wakcynologia (vaccinology) - nauka o szczepieniach ochronnych

Postępy wakcynologii

dr hab. n. med. Ewa Majda-Stanisławska

Katedra i Klinika Chorób Zakaźnych

Uniwersytetu Medycznego w Łodzi

Wakcynologia (Vaccinology)- nauka o szczepieniach ochronnych

Bakteriologia/wirusologia

Technologia produkcji, warunki transportu i przechowywania

MedycynaImmunologia szczepień

Odporność przeciw chorobom zakaźnym

C zynnaZakażenie

przechorow anie

B iernaPrzejście przeciw ciał

klasy IgGprzez łożysko

Naturalna

B iernaPodanie

sw oistych przeciw ciał

C zynnaSzczepienie

C zynno-bierna

Szczepienie+ podanie przeciw ciał

W ytworzonaSztucznie

Wytworzona sztucznie odporność bierna - podawanie przeciwciał

Zalety: natychmiastowa ochrona, najskuteczniejsza możliwość leczenia niektórych chorób

Wady:

1. trwa krótko - do 6 tygodni,

2. upośledza czynną odpowiedź na wprowadzone w

tym czasie antygeny, w tym antygeny szczepionkowe

3. możliwość przeniesienia czynników zakaźnych

Wytworzona sztucznie odporność bierna -podawanie przeciwciał Choroby w których podanie przeciwciał jest

najskuteczniejszą metodą leczenia: błonica, tężec, zatrucie jadem kiełbasianym, ukąszenie przez węża, noworodek matki chorej na ospę wietrzną

Zastosowanie uodpornienia czynno - biernego (surowica + szczepionka):

- wścieklizna

- tężec

- ekspozycja na HBV osoby podatnej

Rodzaje przeciwciał stosowanych do uodpornienia biernego:IMMUNOGLOBULINA LUDZKA

Przygotowywana z surowicy zdrowych, dorosłych ludzi

Zawiera różnorodne przeciwciała Stosowana w ciężkich zakażeniach, szczególnie

u osób z zaburzoną odpornością

Rodzaje przeciwciał stosowanych do uodpornienia biernego:SWOISTA IMMUNOGLOBULINA

Gamma globulina otrzymana od osób niedawno wyleczonych z choroby zakaźnej lub od hiperimmunizowanych (wielokrotnie szczepionych) ochotników

Przykłady:

immunoglobulina przeciw WZW B (HBIG)

ludzka immunoglobulina przeciw wściekliźnie (HRIG)

ludzka immunoglobulina przeciwko ospie wietrznej i

półpaścowi (HVIG)

Rodzaje przeciwciał stosowanych do uodpornienia biernego:

ANTYTOKSYNA

ANTYTOKSYNA jest rodzajem swoistej immunoglobuliny

ANTYTOKSYNA to swoiste przeciwciała neutralizujące toksynę (truciznę). Uzyskuje się je podając zwierzętom (zwykle koniom) lub ludziom - ochotnikom toksynę i pobierając od nich surowicę, która jest opracowana poprzez zagęszczanie, eliminację innych białek, sterylizację

Przykłady zastosowania antytoksyn

ANTYTOKSYNA przeciwko jadowi kiełbasianemu, przeciwbłonicza, przeciwtężcowa

ANTYWENINA przeciw ukąszeniom węży

ANATOKSYNA

ANATOKSYNA (Toksoid) to inaczej toksyna

(trucizna) bakteryjna pozbawiona poprzez obróbkę

laboratoryjną właściwości toksycznych, ale

zachowujące swoje właściwości antygenowe.

Anatoksyny są stosowane w niektórych

szczepionkach np. anatoksyna błonicza, tężcowa

Szczepionka jest to produkt pochodzenia biologicznego zawierający substancje zdolne do wywołania takich procesów immunologicznych, które prowadzą do powstania trwałej odporności przeciwko określonej chorobie zakaźnej

Cele szczepień ochronnych

Zapobieganie zachorowaniu u osoby szczepionej Zmniejszenie liczby chorujących

( zapadalności) - odra Eliminacja choroby z danego obszaru -

poliomyelitis Eradykacja (wykorzenienie) choroby na świecie –

ospa prawdziwa

Eliminacja drobnoustroju chorobotwórczego ze środowiska człowieka =

ERADYKACJA (wykorzenienie)

