Введение

Вакцина – это биологический препарат, полученный из патогена и обеспечивающий приобретенный иммунитет к инфекционному заболеванию.

Вакцина – это биологический препарат, который обеспечивает активный приобретенный иммунитет к определенному инфекционному или злокачественному заболеванию. Безопасность и эффективность вакцин широко изучались и подтверждены. Вакцина обычно содержит антиген, имитирующий микроорганизм, вызывающий заболевание, и часто изготавливается из ослабленных или убитых форм микроба, его токсинов или одного из его поверхностных белков. Антиген стимулирует иммунную систему организма распознать его как угрозу, уничтожить его, а также распознавать и уничтожать любые микроорганизмы, связанные с этим антигеном, с которыми организм может столкнуться в будущем. Вакцины могут быть профилактическими (для предотвращения или смягчения последствий будущей инфекции природным или "диким" патогеном) или терапевтическими (для борьбы с уже возникшим заболеванием, таким как рак). Некоторые вакцины обеспечивают полный стерилизующий иммунитет, при котором инфекция предотвращается полностью. Введение вакцин называется вакцинацией. Вакцинация – наиболее эффективный метод профилактики инфекционных заболеваний; широкий иммунитет, вызванный вакцинацией, во многом ответственен за всемирную ликвидацию оспы и ограничение распространения таких заболеваний, как полиомиелит, корь и столбняк, во многих странах мира. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщает, что в настоящее время доступны лицензированные вакцины против двадцати пяти различных инфекций, которые можно предотвратить. Первое зарегистрированное использование инокуляции для профилактики оспы произошло в 16 веке в Китае, а самые ранние упоминания об этой практике в Китае относятся к 10 веку. Это также была первая болезнь, против которой была создана вакцина. Народная практика инокуляции против оспы была завезена из Турции в Британию в 1721 году леди Мэри Уортли Монтегю. Термины «вакцина» и «вакцинация» происходят от Variolae vaccinae (коровья оспа), термина, предложенного Эдвардом Дженнером (который разработал концепцию вакцин и создал первую вакцину) для обозначения коровьей оспы. Он использовал эту фразу в 1798 году в длинном названии своего труда «Исследование Variolae vaccinae, известной как коровья оспа», в котором он описал защитное действие коровьей оспы против оспы. В 1881 году, в знак признания заслуг Дженнера, Луи Пастер предложил расширить эти термины, включив в них новые защитные инокуляции, которые разрабатывались в то время. Наука о разработке и производстве вакцин называется вакциннологией.

Побочные эффекты

Вакцины, вводимые детям, подросткам или взрослым, как правило, безопасны. Нежелательные явления, если они возникают, обычно носят легкий характер. Частота побочных эффектов зависит от конкретной вакцины. Вакцина против кори, краснухи и паротита (MMR) редко связана с фебрильными судорогами. Пожилые люди (старше 60 лет), лица с гиперчувствительностью к аллергенам и люди с ожирением имеют предрасположенность к снижению иммуногенности, что может снижать или подавлять эффективность вакцины, возможно, требуя отдельных технологий вакцинации для этих конкретных групп населения или повторных бустерных вакцинаций для ограничения распространения вируса. Программа в Соединенных Штатах известна как Национальный закон о компенсациях за травмы, вызванные вакцинацией у детей, а в Соединенном Королевстве действует система выплат за ущерб от вакцинации.

Типы

Вакцины обычно содержат ослабленные, инактивированные или убитые микроорганизмы, либо очищенные продукты, полученные из них. Существует несколько типов вакцин, применяемых в настоящее время. Они представляют собой различные подходы, используемые для снижения риска заболевания, сохраняя при этом способность вызывать полезный иммунный ответ.

