De eerste menselijke vaccins tegen virussen waren gebaseerd op het gebruik van zwakkere of verzwakte virussen om immuniteit op te wekken. Het pokkenvaccin maakte gebruik van koepokken, een pokkenvirus dat genoeg op pokken leek om ertegen te beschermen, maar meestal geen ernstige ziekte veroorzaakte. Hondsdolheid was het eerste virus dat in een laboratorium werd verzwakt om een vaccin voor mensen te maken.
Vaccins worden gemaakt met behulp van verschillende processen. Ze kunnen verzwakte (verzwakte of veranderde) levende virussen bevatten; geïnactiveerde of gedode organismen of virussen; geïnactiveerde toxinen (voor bacteriële ziekten waarbij toxinen die door de bacterie worden aangemaakt, en niet de bacterie zelf, ziekte veroorzaken); of louter segmenten van de ziekteverwekker (dit omvat zowel subunit- als conjugaatvaccins).
| Vaccintype | Vaccins van dit type op door de V.S. Aanbevolen kinderimmunisatieschema (leeftijd 0-6) |
| levend, verzwakt | mazelen, bof, rodehond (gecombineerd MMR-vaccin) Varicella (waterpokken) Influenza (neusspray) Rotavirus |
| Geïnactiveerd/gedood | Polio (IPV) Hepatitis A |
| Toxoïde (geïnactiveerd toxine) | Diftherie, tetanus (deel van DTaP gecombineerde immunisatie) |
| Subunit/conjugaat | Hepatitis B Influenza (injectie) Haemophilus influenza type b (Hib) Pertussis (deel van DTaP gecombineerde immunisatie) Pneumokokken Meningokokken |
|
Vaccintype |
Andere beschikbare vaccins |
|
Live, verzwakt |
Zoster (gordelroos) Gele koorts |
|
Geïnactiveerd/gedood |
Rabiës |
|
Subunit/conjugaat |
Humaan papillomavirus (HPV) |
Live, verzwakte vaccins die momenteel worden aanbevolen als onderdeel van hetAmerikaans immunisatieschema voor kinderen zijn onder meer de vaccins tegen mazelen, bof en rodehond (via het gecombineerde MMR-vaccin), varicella (waterpokken) en influenza (in de neussprayversie van het seizoensgriepvaccin). Naast levende, verzwakte vaccins bevat het vaccinatieschema vaccins van elk ander belangrijk type – zie de tabel hierboven voor een uitsplitsing van de vaccintypen op het aanbevolen schema voor kinderen.
De verschillende vaccintypen vereisen elk verschillende ontwikkelingstechnieken. Elk deel hieronder behandelt een van de vaccintypen.
levende, verzwakte vaccins
Verzwakte vaccins kunnen op verschillende manieren worden gemaakt. Bij enkele van de meest gebruikelijke methoden wordt het ziekteveroorzakende virus door een reeks celculturen of dierlijke embryo’s (meestal kuikenembryo’s) geleid. Met kuikenembryo’s als voorbeeld wordt het virus gekweekt in verschillende embryo’s in een reeks. Bij elke passage wordt het virus beter in staat zich in kuikencellen te vermenigvuldigen, maar verliest het zijn vermogen zich in menselijke cellen te vermenigvuldigen. Een virus dat bestemd is om in een vaccin te worden gebruikt, kan in meer dan 200 verschillende embryo’s of celculturen worden gekweekt – “gepasseerd”. Uiteindelijk zal het verzwakte virus niet meer in staat zijn zich goed (of helemaal niet) in menselijke cellen te vermenigvuldigen en kan het in een vaccin worden gebruikt. Alle methoden waarbij een virus door een niet-menselijke gastheer wordt geleid, leveren een versie van het virus op die nog wel door het menselijke immuunsysteem kan worden herkend, maar zich niet goed in een menselijke gastheer kan vermenigvuldigen.
Wanneer het resulterende vaccinvirus aan een mens wordt toegediend, zal het niet in staat zijn zich voldoende te vermenigvuldigen om ziekte te veroorzaken, maar zal het toch een immuunrespons uitlokken die bescherming kan bieden tegen een toekomstige infectie.
Een punt van zorg waarmee rekening moet worden gehouden, is de mogelijkheid dat het vaccinvirus terugkeert naar een vorm die ziekte kan veroorzaken. Mutaties die kunnen optreden wanneer het vaccinvirus zich in het lichaam vermenigvuldigt, kunnen leiden tot een virulentere stam. Dit is zeer onwaarschijnlijk, aangezien het vermogen van het vaccinvirus om zich te vermenigvuldigen beperkt is; er wordt echter wel rekening mee gehouden bij de ontwikkeling van een verzwakt vaccin. Het is vermeldenswaard dat mutaties enigszins gebruikelijk zijn bij het orale poliovaccin (OPV), een levend vaccin dat wordt ingenomen in plaats van ingespoten. Het vaccinvirus kan muteren in een virulente vorm en leiden tot zeldzame gevallen van paralytische polio. Om deze reden wordt OPV in de Verenigde Staten niet langer gebruikt en is het vervangen door het geïnactiveerde poliovaccin (IPV) op het aanbevolen immunisatieschema voor kinderen.
De bescherming van een levend, verzwakt vaccin duurt doorgaans langer dan die van een gedood of geïnactiveerd vaccin.