Możliwa tylko w odniesieniu do mikroorganizmów, których jedynym rezerwuarem jest człowiek

Szczepienie prowadzone we wszystkich krajach, w których występuje choroba, u co najmniej 90% podatnej populacji

Udany program eradykacji ospy prawdziwej (1979 r) Program WHO „świat bez polio”? - w założeniu

eradykacja Poliomyelitis do 2000 roku

Ospa prawdziwa (Variola vera)

Edward Jenner - zastosowanie wirusa ospy krowiej dla uzyskania odporności przeciwko wirusowi ludzkiej ospy prawdziwej

Obawy przed stosowaniem szczepień ochronnych są tak dawne, jak same szczepienia

James Gillray, The Cow-Pock—or—the Wonderful Effects of the New Inoculation! (1802)

Ospa prawdziwa (Variola vera)

Pierwsza choroba zakaźna, przeciwko której opracowano szczepionkę: Edward Jenner 1796 r

Pierwsza choroba zakaźna, którą zwalczono na świecie dzięki szczepieniom ochronnym - (ostatnie naturalne zachorowanie zarejestrowano 26.10.1977 roku w Somalii)

Ostatnie zakażenie laboratoryjne - 1978 rok, Uniwersytet Medyczny w Birmingham

Certyfikat globalnej eradykacji ospy prawdziwej - 9.12.1979

Cechy idealnej szczepionki

Jednorazowa dawka antygenu Trwała odpowiedź (na całe życie) Pełna odporność u 100% szczepionych Nie wywołuje żadnych działań niepożądanych Niska cena (możliwość powszechnego stosowania)

A crowd of people in Niger, West Africa awaiting vaccination during the Smallpox Eradication and Measles Control Program in the late 1960s or early 1970s. Image:

Dr. JD Millar/CDC.

Drogi podania szczepionki

Najczęstsze: injekcja domięśniowa lub podskórna

Podanie doustne: szczepionka przeciwko polio OPV (Sabina), szczepionka przeciwko rotawirusom

Podanie donosowe (historyczne-ospa prawdziwa); grypa – zarejestrowana w USA)

Program szczepień ochronnych na rok 2013

Ogłaszany w formie załącznika do Komunikatu Głównego Inspektora Sanitarnego

zawiera zasady przeprowadzania szczepień ochronnych przeciwko chorobom zakaźnym w 2013 roku.

PODSTAWY PRAWNEPODSTAWY PRAWNE

I.A. Szczepienia obowiązkowe dzieci i młodzieży według wieku

I.B. Szczepienia obowiązkowe osób narażonych w sposób szczególny na zakażenie

II.A. Szczepienia zalecane – nie finansowane z budżetu państwa,

KALENDARZ SZCZEPIEŃ OCHRONNYCH:

punkty I.A. oraz I.B. PSO

Rodzaje szczepionek - w zależności od budowy składników antygenowych

1. Żywe drobnoustroje, rozmnażające się w organizmie człowieka

a. Naturalne (wirus krowianki)

b. Atenuowane (BCG, MMR, ospa wietrzna)

2. Pełne drobnoustroje, niezdolne do rozmnażania w organizmie człowieka

a. Pełnokomórkowe, zabite bakterie (krztusiec)

b. Inaktywowane wirusy (WZW A)

Podział szczepionek w zależności od ilości antygenów

Monowalentne - zawierające jeden antygen

drobnoustroju np. szczepionka przeciw WZW B.

Poliwalentne - zawierają kilka serotypów tego

samego gatunku drobnoustroju np. szczepionka

przeciwko poliomyelitis (typ 1, 2 i 3); przeciwko

pneumokokom, grypie.

Podział szczepionek w zależności od ilości zawartych gatunków drobnoustrojów

Pojedyncze (jeden gatunek drobnoustroju)

Skojarzone (kilka gatunków w jednej strzykawce

np. szczepionka błoniczo-tężcowo-krztuścowa

(DTP), szczepionka przeciwko WZW A i WZW B

(TWINRIX), odra+świnka+różyczka (MMR)

Szczepionki bakteryjne pełnokomórkowe - martwe (zabite) lub żywe (atenuowane)

Szczepionki z zabitych bakterii produkuje się z hodowanych drobnoustrojów, które zostały zabite przez wysoką temperaturę lub odczynniki chemiczne (aceton, formalinę, tiomersal, fenol). Sposób zabicia musi być tak dobrany, aby zachować immunogenność preparatu czyli jego zdolność do wywołania swoistej odpowiedzi immunologicznej)

