Abstract

Abstract Immuniteetti on tartuntatautia vastaan suojaava tila, joka syntyy joko immunisaation tai aikaisemman infektion synnyttämän immuunivasteen tai muiden, ei-immunologisten tekijöiden kautta. Tässä artikkelissa tarkastellaan aktiivista ja passiivista immuniteettia ja niiden välisiä eroja: siinä kuvataan myös neljä erilaista kaupallisesti saatavilla olevaa rokotetyyppiä (elävä heikennetty rokote, tapettu/inaktivoitu rokote, alayksikkörokote ja toksoidirokote): siinä tarkastellaan myös sitä, miten nämä erilaiset rokotteet synnyttävät adaptiivisen immuunivasteen.

Esittely

Tämän kirjoitussarjan ensimmäisessä artikkelissa käytiin läpi isännän mekanismeja, jotka suojautuvat mikrobiologiselta hyökkäykseltä. Sekä rajallinen tehokkuus tiettyjä taudinaiheuttajia vastaan että taudinaiheuttajien väistämisprosessit merkitsevät sitä, että tietyt tartuntataudit ovat edelleen yleisiä; jotkin niistä liittyvät ammattiin, ja terveydenhuollon työntekijöihin kohdistuva riski on erityisen hyvin dokumentoitu . Koska tiettyjä ammatissa tarttuvia infektioita voidaan ehkäistä immunisoimalla, tässä artikkelissa tarkastellaan, miten eri rokotetyypit muokkaavat sopeutumisreaktioita lisäsuojan tarjoamiseksi. Ensin tarkastellaan kuitenkin termejä aktiivinen ja passiivinen immuniteetti.

Aktiivinen ja passiivinen immuniteetti

Aktiivinen immuniteetti viittaa prosessiin, jossa elimistö altistetaan antigeenille adaptiivisen immuunivasteen synnyttämiseksi: vasteen kehittyminen kestää päiviä/viikkoja, mutta se voi olla pitkäkestoinen – jopa elinikäinen. Aktiivinen immuniteetti luokitellaan yleensä luonnolliseksi tai hankituksi. Luonnonvarainen tartunta esimerkiksi hepatiitti A -virukseen (HAV) ja sen jälkeinen toipuminen synnyttää luonnollisen aktiivisen immuunivasteen, joka johtaa yleensä elinikäiseen suojaan. Samalla tavalla kahden hepatiitti A -rokoteannoksen antaminen synnyttää hankitun aktiivisen immuunivasteen, joka johtaa pitkäaikaiseen (mahdollisesti elinikäiseen) suojaan. Hepatiitti A -rokote on saanut myyntiluvan vasta 1980-luvun loppupuolelta lähtien, joten suojan kestoa koskevat seurantatutkimukset ovat rajoittuneet <25 vuoteen – siksi edellä oleva varoitus suojan kestosta.

Passiivinen immuniteetti viittaa prosessiin, jossa IgG-vasta-aineet tuottavat suojaa infektiota vastaan; se antaa välittömän, mutta lyhytkestoisen suojan, joka voi kestää muutamasta viikosta korkeintaan 3 tai 4 kuukauteen. Passiivinen immuniteetti luokitellaan yleensä luonnolliseksi tai hankituksi. Äidin jäykkäkouristusvasta-aineen (pääasiassa IgG) siirtyminen istukan läpi antaa vastasyntyneelle lapselle luonnollisen passiivisen immuniteetin useiden viikkojen/kuukausien ajaksi, kunnes vasta-aine hajoaa ja häviää. Sen sijaan hankittu passiivinen immuniteetti viittaa prosessiin, jossa seerumia saadaan immuuneilta henkilöiltä, tämä yhdistetään, immunoglobuliinifraktio konsentroidaan ja sitten pistetään se suojaamaan altista henkilöä.

Neljä yleisimmin käytettyä immunoglobuliinivalmistetta ovat seuraavat.

• (i) Ihmisen hepatiitti B -immunoglobuliini Ph.Eur.* Biotuotteen laboratorio: Ihmisen hepatiitti B -immunoglobuliini esitetään kahtena injektiopullokokona, joiden koot ovat 200 ja 500 IU. Jokainen millilitra sisältää 10-100 mg/ml ihmisen proteiinia, josta vähintään 95 % on gammaglobuliineja (IgG). Tämä tuote on valmistettu Yhdysvalloista valittujen seulottujen luovuttajien plasmasta. Yksi millilitra sisältää enintään <100 IU hepatiitti B -vasta-ainetta. Sen käyttö ammatissa on tarkoitettu hepatiitti B -viruksille altistuvien ei-immuunisairaanhoitohenkilöstön välittömään suojaamiseen (yhdessä asianmukaisen rokotusohjelman kanssa).

