Các Loại Vắc-xin và Thiết kế Vắc-xin Hợp lý

Vắc-xin khác nhau không chỉ ở loại vi-rút mà chúng nhắm đến mà còn ở cách kháng nguyên được trình diện cho hệ miễn dịch — dưới dạng vi-rút sống đã làm suy yếu, chế phẩm đã bất hoạt, protein tinh khiết, véc-tơ mang gen, hoặc RNA thông tin. Thiết kế vắc-xin hợp lý lựa chọn và điều chỉnh kháng nguyên và nền tảng để tạo ra phản ứng bảo vệ, ngày càng được hướng dẫn bởi kiến thức cấu trúc của các protein vi-rút liên quan.

Definition

Thiết kế vắc-xin là việc lựa chọn một kháng nguyên vi-rút và một nền tảng phân phối — cùng với bất kỳ tá dược nào — được điều chỉnh để tạo ra miễn dịch thích ứng bảo vệ, bền vững trong khi vẫn an toàn, với các nền tảng từ vi-rút toàn phần đã làm suy yếu hoặc bất hoạt đến protein tiểu đơn vị và cấu trúc axit nucleic.

Scope

Chủ đề này bao gồm các nền tảng vắc-xin chính (sống giảm độc lực, bất hoạt, tiểu đơn vị và liên hợp, véc-tơ vi-rút, và axit nucleic), vai trò của tá dược, và các nguyên tắc thiết kế hợp lý và dựa trên cấu trúc. Nó giải thích cách mỗi nền tảng định hình phản ứng miễn dịch tạo ra. Nó không đề cập đến lịch trình, chỉ định, hoặc lời khuyên tiêm chủng cá nhân.

Core questions

• Các nền tảng vắc-xin chính là gì và chúng khác nhau về cơ chế như thế nào?
• Tại sao việc lựa chọn nền tảng ảnh hưởng đến sức mạnh, độ rộng và độ bền của miễn dịch?
• Tá dược là gì và khi nào cần sử dụng?
• Kiến thức cấu trúc về kháng nguyên vi-rút giúp thiết kế hợp lý như thế nào?
• Những đánh đổi nào tồn tại giữa các phương pháp sống, bất hoạt và axit nucleic?

Key concepts

• Vắc-xin sống giảm độc lực
• Vắc-xin bất hoạt (đã chết)
• Vắc-xin tiểu đơn vị và liên hợp
• Vắc-xin véc-tơ vi-rút
• Vắc-xin axit nucleic (mRNA và DNA)
• Tá dược
• Lựa chọn kháng nguyên và thiết kế miễn dịch
• Thiết kế vắc-xin dựa trên cấu trúc và hợp lý

Mechanisms

Mỗi nền tảng phân phối kháng nguyên vi-rút theo một con đường khác nhau. Vắc-xin sống giảm độc lực sử dụng một loại vi-rút đã làm suy yếu nhưng vẫn nhân lên, bắt chước nhiễm trùng tự nhiên và có xu hướng tạo ra miễn dịch rộng, bền vững; vắc-xin bất hoạt trình diện vi-rút toàn phần không nhân lên và thường yêu cầu tiêm nhắc lại và tá dược. Vắc-xin tiểu đơn vị và liên hợp sử dụng protein hoặc polysaccharid tinh khiết, đánh đổi độ rộng để lấy độ an toàn. Vắc-xin véc-tơ vi-rút và axit nucleic thay vào đó cung cấp các chỉ dẫn di truyền cho một kháng nguyên để các tế bào của người nhận tự sản xuất nó, kích hoạt cả phản ứng kháng thể và tế bào T. Pollard và Bijker (2020) cung cấp khung so sánh cho các nền tảng này, và Shi et al. (2019) mô tả cách tá dược tăng cường và định hình phản ứng với các kháng nguyên không sống. Thiết kế hợp lý tinh chỉnh bản thân kháng nguyên — ví dụ ổn định một protein bề mặt vi-rút ở dạng tiền hợp nhất của nó — để tập trung miễn dịch vào các epitope bảo vệ.

Clinical relevance

Việc lựa chọn nền tảng quyết định phần lớn hồ sơ thực tế của một loại vắc-xin — cách nó được bảo quản, số liều cần thiết và loại miễn dịch mà nó ưu tiên — đó là lý do tại sao việc hiểu các nền tảng là trung tâm để giải thích bằng chứng về vắc-xin. Các thử nghiệm vắc-xin mRNA COVID-19 quy mô lớn (Polack et al., 2020; Baden et al., 2021) đã chứng minh một nền tảng mới vào thời điểm đó đạt hiệu quả cao. Mục này giải thích khoa học về các thiết kế này và không phải là nguồn khuyến nghị tiêm chủng.

History

Thiết kế vắc-xin đã tiến triển từ việc tiêm chủng mầm bệnh toàn phần của Jenner thông qua việc làm giảm độc lực của Pasteur, đến các vắc-xin vi-rút bất hoạt và sống vào giữa thế kỷ 20, sau đó đến kháng nguyên tiểu đơn vị và tái tổ hợp, và cuối cùng là các nền tảng véc-tơ vi-rút và mRNA đã được cấp phép trong đại dịch COVID-19, như được Pollard và Bijker (2020) mô tả.

Debates

Các nền tảng axit nucleic và véc-tơ có thay thế các vắc-xin vi-rút toàn phần truyền thống không?

Các nền tảng mới hơn mang lại tốc độ và tính linh hoạt và đã chứng tỏ hiệu quả cao chống lại SARS-CoV-2, nhưng vắc-xin sống và bất hoạt vẫn giữ lợi thế trong một số trường hợp, vì vậy lĩnh vực này coi việc lựa chọn nền tảng phụ thuộc vào kháng nguyên và bối cảnh chứ không phải là đã được giải quyết.

Key figures

• Andrew Pollard
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pollard-bijker-2020
• shi-2019

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa vắc-xin tiểu đơn vị và vắc-xin mRNA là gì?

Vắc-xin tiểu đơn vị cung cấp một protein vi-rút đã được tạo sẵn, trong khi vắc-xin mRNA cung cấp các chỉ dẫn di truyền để các tế bào của người nhận tự tạo ra protein; cả hai đều nhằm mục đích trình diện cùng một kháng nguyên nhưng đạt được điều đó bằng các con đường khác nhau.

Tại sao một số vắc-xin chứa tá dược?

Các kháng nguyên tinh khiết hoặc bất hoạt thường có khả năng sinh miễn dịch yếu khi đứng một mình, vì vậy tá dược được thêm vào để kích thích và định hình phản ứng miễn dịch, cải thiện sức mạnh và độ bền của sự bảo vệ.