Żywe, atenuowane szczepionki przygotowuje się przez częste pasażowanie na sztucznych pożywkach

Próby zapobiegania gruźlicy - szczepienie prątkiem bydlęcym metodą Kocha

Atenuacja jest to proces pozbawiania właściwości chorobotwórczych drobnoustroju (zjadliwości bakterii, wirulencji wirusów) przy zachowaniu wszystkich składników antygenowych warunkujących immunogenność

Ludwik Pasteur - zastosowanie sztucznych pożywek do hodowli bakterii, utrata zjadliwości (atenuacja)

Rodzaje szczepionek - w zależności od budowy składników antygenowych

3. Fragmenty drobnoustrojów

a. Wielocukry otoczki

b. Antygen powierzchniowy (WZW B)

4. Toksoidy bakterii (błonica, tężec)

5. Rekombinanty DNA

a. Gen klonowany w komórkach (WZW A)

b. Geny wyrażane w wektorach

c. DNA (goły)

Co to jest otoczka bateryjna?

Otoczka to sztywna struktura zewnętrzna komórki bakteryjnej

Otoczki są zbudowane z wielocukrów

Otoczki chronią przed fagocytozą, zapobiegają aktywacji dopełniacza na drodze alternatywnej

Ważną rolę w niszczeniu tych bakterii odgrywają komórki żerne śledziony (pochłanianie bez uprzedniej opsonizacji)

Produkty pochodzenia bakteryjnego stosowane w szczepieniach - wielocukry otoczki Wielocukry otoczki Haemphilus influenzae to bardzo

małe antygeny, tzw. antygeny niekompletne: hapteny Hapteny mogą reagować z wytworzonymi

przeciwciałami, ale same nie są immunogenne Immunogenność uzyskuje się przez połączenie

(skonjugowanie) z nośnikiem Nośnikami w szczepionkach przeciwko HiB mogą być:

toksoid błoniczy, toksoid tężcowy (Hiberix, Act Hib), białko błony zewnętrznej meningokoków (Pedvax HiB)

Szczepionki pneumokokowe

Polisacharydowa23v PPV

dla dorosłych i dzieci

z grup ryzyka

Koniugowana13v PCV

dla dzieci

Streptocccus pneumoniae szczepionka 23 -walentna

nieskoniugowana

Jednakowe ilości (po 25 g) wielocukrów otoczki

pochodzących z 23 serotypów S. pneumoniae:

1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11A, 12F, 14,

15B, 17F, 18C, 19F, 19A, 20, 22F, 23F, 33F

Streptocccus pneumoniae szczepionka 13-walentnaskoniugowana - Prevenar

13 serotypów wielocukrów otoczki, najczęściej powodujących choroby inwazyjne u małych dzieci

1, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19F, 23F

Wrażliwa populacjaWrażliwa populacja

Odporność gromadnaOdporność gromadna: : szczepienie zmniejsza częstość zachorowań szczepienie zmniejsza częstość zachorowań

x

x x

Udowodniony mechanizm odporności gromadnej, szczepionki:

Pneumokokowa dla dzieci 6 tyg – 5 lat

Menigokokowa dla niemowląt

Rotawirusowa dla dzieci do 6 miesiąca życia

Występowanie różnych grup serologicznych N. meningitidis na świecie

Szczepionki chroniące przed sepsą meningokokową

Podobnie jak pneumokoki – wielocukry otoczki skonjugowane (sprzężone z białkami)

Tylko wielocukier serogrupy C Lub wielocukry serogrup A, C, Y W135

Epidemiologia w Europie Serogroupy B i C stanowią 90%

Reference: EU-IBIS Network. Invasive Neisseria Meningitidis in Europe 2006 Health Protection Agency London 2006. Available from www.euibis.org

Dystrybucja grup serologicznych Neisseria meningitidis wśród pacjentów z IChM w Polsce 2005-VI.2008 (n=628)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1-11m 1 2 3 4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-44 45-64 >64

wiek

lic

zb

a p

rzy

pa

dk

ów

B

C

Dane KOROUN/BINetOpr. A.Skoczyńska

Reakcje krzyżowe wykazane in vitro

Pomiędzy monoklonalnymi przeciwciałami przeciwko glikoproteinom otoczki meningokoków serogrupy B a:

glikoproteinami centralnego układu nerwowegoglikoproteinami mięśnia sercowegoglikoproteinami wątrobyglikoproteinami nerek

Robbins i wsp. 2008

Czynniki wirulencji jako składniki szczepionek meningokokowych

OMV outer membrane vesicle

Otoczka

Produkty pochodzenia bakteryjnego stosowane w szczepionkach

- toksoidy bakteryjne

Toksoidy są to preparaty toksyn (trucizn) bakteryjnych pozbawione właściwości toksycznych, ale o zachowanych własnościach immunogennych.

