Типы вакцин, механизмы действия и иммуногенность

Вакцины индуцируют защитный иммунитет, представляя иммунной системе антигены в различных формах: от цельных инактивированных или живых аттенуированных организмов до очищенных субъединиц, конъюгатов и нуклеиново-кислотных платформ. В этой статье рассматриваются основные типы вакцин, то, как каждый из них взаимодействует с иммунной системой, и что подразумевается под иммуногенностью вакцины.

Definition

Вакцина — это препарат антигенного материала (целого патогена, его компонента или инструкций для организма по выработке антигена), вводимый для индукции адаптивного иммунитета против инфекционного агента. Иммуногенность — это способность вакцины вызывать измеримый иммунный ответ, тогда как коррелят защиты — это специфический иммунный маркер, статистически связанный с защитой от заболевания.

Scope

Статья охватывает основные вакцинные платформы и иммунологические механизмы, посредством которых они вызывают антительный и клеточный ответы, а также иммунологическую память, наряду с концепцией иммуногенности и коррелятами защиты, связывающими иммунные ответы с клинической пользой. Это концептуальный и образовательный обзор принципов работы вакцин, а не руководство по выбору или применению конкретной вакцины.

Core questions

• Каковы основные вакцинные платформы и чем они отличаются по способу представления антигена?
• Как живые аттенуированные, инактивированные, субъединичные, конъюгированные и нуклеиново-кислотные вакцины взаимодействуют с иммунной системой?
• Какую роль играют адъюванты и врожденное иммунное распознавание в формировании ответа?
• Что такое иммуногенность и как она связана с коррелятом защиты?
• Почему некоторые вакцины обеспечивают стойкую, пожизненную защиту, в то время как другие требуют ревакцинации?

Key concepts

• Живые аттенуированные вакцины
• Инактивированные (убитые) вакцины
• Субъединичные, рекомбинантные и полисахаридные вакцины
• Конъюгированные вакцины
• Анатоксины
• Вирусные векторные и нуклеиново-кислотные (мРНК/ДНК) платформы
• Адъюванты и активация врожденного иммунитета
• Гуморальный и клеточно-опосредованный ответы
• Иммуногенность и корреляты защиты
• Иммунологическая память и долговечность

Mechanisms

Вакцины действуют, доставляя антиген в иммунную систему в форме, которая запускает врожденное распознавание, презентацию антигена и праймирование антиген-специфических В- и Т-лимфоцитов, генерируя эффекторные ответы и долгоживущую память (Pulendran & Ahmed, 2011). Платформы различаются по способу достижения этого: живые аттенуированные вакцины временно реплицируются и широко стимулируют гуморальный и клеточный иммунитет; инактивированные и субъединичные вакцины представляют нереплицирующийся антиген, часто с адъювантом для усиления ответа; конъюгированные вакцины связывают полисахарид с белком-носителем для вызова Т-клеточной помощи и памяти у маленьких детей; анатоксины нейтрализуют токсин-опосредованные заболевания; а вирусные векторные и нуклеиново-кислотные платформы доставляют генетические инструкции, чтобы клетки реципиента временно экспрессировали антиген (Sadarangani, 2021). Антительные ответы, включая широко нейтрализующие антитела для некоторых патогенов, являются центральными для защиты многих вакцин (Corti & Lanzavecchia, 2013). Иммунный маркер, который отслеживает защиту, называется коррелятом защиты, который направляет оценку вакцин (Plotkin, 2010).

Clinical relevance

Понимание вакцинных платформ и иммуногенности помогает клиницистам и специалистам общественного здравоохранения интерпретировать, почему вакцины различаются по дозировке, продолжительности действия и популяциям, в которых они работают наилучшим образом. Эта статья носит концептуальный и образовательный характер и описывает механизмы действия; она не рекомендует конкретные продукты или способы введения для какого-либо отдельного человека.

History

Разработка вакцин прошла путь от подходов Дженнера и Пастера с использованием цельных организмов через инактивированные, анатоксинные, полисахаридные и конъюгированные вакцины двадцатого века до рекомбинантных субъединичных вакцин, а в последнее время — до вирусных векторных и нуклеиново-кислотных платформ, которые приобрели известность во время пандемии COVID-19 (Sadarangani, 2021). На протяжении всей этой истории объединяющей целью было представление антигена в форме, которая безопасно вызывает защитный, стойкий иммунитет (Pulendran & Ahmed, 2011).

Key figures

• Bali Pulendran
• Rafi Ahmed
• Stanley A. Plotkin
• Antonio Lanzavecchia

Seminal works

• pulendran-2011
• plotkin-2010
• corti-2013

Frequently asked questions

В чем разница между живой аттенуированной и инактивированной вакциной?

Живая аттенуированная вакцина содержит ослабленную, но реплицирующуюся форму организма, которая широко стимулирует иммунитет, часто с длительной защитой. Инактивированная вакцина содержит убитый организм или его компоненты, которые не могут реплицироваться, часто нуждается в адъюванте или нескольких дозах и может требовать ревакцинации.

Что означает иммуногенность?

Иммуногенность — это способность вакцины вызывать измеримый иммунный ответ, такой как антитела или активность Т-клеток. Когда определенный уровень ответа, как показано, коррелирует с защитой от заболевания, это называется коррелятом защиты (Plotkin, 2010).