• (ii) Ihmisen raivotauti-immunoglobuliini (Human Rabies Immunoglobulin Ph.Eur.* Bio Products Laboratory: Ihmisen raivotaudin immunoglobuliini esitetään 500 IU:n injektiopullossa. Jokainen millilitra sisältää 40-180 mg/ml ihmisen proteiinia, josta vähintään 95 % on gammaglobuliineja (IgG). Tämä tuote on valmistettu Yhdysvalloista valittujen seulottujen luovuttajien plasmasta. Yksi millilitra sisältää enintään <150 IU raivotautivasta-ainetta. Sitä annetaan osana altistumisen jälkeistä profylaksiaa ei-immuunisille henkilöille, jotka ovat altistuneet vesikauhulle.

• (iii) Ihmisen jäykkäkouristusimmunoglobuliini Ph.Eur.* Bio Products Laboratory: Ihmisen jäykkäkouristusimmunoglobuliini esitetään 250 IU:n injektiopullossa. Jokainen millilitra sisältää 40-180 mg/ml ihmisen proteiinia, josta vähintään 95 % on gammaglobuliineja (IgG). Tämä tuote on valmistettu Yhdysvalloista valittujen seulottujen luovuttajien plasmasta. Yksi millilitra sisältää enintään <100 IU jäykkäkouristusvasta-ainetta. On epätodennäköistä, että tätä valmistetta käytettäisiin terveydenhoitohenkilökunnalle; sitä annetaan sekä osana jäykkäkouristukselle alttiiden haavojen hoitoa, kun maaperä/lantakontaminaatio on voimakasta, että osana kaikkien haavojen hoitoa, jos henkilön ei uskota olevan immuuni.

• (iv) Ihmisen varicella-zoster-immuuniglobuliini (Human Varicella-Zoster Immunoglobuliini) Ph.Eur.* Biotuotteen laboratorio: Jokainen injektiopullo sisältää 250 mg proteiinia (40-180 mg/ml), josta vähintään 95 % on gammaglobuliineja (IgG). Tämä tuote on valmistettu Yhdysvalloista valittujen seulottujen luovuttajien plasmasta. Yksi millilitra sisältää enintään <100 IU Varicella-Zoster-vasta-ainetta. Sitä annetaan osana altistumisen jälkeistä ennaltaehkäisyä tietyille ei-immuunisairaille henkilöille, jotka ovat altistuneet vesirokolle.

Lisätietoa kaikista näistä valmisteista on saatavilla osoitteessa http://www.emc.medicines.org.uk.

Rokotustyypit

Enemmistön Isossa-Britanniassa syntyneistä työntekijöistä voidaan olettaa saaneen rokotuksen kurkkumätää, jäykkäkouristusta, hinkuyskää ja poliota vastaan. Iästä ja sukupuolesta riippuen heille on saatettu antaa myös tuhkarokko, sikotauti, vihurirokko, Haemophilus influenzae tyyppi b (Hib) ja Neisseria meningitidis tyyppi C (Men C).

Nämä erilaiset kaupallisesti saatavilla olevat rokotteet voidaan luokitella johonkin neljästä tyypistä rokoteantigeenien luonteen mukaan: eläviin heikennettyihin rokotteisiin, tapettuihin inaktivoituihin rokotteisiin, toksoidirokotteisiin ja alayksiköihin. Alayksikkörokotteet voidaan jakaa edelleen niihin, joissa antigeeni tuotetaan rekombinantti-DNA-tekniikalla, ja niihin, jotka perustuvat tavanomaisiin bakteriologisiin kasvuprosesseihin.

Lisäksi kaikki rokotteet sisältävät muita aineita (ns. apuaineita), jotka ovat mukana, koska ne parantavat immuunivastetta (adjuvanttia), ovat välttämättömiä tuotteen stabiilisuuden takaamiseksi (stabilisaattoreita ja säilytysaineita), ovat rokotteen kuljettamisvälineenä (kantaja-aineena), tai ne ovat valmistuksen jäännösmateriaaleina (esimerkiksi antibiootteja tai solukkoviljelyn komponentteja).

