Vad är virala vektorbaserade vacciner och hur kan de användas mot COVID-19?
en överblick
virala vektorbaserade vacciner skiljer sig från de flesta konventionella vacciner genom att de inte innehåller antigener, utan snarare använder kroppens egna celler för att producera dem. De gör detta genom att använda ett modifierat virus (vektorn) för att leverera genetisk kod för antigen, i fallet med COVID-19 spikproteiner som finns på virusets yta, i mänskliga celler. Genom att infektera celler och instruera dem att göra stora mängder antigen, som sedan utlöser ett immunsvar, efterliknar vaccinet vad som händer under naturlig infektion med vissa patogener – särskilt virus. Detta har fördelen att utlösa ett starkt cellulärt immunsvar av T-celler samt produktion av antikroppar av B-celler. Ett exempel på ett virusvektorvaccin är rVSV-ZEBOV-vaccinet mot Ebola.
Well-established technology
Strong immune response
Immune response involves B cells and T cells
Previous exposure to the vector could reduce effectiveness
Relatively complex to manufacture
How do such vaccines trigger immunity?
virus överlever och replikerar genom att invadera värdens celler och kapa deras proteintillverkningsmaskiner, så det läser virusets genetiska kod och gör nya virus. Dessa viruspartiklar innehåller antigener, molekyler som kan utlösa ett immunsvar. En liknande princip ligger till grund för virala vektorvacciner-endast i detta fall får värdcellerna endast kod för att göra antigener. Virusvektorn fungerar som ett leveranssystem, vilket ger ett sätt att invadera cellen och infoga koden för ett annat virusantigener (patogenen du försöker vaccinera mot). Viruset i sig är ofarligt, och genom att få cellerna bara för att producera antigener kan kroppen montera ett immunsvar säkert, utan att utveckla sjukdom.
olika virus har utvecklats som vektorer, inklusive adenovirus (en orsak till förkylning), mässlingvirus och vacciniavirus. Dessa vektorer avlägsnas från alla sjukdomsframkallande gener och ibland också gener som kan göra det möjligt för dem att replikera, vilket innebär att de nu är ofarliga. De genetiska instruktionerna för att göra antigenet från målpatogenen sys i virusvektorns genom.
det finns två huvudtyper av virala vektorbaserade vacciner. Icke-replikerande vektorvacciner kan inte skapa nya viruspartiklar; de producerar bara vaccinantigenet. Replikerande vektorvacciner producerar också nya viruspartiklar i cellerna de infekterar, som sedan fortsätter att infektera nya celler som också kommer att göra vaccinantigenet. COVID-19 virala vektorvacciner under utveckling använder icke-replikerande virala vektorer.
när de injicerats i kroppen börjar dessa vaccinvirus infektera våra celler och sätta in deras genetiska material – inklusive antigengenen – i cellernas kärnor. Mänskliga celler tillverkar antigenet som om det var ett av sina egna proteiner och detta presenteras på deras yta tillsammans med många andra proteiner. När immuncellerna upptäcker det främmande antigenet monterar de ett immunsvar mot det.
detta svar inkluderar antikroppsproducerande B-celler, såväl som T-celler, som söker upp och förstör infekterade celler. T-celler gör detta genom att undersöka repertoaren av proteiner uttryckta på cellernas ytor. De har utbildats för att känna igen kroppens egna proteiner som ’själv’, så om de märker ett främmande protein, såsom ett antigen från patogenen, kommer de att montera ett immunsvar mot cellen som bär det.
en utmaning med detta tillvägagångssätt är att människor tidigare kan ha utsatts för virusvektorn och höja ett immunsvar mot det, vilket minskar vaccinets effektivitet. Sådan ”anti-vektorimmunitet” gör också att leverera en andra dos av vaccinet utmanande, förutsatt att detta behövs, såvida inte denna andra dos levereras med en annan virusvektor.
hur lätt är de att tillverka?
en viktig flaskhals för produktion av virusvektorvaccin är skalbarhet. Traditionellt odlas virala vektorer i celler som är fästa vid ett substrat, snarare än i fritt flytande celler-men det är svårt att göra i stor skala. Suspensionscellinjer utvecklas nu, vilket skulle göra det möjligt för virala vektorer att odlas i stora bioreaktorer. Att montera vektorvaccinet är också en komplex process som involverar flera steg och komponenter, som var och en ökar risken för kontaminering. Omfattande tester krävs därför efter varje steg, vilket ökar kostnaderna.