วัคซีนชนิดซับยูนิตและวัคซีนลูกผสม

วัคซีนชนิดซับยูนิตประกอบด้วยส่วนประกอบที่คัดเลือกและทำให้บริสุทธิ์ของเชื้อโรคเท่านั้น โดยทั่วไปคือโปรตีนหรือพอลิแซ็กคาไรด์หนึ่งหรือสองชนิด แทนที่จะเป็นเชื้อโรคทั้งตัว และวัคซีนลูกผสมจะผลิตแอนติเจนเหล่านั้นในเซลล์ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม (แบคทีเรีย, ยีสต์, เซลล์แมลง หรือเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) โดยใช้เทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม การนำเสนอแอนติเจนที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนโดยไม่มีวัสดุที่ก่อให้เกิดการติดเชื้อ ทำให้แพลตฟอร์มนี้มีความปลอดภัยสูงและมีลักษณะเฉพาะที่แม่นยำ แต่แอนติเจนที่บริสุทธิ์มักจะกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ไม่ดีนักด้วยตัวมันเอง และโดยทั่วไปแล้วต้องใช้สารเสริมฤทธิ์ (adjuvant) เพื่อสร้างการตอบสนองที่แข็งแกร่งและป้องกันโรคได้

Definition

วัคซีนชนิดซับยูนิตหรือวัคซีนลูกผสมคือการเตรียมที่ประกอบด้วยส่วนประกอบแอนติเจนที่กำหนดและทำให้บริสุทธิ์ของเชื้อโรคเท่านั้น ซึ่งผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ การทำให้บริสุทธิ์ หรือผ่านการแสดงออกของยีนลูกผสม โดยมักจะผสมกับสารเสริมฤทธิ์ เพื่อกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่ป้องกันโรคได้โดยไม่มีสารก่อโรคใดๆ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงวิธีการเลือกและผลิตแอนติเจนที่ป้องกันโรคได้ (รวมถึงอนุภาคคล้ายไวรัส, วัคซีนคอนจูเกต และแนวทางวัคซีนย้อนกลับที่ใช้จีโนมเป็นแนวทาง) เหตุใดแอนติเจนบริสุทธิ์จึงมักต้องการสารเสริมฤทธิ์ และข้อดีข้อเสียของแพลตฟอร์มนี้ เป็นข้อมูลอ้างอิงทางระเบียบวิธีวิจัย และไม่ได้ให้ตารางการฉีดวัคซีนหรือคำแนะนำเกี่ยวกับคุณสมบัติของผู้รับวัคซีน

Core questions

• จะระบุและผลิตแอนติเจนที่ป้องกันโรคได้ด้วยวิธีลูกผสมได้อย่างไร?
• เหตุใดแอนติเจนซับยูนิตบริสุทธิ์จึงมักต้องการสารเสริมฤทธิ์?
• กลยุทธ์คอนจูเกต อนุภาคคล้ายไวรัส และวัคซีนย้อนกลับขยายแพลตฟอร์มได้อย่างไร?

Key concepts

• โปรตีนหรือพอลิแซ็กคาไรด์แอนติเจนบริสุทธิ์
• ระบบการแสดงออกของยีนลูกผสม
• อนุภาคคล้ายไวรัส (VLPs)
• การเชื่อมโยงพอลิแซ็กคาไรด์-โปรตีน
• ความต้องการสารเสริมฤทธิ์
• วัคซีนย้อนกลับ (การค้นพบแอนติเจนโดยใช้จีโนมเป็นแนวทาง)
• ความปลอดภัยสูงและการกำหนดแอนติเจนที่ชัดเจน

Mechanisms

ด้วยการส่งมอบเฉพาะแอนติเจนที่เลือก วัคซีนชนิดซับยูนิตจะมุ่งเน้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันไปที่เอพิโทปที่ป้องกันโรคได้ ในขณะที่ยกเว้นส่วนประกอบที่อาจก่อให้เกิดปฏิกิริยาหรือไม่มีความเกี่ยวข้องกับการป้องกัน เนื่องจากแอนติเจนบริสุทธิ์เหล่านี้ขาดสัญญาณอันตรายของเชื้อโรคทั้งตัว จึงมักจะกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ไม่ดีนักด้วยตัวมันเอง และมักจะถูกผสมกับสารเสริมฤทธิ์ที่กระตุ้นการรับรู้ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดเพื่อขยายและปรับรูปร่างการตอบสนองแบบปรับตัว กลยุทธ์ทางวิศวกรรมหลายอย่างช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มนี้: การประกอบแอนติเจนเข้าเป็นอนุภาคคล้ายไวรัสที่เลียนแบบรูปทรงพื้นผิวของไวรัส การเชื่อมโยงพอลิแซ็กคาไรด์ที่กระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ไม่ดีเข้ากับโปรตีนพาหะด้วยสารเคมีเพื่อดึงดูดความช่วยเหลือจากทีเซลล์ และการใช้การจัดลำดับจีโนมเพื่อระบุแอนติเจนที่เป็นไปได้ที่ไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้ตามปกติ ซึ่งเป็นแนวทางวัคซีนย้อนกลับที่บุกเบิกในการต่อต้านเชื้อไข้กาฬหลังแอ่นซีโรกรุ๊ป B โดย Pizza และคณะ