Уменьшенная

Некоторые вакцины содержат живые, аттенуированные микроорганизмы. Многие из них – это активные вирусы, выращенные в условиях, подавляющих их вирулентность, или использующие близкородственные, но менее опасные организмы для выработки широкого иммунного ответа. Хотя большинство аттенуированных вакцин вирусные, некоторые имеют бактериальную природу. Примерами служат вирусные заболевания – жёлтая лихорадка, корь, паротит и краснуха, а также бактериальное заболевание – брюшной тиф. Живая вакцина против туберкулёза, разработанная Кальметтом и Гереном, не содержит заразного штамма, но включает вирулентно модифицированный штамм под названием «BCG», используемый для стимуляции иммунного ответа. Живая аттенуированная вакцина, содержащая штамм Yersinia pestis EV, применяется для иммунизации против чумы. Аттенуированные вакцины обладают определёнными преимуществами и недостатками. Аттенуированные, или живые ослабленные, вакцины обычно вызывают более стойкий иммунологический ответ. Однако они могут быть небезопасны для людей с ослабленным иммунитетом и, в редких случаях, мутировать в вирулентную форму и вызывать заболевание.

Неактивный

Некоторые вакцины содержат инактивированные, но ранее вирулентные микроорганизмы, уничтоженные химическими веществами, теплом или радиацией – так называемые "призраки" с неповрежденными, но пустыми бактериальными клеточными оболочками. Они рассматриваются как промежуточная фаза между инактивированными и аттенуированными вакцинами. К ним относятся IPV (вакцина против полиомиелита), вакцина против гепатита А, вакцина против бешенства и большинство вакцин против гриппа.

Токсоид

Токсоидные вакцины изготавливаются из инактивированных токсинов, вызывающих заболевание, а не из самих микроорганизмов.

Подгруппа

Вместо введения инактивированного или ослабленного микроорганизма в иммунную систему (что представляло бы собой вакцину "цельного агента"), субединичная вакцина использует его фрагмент для выработки иммунного ответа. Примером является субединичная вакцина против гепатита B, состоящая только из поверхностных белков вируса (ранее выделявшихся из сыворотки крови хронически инфицированных пациентов, но теперь производимых путем рекомбинации вирусных генов в дрожжах). Другой пример – съедобные водорослевые вакцины, такие как вакцина, состоящая из вирусных частиц, подобных вирусу (VLP), против вируса папилломы человека (ВПЧ), которая состоит из основного капсидного белка вируса. Еще один пример – субъединицы гемагглютинина и нейраминидазы вируса гриппа.

Соедините

Некоторые бактерии имеют полисахаридную внешнюю оболочку, которая обладает низкой иммуногенностью. Путем присоединения этих оболочек к белкам (например, токсинам) можно заставить иммунную систему распознать полисахарид как белковый антиген. Этот подход применяется в вакцине против гемофильной палочки типа b (Haemophilus influenzae типа B).

Внешняя мембранная везикул

Внешние мембранные везикулы (OMV) обладают естественной иммуногенностью и могут быть модифицированы для создания эффективных вакцин. Наиболее известные вакцины на основе OMV разработаны для профилактики менингококковой инфекции серотипа B.

Гетеротипные

Гетерологичные вакцины, также известные как "вакцины Дженнера", – это вакцины, содержащие патогены других животных, которые либо не вызывают заболевания, либо вызывают легкое течение болезни у вакцинируемого организма. Классическим примером является использование Дженнером коровьей оспы для защиты от оспы. Современным примером служит вакцина БЦЖ, изготовленная из Mycobacterium bovis, для профилактики туберкулеза.

Генетическая вакцина

Генетические вакцины основаны на принципе проникновения нуклеиновой кислоты в клетки, где происходит синтез белка по матрице этой нуклеиновой кислоты. Этот белок, как правило, представляет собой иммунодоминирующий антиген возбудителя или поверхностный белок, способствующий образованию нейтрализующих антител. К подгруппе генетических вакцин относятся векторные вакцины, РНК-вакцины и ДНК-вакцины.

Вирусный вектор

Вакцины на основе вирусных векторов используют безопасный вирус для доставки генов возбудителя в организм с целью выработки специфических антигенов, например, поверхностных белков, для стимуляции иммунного ответа.

