Ensimmäiset ihmisrokotteet viruksia vastaan perustuivat heikompien tai heikennettyjen virusten käyttöön immuniteetin luomiseksi. Isorokkorokotteessa käytettiin lehmärokkoa, rokkovirusta, joka oli tarpeeksi samankaltainen kuin isorokko, jotta sitä vastaan voitiin suojautua, mutta joka ei yleensä aiheuttanut vakavaa sairautta. Rabies oli ensimmäinen laboratoriossa heikennetty virus, jolla luotiin rokote ihmisille.
Rokotteita valmistetaan useilla eri prosesseilla. Ne voivat sisältää eläviä viruksia, jotka on heikennetty (heikennetty tai muutettu siten, etteivät ne aiheuta sairautta); inaktivoituja tai tapettuja organismeja tai viruksia; inaktivoituja toksiineja (bakteeritaudeissa, joissa bakteerien tuottamat toksiinit, eivät itse bakteerit, aiheuttavat sairauden); tai pelkkiä taudinaiheuttajan osia (tähän kuuluvat sekä alayksikkö- että konjugaattirokotteet).
| Rokotetyyppi | Tyyppiä olevat rokotteet U.S.:ssa. Recommended Childhood (ages 0-6) Immunization Schedule |
| Live, attenuated | Measles, mumps, vihurirokko (MMR-yhdistelmärokote) Varicella (vesirokko) Influenssa (nenäsumute) Rotavirus |
| Inaktivoitu/tappo | Polio (IPV) Hepatiitti A |
| Toksiini (inaktivoitu toksiini) | Difteria, jäykkäkouristus (osa DTaP-yhdistelmärokotusta) |
| Alayksikkö/konjugaatti | Hepatiitti B Influenssa (injektio) Haemophilus influenza b-tyyppi (Hib) Karkotauti (osa yhdistelmärokotusta DTaP immunisaatio) Pneumokokki Meningokokki |
|
Rokotetyyppi |
Muut saatavilla olevat rokotteet |
|
Liv, heikennetty |
Zoster (vyöruusu) Keltainen kuume |
|
Inaktivoitu/tapettu |
Rabies |
|
Alayksikkö/konjugaatti |
Human papilloomavirus (HPV) |
Elint, heikennettyjä rokotteita, joita suositellaan tällä hetkellä osana U.S. Childhood Immunization Schedule -rokotusohjelmaan kuuluvat tuhkarokkoa, sikotautia ja vihurirokkoa (yhdistetyn MMR-rokotteen kautta), vesirokkoa ja influenssaa vastaan (kausi-influenssarokotteen nenäsumutteessa). Elävien, heikennettyjen rokotteiden lisäksi rokotusohjelmaan sisältyy rokotteita jokaisesta muusta tärkeimmästä rokotetyypistä – katso edellä olevasta taulukosta jaottelu rokotetyypeistä suositellussa lapsuusiän rokotusohjelmassa.
Erilaiset rokotetyypit vaativat kukin erilaisia kehitystekniikoita. Kukin alla oleva jakso käsittelee yhtä rokotetyyppiä.
Elävät, heikennetyt rokotteet
Vahvistettuja rokotteita voidaan valmistaa useilla eri tavoilla. Joihinkin yleisimpiin menetelmiin kuuluu tautia aiheuttavan viruksen kuljettaminen soluviljelmien tai eläinten alkioiden (tyypillisesti kananpoikasten alkioiden) läpi. Kun käytetään esimerkkinä kanan alkioita, virusta kasvatetaan sarjan eri alkioissa. Jokaisen läpikäynnin myötä virus paranee replikoitumaan poikasen soluissa, mutta menettää kykynsä replikoitua ihmisen soluissa. Rokotteessa käytettäväksi tarkoitettua virusta voidaan kasvattaa jopa 200 eri alkion tai soluviljelmän läpi. Lopulta heikennetty virus ei kykene lisääntymään hyvin (tai lainkaan) ihmissoluissa, ja sitä voidaan käyttää rokotteessa. Kaikki menetelmät, joissa virus johdetaan muun kuin ihmisisännän läpi, tuottavat viruksen version, jonka ihmisen immuunijärjestelmä voi edelleen tunnistaa, mutta joka ei pysty lisääntymään hyvin ihmisisännässä.