Clinical relevance

วัคซีนชนิดซับยูนิตและวัคซีนลูกผสมนำเสนอแพลตฟอร์มที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนและทนทานได้ดี ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตวัคซีนต่อต้านเชื้อโรคที่ยากต่อการจัดการด้วยวิธีการใช้เชื้อโรคทั้งตัว การทำความเข้าใจแพลตฟอร์มนี้จะอธิบายว่าเหตุใดวัคซีนดังกล่าวจึงมีลักษณะเฉพาะที่แม่นยำและปลอดภัย แต่โดยทั่วไปแล้วต้องพึ่งพาสารเสริมฤทธิ์เพื่อประสิทธิภาพ บทความนี้อธิบายวิทยาศาสตร์ของแพลตฟอร์มและไม่ใช่แหล่งข้อมูลสำหรับคำแนะนำการฉีดวัคซีนส่วนบุคคล

Epidemiology

วัคซีนลูกผสมและวัคซีนชนิดซับยูนิต รวมถึงผลิตภัณฑ์คอนจูเกตและอนุภาคคล้ายไวรัส ได้มีส่วนสำคัญในการควบคุมโรคแบคทีเรียและไวรัสหลายชนิด และเป็นส่วนแบ่งหลักของวัคซีนที่ได้รับอนุญาตในปัจจุบัน ซึ่งสะท้อนถึงความปลอดภัยและความสามารถในการผลิตของแพลตฟอร์ม

History

แพลตฟอร์มนี้เกิดขึ้นพร้อมกับเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสมในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตแอนติเจนที่ป้องกันโรคได้ในเซลล์ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม แทนที่จะทำให้บริสุทธิ์จากเชื้อโรค จากนั้นการจัดลำดับจีโนมก็ทำให้เกิดวัคซีนย้อนกลับ ซึ่งเป็นการสำรวจจีโนมทั้งหมดเพื่อหาแอนติเจนที่เป็นไปได้ ซึ่งแสดงให้เห็นครั้งแรกในการต่อต้านเชื้อไข้กาฬหลังแอ่นซีโรกรุ๊ป B ในปี 2000 ซึ่งขยายขอบเขตของการออกแบบซับยูนิตไปยังเป้าหมายที่เคยจัดการได้ยาก

Key figures

• Rino Rappuoli
• Bali Pulendran
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pizza-2000
• plotkin-2010

Frequently asked questions

เหตุใดวัคซีนชนิดซับยูนิตจึงมักมีสารเสริมฤทธิ์?

แอนติเจนบริสุทธิ์ขาดสัญญาณอันตรายของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดของเชื้อโรคทั้งตัว ดังนั้นจึงมักกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ไม่ดีนักด้วยตัวมันเอง สารเสริมฤทธิ์จะกระตุ้นการรับรู้โดยกำเนิดเพื่อกระตุ้นและปรับรูปร่างการตอบสนองแบบปรับตัวไปสู่ภูมิคุ้มกันที่ป้องกันโรคได้

วัคซีนย้อนกลับคืออะไร?

เป็นกลยุทธ์ที่ใช้จีโนมเป็นแนวทาง ซึ่งลำดับดีเอ็นเอทั้งหมดของเชื้อโรคจะถูกคัดกรองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อระบุแอนติเจนโปรตีนที่เป็นไปได้ ซึ่งจากนั้นจะถูกผลิตด้วยวิธีลูกผสมและทดสอบ ซึ่งนำไปใช้สำเร็จเป็นครั้งแรกกับเชื้อไข้กาฬหลังแอ่นซีโรกรุ๊ป B ซึ่งเป็นเป้าหมายที่ต้านทานวิธีการทั่วไป