РНК

Вакцина на основе мРНК (или РНК-вакцина) – это новый тип вакцины, состоящий из нуклеиновой кислоты РНК, заключенной в вектор, например, липидные наночастицы. Среди вакцин против COVID-19 есть несколько РНК-вакцин, разработанных для борьбы с пандемией COVID-19, и некоторые из них одобрены или получили разрешение на применение в экстренных случаях в ряде стран. Например, вакцина Pfizer-BioNTech и вакцина Moderna на основе мРНК одобрены для использования у взрослых и детей в США.

ДНК

В ДНК-вакцине используется ДНК-плазмида (pDNA), кодирующая антигенный белок, происходящий от патогена, против которого направлена вакцина. pDNA недорога, стабильна и относительно безопасна, что делает её отличным средством доставки вакцины. Этот подход обладает рядом потенциальных преимуществ по сравнению с традиционными методами, включая стимуляцию как B-, так и T-клеточного иммунного ответа, повышенную стабильность вакцины, отсутствие инфекционного агента и относительную простоту крупномасштабного производства.

Экспериментальный

Также разрабатывается и используется множество инновационных вакцин. Вакцины на основе дендритных клеток сочетают дендритные клетки с антигенами для представления антигенов лейкоцитам организма, тем самым стимулируя иммунный ответ. Эти вакцины продемонстрировали некоторые положительные предварительные результаты в лечении опухолей мозга и также проходят испытания при злокачественной меланоме. Рекомбинантные векторные вакцины, сочетая физиологию одного микроорганизма и ДНК другого, позволяют создать иммунитет против заболеваний со сложными инфекционными процессами. Примером является вакцина RVSV ZEBOV, лицензированная компанией Merck, которая использовалась в 2018 году для борьбы с лихорадкой Эбола в Конго. Пептидные вакцины на основе Т-клеточных рецепторов разрабатываются для лечения ряда заболеваний, используя модели болезни долины, стоматита и атопического дерматита. Показано, что эти пептиды модулируют продукцию цитокинов и усиливают клеточный иммунитет. Нацеливание на идентифицированные бактериальные белки, участвующие в ингибировании комплемента, нейтрализует ключевой механизм бактериальной вирулентности. Использование плазмид было подтверждено в доклинических исследованиях в качестве защитной стратегии вакцинации против рака и инфекционных заболеваний. Однако в клинических исследованиях на людях этот подход не дал клинически значимых результатов. Общая эффективность иммунизации плазмидной ДНК зависит от повышения иммуногенности плазмиды и коррекции факторов, участвующих в специфической активации иммунных эффекторных клеток. Бактериальные векторы – по принципу схожи с вирусными векторными вакцинами, но используют бактерии вместо вирусов, или белковые наночастицы. В то время как большинство вакцин создаются с использованием инактивированных или ослабленных компонентов микроорганизмов, синтетические вакцины состоят преимущественно или полностью из синтетических пептидов, углеводов или антигенов.

Валентность

Вакцины могут быть одновалентными (также называемыми унивалентными) или многовалентными (также называемыми поливалентными). Одновалентная вакцина предназначена для иммунизации против одного антигена или одного микроорганизма. Многовалентная или поливалентная вакцина предназначена для иммунизации против двух или более штаммов одного и того же микроорганизма или против двух или более микроорганизмов. Валентность многовалентной вакцины может быть обозначена греческим или латинским префиксом (например, бивалентная, тривалентная или тетравалентная/квадривалентная). В некоторых случаях моновалентная вакцина может быть предпочтительнее для быстрого формирования сильного иммунного ответа.

Взаимодействия

Когда две или более вакцин смешиваются в одной и той же формуле, они могут мешать друг другу. Это наиболее часто происходит с живыми аттенуированными вакцинами, где один из компонентов вакцины более сильный, чем другие, и подавляет рост и иммунный ответ на остальные компоненты. Это явление впервые было отмечено в трехвалентной вакцине Сабина против полиомиелита, где количество вируса серотипа 2 в вакцине пришлось уменьшить, чтобы остановить его подавление приживаемости вирусов серотипов 1 и 3 в вакцине. Также было отмечено в исследовании 2001 года, что это является проблемой для вакцин против лихорадки денге, где серотип DEN 3 оказался доминирующим и подавлял ответ на серотипы DEN 1, 2 и 4.

