واکسنهای زیرواحدی و نوترکیب
واکسن زیرواحدی تنها حاوی اجزای منتخب و خالصشده یک پاتوژن است — معمولاً یک یا چند پروتئین یا پلیساکارید — به جای کل ارگانیسم، و واکسنهای نوترکیب این آنتیژنها را در سلولهای مهندسیشده (باکتری، مخمر، سلولهای حشرات یا پستانداران) با استفاده از فناوری DNA نوترکیب تولید میکنند. با ارائه یک آنتیژن کاملاً تعریفشده بدون مواد عفونی، این پلتفرم بسیار ایمن و دقیقاً مشخص است، اما آنتیژن خالصشده اغلب به تنهایی ایمنیزایی ضعیفی دارد و معمولاً برای ایجاد یک پاسخ قوی و محافظتی به یک ادجوانت نیاز دارد.
Definition
واکسن زیرواحدی یا نوترکیب، آمادهسازیای است که تنها حاوی اجزای آنتیژنیک تعریفشده و خالصشده یک پاتوژن است — که به صورت مصنوعی، از طریق خالصسازی، یا از طریق بیان نوترکیب تولید میشود — و اغلب با یک ادجوانت فرموله میشود تا ایمنی محافظتی را بدون هیچ عامل عفونی ایجاد کند.
Scope
این موضوع به چگونگی انتخاب و تولید آنتیژنهای محافظتی (از جمله ذرات شبهویروس، رویکردهای کونژوگه و واکسنشناسی معکوس با هدایت ژنوم)، چرایی نیاز معمولاً آنتیژنهای خالصشده به ادجوانتها، و مزایا و معایب این پلتفرم میپردازد. این یک مرجع روششناختی است و برنامههای ایمنسازی یا توصیههای واجد شرایط بودن را ارائه نمیدهد.
Core questions
- چگونه یک آنتیژن محافظتی شناسایی و به صورت نوترکیب تولید میشود؟
- چرا آنتیژنهای زیرواحدی خالصشده معمولاً به ادجوانت نیاز دارند؟
- چگونه استراتژیهای کونژوگه، ذرات شبهویروس و واکسنشناسی معکوس این پلتفرم را گسترش میدهند؟
Key concepts
- آنتیژن پروتئینی یا پلیساکاریدی خالصشده
- سیستمهای بیان نوترکیب
- ذرات شبهویروس (VLPs)
- کونژوگاسیون پلیساکارید-پروتئین
- نیاز به ادجوانت
- واکسنشناسی معکوس (کشف آنتیژن با هدایت ژنوم)
- ایمنی بالا و تعریف دقیق آنتیژن
Mechanisms
با ارائه تنها آنتیژنهای انتخابشده، واکسنهای زیرواحدی پاسخ ایمنی را بر روی اپیتوپهای محافظتی متمرکز میکنند در حالی که اجزایی را که ممکن است باعث واکنشزایی شوند یا برای محافظت بیاهمیت هستند، حذف میکنند. از آنجا که این آنتیژنهای خالصشده فاقد سیگنالهای خطر یک پاتوژن کامل هستند، اغلب به تنهایی ایمنیزایی ضعیفی دارند و با ادجوانتهایی فرموله میشوند که حسگرهای ایمنی ذاتی را فعال میکنند تا پاسخ تطبیقی را تقویت و شکل دهند. چندین استراتژی مهندسی این پلتفرم را بهبود میبخشند: مونتاژ آنتیژنها به ذرات شبهویروس که هندسه سطح ویروسی را تقلید میکنند، کونژوگه کردن شیمیایی پلیساکاریدهای با ایمنیزایی ضعیف به پروتئینهای حامل برای جذب کمک سلولهای T، و استفاده از توالییابی ژنوم برای شناسایی آنتیژنهای کاندید که نمیتوانند به روشهای سنتی کشت شوند — رویکرد واکسنشناسی معکوس که توسط پیتزا و همکارانش برای مننگوکوک گروه B پیشگام شد.
Clinical relevance
واکسنهای زیرواحدی و نوترکیب یک پلتفرم بسیار تعریفشده و با تحملپذیری بالا را ارائه میدهند که امکان ساخت واکسنهایی علیه پاتوژنهایی را فراهم کرده است که با رویکردهای ارگانیسم کامل به سختی قابل مقابله بودند. درک این پلتفرم توضیح میدهد که چرا چنین واکسنهایی دقیقاً مشخص و ایمن هستند، اما معمولاً برای اثربخشی به ادجوانتها وابسته هستند. این مدخل علم این پلتفرم را توصیف میکند و منبعی برای توصیههای واکسیناسیون فردی نیست.
Epidemiology
واکسنهای نوترکیب و زیرواحدی، از جمله محصولات کونژوگه و ذرات شبهویروس، به طور قابل توجهی به کنترل چندین بیماری باکتریایی و ویروسی کمک کردهاند و سهم عمدهای از واکسنهای دارای مجوز مدرن را تشکیل میدهند که نشاندهنده ایمنی و قابلیت تولید این پلتفرم است.
History
این پلتفرم با فناوری DNA نوترکیب در اواخر قرن بیستم پدیدار شد، که امکان تولید آنتیژنهای محافظتی را در سلولهای مهندسیشده به جای خالصسازی از پاتوژن فراهم کرد. سپس توالییابی ژنوم، واکسنشناسی معکوس — استخراج کل ژنوم برای آنتیژنهای کاندید — را ممکن ساخت که اولین بار در سال ۲۰۰۰ علیه مننگوکوک گروه B نشان داده شد و دامنه طراحی زیرواحدی را به اهداف قبلاً غیرقابل دسترس گسترش داد.
Key figures
- Rino Rappuoli
- Bali Pulendran
- Stanley Plotkin
Related topics
Seminal works
- pizza-2000
- plotkin-2010
Frequently asked questions
- چرا واکسنهای زیرواحدی معمولاً حاوی ادجوانت هستند؟
- آنتیژنهای خالصشده فاقد سیگنالهای خطر ایمنی ذاتی یک پاتوژن کامل هستند، بنابراین اغلب به تنهایی ایمنیزایی ضعیفی دارند؛ یک ادجوانت حسگرهای ذاتی را فعال میکند تا پاسخ تطبیقی را به سمت ایمنی محافظتی تقویت و شکل دهد.
- واکسنشناسی معکوس چیست؟
- این یک استراتژی با هدایت ژنوم است که در آن توالی کامل DNA یک پاتوژن به صورت محاسباتی غربال میشود تا آنتیژنهای پروتئینی کاندید شناسایی شوند، که سپس به صورت نوترکیب تولید و آزمایش میشوند — اولین بار با موفقیت برای مننگوکوک گروه B، هدفی که در برابر رویکردهای سنتی مقاومت کرده بود، به کار گرفته شد.