Toksidirokotteet

Tietyt taudinaiheuttajat aiheuttavat taudin erittämällä eksotoksiinia: näitä ovat jäykkäkouristus, kurkkumätä, botulismi ja kolera – lisäksi jotkin infektiot, esimerkiksi hinkuyskä, näyttävät olevan osittain toksiinivälitteisiä.

Jäykkäkouristuksessa pääasiallinen toksiini (jota kutsutaan tetanospasmiiniksi) sitoutuu erityisiin kalvoreseptoreihin, jotka sijaitsevat vain esisynaptisissa liikehermosoluissa. Tämän toksiinin myöhempi sisäistyminen ja kulkeutuminen keskushermostoon estää glysiinin aineenvaihdunnan, joka on välttämätöntä gama-aminovoihappo (GABA) -neuronien normaalille toiminnalle. Koska GABA-hermosolut estävät liikehermosolujen toimintaa, niiden toimimattomuus johtaa liikehermosolujen liialliseen aktiivisuuteen, jolloin näiden hermojen syöttämät lihakset supistuvat normaalia useammin, mikä aiheuttaa jäykkäkouristuksia, jotka ovat jäykkäkouristukselle tyypillinen piirre.

Tetanustoksoidirokotetta valmistetaan kasvattamalla Clostridium tetani -bakteerin erittäin toksigeenistä kantaa puolisynteettisessä väliaineessa: bakteerin kasvu ja sitä seuraava lyysi vapauttavat toksiinin supernatanttiin, ja formaldehydikäsittely muuttaa toksiinin toksoidiksi muuttamalla tiettyjä aminohappoja ja aiheuttamalla vähäisiä molekyylikonformaatiomuutoksia. Ultrasuodatus poistaa sitten tarpeettomat proteiinit, jotka ovat jääneet jäljelle valmistusprosessista, ja näin saadaan lopputuote. Toksoidi on fysikaalis-kemiallisesti samankaltainen kuin natiivitoksiini, mikä aiheuttaa ristireagoivia vasta-aineita, mutta formaldehydikäsittelyn aiheuttamat muutokset tekevät siitä myrkyttömän.

Jäykkäkouristusrokotteen syvän ihonalaisen/intramuskulaarisen (sc/im) antamisen jälkeen kypsymättömät dendriittiset solut ottavat toksoidimolekyylit vastaan rokotuskohdassa: näissä soluissa ne prosessoituvat endosomaalisen reitin kautta (mukaan lukien fagososomi), jossa ne sitoutuvat tärkeimpään histokompatibiliteettikompleksi II:n tyypin (MHC II) molekyyleihin. Samalla kun tämä prosessi tapahtuu solun sisällä, nyt aktivoitunut kypsä dendriittisolu vaeltaa imukanavia pitkin valuvaan imusolmukkeeseen, jossa se kohtaa naiiveja tyypin 2 T-auttajasoluja (TH2), joilla kullakin on oma ainutlaatuinen T-solureseptorinsa (TCR). MHC II:toksoidin tunnistaminen ja sitoutuminen spesifiseen TH2-reseptoriin aktivoi naiivin T-solun ja saa sen lisääntymään.

Samanaikaisesti toksoidimolekyylit, joita dendriittisolut eivät ole ottaneet vastaan, kulkeutuvat imunestekanavia pitkin samoihin tyhjentäviin imusolmukkeisiin, joissa ne joutuvat kosketuksiin B-solujen kanssa, joilla kullakin niistä on oma yksilöllinen B-solureseptorinsa. Sitoutuminen B-soluun spesifisen immunoglobuliinireseptorin kautta, joka tunnistaa jäykkäkouristustoksoidin, johtaa toksoidin internalisaatioon, käsittelyyn endosomaalisen reitin kautta ja esittelyyn solun pinnalla MHC II:toksoidi-kompleksina, kuten tapahtuu dendriittisolussa.