Kun tuloksena syntynyt rokotevirus annetaan ihmiselle, se ei pysty lisääntymään niin paljon, että se aiheuttaisi sairastumista, mutta se herättää silti immuunivasteen, joka voi suojata tulevaa infektiota vastaan.
Yksi huolenaiheeksi on otettava huomioon mahdollisuus, että rokotevirus voi palata muotoonsa, joka pystyy aiheuttamaan taudin. Mutaatiot, joita voi tapahtua rokoteviruksen replikoituessa elimistössä, voivat johtaa virulentimpaan kantaan. Tämä on hyvin epätodennäköistä, koska rokoteviruksen kyky lisääntyä ylipäätään on rajallinen, mutta se otetaan kuitenkin huomioon heikennettyä rokotetta kehitettäessä. On syytä huomata, että mutaatiot ovat jokseenkin yleisiä suun kautta otettavassa poliorokotteessa (oral polio vaccine, OPV), joka on elävä rokote, joka nautitaan injektion sijaan. Rokotevirus voi mutaantua virulentiksi ja aiheuttaa harvinaisia halvauspoliotapauksia. Tästä syystä OPV:tä ei enää käytetä Yhdysvalloissa, ja se on korvattu suositellussa lasten rokotusohjelmassa inaktivoidulla poliorokotteella (inactivated polio vaccine, IPV).
Elävän heikennetyn rokotteen antama suoja kestää tyypillisesti kauemmin kuin tapetun tai inaktivoidun rokotteen antama suoja.
Tapetut tai inaktivoidut rokotteet
Yksi vaihtoehdoksi heikennetyille rokotteille on tapettu tai inaktivoitu rokote. Tämäntyyppiset rokotteet luodaan inaktivoimalla taudinaiheuttaja, yleensä käyttämällä lämpöä tai kemikaaleja, kuten formaldehydiä tai formaliinia. Tämä tuhoaa taudinaiheuttajan kyvyn lisääntyä, mutta pitää sen ”ehjänä”, jotta immuunijärjestelmä voi edelleen tunnistaa sen. (”Inaktivoitua” käytetään yleensä ”tapetun” sijasta viittaamaan tämäntyyppisiin virusrokotteisiin, koska viruksia ei yleensä pidetä elävinä.)
Koska tapetut tai inaktivoidut taudinaiheuttajat eivät kykene lisääntymään lainkaan, ne eivät voi muuttua virulentimmiksi muodoiksi, jotka kykenevät aiheuttamaan tautia (kuten edellä on käsitelty elävien, heikennettyjen rokotteiden yhteydessä). Ne antavat kuitenkin yleensä lyhyemmän suojan kuin elävät rokotteet, ja ne vaativat todennäköisemmin tehosterokotuksia pitkäaikaisen immuniteetin luomiseksi. Yhdysvaltain suositeltuun lasten rokotusohjelmaan kuuluvia tapettuja tai inaktivoituja rokotteita ovat muun muassa inaktivoitu poliorokote ja kausi-influenssarokote (pistosmuodossa).
Toksoidit
Joitakin bakteeritauteja ei aiheuta suoraan bakteeri itsessään, vaan bakteerin tuottama toksiini. Yksi esimerkki on jäykkäkouristus: sen oireita ei aiheuta Clostridium tetani -bakteeri, vaan sen tuottama hermomyrkky (tetanospasmin). Tämäntyyppisiä taudinaiheuttajia vastaan voidaan tehdä immunisaatioita inaktivoimalla taudin oireita aiheuttava toksiini. Kuten tapetuissa tai inaktivoiduissa rokotteissa käytettävien organismien tai virusten kohdalla, tämä voidaan tehdä käsittelemällä ne kemiallisella aineella, kuten formaliinilla, tai käyttämällä lämpöä tai muita menetelmiä.
