmaceller (PC’er) eller germinale centre (GC’er). Disse GC’er ekspanderer, diversificeres og udvælger varianter med høj affinitet af antigenspecifikke B-celler med henblik på optagelse i det langlivede hukommelses-B-cellekompartment. Ved fornyet antigenudfordring udvider hukommelses-B-cellerne sig hurtigt og differentierer sig til PC’er under hukommelses-HT-cellernes kontrol. Selv om levende, svækkede præparater er de foretrukne vacciner, udgør de en risiko for at vende tilbage til deres patogene form og kan forårsage infektion.
Anvendelse af et beslægtet virus fra et andet dyr: Det tidligste eksempel var brugen af kopper til at forebygge kopper.
Givelse af patogen eller delvist svækket virus ad unaturlig vej: Virusets virulens er ofte reduceret, når det administreres ad en unaturlig vej. Dette princip anvendes ved immunisering af militærrekrutter mod voksent respiratorisk distress syndrom ved hjælp af enterisk belagt, levende adenovirus type 4, 7 og 21.
Passage af virus i en “unaturlig vært” eller værtscelle: Ofte opnås den svækkede form af organismen (eller viruset) ved seriel passage eller dyrkning af den aktive organisme i kulturmedier eller celler. I disse tilfælde er det molekylære grundlag for svækkelsen ukendt. De vigtigste vacciner, der anvendes til mennesker og dyr, er alle blevet fremstillet på denne måde. Efter gentagne passager indgives virussen til den naturlige vært. De første passager foretages i sunde dyr eller i primære cellekulturer. Der findes flere eksempler på denne fremgangsmåde: 17D-stammen af gul feber blev udviklet ved passage i mus og derefter i kyllingeembryoner. Poliovirus blev passeret i abens nyreceller og mæslinger i kyllingeembryofibroblaster. Der anvendes nu i vid udstrækning menneskelige diploide celler (f.eks. WI-38 og MRC-5). Det er først nu, at man forstår det molekylære grundlag for mutationer i værtsområdet, som er grundlaget for svækkelse af patogener.
Live, svækkede vacciner er relativt nemme at fremstille for visse virusser. Vacciner mod f.eks. mæslinger, fåresyge og skoldkopper fremstilles ved hjælp af denne metode. Det er vanskeligere at fremstille levende, svækkede vacciner mod bakterier. Bakterier har tusindvis af gener og er derfor meget sværere at kontrollere. Forskere, der arbejder på en levende vaccine mod en bakterie, vil dog måske kunne bruge rekombinant DNA-teknologi til at fjerne flere vigtige gener. Denne fremgangsmåde er blevet anvendt til at skabe en vaccine mod Vibrio cholerae, der forårsager kolera. Den levende koleravaccine er dog ikke blevet godkendt i USA.
Udvikling af temperaturfølsomme mutanter: Denne metode kan anvendes sammen med ovennævnte metode.
Live, svækkede vacciner kan ikke administreres til personer med svækket eller beskadiget immunforsvar. For at bevare styrken kræver levende, svækkede vacciner køling og beskyttelse mod lys.
Eksempler på levende, svækkede vacciner mod virale infektioner, der i øjeblikket er tilgængelige, omfatter mæslinger, fåresyge og røde hunde (MMR), kopper, gul feber, influenza (FluMist®) intranasal vaccine) og oral polio-vaccine. Levende, svækkede bakterievacciner omfatter tuberkulosevaccine, BCG-vaccine og oral tyfusvaccine.
I dag er det sandsynligt, at de regulerende myndigheder vil kræve en forståelse af grundlaget for svækkelse. Derfor vil udviklingen af en ny form for svækket mykobakterie til brug som vaccinkandidat sandsynligvis omfatte indførelsen af en eller flere specifikke mutationer i patogenets genom. Blandt de sandsynlige kandidater er mutationer, der forstyrrer syntesen af en aminosyre- eller nukleinsyrekomponent, der er afgørende for organismens vækst.
Der er allerede blevet fremstillet og evalueret nogle eksempler på sådanne levende vacciner i prækliniske forsøg.