Nämä kaksi prosessia tapahtuvat imusolmukkeen samassa osassa, ja tuloksena on se, että B-solu, jonka pinnalla on MHC II:toksoidi-kompleksi, joutuu nyt yhteyteen aktivoituneen TH2-entsyymiaktiivisen solun (TH2-entsyymientsyymi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi, TH2-toksoidi jne. Prosessi, jota kutsutaan linkitetyksi tunnistamiseksi, johtaa siihen, että TH2 aktivoi B-solun plasmasoluksi, joka tuottaa aluksi IgM:ää, minkä jälkeen tapahtuu isotyyppivaihto IgG:hen; lisäksi osa B-soluista muuttuu muistisoluiksi.

Ylläoleva mekanismi kuvaa adaptiivista immuunivastetta proteiiniantigeenille, kuten jäykkäkouristustoksoidille; tällaisia antigeenejä kutsutaan T-riippuvaisiksi rokotteiksi, sillä T-apulaissolujen osallistuminen on olennaista syntyvälle immuunivasteelle. Polysakkaridiantigeenit sen sijaan synnyttävät hieman erilaisen vasteen, kuten kuvataan alayksikkörokotteita käsittelevässä jaksossa.

Jäykkäkouristusrokotusten perusteena on siis tuottaa vasta-aineita toksoidia vastaan, joilla on tehostettu kyky sitoa toksiinia verrattuna hermosolujen toksiinireseptorien sitoutumiskohtiin; altistuttaessa C. tetanille, tämä suuri toksiini-vasta-ainekompleksi ei pysty sitoutumaan reseptoriin, jolloin toksiini neutralisoituu ja taudin kehittyminen estyy.

Difteria- ja hinkuyskä-toksoidi (acellulaarisissa hinkuyskärokotteissa) ovat kaksi kaupallisesti saatavilla olevaa toksoidirokotetta, joita vastaan vasta-aineita tuotetaan täsmälleen vastaavalla tavalla kuin edellä kuvatulla tavalla. Jäykkäkouristus- ja kurkkumätärokotteita (yhdessä inaktivoidun poliorokotteen kanssa) olisi tarjottava työympäristössä työntekijöille, jotka eivät ole suorittaneet viiden annoksen ohjelmaa. Yhdistyneessä kuningaskunnassa asianmukainen valmiste olisi Revaxis, joka sisältää enintään 2777>2 IU puhdistettua kurkkumätä-toksoidia, enintään 2777>20 IU puhdistettua jäykkäkouristustoksoidia, 40 D-antigeeniyksikköä inaktivoitua poliotyyppiä 1, 8 tyyppiä 2 ja 32 tyyppiä 3; toksoidit on adsorboitu alumiinihydroksidiin, joka on adjuvanttina (ks. jäljempänä).

Toksoidirokotteet eivät yleensä ole erittäin immunogeenisia, ellei käytetä suuria määriä tai useita annoksia: yksi ongelma suurempien annosten käytössä on, että antigeenille voi syntyä toleranssi. Sen varmistamiseksi, että adaptiivinen immuunivaste on riittävän tehokas antamaan pitkäkestoisen immuniteetin, rokotteeseen sisällytetään adjuvantti. Kurkkumätä-, jäykkäkouristus- ja hinkuyskärokotteissa käytetään alumiinisuolaa (joko hydroksidia tai fosfaattia); tämä toimii siten, että se muodostaa injektiokohtaan depotin, joka johtaa antigeenin pitkäaikaiseen vapautumiseen ja aktivoi adaptiiviseen immuunivasteeseen osallistuvia soluja. Alumiiniadjuvantit kulkeutuvat myös helposti kypsymättömiin dendriittisiin soluihin ja helpottavat antigeenin käsittelyä pernassa/lymfosolmukkeissa, joissa tapahtuu tarvittavia solu-soluvuorovaikutuksia, jotka johtavat vasta-aineita tuottavien B-solujen korkea-affiniteettisten kloonien kehittymiseen.

Toksoidirokotteilla on kolme tärkeintä etua. Ensinnäkin ne ovat turvallisia, koska ne eivät voi aiheuttaa tautia, jonka ne estävät, eikä virulenssi voi palautua. Toiseksi, koska rokoteantigeenit eivät lisäänny aktiivisesti, ne eivät voi levitä rokottamattomiin henkilöihin. Kolmanneksi ne ovat yleensä vakaita ja pitkäikäisiä, koska ne ovat vähemmän alttiita lämpötilan, kosteuden ja valon muutoksille, joita voi aiheutua, kun rokotteita käytetään yhteisössä.

