Vaccin Flashcards
Vaccination
Vaccination
* Immunologiskt skydd mot infektion genom tillförsel (nästan alltid parenteralt) av ofarligt antigen från patogen.
* Vaccinering = Aktiv immunisering
* Passiv immunisering = tillförsel av antikroppar: Tillförsel av färdiga antikroppar, istället för att immunsystemet själv ska producera dem.
Antigenet som används i vaccinet måste vara ofarligt. Tidigare använde man ibland farliga former av bakterier eller virus.
Vaccination tränar kroppens immunförsvar att känna igen och bekämpa specifika patogener (sjukdomsframkallande organismer som bakterier, virus eller parasiter). När kroppen sedan stöter på den riktiga infektionen i framtiden kan immunsystemet reagera snabbare och starkare
Antigen är något av bakterier eller virus som känns igen av immunförsvaret och startar immunreaktion. Ett antigen är en substans från ett smittämne (t.ex. en del av ett virus eller en bakterie) som immunsystemet kan identifiera som främmande. När immunsystemet upptäcker ett antigen startas en immunreaktion, där kroppen bildar antikroppar och andra försvarsmekanismer.
Fokuset är ej på vaccin mot cancer eller rökning (Antikroppar mot nikotin), utan bara bakterier, virus och parasiter.
Nedgång i infektionsjukdomar (USA)
Nedgång i infektionsjukdomar (USA)
Vaccination har haft en enormt stor effekt på att minska förekomsten och antal patienter av infektionssjukdomar i USA och i resten av världen. Faktum är att vacciner räknas som en av de största medicinska framstegen i historien, ofta jämförbara – och i vissa fall mer effektiva – än antibiotika när det gäller att förebygga sjukdomar.
Det mest framgångsrika exemplet. Tack vare ett globalt vaccinationsprogram är smittkoppor helt utrotad sedan 1980. Det finns inga fall kvar i världen.
Nästa stora mål för global utrotning. Polio finns kvar i några få länder, men tack vare vaccin är det helt utrotat i USA. Utmaningar för utrotning globalt inkluderar brist på vaccinationstäckning och ibland motstånd mot vaccination i vissa regioner.
Vaccination: Bygger på immunförsvarets egenskaper:
Vaccination: Bygger på immunförsvarets egenskaper:
Principen för vaccination baseras på två egenskaper hos immunsystemet:
– Specificitet: Reagerar på just denna antigen som infekterar kroppen. Denna förmåga gör att immunsystemet riktar sitt försvar exakt mot den mikroorganism som orsakar infektionen, utan att skada kroppens egna celler.
– Minne: När immunsystemet har bekämpat en infektion för första gången, bildas minnesceller. Dessa celler "kommer ihåg" det specifika antigenet och kan reagera mycket snabbare och starkare om kroppen utsätts för samma smittämne igen. Det är detta som gör att vi blir immuna mot vissa sjukdomar efter att vi har haft dem – eller efter att vi vaccinerats. * Målet för vaccinproduktion: ofarligt antigen – ge immunitet men inte sjukdom. Vaccin produktionen går ut på att tillverka en ofarlig antigen, genom att omvandla bakterie eller virus till en ofarlig antigen men kan kännas igen av immunförsvaret. Man tillverkar ett ofarligt antigen, som kan aktivera immunsystemet utan att orsaka sjukdom.
Vaccinet “tränar” immunförsvaret genom att efterlikna en infektion. Immunsystemet bildar antikroppar och minnesceller mot antigenet. När kroppen sedan stöter på det riktiga smittämnet, kan immunsystemet reagera direkt och skydda oss från att bli sjuka.
Vacccinhistoria
Vacccinhistoria
* Variolisation (Kina och Indien): Man tog torkat material från smittkoppor. Smittkoppor torkades och gavs i lagom dos på kroppen eller inandas. Den vaccinerade blev sjuk i en mildare form av smittkoppor, efteråt var de immuna. Det var farligt eftersom vissa ändå dog av infektionen eller spred den vidare till andra.