Toksoid przygotowuje stosując wysoką temperaturę lub formalinę.

Podanie toksoidu = wytworzenie przeciwciał tylko przeciw tej toksynie

Znaczenie szczepionek zawierających toksoidy bakteryjne

Uodpornienie toksoidem jest skuteczne przez rok lub dłużej.

Konieczne są szczepienia przypominające. Przedłużenie działania bodźca antygenowego i

wzmocnienie jego immunogenności uzyskuje się poprzez dodanie adiuwantów (łac. adiuvare -pomagać).

Przykład: anatoksyna błonicza i tężcowa adsorbowane na wodorotlenku glinu szczepionki DT lub Td

Antygeny bakterii Antygeny bakterii Bordetella pertussisBordetella pertussiszawartezawarte w szczepionkach w szczepionkach

bezkomórkowych (aP)bezkomórkowych (aP)

Liczba iniekcji wg kalendarza szczepień u dzieci

w krajach EU 7- 8 Polska - 15

Szczepionki skojarzone

Wiele chorób – jedno ukłucieWiele chorób – jedno ukłucie

Szczepionki skojarzone przeciwko:Szczepionki skojarzone przeciwko: błonicy,błonicy, tężcowi,tężcowi, krztuścowi (acellularna)krztuścowi (acellularna) polio (inaktywowana)polio (inaktywowana) Haemeophilus infuenzae Haemeophilus infuenzae typu b typu b

• wysoka efektywność i bezpieczeństwo

• redukcja liczby iniekcji, zwłaszcza w pierwszym roku życia dziecka

• mniej bólu i stresu dla niemowląt i rodziców

Nowoczesne szczepionki skojarzone

z acellularną komponentą krzuścową

INFANRIX –IPV-HiB, Pentaxiom, DTaP (SSI)

Szczepionki chroniące małe dzieci przed biegunką rotawirusową

Drogi szerzenia się Rotawirusów

Fekalno-oralna Na rękach do kilku godzin Na stałych powierzchniach do

kilku tygodni W wodzie do kilku tygodni

Inne drogi szerzenia Kropelkowa

Zmienność antygenowa rotawirusów

Genom rotawirusów to podwójna nić RNA złożona z 11 segmentów (każdy z nich koduje odrębne białko VP)

W przypadku współzakażenia łatwo dochodzi do reasortacji genów między szczepami rotawirusów

(ludzkich ale także ludzkich i zwierzęcych)

Szczepionki przeciw biegunkom rotawirusowym dostępne w Polsce

Żywa,doustna, pięciowalentna - zawierająca atenuowany wirus bydlęcy + wirus ludzki (PRV)

Żywa,doustna, monowalentna – zawierająca

atenuowany szczep ludzki- RIX 4414

<

24h

2 mż 3-4 mż 5-6 mż 7 mż 8-12 mż 13-14 mż 16-18 mż

2-5 lat 6 lat 10 lat 11-12 lat 14 lat 19 lat 20-54 lat 55-64 lat >65 lat

RV RV RV

PCV PCV PCV PCV PPV PPV

Ospa wietrzna

Źródła informacji

Zarządzenia ogólne Ministra Zdrowia, coroczne

komunikaty Głównego Inspektora Sanitarnego

www.mz/gov.pl/

Dane liczbowe na temat realizacji kalendarza

szczepień ochronnych w Polsce: Państwowy Zakład

Higieny www.pzh.gov.pl

Źródła informacji

Rekomendacje AAP dotyczące szczepień Centers for Disease Control and Prevention– www.cdc.gov (MMWR Recommendations and Reports)

Zalecenia dotyczące szczepień i zalecenia profilaktyczne dla wyjeżdżających za granicę World Health Organisation www.who.int. (international travel and public health)