Toksiinirokotteilla on kaksi haittaa. Ensinnäkin ne tarvitsevat yleensä adjuvanttia ja vaativat useita annoksia edellä mainituista syistä. Toiseksi paikalliset reaktiot rokotuskohdassa ovat yleisempiä – tämä voi johtua adjuvantista tai tyypin III (Arthus) reaktiosta – jälkimmäinen alkaa yleensä punoituksena ja kovettumana pistoskohdassa useita tunteja rokotuksen jälkeen ja häviää yleensä 48-72 tunnin kuluessa. Reaktio johtuu siitä, että pistoskohdassa oleva ylimääräinen vasta-aine kompleksoituu toksoidimolekyylien kanssa ja aktivoi komplementin klassisen reitin kautta aiheuttaen akuutin paikallisen tulehdusreaktion.

Tapetut/inaktivoidut rokotteet

Käsitteellä tapettu viitataan yleensä bakteerirokotteisiin, kun taas inaktivoitu viittaa virusrokotteisiin . Lavantautirokote oli yksi ensimmäisistä valmistetuista tapetuista rokotteista, ja sitä käytettiin brittiläisten joukkojen keskuudessa 1800-luvun lopulla. Polio ja hepatiitti A ovat tällä hetkellä tärkeimmät Isossa-Britanniassa käytetyt inaktivoidut rokotteet – monissa maissa kokosoluinen hinkuyskärokote on edelleen yleisimmin käytetty tapettu rokote.

Tapettuun/inaktivoituun rokotteeseen kohdistuva adaptiivinen immuunivaste on hyvin samankaltainen kuin toksoidirokotteeseen sillä poikkeuksella, että syntyvä vasta-ainevaste kohdistuu paljon laajempaan valikoimaan antigeenejä. Injektion jälkeen kypsymättömät dendriittiset solut fagosytoivat koko organismin; fagososomissa tapahtuva pilkkominen tuottaa useita erilaisia antigeenifragmentteja, jotka esitetään solujen pinnalla erillisinä MHC II:antigeenifragmenttikomplekseina. Virtaavassa imusolmukkeessa aktivoituu useita TH2-soluja, joilla kullakin on TCR erilliselle antigeenifragmentille, aktivoituneen kypsän dendriittisolun esittelyn kautta. B-solut, joilla kullakin on BCR erilliselle antigeenifragmentille, sitovat imusolmukekanavia pitkin valuvia antigeenejä: erilliset antigeenit sisäistetään ja esitetään MHC II:antigeenifragmentti -kokonaisuutena; tämä johtaa sidoksissa olevaan tunnistamiseen asianmukaisen TH2:n kanssa. TH2:n IL2:n, IL4:n, IL5:n ja IL6:n vapautuminen saa aikaan B-solujen aktivoitumisen, erilaistumisen ja lisääntymisen, minkä jälkeen tapahtuu isotyypin vaihto (IgM:stä IgG:hen) ja muistisolujen muodostuminen.

Tämä prosessi kestää vähintään 10-14 päivää, mutta myöhemmässä altistumisessa organismille käynnistyy sekundaarinen vaste erilaisten B-muistisolujen aktivoitumisen kautta, mikä johtaa korkeisiin IgG-molekyylien pitoisuuksiin 24-48 tunnin kuluessa.

Hepatiitti A on esimerkki inaktivoidusta rokotteesta, jota työterveyshuollon ammattilaiset voivat käyttää. Se on formaliinilla inaktivoitu, soluviljelyyn mukautettu HAV-kanta; rokottaminen tuottaa neutraloivia vasta-aineita ja suojaava teho on yli 90 %. Rokotusta olisi harkittava HAV:n kanssa työskenteleville laboratoriotyöntekijöille ja jäteveden kanssa kosketuksissa oleville puhtaanapitotyöntekijöille. Lisäksi rokotusta voidaan tarjota myös henkilökunnalle, joka työskentelee sellaisten lasten kanssa, jotka eivät ole käyneet wc:ssä, tai asuintiloissa, joissa hygieniastandardit ovat huonot. Perusimmunisoinnin ja tehosterokotuksen, joka annetaan 6-12 kuukauden kuluttua ensimmäisestä rokotuksesta, pitäisi antaa vähintään 25 vuoden suoja.

Tuhotuilla/inaktivoiduilla rokotteilla on samat edut kuin toksoidirokotteilla sillä lisäyksellä, että kaikki infektioon liittyvät antigeenit ovat läsnä, ja niitä vastaan tuotetaan vasta-aineita.