Geïnactiveerde of gedode vaccins
Een alternatief voor verzwakte vaccins is een gedood of geïnactiveerd vaccin. Vaccins van dit type worden gemaakt door het inactiveren van een ziekteverwekker, meestal met behulp van warmte of chemicaliën zoals formaldehyde of formaline. Hierdoor wordt het vermogen van de ziekteverwekker om zich te vermenigvuldigen vernietigd, maar blijft het “intact”, zodat het immuunsysteem het nog kan herkennen. (“Geïnactiveerd” wordt over het algemeen gebruikt in plaats van “gedood” om te verwijzen naar virale vaccins van dit type, omdat virussen over het algemeen niet als levend worden beschouwd.)
Omdat gedode of geïnactiveerde ziekteverwekkers zich helemaal niet kunnen vermenigvuldigen, kunnen zij niet terugkeren naar een meer virulente vorm die in staat is ziekte te veroorzaken (zoals hierboven besproken met levende, verzwakte vaccins). Zij bieden echter meestal een kortere bescherming dan levende vaccins, en het is waarschijnlijker dat boosters nodig zijn om langdurige immuniteit te creëren. Gedode of geïnactiveerde vaccins op het U.S. Recommended Childhood Immunization Schedule zijn onder andere het geïnactiveerde poliovaccin en het seizoensgriepvaccin (in shotvorm).
Toxoïden
Sommige bacteriële ziekten worden niet direct veroorzaakt door een bacterie zelf, maar door een toxine dat door de bacterie wordt geproduceerd. Een voorbeeld is tetanus: de symptomen worden niet veroorzaakt door de bacterie Clostridium tetani, maar door een neurotoxine dat deze bacterie produceert (tetanospasmine). Immunisaties tegen dit soort ziekteverwekkers kunnen worden gemaakt door het toxine dat de ziekteverschijnselen veroorzaakt te inactiveren. Net als bij organismen of virussen die in gedode of geïnactiveerde vaccins worden gebruikt, kan dit gebeuren door behandeling met een chemische stof zoals formaline, of door gebruik van hitte of andere methoden.
Immunisaties die met behulp van geïnactiveerde toxinen worden gemaakt, worden toxoïden genoemd. Toxoïden kunnen eigenlijk worden beschouwd als gedode of geïnactiveerde vaccins, maar krijgen soms een eigen categorie om te benadrukken dat ze een geïnactiveerd toxine bevatten, en geen geïnactiveerde vorm van bacteriën.
Toxoïde immunisaties op het Amerikaanse aanbevolen immunisatieschema voor kinderen omvatten de tetanus- en difterie-immunisaties, die in een gecombineerde vorm beschikbaar zijn.
Subunit- en Conjugaatvaccins
Subunit- en conjugaatvaccins bevatten slechts stukjes van de ziekteverwekkers waartegen ze bescherming bieden.
Subunitvaccins gebruiken slechts een deel van een doelziekteverwekker om een reactie van het immuunsysteem op te wekken. Dit kan worden gedaan door een specifiek eiwit van een ziekteverwekker te isoleren en dit als een op zichzelf staand antigeen te presenteren. Het acellulaire kinkhoestvaccin en het griepvaccin (in spuitvorm) zijn voorbeelden van subunit-vaccins.
Een ander type subunit-vaccin kan worden gecreëerd via genetische manipulatie. Een gen dat codeert voor een vaccinproteïne wordt ingebracht in een ander virus, of in producerende cellen in een cultuur. Wanneer het dragervirus zich voortplant, of wanneer de productiecel metaboliseert, wordt ook het vaccinproteïne aangemaakt. Het eindresultaat van deze aanpak is een recombinant vaccin: het immuunsysteem zal het tot expressie gebrachte eiwit herkennen en in de toekomst bescherming bieden tegen het doelvirus. Het hepatitis-B-vaccin dat momenteel in de Verenigde Staten wordt gebruikt, is een recombinant vaccin.
Een ander vaccin dat met behulp van gentechnologie is gemaakt, is het vaccin tegen het humaan papillomavirus (HPV). Er zijn twee soorten HPV-vaccins beschikbaar – het ene biedt bescherming tegen twee stammen HPV, het andere tegen vier – maar beide worden op dezelfde manier gemaakt: voor elke stam wordt een enkel viraal eiwit geïsoleerd. Wanneer deze eiwitten tot expressie worden gebracht, ontstaan virusachtige deeltjes (VLP’s). Deze VLP’s bevatten geen genetisch materiaal van de virussen en kunnen geen ziekte veroorzaken, maar roepen een immuunrespons op die in de toekomst bescherming biedt tegen HPV.
Conjugaatvaccins lijken enigszins op recombinante vaccins: zij worden gemaakt met behulp van een combinatie van twee verschillende componenten. Conjugaatvaccins worden echter gemaakt met behulp van stukjes uit de omhulsels van bacteriën. Deze omhulsels worden chemisch gekoppeld aan een dragereiwit, en de combinatie wordt gebruikt als vaccin. Conjugaatvaccins worden gebruikt om een krachtigere, gecombineerde immuunrespons teweeg te brengen: normaal gesproken zou het “stukje” bacterie dat wordt aangeboden op zichzelf geen sterke immuunrespons opwekken, terwijl het dragereiwit dat wel zou doen. Het stukje bacterie kan geen ziekte veroorzaken, maar in combinatie met een dragereiwit kan het immuniteit opwekken tegen toekomstige infectie. De vaccins die momenteel worden gebruikt voor kinderen tegen pneumokokken bacteriële infecties worden gemaakt met behulp van deze techniek.
Meer informatie
Onderzoekers gaan door met het ontwikkelen van nieuwe vaccinsoorten en het verbeteren van de huidige benaderingen. Voor meer informatie over experimentele vaccins en toedieningstechnieken, zie ons artikel De toekomst van immunisatie.