Адъюванты

Вакцины обычно содержат один или несколько адъювантов, используемых для усиления иммунного ответа. Например, столбнячный токсин обычно адсорбируется на глиноземе (алюминия гидроксиде). Это представляет антиген таким образом, чтобы обеспечить более выраженный эффект, чем при использовании простого водного раствора столбнячного токсина. Людям, у которых возникла неблагоприятная реакция на адсорбированный столбнячный токсин, может быть введена простая вакцина при необходимости ревакцинации. При подготовке к кампании в Персидском заливе в 1990 году цельноклеточная вакцина против коклюша использовалась в качестве адъюванта к вакцине против сибирской язвы. Это обеспечивает более быстрый иммунный ответ, чем при введении только вакцины против сибирской язвы, что может быть полезно в случае неминуемой угрозы заражения.

Консерванты

Вакцины также могут содержать консерванты для предотвращения контаминации бактериями или грибками. До недавних лет консервант тиомерсал (тимеросал в США и Японии) использовался во многих вакцинах, не содержащих живых вирусов. По состоянию на 2005 год единственной детской вакциной в США, содержащей тиомерсал в количествах, превышающих следовые, является вакцина против гриппа, которая в настоящее время рекомендуется только детям с определенными факторами риска. Вакцины против гриппа однодозового типа, поставляемые в Великобританию, не включают тиомерсал в состав. Консерванты могут использоваться на различных этапах производства вакцин, и самые современные методы измерения могут обнаруживать их следы в готовом продукте, а также в окружающей среде и в организме человека в целом. Многим вакцинам необходимы консерванты для предотвращения серьезных неблагоприятных последствий, таких как инфекция стафилококком, которая в 1928 году привела к гибели 12 из 21 ребенка, вакцинированных против дифтерии вакциной без консерванта. Существует несколько доступных консервантов, включая тиомерсал, феноксиэтанол и формальдегид. Тиомерсал более эффективен против бактерий, обеспечивает более длительный срок годности и улучшает стабильность, эффективность и безопасность вакцины; однако в США, Европейском союзе и нескольких других развитых странах он больше не используется в качестве консерванта в детских вакцинах в качестве меры предосторожности из-за содержания ртути. Несмотря на то, что выдвигались спорные утверждения о связи тиомерсала с аутизмом, убедительных научных доказательств, подтверждающих эти утверждения, нет. Более того, 10–11-летнее исследование, охватившее 657 461 ребенка, показало, что вакцина MMR не вызывает аутизм и даже снижает риск его развития на семь процентов.

Номенклатура

Различные достаточно стандартизированные сокращения для названий вакцин сложились, хотя стандартизация ни в коем случае не является централизованной или глобальной. Например, названия вакцин, используемые в Соединенных Штатах, имеют общепринятые сокращения, которые также широко известны и применяются в других странах. Обширный список этих сокращений, представленный в виде сортируемой таблицы и находящийся в свободном доступе, доступен на веб-странице Центров по контролю и профилактике заболеваний США. На этой странице объясняется, что «сокращения в данной таблице (столбец 3) были стандартизированы совместно сотрудниками Центров по контролю и профилактике заболеваний, рабочими группами ACIP, редактором Еженедельного отчета о заболеваемости и смертности (MMWR), редактором книги «Эпидемиология и профилактика заболеваний, предотвратимых вакцинацией» («Розовая книга»), членами ACIP и организациями, сотрудничающими с ACIP». CDC далее поясняет, что «заглавные буквы в этих сокращениях обозначают полные дозы дифтерийного (D) и столбнячного (T) анатоксинов, а также коклюшной (P) вакцины. Строчные буквы «d» и «p» обозначают пониженные дозы дифтерийного и коклюшного компонентов, используемые в препаратах для подростков и взрослых. Буква «a» в DTaP и Tdap означает «ацеллюлярный», то есть коклюшный компонент содержит только часть возбудителя коклюша». В системе принятых наименований США (USAN) существуют определенные правила порядка слов в названиях вакцин, при которых существительные ставятся на первое место, а прилагательные – после определяемого слова. Именно поэтому USAN для «OPV» – «живая пероральная полиомиелитная вакцина», а не «пероральная полиомиелитная вакцина».