* Vaccination med kokoppor - Jenner: På landsbygden observerade man mindre fall av smittkoppor, särskilt bland bonde som var omgivna av kor, då de hade färre ärr. Man tog koppor från kor, då kokoppor kan man bli immun av. Kokoppor användes alltså för att infektera och få immunitet av smittkoppor. Kokoppor har liknande antigen som smittkoppor virus. Detta anses vara det första vaccin som man använde. (Detta var ett levande vaccin, vilket innebär att det innehöll ett levande virus, men i en mycket mildare form, så att immunförsvaret kunde tränas utan att orsaka allvarlig sjukdom). * Levande försvagade vacciner – Pasteur: Bakterier eller virus försvagas genom mutationer och odlas under lång tid i en lösning. Detta gör att de förlorar sin förmåga att orsaka sjukdom, men kan fortfarande aktivera immunsystemet och ge immunitet. * Inaktiverade bakterievaccin: Här dödas bakterier eller virus så att de inte kan orsaka sjukdom. Dock behålls deras antigener, som stimulerar immunsystemet och ger skydd. De ger alltså upphov till immunsvar, men inte till sjukdom. * Adjuvans, toxoider: Adjuvans: Ett ämne som tillsätts till ett vaccin för att förstärka immunsvaret. Adjuvansen i sig framkallar inte ett immunsvar men hjälper till att aktivera immunsystemet när det kombineras med antigenet. Toxoider: Bakterier kan producera toxiner (giftiga ämnen). Toxoider är inaktiverade toxiner som fortfarande har sina antigenegenskaper. Där bakterier odlas så att de kan tillverka sin toxiner, som sedan renas, men har kvar sin antigen som ger immunsvar. * Första rDNA-framställda vaccinet (Hep B): Hepatit B-vaccinet, det första rDNA-framställda vaccinet, använder rekombinant DNA-teknik för att framställa ett specifikt protein från viruset. Detta protein används som antigen i vaccinet för att stimulera immunsystemet och ge skydd mot Hepatit B-infektion utan att behöva använda levande virus eller bakterier. * mRNA-vaccin: 2020: mRNA vaccin, innehåller vaccin DNA eller mRNA som kroppen omvandlar till proteinet, där proteinet är antigenet. mRNA-vacciner använder messenger-RNA (mRNA) för att instruera kroppens celler att producera ett protein (vanligtvis ett ytprotein från ett virus) som sedan blir ett antigen. Immunsystemet känner igen detta protein och skapar ett försvar mot viruset om det skulle komma i kontakt med det i framtiden.
Vaccingenerationer
Vaccingenerationer
Första generation: Hela virus eller bakterie
- Levande försvagade
- Avdödade virus/bakterie
Andra generation: Framrenade komponenter
- Renat antigen (Subunit)
- rDNA framställda vaccin
Tredje generation:
- DNA och RNA – vaccin
- Virala vektorvaccin
Ökande renhet - ökande säkerhet (och ibland sämre immunsvar)
Immunsvar:
Immunsvar:
Toxoider som vaccin fungerar genom att stimulera immunsystemet och ge ett antikroppssvar.
Toxoider är inaktiverade toxiner som produceras av vissa bakterier. Dessa toxiner, om de inte inaktiveras, kan orsaka allvarliga sjukdomar. Men när toxinerna modifieras blir dem ofarliga, kan de användas i vaccin för att trigga immunförsvaret utan att orsaka sjukdom.
Primärt immunsvar: När du får vaccin första gången (t.ex. ett toxoidvaccin) reagerar ditt immunsystem långsamt och producerar antikroppar mot antigenet.
Sekundärt immunsvar: Efter det primära svaret finns minnesceller som gör att kroppen kan reagera mycket snabbare och kraftigare om samma antigen träffar kroppen igen. Därefter får man immunitet.
Behövs för immunsvar:
Behövs för immunsvar:
* Främmande protein eller polysackarid: Alltid av virus eller bakterier. Polysackarider ger sämre minnes egenskaper.