Inaktivoituja toksiineja käyttäen luotuja immunisaatioita kutsutaan toksoideiksi. Toksoidit voidaan itse asiassa katsoa tapetuiksi tai inaktivoiduiksi rokotteiksi, mutta niille annetaan joskus oma kategoriansa korostamaan sitä tosiasiaa, että ne sisältävät inaktivoitua toksiinia eivätkä inaktivoitua bakteerimuotoa.
Yhdysvaltalaisessa suositellussa lasten rokotusohjelmassa oleviin toksoidirokotteisiin kuuluvat jäykkäkouristus- ja kurkkumätärokotukset, joita on saatavana yhdistelmämuodossa.
Alayksikkö- ja konjugaattirokotteet
Kumpikin alayksikkö- ja konjugaattirokote sisältää vain osia taudinaiheuttajista, joita vastaan ne suojaavat.
Alayksikkörokotteissa käytetään vain osaa kohteena olevasta taudinaiheuttajasta immuunijärjestelmän vasteen aikaansaamiseksi. Tämä voidaan tehdä eristämällä patogeenista tietty proteiini ja esittämällä se antigeeninä yksinään. Asellulaarinen hinkuyskärokote ja influenssarokote (pistosmuodossa) ovat esimerkkejä alayksikkörokotteista.
Toinen alayksikkörokotetyyppi voidaan luoda geenitekniikan avulla. Rokoteproteiinia koodaava geeni lisätään toiseen virukseen tai tuottajasoluihin viljelyssä. Kun kantajavirus lisääntyy tai kun tuottajasolu metaboloituu, syntyy myös rokoteproteiini. Tämän lähestymistavan lopputuloksena on rekombinanttirokote: immuunijärjestelmä tunnistaa ilmentyneen proteiinin ja antaa tulevaisuudessa suojan kohdevirusta vastaan. Yhdysvalloissa tällä hetkellä käytössä oleva hepatiitti B -rokote on rekombinanttirokote.
Toinen geenitekniikan avulla valmistettu rokote on ihmisen papilloomavirusrokote (HPV). Saatavilla on kahta erilaista HPV-rokotetta – toinen antaa suojan kahta ja toinen neljää HPV-kantaa vastaan – mutta molemmat valmistetaan samalla tavalla: kutakin kantaa varten eristetään yksi virusproteiini. Kun nämä proteiinit ilmentyvät, syntyy viruksen kaltaisia hiukkasia (VLP). Nämä VLP:t eivät sisällä virusten geneettistä materiaalia, eivätkä ne voi aiheuttaa sairautta, mutta ne saavat aikaan immuunivasteen, joka antaa tulevan suojan HPV:tä vastaan.
Konjugaattirokotteet ovat jossain määrin samankaltaisia kuin rekombinanttirokotteet: ne valmistetaan käyttämällä kahden eri komponentin yhdistelmää. Konjugaattirokotteet valmistetaan kuitenkin käyttämällä osia bakteerien kuorista. Nämä kuoret yhdistetään kemiallisesti kantajaproteiiniin, ja yhdistelmää käytetään rokotteena. Konjugaattirokotteita käytetään voimakkaamman, yhdistetyn immuunivasteen aikaansaamiseksi: tyypillisesti esitettävä bakteerin ”pala” ei yksinään aiheuttaisi voimakasta immuunivastetta, kun taas kantajaproteiini aiheuttaisi. Bakteeripala ei voi aiheuttaa sairautta, mutta yhdistettynä kantajaproteiiniin se voi luoda immuniteetin tulevaa tartuntaa vastaan. Nykyisin käytössä olevat lasten rokotteet pneumokokki-bakteeri-infektioita vastaan valmistetaan tällä tekniikalla.
Lisätietoa
Tutkijat kehittävät edelleen uusia rokotetyyppejä ja parantavat nykyisiä lähestymistapoja. Lisätietoja kokeellisista rokotteista ja antotekniikoista on artikkelissamme The Future of Immunization.