Tuhotuilla/inaktivoiduilla rokotteilla on useita haittoja. Ne vaativat yleensä useita annoksia, koska mikrobit eivät kykene lisääntymään isännässä, joten yksi annos ei anna vahvaa signaalia adaptiiviselle immuunijärjestelmälle; lähestymistapoja tämän ongelman ratkaisemiseksi ovat useiden annosten käyttö ja rokotteen antaminen adjuvanttiaineen kanssa . Paikalliset reaktiot rokotuskohdassa ovat yleisempiä – tämä johtuu usein adjuvantista. Tapettujen mikrobien käyttäminen rokotteissa on tehotonta, koska osa vasta-aineista tuotetaan taudinaiheuttajan sellaisia osia vastaan, joilla ei ole merkitystä taudin aiheuttajana. Jotkin rokotteen sisältämät antigeenit, erityisesti pinnalla olevat proteiinit, saattavat itse asiassa heikentää elimistön sopeutumisreaktiota – oletettavasti niiden läsnäolo on evolutiivinen kehityskulku, joka auttaa taudinaiheuttajaa voittamaan elimistön puolustuskyvyn. Lisäksi tapetut/inaktivoidut rokotteet eivät synnytä sytotoksisia T-soluja, jotka voivat olla tärkeitä solunsisäisten patogeenien, erityisesti virusten, aiheuttamien infektioiden pysäyttämisessä.

Alayksikkörokotteet

Alayksikkörokotteet ovat kehittyneet tapetun rokotteen lähestymistavasta: sen sijaan, että tuotettaisiin vasta-aineita kaikkia taudinaiheuttajan antigeenejä vastaan, käytetään tiettyä antigeeniä (tai antigeenejä) siten, että B-solun tuottaman vasta-aineen sitoutuessa siihen infektio estyy; avain tehokkaaseen alayksikkörokotteeseen on näin ollen tuon tietyn antigeenin tai antigeenien yhdistelmän tunnistaminen. Hepatiitti B ja Haemophilus influenzae b (Hib) ovat esimerkkejä alayksikkörokotteista, joissa käytetään vain yhtä antigeenia; influenssa on esimerkki alayksikkörokotteesta, jossa on kaksi antigeenia (hemagglutiniini ja neuraminidaasi).

Adaptiivinen immuunivaste alayksikkörokotteelle vaihtelee sen mukaan, onko rokoteantigeeni proteiini vai polysakkaridi – proteiiniantigeeneihin perustuvat alayksikkörokotteet, esimerkiksi hepatiitti B- ja influenssarokotteet, ovat T-riippuvaisia rokotteita, kuten toksoidirokotteetkin (kuten aiemmin käsiteltiin), kun taas polysakkaridit synnyttävät T-riippumattoman vasteen.

Esimerkki T-riippumattomasta alayksikkörokotteesta, jota voitaisiin antaa työympäristössä, on Pneumovax, joka koostuu 23 yleisen pneumokokin serotyypin kapselipolysakkaridista ja jossa käytetään kapselipolysakkaridia rokoteantigeeninä. Rokote annetaan syvälle ihonalaiskudokseen tai lihakseen. Injektiokohdassa epäkypsät dendriittiset solut (ja makrofagit) fagosytoivat joitakin polysakkaridimolekyylejä, jotka sitten siirtyvät paikallisiin imusolmukkeisiin, missä ne kohtaavat naiivin TH2:n. TCR tunnistaa kuitenkin vain proteiinimolekyylejä, joten vaikka kypsien dendriittisolujen esittämät ja MHC II -molekyyleissä näkyvätkin, TH2 ei aktivoidu.

