Kiedy dana osoba otrzyma szczepionkę przeciwko odrze, zwykle uważa się, że jest chroniona przed tą chorobą przez całe życie. Szczepionka przeciwko odrze jest obecnie jedną z najsilniejszych szczepionek w naszym arsenale. Nie dotyczy to jednak większości innych szczepionek. Dla długotrwałej ochrony trzeba brać kilka boosterów. Dlaczego tak się dzieje?

Niedawno opublikowaliśmy przegląd 34 obecnie zarejestrowanych szczepionek pod kątem czasu trwania ich odporności ochronnej i stwierdziliśmy, że tylko pięć szczepionek zapewnia długotrwałą ochronę trwającą ponad 20 lat, a tylko trzy zapewniają ochronę przez całe życie. Spośród tych 34 szczepionek 15 zapewnia ochronę przez 5–20 lat, podczas gdy podobna liczba innych zastrzyków zapewnia ochronę krótkoterminową, trwającą około pięciu lat lub krócej.

Co ważniejsze, poza nielicznymi wyjątkami, większość szczepionek nowej generacji charakteryzuje się krótkim czasem trwania ochrony.

W jaki sposób szczepionki wywołują różne odpowiedzi immunologiczne?

Odporność poszczepienna rozwija się w złożonym procesie. W ramach podstawowego mechanizmu immunologicznego nasze węzły chłonne najpierw wytwarzają komórki B pamięci, które zapewniają długoterminową ochronę przed chorobą. Komórki te „zapamiętują” antygen dostarczony przez szczepionkę. W przyszłości, gdy do organizmu obcy obiekt, taki jak wirus, dostanie się do organizmu, niosąc ten sam antygen, limfocyty B zainicjują produkcję dużej liczby silnych przeciwciał, które mają go zniszczyć, usuwając infekcję.

Te komórki B pamięci wymagają wsparcia ze strony limfocytów T i tylko szczepionki stymulujące komórki T mogą również pobudzić organizm do ich wytwarzania.

Co więcej, nie wszystkie szczepionki – w tym polisacharydowe dur brzuszny i szczepionki pneumokokowe – pobudzają organizm do wytwarzania limfocytów B. W niektórych przypadkach wymagane są częste dawki przypominające, aby wydłużyć czas trwania odporności nadawanej przez komórki, wynoszący od sześciu miesięcy do kilku lat. Ponadto szczepionki w różnym stopniu pobudzają wytwarzanie komórek B pamięci, a samo posiadanie komórek B pamięci nie gwarantuje ochrony.

Po podaniu szczepionek przeciwko odrze i różyczce poziom komórek B pamięci w osoczu krwi pozostaje stały. Dobrze odpowiada poziomowi przeciwciał kilkadziesiąt lat później. Inaczej jest w przypadku szczepionek przeciwko ospie wietrznej, tężcowi i błonicy, co sugeruje, że utrzymywanie się komórek B pamięci może nie zapewniać trwałości przeciwciał i że w utrzymywanie poziomu przeciwciał może być zaangażowany inny mechanizm.

Inna niezbędna komórka odpornościowa, zwana długotrwałą komórką plazmatyczną (LLPC), migruje z węzła chłonnego do szpiku kostnego i może przetrwać dziesięciolecia. Komórki LLPC są głównym czynnikiem immunologicznym odpowiedzialnym za odporność wywołaną szczepionką. Każda szczepionka stara się wytworzyć trwałe komórki plazmatyczne zapewniające ochronę na całe życie, czyli „święty Graal” immunologii. Szczepionki przeciwko odrze i różyczce wytwarzają te komórki w szpiku kostnym. Jednak niektóre skuteczne szczepionki, takie jak zastrzyki mRNA na Covid-19, nie aktywują tych komórek w szpiku kostnym.

Aby zatem zapewnić długoterminową ochronę, szczepionki muszą generować komórki B pamięci i komórki LLPC w szpiku kostnym. Różne szczepionki różnią się zdolnością do wytwarzania tych komórek, co wyjaśnia różnice w ich trwałości.

Jaki mechanizm może wyjaśnić tę dysproporcję?

Istnieją trzy główne kategorie czynników odpowiedzialnych: związane ze szczepionką, związane z docelowym patogenem i związane z żywicielem.

Żywe szczepionki wirusowe– w tym szczepionki przeciwko odrze, różyczce, żółtej febrze, ospie wietrznej i polio (doustne) – zapewniają trwalszą ochronę niż szczepionki zawierające zabity patogen lub szczepionki podjednostkowe. Nowsze platformy, takie jak „cząsteczki wirusopodobne” (VLP), również oferują długoterminową ochronę. Przy użyciu tej platformy opracowano szczepionki przeciwko HPV.