Лицензирование

Лицензирование вакцины происходит после успешного завершения цикла разработки и последующих клинических испытаний и других программ, включенных в фазы I–III, демонстрирующих безопасность, иммуноактивность, иммуногенетическую безопасность при заданной специфической дозе, доказанную эффективность в предотвращении инфекции для целевых групп населения и продолжительный профилактический эффект (необходимость оценки длительности защиты или потребности в ревакцинации является обязательной). Поскольку профилактические вакцины преимущественно оцениваются в здоровых когортах населения и распространяются среди населения в целом, требуется высокий уровень безопасности. В рамках многонационального лицензирования вакцины экспертный комитет Всемирной организации здравоохранения по биологической стандартизации разработал руководства по международным стандартам производства и контроля качества вакцин, процесс, предназначенный в качестве платформы для национальных регулирующих органов при подаче заявок на собственное лицензирование. После того как развивающиеся страны принимают руководства ВОЗ по разработке и лицензированию вакцин, каждая страна несет ответственность за выдачу национальной лицензии, а также за управление, внедрение и мониторинг вакцины на протяжении всего периода ее использования в стране. После лицензирования вакцины ее первоначальные запасы будут ограничены из-за переменных факторов производства, распределения и логистики, что требует разработки плана распределения ограниченных запасов и определения приоритетных групп населения для первоначальной вакцинации. В случае успешного прохождения стадий клинической разработки, процесс лицензирования вакцины сопровождается подачей заявки на лицензию на биологические препараты, которая должна включать научную коллегию экспертов (из различных областей, таких как врачи, статистики, микробиологи, химики) и исчерпывающую документацию, подтверждающую эффективность и безопасность вакцины-кандидата на протяжении всего процесса разработки. На этом этапе предлагаемый производственный объект проверяется экспертами на соответствие требованиям GMP, а маркировка должна содержать четкое описание, позволяющее медицинским работникам определить специфическое применение вакцины, включая возможные риски, для информирования и проведения вакцинации населения.

Послемаркетинговый надзор

Пока вакцина не будет применяться для широкой общественности, все потенциальные нежелательные явления, связанные с вакциной, могут быть неизвестны, что требует от производителей проведения исследований фазы IV для постмаркетингового наблюдения за вакциной в период ее широкого использования. В Соединенных Штатах Консультативный комитет по практике иммунизации, который дает рекомендации по внесению изменений в календарь вакцинации для Центров по контролю и профилактике заболеваний, рекомендует рутинную вакцинацию детей против гепатита А, гепатита В, полиомиелита, эпидемического паротита, кори, краснухи, дифтерии, коклюша, столбняка, инфекций, вызванных гемофильной палочкой типа b (HiB), ветряной оспы, ротавирусной инфекции, гриппа, менингококковой инфекции и пневмонии. Большое количество рекомендованных вакцин и ревакцинаций (до 24 инъекций к двухлетнему возрасту) привело к проблемам с обеспечением полной приверженности к вакцинации. Для борьбы со снижением уровня охвата вакцинацией были внедрены различные системы оповещения, и в настоящее время на рынке представлено множество комбинированных вакцин (например, пентавалентная вакцина и вакцина MMRV), обеспечивающих защиту от нескольких заболеваний. Помимо рекомендаций по вакцинации младенцев и ревакцинациям, многие специфические вакцины рекомендуются для других возрастных групп или для повторных инъекций в течение жизни, чаще всего против кори, столбняка, гриппа и пневмонии. Беременным женщинам часто проводят скрининг для оценки сохраняющегося иммунитета к краснухе. В США (с 2011 года) и Великобритании (с 2009 года) рекомендуется вакцинация против вируса папилломы человека. Рекомендации по вакцинации пожилых людей сосредоточены на профилактике пневмонии и гриппа, которые представляют наибольшую опасность для этой группы населения. В 2006 году была введена вакцина против опоясывающего лишая, заболевания, вызываемого вирусом ветряной оспы, которое обычно поражает пожилых людей. График и дозировка вакцинации могут быть скорректированы с учетом уровня иммунокомпетентности человека и оптимизированы для широкого охвата вакцинацией населения в условиях ограниченных запасов вакцины, например, во время пандемии.