* Minst ca 50 aminosyror stort. * Nedbrytbart: I immunsvaret, måste antigener (T.ex. Protein eller polysackarid) kunna bryts upp och presenteras på cellytan och kännas igen av T-hjälpar cellen. * Polysackarider ger sämre svar, särskilt hos barn: Därför kan man modifiera dessa polysackarider.
Immunsvaret
Immunsvaret
⚫ Anpassat svar
– Klonal selektion: När en specifik B-cell eller T-cell känner igen ett antigen (t.ex. ett virusprotein eller toxoid) aktiveras den och börjar dela sig, där en stor mängd identiska celler (alla med samma receptor för antigenet) produceras.
– Affinitetsmognad: Under klonal expansion sker en process där B-celler gradvis förbättrar affiniteten (bindningsstyrkan) av sina antikroppar för antigenet.
⚫ Specifikt svar
– Antikroppar
– T-cellsreceptor
⚫ Minne
– Immunitet
⚫ Två armar:
– Antikroppssvar (B-celler): B-celler producerar antikroppar som binder till specifika antigen på patogenens yta. Antikropparna kan neutralisera patogener, blockera deras förmåga att infektera celler, eller märka dem för att bli upptagna och förstörda av andra immunceller.
– Cellulärt svar (Cytotoxiska T-lymfocyter): Cytotoxiska T-celler (eller CD8+ T-celler) är specialiserade på att känna igen och döda infekterade celler.
Antigenpresentation MHC klass ll
Antigenpresentation MHC klass ll
Partikulära antigen: En bakterie kommer in i makrofagen i en vesikel, där bakterien producerar peptid fragment. De nedbrutna (Nedbarhet!!) peptid fragment binder till MHC-II i vesikeln. De presenterade peptider på MHC-II presenteras sedan på makrofagens yta.
Lösliga antigen: Antigen binder till B-cellens yta på en receptor. Därefter bryts antigenet upp. De nedbrutna (Nedbarhet!!) fragmenten binder sedan till MHC-II och transporteras på cellytan.
* Partikulära antigen är fasta och tas upp via fagocytos, medan lösliga antigen är små molekyler som tas upp via endocytos. * Partikulära antigen aktiverar både T-celler och B-celler, medan lösliga antigen huvudsakligen stimulerar B-celler för att producera antikroppar.
Antigenpresentation MHC klass l
Antigenpresentation MHC klass l
Det cellulära immunförsvaret hör ihop med antigenpresentationen på MHC-I. När virus och bakterier infekterar en cell, tas patogenen av cellen, där syntetiseras virala proteiner som binder till MHC-I och kommer att presenteras på ytan, där binder cytotoxiska T-celler som dödar cellen.
De vaccin vi har idag kan inte fungera på detta sätt genom cellulär immunitet.
Vaccintillverkning och formulering
Vaccintillverkning och formulering
Unikt för vacciner (traditionella)
⚫ Vid helcells- eller helvirusvaccin: Man har hela organismer, döda eller levande, ingår.
⚫ Adjuvans - ökar immunsvaret
⚫ Ofta komplicerad kvalitetskontroll i slutet av tillverkningen, för att kontrollera att viruset är avdödat, och undersöka att levande vaccin inte ha återgått till sin patogena (sjukdomsframkallande) form.
Tillverkningssteg (exempel) för traditionella vaccin
Tillverkningssteg (exempel) för traditionella vaccin
⚫ Ymp (Master seed eller Working seed)
Master seed: Det första steget i produktionen är att man skapar en “Master seed”, vilket är en ren, noggrant kontrollerad kultur av mikroorganismer (bakterier eller virus) som kommer att användas för att producera vaccinet.
Working seed: Från master seed kan ett Working seed skapas, som används för att inokulera större odlingskulturer och producerar det vaccinantigen som behövs.
⚫ Odling
– Bakterier
– Virus
⚫ Avdödning
⚫ Sönderdelning
⚫ Rening
⚫ Konjugering: I vissa vaccin, som konjugatvacciner, binds antigenet till ett bärarprotein för att förbättra immunsvaret.