Następnie liczy się odpowiedni odstęp między dawkami szczepionki wielodawkowej, takiej jak ta przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B. Długi odstęp wynoszący co najmniej sześć miesięcy pomiędzy dawką podstawową a dawką przypominającą jest niezbędny do odpowiedniego przetworzenia antygenu i uzyskania silnej, trwałej odpowiedzi immunologicznej. Dodawanie adiuwantówna szczepionki również znacząco wpływa na wywołaną szczepionką odpowiedź immunologiczną i jej trwałość. Niektóre nowe adiuwanty, takie jak agoniści TLR, mogą również bezpośrednio wpływać na funkcje komórek B pamięci.

Warto przeczytać!  Najlepsze filtry przeciwsłoneczne dla typów skóry mieszanej, które musisz kupić tego lata | Najczęściej wyszukiwane produkty

Trwałość ochrony wywołanej szczepionką zależy również od charakterystyki poszczególnych patogenów. Wirusy, które szybko infekują organizm (krótszy okres inkubacji) nie dają wystarczająco dużo czasu, aby układ odpornościowy mógł skutecznie zareagować. Przykładami są wirusy grypy i SARS-CoV-2. Niezależnie od tego, czy jest to infekcja naturalna, czy wywołana szczepionką, uzyskana odporność nie jest długotrwała.

Dzieje się tak również na odwrót: infekcje lub szczepionki przeciwko wirusom, takim jak świnka, odra i żółta febra, z wydłużonym okresem inkubacji, prowadzą do trwałej odporności, ponieważ układ odpornościowy ma więcej czasu na reakcję.

Co więcej, patogeny wywołujące jedynie infekcje błon śluzowych, ale minimalne zakażenie krwi, takie jak SARS-CoV-2, grypa i syncytialny wirus oddechowy, przenoszą się z jednej osoby na drugą w krótkim czasie, zanim nasz układ odpornościowy zdąży uruchomić odpowiedź immunologiczna. Z tego powodu częste są ponowne zakażenia tymi wirusami.

Na trwałość odporności wpływa także stabilność genetyczna wirusa zawartego w szczepionce. Wiemy, że wirusy RNA są znane z wysokiego wskaźnika mutacji. (Zarówno odra, jak i SARS-CoV-2 są wirusami o jednoniciowym RNA.) Chociaż nadal używamy tego samego szczepu szczepionki przeciwko odrze wyizolowanego z gardła Davida Edmonstona w 1954 r., szczepionki SARS-CoV-2 były trzykrotnie aktualizowane w ostatnie cztery lata.

Z tego też powodu szczepienia przeciwko grypie wymagają przeglądu dwa razy w roku. Glikoproteina powierzchniowa wirusa odry jest bardziej odporna na trwające mutacje. Z drugiej strony tylko kilka mutacji w białku kolca zmienia antygenową naturę wirusa SARS-CoV-2.

Warto przeczytać!  Szczegółowy przegląd ujawnia najnowsze dowody dotyczące diagnozowania, leczenia i monitorowania ADHD

Następnie czynniki związane z żywicielem wpływają na trwałość. Wiek osoby w momencie szczepienia wpływa na utrzymywanie się przeciwciał wywołanych szczepionką: odpowiedź jest krótsza w obu skrajnych grupach wiekowych, odpowiednio z powodu niedojrzałości i starzenia się układu odpornościowego. Reakcje immunologiczne mogą się także różnić w zależności od płci. Badania wykazały, że organizmy biologicznie żeńskie wykazują bardziej żywiołową odpowiedź immunologiczną na infekcje niż ciała męskie. Ostatnie badania wykazały również, że otyłość może przyspieszać spadek skuteczności szczepionki.

Pora dnia, w której podaje się szczepionkę, również wpływa na siłę odpowiedzi immunologicznej. Wykazano, że zastrzyki podawane rano zapewniają lepszą odpowiedź immunologiczną niż te podawane później w ciągu dnia. Zegar dobowy wpływa na procesy komórek odpornościowych, takie jak wytwarzanie cytokin, transport komórek, aktywność komórek dendrytycznych oraz aktywność komórek T i B. Badania na myszach wykazały, że dobry sen może również wzmacniać interakcje immunologiczne i zapewniać trwałą ochronę.

Nowe technologie bioinżynieryjne rozwijają się szybko. Dzięki nanocząstkom i szczepieniom cząsteczkami wirusopodobnymi wartościowość i gęstość antygenu są precyzyjnie regulowane. Dostarczanie antygenów można kontrolować i podtrzymywać za pomocą nowszych biomateriałów. Nowe adiuwanty mogą aktywować specyficzne wrodzone szlaki odpornościowe. W miarę jak mechanizmy trwałości odpowiedzi immunologicznej stają się coraz bardziej widoczne, możemy strategicznie konstruować szczepionki, aby zapewnić trwałą ochronę wywołaną szczepionką przy mniejszych dawkach.

Dr Vipin M. Vashishtha jest byłym przewodniczącym Komisji ds. Szczepień IAP oraz dyrektorem i pediatrą Szpitala i Centrum Badawczego Mangla w Bijnor. Dr Puneet Kumar jest klinicystą w Kumar Child Clinic w New Delhi, specjalizującym się szczególnie w chorobach zakaźnych i szczepieniach.