Экономика развития

Одна из проблем в разработке вакцин носит экономический характер: многие из заболеваний, для которых вакцина наиболее необходима, включая ВИЧ, малярию и туберкулез, распространены главным образом в бедных странах. Фармацевтические компании и биотехнологические фирмы имеют мало стимулов для разработки вакцин против этих заболеваний, поскольку потенциальная прибыль невелика. Даже в более обеспеченных странах финансовая отдача обычно минимальна, а финансовые и прочие риски высоки. До сих пор большая часть разработки вакцин опиралась на "подталкивающее" финансирование со стороны правительств, университетов и некоммерческих организаций. Многие вакцины оказались высокоэффективными с экономической точки зрения и принесли значительную пользу общественному здравоохранению. Количество фактически введенных вакцин резко возросло в последние десятилетия. Этот рост, особенно в отношении числа различных вакцин, вводимых детям перед поступлением в школу, может быть обусловлен государственными требованиями и поддержкой, а не экономическими стимулами.

Патенты

По данным Всемирной организации здравоохранения, главным препятствием для производства вакцин в менее развитых странах являются не патенты, а значительные финансовые, инфраструктурные и кадровые ресурсы, необходимые для выхода на рынок. Вакцины – это сложные смеси биологических соединений, и в отличие от рецептурных препаратов, настоящих генерических вакцин не существует. Вакцина, произведенная на новом предприятии, должна пройти полное клиническое тестирование на безопасность и эффективность, проводимое производителем. Для большинства вакцин отдельные технологические процессы запатентованы. Их можно обойти, используя альтернативные методы производства, но для этого требуется инфраструктура для исследований и разработок (НИОКР) и квалифицированный персонал. В случае некоторых относительно новых вакцин, таких как вакцина против вируса папилломы человека, патенты могут представлять собой дополнительное препятствие. Когда в 2021 году, во время пандемии COVID-19, возникла острая необходимость в увеличении производства вакцин, Всемирная торговая организация и правительства разных стран рассматривали вопрос об отмене прав интеллектуальной собственности и патентов на вакцины против COVID-19, что позволило бы "устранить все потенциальные барьеры для своевременного доступа к доступным медицинским средствам для борьбы с COVID-19, включая вакцины и лекарства, и нарастить производство и поставки основных медицинских продуктов".

Производство

Производство вакцин принципиально отличается от других видов производства, включая обычное фармацевтическое производство, тем, что вакцины предназначены для введения миллионам людей, подавляющее большинство из которых совершенно здоровы. Этот факт обуславливает исключительно строгий производственный процесс с жесткими требованиями соответствия, которые значительно превосходят требования к другим продуктам. В мире наблюдается нехватка персонала, обладающего необходимой комбинацией навыков, опыта, знаний, компетентности и личных качеств для работы на линиях производства вакцин. Бактерии выращиваются в биореакторах (например, Haemophilus influenzae типа b). Аналогично, рекомбинантный белок, полученный из вирусов или бактерий, может быть произведен в дрожжах, бактериях или клеточных культурах. Разработка и производство комбинированных вакцин сложнее из-за потенциальной несовместимости и взаимодействий между антигенами и другими компонентами. Технологии производства вакцин постоянно развиваются. Ожидается, что культивируемые клетки млекопитающих станут все более важными по сравнению с традиционными методами, такими как использование куриных яиц, благодаря более высокой продуктивности и низкой вероятности загрязнения. Технология рекомбинации, позволяющая производить генетически детоксифицированные вакцины, вероятно, получит более широкое распространение при производстве бактериальных вакцин на основе токсоидов. Ожидается, что комбинированные вакцины смогут снизить количество содержащихся в них антигенов и, таким образом, уменьшить нежелательные взаимодействия за счет использования молекулярных паттернов, связанных с патогенами.