Samanaikaisesti ei-fagosytoituneet polysakkaridimolekyylit kulkeutuvat imukanavia pitkin samoihin valuviin imusolmukkeisiin, joissa ne kohtaavat B-soluja, joilla kullakin on oma ainutlaatuinen BCR. Koska rokoteantigeeni koostuu saman suuren molekyylipainon kapselipolysakkaridin lineaarisista toistoista, se sitoutuu suurella aviditeetilla useisiin B-solun reseptoreihin, joilla on sopiva spesifisyys. Tällainen monivalenttinen sitoutuminen pystyy aktivoimaan B-solun ilman TH2:n osallistumista, mikä johtaa IgM:n tuotantoon. Koska TH2 ei kuitenkaan osallistu, isotyypin vaihtuminen on vähäistä, joten IgG:tä tuotetaan vain pieniä määriä ja B-muistisoluja muodostuu vain vähän. Kun Streptococcus pneumoniae läpäisee limakalvojen esteet, seerumin spesifinen IgM-vasta-aine sitoutuu patogeenin kapselipolysakkaridiin ja helpottaa komplementtivälitteistä lyysiä asianmukaisesti immunisoituneella yksilöllä. IgM on erittäin tehokas komplementin aktivoijana; se pystyy huomattavasti huonommin toimimaan neutraloivana tai opsonisoivana vasta-aineena.

Pneumovaxia olisi tarjottava työntekijöille, joilla on krooninen hengitystie-, sydän-, munuais- ja maksasairaus, asplenia tai hyposplenia, immunosuppressio tai mahdollinen aivoverenkiertohäiriö: niille henkilöille, joilla on krooninen munuaissairaus ja pernan toimintahäiriö ja joilla immuunivasteen heikentyminen on odotettavissa, suositellaan lisäkerta-annoksia viiden vuoden välein.

T-riippumattomat rokotteet voidaan muuntaa tehokkaiksi T-riippuvaisiksi rokotteiksi sitomalla ne kovalenttisesti (prosessia kutsutaan konjugaatioksi) proteiinimolekyyliin . Kypsymättömien dendriittisolujen suorittaman fagosytoosin jälkeen konjugoidut proteiini- ja polysakkaridimolekyylit esiintyvät solujen pinnalla sekä MHC II:proteiini että MHC II:polysakkaridi -kompleksien muodossa. Vaellus valuvaan imusolmukkeeseen tuo tämän aktivoituneen kypsän dendriittisolun T-solurikkaalle alueelle ja johtaa TH2:n aktivoitumiseen, jolla on korkea spesifisyys kantajaproteiinille.

Rokoteantigeenin samanaikainen kulkeutuminen valuvia imukanavia pitkin valuvaan imusolmukkeeseen valuvien imusolmukkeiden B-solurikkaalle alueelle johtaa polysakkaridi-proteiini-konjugaatin sitomiseen B-soluun, jonka BCR:llä on korkea spesifisyys polysakkaridille. Polysakkaridi:proteiinikompleksi sisäistyy, fagosytoituu ja proteiini ilmentyy solupintakompleksina MHC II:n kanssa. Tämän jälkeen aktivoituneen TH2-solun, jolla on korkea spesifisyys kantajaproteiinille, ja tämän B-solun välillä tapahtuu linkitetty tunnistaminen. TH2:n osallistuminen johtaa yhteisstimulaatioon ja sytokiinien vapautumiseen, mikä johtaa IgM:n, sitten IgG:n ja muistisolujen muodostumiseen.

Alayksikkörokotteiden edut ovat samat kuin toksoidirokotteiden, ja niiden lisäetuna on se, että rokotetut ihmiset voidaan erottaa tartunnan saaneista ihmisistä – esimerkiksi hepatiitti B:n rokottamisen yhteydessä vain adaptiivinen immuunivaste pinta-antigeenille on mahdollinen, kun taas infektiossa syntyy ydin- ja e-vaste.

Alayksikkörokotteilla on samat haitat kuin toksoidirokotteilla, nimittäin adjuvanttitarve (ja usein useita annoksia) sekä injektiokohdassa usein esiintyvät paikalliset reaktiot.

Live attenuated

Kiinassa ja Intiassa ∼1000 jKr. kehitetty menettely, jossa elävää isorokkorokotetta käytettiin immuniteetin luomiseksi – käyttämällä useita eri tekniikoita “terveet yksilöt” altistettiin varioloiselle materiaalille, joka oli peräisin ihmisestä, jolla oli lievempi isorokko-oireyhtymä – oletettavasti siinä uskossa, että tämä aiheuttaisi vähemmän vakavan taudin vastaanottajalle – varhaisvaiheessa oleva “heikentämisen” muoto .

