Відколи Едвард Дженнер вперше відкрив вакцинацію у 18 столітті, цей прорив врятував незліченну кількість життів. До впровадження вакцини проти віспи в одній тільки Європі від цієї хвороби щорічно помирало до 400 000 осіб.
Традиційне лікування від цієї хвороби - варіоляційне - включало відбір зразка у пацієнта з віспою і введення його комусь, хто був схильний до зараження цією хворобою. Варіоляція була ризикованою, враховуючи, що традиційні медики свідомо впроваджували вірус віспи в іншого пацієнта.
Якщо доза була занадто високою, пацієнт міг зіткнутися з повною силою захворювання. Вакцина Дженнера, з іншого боку, застосовувала схожу техніку, але набагато більш безпечну.
Вона народилася зі спостереження, що доярки, які раніше заразилися коров'ятою віспою, не захворіли звичайною.
Едвард Дженнер вирішив провести наукову перевірку. Він ввів 8-річному хлопчикові хворобу коров'ячої віспи. Після того, як хлопчик одужав від коров'ячої віспи, Дженнер заразив хлопчика віспою, якою хворіли люди. Хлопчик не захворів на цю хворобу, оскільки став несприйнятливим до неї. Ця проста вакцина почала революцію в галузі охорони здоров'я, яка триває й донині.
Вчені виявили широкий спектр способів досягнення імунітету проти хвороб. Стратегія Дженнера тепер є одним з елементів зброї, яка широко диверсифікувалася за роки відкриттів і наукових досліджень.
Отже, які стратегії вакцинації доступні нам сьогодні? Щоб зрозуміти, що входить у вакцину, і оцінити нюанси сучасних розробок, важливо зрозуміти, як організм набуває імунітету проти хвороб.
Імунна відповідь і пам'ять
Імунна система реагує на патогени двома способами. Перший - це первинна відповідь, при якій певні імунні клітини без розбору атакують все, що вони вважають чужорідним. Якщо це не може нейтралізувати загрозу, імунна система закликає свої більш спеціалізовані війська, що знаменує собою початок вторинної реакції.
У вторинній відповіді Т-клітини і В-клітини збираються, щоб впоратися з загрозою. В-клітини (В-лімфоцити) будуть виробляти антитіла - хімічні мітки смерті, які сигналізують Т-клітинам і різним іншим імунним клітинам про знищення всього, що пов'язано з антитілом.
Ця система не тільки надзвичайно ефективна, але і вкрай важлива для вакцинації, вона може запам'ятати минулі інфекції від патогенів. Якщо той самий патоген знову потрапляє в організм, імунна система здатна ефективно боротися і швидше знищити його.
Отже, вакциною може бути все, що дає імунній системі довготривалу здатність боротися з певним захворюванням.
Цей висновок призводить нас до ключового компоненту вакцини, який дає імунній системі пам'ять про патоген, з яким він ще не боровся.
Існують різні способи розвитку цього імунітету, як буде пояснено нижче.
Живі аттенуйовані вакцини
Жива аттенуйована вакцина - це шлях, яким слідувала вакцина Едварда Дженнера від коров'ячої віспи. Як випливає з назви, живі вакцини - це живі патогени, які ослаблені, тому вони більше не можуть викликати захворювання, але все ж здатні стимулювати імунну систему.
Ця стимуляція призводить імунні клітини до розвитку пам'яті про хворобу. Ослаблений патоген може бути непатогенним або менш патогенним видом або варіантом хвороботворного організму. Вірус коров'ячої віспи, використаний Дженнером, належав до тієї ж сім'ї, що і вакцина проти віспи, - і тому мав загальні молекулярні маркери, на які імунна система реагувала для боротьби з хворобою.
Досі живі ослаблені вакцини були одними з найуспішніших вакцин в історії. Ці вакцини створюють найдовшу пам'ять проти патогена; у багатьох випадках людям потрібна тільки одна вакцинація, щоб забезпечити майже довічний імунітет проти хвороби. Наприклад, у вакцинах проти віспи, кору і вітряної віспи, використовувалися живі ослаблені вакцини.
Інактивована вакцина
Якщо живий аттенуйований патоген вважається нездійсненним для створення імунітету від захворювання (через безпеку, побічні ефекти або труднощі у створенні безпечного варіанту), вводиться мертвий або інактивований патоген.
Збудник гине в результаті теплової або хімічної обробки, а потім вводиться в організм. Оскільки патоген все ще є чужорідною речовиною і несе всі патогенні маркери, звані антигенами, він здатний генерувати імунну відповідь і викликати формування пам'яті.
Вони не такі ефективні, як живі вакцини, з точки зору надання імунітету організму, тому зазвичай потрібно робити кілька щеплень, званих бустерами.
Суб'єдиночні вакцини, ДНК і генна інженерія
Крім того, існують вакцини, в які не вводиться весь патоген. Замість цього ми руйнуємо патоген, ідентифікуємо антигени на патогені, а потім тільки вводимо ці молекули в організм.
Антиген може бути молекулою цукру в патогені, специфічним білком або, як у випадку вірусу, тільки його капсидом (зовнішня оболонка). Ми можемо винаходити комбінацію цих молекул різним шляхом, щоб стимулювати імунну систему саме так, як ми хочемо.
Є також ДНК-вакцини. Тут замість ін'єкції найбільш антигенної молекули вводиться ДНК, яка кодує ці молекули. Деякі клітини-господарі будуть експортувати антигенний код в ДНК (це аномальна, але нормальна поведінка клітин-господарів), що призведе до імунізації.
Крім цього, існують нові технології вакцин, що використовують різні методи генної інженерії, щоб зробити вакцини більш безпечними і високоточними інструментами для боротьби з такими хворобами, як рак і ВІЛ.
Ад'юванти, хімічні вакцини та інше:
Вакцини робляться не тільки з ослабленого патогена або антигенів у водному розчині.
Існують ад'юванти, консерванти, стабілізатори, антибіотики і багато іншого, щоб забезпечити найкращі шанси вакцини для організму. Розробники вакцин ретельно поєднують ідеальну формулу, яка допоможе імуногенній частині вакцини впоратися зі своїм завданням.
Це також та область, яка найбільш широко обговорювалася як в засобах масової інформації, так і в колах теорії змови. Хімічні речовини, що використовуються для ад'ювантів, молекули, які підсилюють імунні властивості вакцини, піддаються ретельному аналізу на предмет їх потенційної токсичності для організму.
З урахуванням вищесказаного, ад'ювантні дослідження спрямовані на вирішення потенційних проблем зі здоров'ям і на спроби розробити молекули, які є більш безпечними і більш ефективними, ніж молекули, що використовувалися в минулому.
Починаючи з моменту появи першої в світі вакцини, вони врятували мільйони життів. Наприклад, вакцина проти кору, розроблена Морісом Хіллеманом 1963 року, за деякими оцінками, запобігає 1 мільйону смертей на рік.
Сьогодні існує безліч нових технологій, таких як мРНК-вакцини, а також ад'юванти, розроблені за допомогою рекомбінантних технологій. Ці нові стратегії дають надію на створення вакцини проти COVID-19, пандемія якого триває.