⚫ Tillsats av hjälpämnen
⚫ Fyllning
⚫ Eventuell frystorkning
Traditionella vacciner: 1:a och 2:a generation
Traditionella vacciner: 1:a och 2:a generation
⚫ Vaccin mot bakteriella infektioner
⚫ Vaccin mot virusinfektioner
Olika typer av vaccin:
⚫ Levande försvagade (attenuerade)
⚫ Inaktiverade (Avdöd) hela bakterier/virus
⚫ Komponentvaccin (subunit-vaccin): Tillverkat en del av rekombinant DNA.
⚫ Toxoider
Levande försvagade vaccin - allmänt
Jämfört med inaktiverade vaccin
Levande försvagade vaccin - allmänt
Jämfört med inaktiverade vaccin
Fördelar:
⚫ Mer immunogent - mer CMI (Cellmedierade immunitet): Levande vaccin är mer immunogenta. Ju mer lik patogenen vaccinen är desto bättre immunsvar får man.
⚫ Få doser: För att de är mer immunogenta. Immunförsvaret får bättre minne.
⚫ Adjuvans behövs inte: Med levande vaccin behöver man inte adjuvans för att den är immunogenta. Ju längre mer man kommer ifrån patogenen desto mer behov av adjuvans. T.ex. Protein antigen som vaccin måste alltid ha adjuvans för att kroppen kan reagera på den.
Nackdelar:
⚫ Dålig stabilitet
⚫ Kräver frystorkning - viabilitet minskar: Under frystorkningsprocessen kan en del av de levande mikroorganismerna förlora sin viabilitet (överlevnadsförmåga). Detta innebär att flera mikroorganismer dör eftersom de är känsliga för extrema temperaturförändringar och uttorkning.
⚫ Värmekänsliga - kylkedja krävs
⚫ Tidskrävande och komplexa kontroller för att bekräfta säkerhet hos vaccinet: Kontroll krävs för att undersöka att de är avdödade och ej i sin patogena form.
⚫ Kan förändras och bli virulent: Bli sjukdomsgivande igen.
Metoder för försvagning (attenuering)
Metoder för försvagning (attenuering)
⚫ Odling i andra värddjur eller cellkultur, ”passeras”. Viruset adapteras och muterar: Cellkultur av bakterier eller virus som adapterar i sin omgivning och därmed kastar ut sina gener som ger upphov till sjukdom. Man vill att de ska mutera och gener som är farliga försvinner. Ovan sker genom odling.
När viruset anpassar sig till omgivningen och bli av med gener. Detta kan också ske med mutationer.
⚫ Användning av naturligt förekommande försvagad (avirulent) stam: Detta gör man inte nu. Man ska kontroller att de inte går tillbaka till sin virala och sjukdomsgivande form.
Levande försvagade ger:
⚫ Långvarig immunitet
⚫ Generellt få biverkningar
rDNA-tekniker för attenuering
Tre principer:
rDNA-tekniker för attenuering
Tre principer:
⚫ Virala gener isoleras och muteras in vitro, och ersätter sedan vildtyps- genen. Virala gener som är viktiga för virusets förmåga att orsaka sjukdom isoleras i laboratoriet. Dessa gener förändras (muteras). Genom mutationen förlorar viruset sin förmåga att effektivt orsaka sjukdom, den kan stimulera ett immunsvar.
⚫ Virulensgener identifieras och deleteras: Virulens effekten har den och man kan ta bort denna del och då har deleteras. Utan dessa gener kan patogenen inte längre orsaka sjukdom, men den kan fortfarande aktivera immunsystemet och skapa immunologiskt minne.
⚫ Gener som kodar för antigen som ger skydd klonas och överförs till etablerad avirulent vaccinstam t.ex. vaccinia. Resultat: rekombinant virus. Gener som kodar för antigener (proteiner som utlöser immunsvar) tas från en patogen och överförs till en säker, avirulent (icke-sjukdomsframkallande) vaccinstam.