Производители вакцин

Компании с наибольшей долей рынка в производстве вакцин – Merck, Sanofi, GlaxoSmithKline, Pfizer и Novartis, при этом 70% продаж вакцин сосредоточены в ЕС или США (2013). Заводы по производству вакцин требуют значительных капитальных вложений (от 50 до 300 миллионов долларов) и могут занимать от 4 до 6 лет для строительства, а полный процесс разработки вакцины – от 10 до 15 лет. К заметным достижениям в технологиях доставки вакцин относятся пероральные вакцины. Первые попытки применения пероральных вакцин показали различную степень перспективности, начиная с начала XX века, когда сама возможность создания эффективной пероральной антибактериальной вакцины была предметом споров. К 1930-м годам возрос интерес к профилактической ценности пероральной вакцины против брюшного тифа, например. Оральная вакцина против полиомиелита оказалась эффективной при проведении вакцинации добровольцами без специальной подготовки; результаты также продемонстрировали повышенную простоту и эффективность введения вакцин. Эффективные пероральные вакцины обладают рядом преимуществ; например, отсутствует риск заражения крови. Вакцины, предназначенные для перорального введения, не обязательно должны быть в жидкой форме, а в твердом виде они, как правило, более стабильны и менее подвержены повреждениям или порче при замораживании во время транспортировки и хранения. Такая стабильность снижает потребность в "холодовой цепи" – ресурсах, необходимых для поддержания вакцин в заданном температурном диапазоне от этапа производства до момента введения, что, в свою очередь, может снизить стоимость вакцин. Метод с использованием микроигл, находящийся в стадии разработки, использует "острые выступы, сформированные в массивы, способные создавать пути доставки вакцины через кожу". Экспериментальная система доставки вакцины без игл проходит испытания на животных. Пластырь размером со штамп, похожий на лейкопластырь, содержит около 20 000 микроскопических выступов на квадратный сантиметр. Такое дермальное введение потенциально повышает эффективность вакцинации, требуя при этом меньшей дозы вакцины, чем при инъекции.

В ветеринарной медицине

Вакцинация животных используется как для профилактики заболеваний у самих животных, так и для предотвращения передачи болезней людям. Регулярно вакцинируют как домашних животных, так и сельскохозяйственный скот. В некоторых случаях вакцинируют и дикие популяции. Иногда это достигается путем распространения вакцины с кормом в районах, неблагополучных по заболеваемости, что, например, применялось для контроля бешенства у енотов. В регионах, где регистрируется бешенство, вакцинация собак против этой болезни может быть обязательной по закону. К другим вакцинам для собак относятся вакцины против чумы плотоядных, парвовирусного энтерита, инфекционного гепатита собак, аденовируса 2 типа, лептоспироза, бордетеллеза, вируса парагриппа собак и болезни Лайма, среди прочих. Зафиксированы случаи использования ветеринарных вакцин для людей, как преднамеренные, так и случайные, с последующим развитием заболеваний, в частности, бруцеллеза. Однако о таких случаях сообщается редко, и безопасность и результаты подобных практик изучены недостаточно. С появлением аэрозольной вакцинации в ветеринарных клиниках, вероятно, возросло воздействие на человека патогенов, которые обычно не переносятся людьми, например, Bordetella bronchiseptica. Исследователи обнаружили, что в некоторых существующих вакцинах против псевдобешенства (также известного как болезнь Ауэски) имеются делеции в вирусном геноме, в том числе в гене gE. На основе этих делеций были получены моноклональные антитела и разработан ELISA-тест, обнаруживающий антитела к gE. Кроме того, были созданы новые генетически модифицированные вакцины, не содержащие ген gE. Параллельно были разработаны вакцины DIVA и сопутствующие диагностические тесты для инфекций, вызываемых вирусом герпеса крупного рогатого скота 1 типа. Стратегия DIVA успешно применялась в ряде стран для ликвидации вируса псевдобешенства. Популяции свиней интенсивно вакцинировали и контролировали с помощью сопутствующего диагностического теста, после чего инфицированных животных отбирали из стада. Вакцины DIVA против вируса герпеса крупного рогатого скота 1 типа также широко используются в практике. В настоящее время прилагаются значительные усилия для применения принципа DIVA к широкому спектру инфекционных заболеваний, таких как классическая чума свиней, птичий грипп, плевропневмония, вызываемая Actinobacillus pleuropneumoniae, и инфекции, вызываемые Salmonella у свиней.

