Vắc-xin tiểu đơn vị và vắc-xin tái tổ hợp

Vắc-xin tiểu đơn vị chỉ chứa các thành phần được chọn lọc, tinh khiết của mầm bệnh – điển hình là một hoặc một vài protein hoặc polysaccharid – thay vì toàn bộ sinh vật, và vắc-xin tái tổ hợp tạo ra các kháng nguyên đó trong các tế bào được thiết kế (vi khuẩn, nấm men, tế bào côn trùng hoặc động vật có vú) bằng công nghệ DNA tái tổ hợp. Bằng cách trình diện một kháng nguyên được xác định rõ ràng mà không có vật liệu lây nhiễm, nền tảng này rất an toàn và được đặc trưng chính xác, nhưng kháng nguyên tinh khiết thường có tính sinh miễn dịch yếu khi đứng một mình và thường cần một tá dược để tạo ra phản ứng mạnh mẽ, bảo vệ.

Definition

Vắc-xin tiểu đơn vị hoặc vắc-xin tái tổ hợp là một chế phẩm chỉ chứa các thành phần kháng nguyên được xác định, tinh khiết của mầm bệnh – được sản xuất tổng hợp, bằng cách tinh chế, hoặc thông qua biểu hiện tái tổ hợp – được bào chế, thường với một tá dược, để tạo ra miễn dịch bảo vệ mà không có bất kỳ tác nhân lây nhiễm nào.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách chọn và sản xuất kháng nguyên bảo vệ (bao gồm các hạt giống vi-rút, vắc-xin liên hợp và các phương pháp vắc-xin học ngược dựa trên bộ gen), tại sao các kháng nguyên tinh khiết thường cần tá dược, và những đánh đổi của nền tảng này. Đây là một tài liệu tham khảo về phương pháp luận và không cung cấp lịch tiêm chủng hoặc lời khuyên về điều kiện tiêm chủng.

Core questions

• Làm thế nào để xác định và sản xuất kháng nguyên bảo vệ bằng công nghệ tái tổ hợp?
• Tại sao các kháng nguyên tiểu đơn vị tinh khiết thường cần tá dược?
• Các chiến lược vắc-xin liên hợp, hạt giống vi-rút và vắc-xin học ngược mở rộng nền tảng này như thế nào?

Key concepts

• Kháng nguyên protein hoặc polysaccharid tinh khiết
• Hệ thống biểu hiện tái tổ hợp
• Hạt giống vi-rút (VLPs)
• Liên hợp polysaccharid-protein
• Yêu cầu tá dược
• Vắc-xin học ngược (phát hiện kháng nguyên dựa trên bộ gen)
• Độ an toàn cao và xác định kháng nguyên

Mechanisms

Bằng cách chỉ cung cấp các kháng nguyên được chọn, vắc-xin tiểu đơn vị tập trung phản ứng miễn dịch vào các epitope bảo vệ trong khi loại trừ các thành phần có thể gây phản ứng hoặc không liên quan đến sự bảo vệ. Bởi vì các kháng nguyên tinh khiết này thiếu các tín hiệu nguy hiểm của toàn bộ mầm bệnh, chúng thường có tính sinh miễn dịch kém khi đứng một mình và được bào chế với các tá dược kích hoạt cảm biến miễn dịch bẩm sinh để khuếch đại và định hình phản ứng thích nghi. Một số chiến lược kỹ thuật tăng cường nền tảng này: lắp ráp các kháng nguyên thành các hạt giống vi-rút bắt chước hình học bề mặt vi-rút, liên hợp hóa học các polysaccharid có tính sinh miễn dịch kém với protein mang để thu hút sự hỗ trợ của tế bào T, và sử dụng trình tự bộ gen để xác định các kháng nguyên ứng cử viên không thể nuôi cấy theo cách thông thường – phương pháp vắc-xin học ngược được Pizza và cộng sự tiên phong chống lại não mô cầu nhóm B.

Clinical relevance

Vắc-xin tiểu đơn vị và vắc-xin tái tổ hợp cung cấp một nền tảng được xác định rõ ràng, dung nạp tốt, đã cho phép tạo ra các vắc-xin chống lại các mầm bệnh khó giải quyết bằng các phương pháp sử dụng toàn bộ sinh vật. Hiểu biết về nền tảng này giải thích tại sao các vắc-xin như vậy được đặc trưng chính xác và an toàn nhưng thường phụ thuộc vào tá dược để có hiệu lực. Mục này mô tả khoa học về nền tảng và không phải là nguồn cung cấp lời khuyên tiêm chủng cá nhân.

Epidemiology

Các vắc-xin tái tổ hợp và tiểu đơn vị, bao gồm các sản phẩm liên hợp và hạt giống vi-rút, đã đóng góp đáng kể vào việc kiểm soát một số bệnh do vi khuẩn và vi-rút và chiếm một phần lớn trong các vắc-xin được cấp phép hiện đại, phản ánh sự an toàn và khả năng sản xuất của nền tảng này.

History

Nền tảng này xuất hiện cùng với công nghệ DNA tái tổ hợp vào cuối thế kỷ XX, cho phép sản xuất các kháng nguyên bảo vệ trong các tế bào được thiết kế thay vì tinh chế từ mầm bệnh. Trình tự bộ gen sau đó đã cho phép vắc-xin học ngược – khai thác toàn bộ bộ gen để tìm kiếm các kháng nguyên ứng cử viên – lần đầu tiên được chứng minh chống lại não mô cầu nhóm B vào năm 2000, mở rộng phạm vi thiết kế tiểu đơn vị cho các mục tiêu trước đây không thể giải quyết được.

Key figures

• Rino Rappuoli
• Bali Pulendran
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pizza-2000
• plotkin-2010

Frequently asked questions

Tại sao vắc-xin tiểu đơn vị thường chứa tá dược?

Các kháng nguyên tinh khiết thiếu các tín hiệu nguy hiểm miễn dịch bẩm sinh của toàn bộ mầm bệnh, vì vậy chúng thường có tính sinh miễn dịch yếu khi đứng một mình; một tá dược kích hoạt cảm biến bẩm sinh để tăng cường và định hình phản ứng thích nghi hướng tới miễn dịch bảo vệ.

Vắc-xin học ngược là gì?

Đây là một chiến lược dựa trên bộ gen, trong đó trình tự DNA đầy đủ của mầm bệnh được sàng lọc bằng máy tính để xác định các kháng nguyên protein ứng cử viên, sau đó được sản xuất tái tổ hợp và thử nghiệm – lần đầu tiên được áp dụng thành công cho não mô cầu nhóm B, một mục tiêu đã chống lại các phương pháp tiếp cận thông thường.