Viruspatogeenin heikentämiseen ihmisissä käytettäväksi on useita lähestymistapoja. Eräässä menetelmässä virusta kasvatetaan vieraassa isännässä – esimerkiksi tuhkarokkovirusta viljellään kananmunan fibroblasteissa – viruksen lisääntyminen näissä olosuhteissa johtaa useiden mutanttityyppien syntymiseen: ne mutantit, joiden virulenssi vieraassa isännässä on lisääntynyt, valitaan sitten potentiaalisiksi rokotekannoiksi, koska niiden virulenssi ihmisisännässä on yleensä alentunut, ja tämä lähestymistapa soveltuu erityisen hyvin RNA-viruksille, joilla on korkea mutaatioaste. Vaimennuksen molekyyliperustaa näissä olosuhteissa ei tunneta, koska prosessi on pitkälti empiirinen eikä ole mahdollista määrittää, mitkä havaituista genomin nukleotidimuutoksista liittyvät vähentyneeseen virulenssiin.

Vaihtoehtoinen lähestymistapa on kasvattaa luonnonvaraista virusta keinotekoisessa kasvualustassa lämpötilassa, joka on alhaisempi kuin ihmiskehossa vallitseva lämpötila – ajan mittaan voi syntyä kanta, joka kasvaa hyvin tässä alhaisemmassa lämpötilassa, mutta lisääntyy ihmisessä niin hitaasti, että adaptiiviset immuunivasteet kykenevät eliminoimaan sen ennen kuin virus kykenee leviämään ja aiheuttamaan infektion – kylmään sopeutunut elävä heikennetty influenssarokote on esimerkki tästä.

Eläviä heikennettyjä rokotteita, joita voitaisiin käyttää työympäristössä, ovat tuhkarokko, sikotauti, vihurirokko ja vesirokko. Käyttämällä tuhkarokkoa esimerkkinä, rokote ruiskutetaan syvälle sc/im, jossa virionit pääsevät eri solutyyppeihin reseptorivälitteisen endosytoosin avulla. Sytosolissa tapahtuu virusproteiinien proteolyyttinen hajoaminen; tuotetut peptidit ladataan sitten päähistokompatibiliteettikompleksin tyypin I molekyyleihin, ja kompleksi näkyy solun pinnalla. Verenkierrossa olevat sytotoksiset T-solut (Tc), joilla on asianmukaiset korkeaspesifiset TCR:t, pystyvät tunnistamaan kompleksin ja vapauttamaan sytokiineja, jotka ohjaavat (infektoitunutta) solua ohjelmoituun itsemurhaan (apoptoosiin). Näyttää siltä, että joistakin Tc:stä tulee muistisoluja, mutta tämän perusta on puutteellisesti ymmärretty.

Lisäksi epäkypsät dendriittisolut fagosytoivat virusrokotteen ja käynnistävät saman prosessin, joka on aiemmin kuvattu proteiiniantigeenien kohdalla ja joka johtaa plasmasolujen, neutraloivien IgG-vasta-aineiden ja muistin B-solujen tuotantoon.

Riittävästi immunisoidussa yksilössä, kun villi tuhkarokkovirus hengitetään, molemmat suojamekanismit toimivat – näin ollen viruksen lisääntyessä paikallisesti infektiokohdassa Tc pystyy tappamaan infektoituneet solut; viruksen, joka kiertää tämän ja leviää verenkierron kautta IgG-vasta-aine sitoo sen ja estää taudin neutraloimalla kiinnittymisen kohdesoluun .

Yksi heikennettyjen elävien rokotteiden haittapuolena on mahdollisuus, että ne voivat aiheuttaa sen sairauden, jota vastaan ne on suunniteltu suojaamaan, joko siksi, että ne palaavat virulenssiksi, tai siksi, että joillakin yksilöillä (esimerkiksi immunosuppressoituneilla) ne ovat riittämättömästi heikennettyjä.

Johtopäätökset

Nykyaikana saatavissa olevat kaupalliset rokotteet ovat peräisin heikennetyistä elävistä rokotteista, tapetuista/inaktivoiduista rokotteista, toksoideista tai alayksiköiden valmisteista. T-riippumattomat antigeenit (yleensä polysakkaridit) voidaan muuntaa tehokkaiksi T-riippuvaisiksi rokotteiksi konjugoimalla polysakkaridimolekyyli kantajaproteiiniin.

Varicella-Zoster ja hepatiitti B:n gammaglobuliini (IgG) -valmisteet ovat esimerkkejä passiivisesta immuniteetista, joilla on huomattavia sovelluksia työterveystilanteessa.

Interintäristiriidat

Ei ole ilmoitettu.