Поколения вакцин

Вакцины первого поколения – это вакцины, содержащие целый организм, в виде живых ослабленных или убитых форм. Живые ослабленные вакцины, такие как вакцины против оспы и полиомиелита, способны индуцировать ответы цитотоксических Т-клеток (ТЦ или КТЛ), Т-хелперов (ТХ) и антительный иммунитет. Однако ослабленные формы патогена могут мутировать в опасные и вызывать заболевание у людей с ослабленным иммунитетом (например, у больных СПИДом). Убитые вакцины не несут в себе такого риска, но не способны вызывать специфические ответы цитотоксических Т-клеток и могут быть неэффективны при некоторых заболеваниях. В 2016 году в Национальных институтах здоровья США начались испытания ДНК-вакцины против вируса Зика. Параллельно, компании Inovio Pharmaceuticals и GeneOne Life Science начали тестирование другой ДНК-вакцины против Зики в Майами. Проблема крупномасштабного производства этих вакцин оставалась нерешенной по состоянию на 2016 год. В настоящее время проводятся клинические испытания ДНК-вакцин для профилактики ВИЧ. мРНК-вакцины, такие как BNT162b2, были разработаны в 2020 году при поддержке операции Warp Speed и широко использованы для борьбы с пандемией COVID-19. В 2021 году Каталина Карико и Дрю Вайсман получили премию Хорвица Колумбийского университета за их новаторские исследования в области технологии мРНК-вакцин.

Тенденции

По крайней мере с 2013 года ученые пытаются разработать синтетические вакцины третьего поколения, реконструируя внешнюю структуру вируса; предполагалось, что это поможет предотвратить развитие устойчивости к вакцинам. Принципы, лежащие в основе иммунного ответа, теперь могут быть использованы для создания персонализированных вакцин против многих неинфекционных заболеваний человека, таких как рак и аутоиммунные расстройства. Например, экспериментальная вакцина CYT006 AngQb изучалась в качестве потенциального средства лечения гипертонии. На тенденции развития вакцин влияют достижения в трансляционной медицине, демографические факторы, развитие регуляторной науки, а также политические, культурные и социальные аспекты.

Растения как биореакторы для производства вакцин

Идея производства вакцин с помощью трансгенных растений была впервые предложена еще в 2003 году. Растения, такие как табак, картофель, помидоры и бананы, могут быть генетически модифицированы для производства вакцин, пригодных для использования человеком. В 2005 году были созданы бананы, производящие вакцину против гепатита B.

Нежелание привиться

Нежелание вакцинироваться – это отсрочка принятия или отказ от вакцинации, несмотря на доступность вакцин. Этот термин включает в себя полный отказ от вакцинации, задержку с вакцинацией, согласие на вакцинацию, но сохраняющиеся сомнения в ее целесообразности, или использование одних вакцин, но не других. Существует подавляющий научный консенсус относительно безопасности и эффективности вакцин. Нежелание вакцинироваться часто приводит к вспышкам заболеваний и смертям от болезней, которые можно предотвратить вакцинацией. Поэтому Всемирная организация здравоохранения в 2019 году назвала нежелание вакцинироваться одной из десяти основных угроз для глобального здравоохранения.