Pag-awit ng isang artist ng anatomya ng isang virus. Anna Tanczos / Wellcome Images, CC BY-NC-nd

Walang nagnanais na mahuli ang trangkaso, at ang pinakamahusay na linya ng depensa ay ang bakunang pana-panahong trangkaso. Ngunit ang paggawa ng isang epektibong taunang trangkaso ay nakasalalay sa tumpak na paghula kung saan ang mga strain ng trangkaso ay malamang na makahawa sa populasyon sa anumang panahon. Kinakailangan nito ang koordinasyon ng maraming sentro ng kalusugan sa buong mundo habang ang virus ay naglalakbay mula sa rehiyon hanggang rehiyon. Kapag ang mga epidemiologist ay naninirahan sa mga target na mga strain ng trangkaso, ang produksyon ng bakuna ay nagbabago sa mataas na lansungan; ito ay tumatagal humigit-kumulang anim na buwan upang makabuo ng higit sa 150 milyong injectable doses kinakailangan para sa populasyon ng Amerika.

Paano gumagana ang taunang bakuna sa trangkaso?

Ang paggawa ng isang epektibong taunang trangkaso ay nakasalalay sa tumpak na paghula kung saan ang mga strain ng trangkaso ay malamang na makahawa sa populasyon sa isang panahon. Ang CDC ay nagsasagawa ng observational studies bawat taon upang makalkula ang "epektibong bakuna" para sa pagbaril ng taong iyon.

Ang di-wastong o hindi kumpletong epidemiological forecasting ay maaaring magkaroon ng mga pangunahing bunga. Sa 2009, habang mga tagagawa, kabilang ang MedImmune at Sanofi Pasteur, ay naghahanda ng mga bakuna laban sa mga anticipated strains, isang karagdagang strain influenza, H1N1, lumitaw. Ang inihanda na bakuna ay hindi nagpoprotekta laban sa di-inaasahang strain na ito, na nagiging sanhi ng pandaigdigan sa mundo at higit sa nakumpirma na 18,000 na pagkamatay - malamang lamang ng isang bahagi ng tunay na bilang, tinatantya na lumampas sa 150,000. Mas mahusay na huli kaysa hindi kailanman, isang bakuna sa kalaunan ay ginawa laban sa H1N1, na nangangailangan ng ikalawang shot ng trangkaso sa taong iyon.

Dahil sa trangkaso ay naging sanhi ng karamihan ng pandemic sa nakalipas na mga taon ng 100 - kabilang ang 1918 na flu nagresulta sa mas maraming bilang 50 milyong pagkamatay - Natitira kami sa tanong: Maaari bang makagawa ang mga siyentipiko ng isang "unibersal" na bakuna na may kakayahang protektahan laban sa magkakaibang mga strain ng influenza, na hindi nangangailangan ng mga taunang hula ng mga epidemiologist at taunang pagbaril para sa iyo?

Ang mga bakuna ay nagpapanguna sa immune system upang labanan

Sa pamamagitan ng 18th siglo, at arguably mas maaga sa kasaysayan, ito ay karaniwang kilala na a ang survivor ng smallpox ay hindi na bababa dito sa kasunod na pagkakalantad. Sa anumang paraan, ang impeksiyon ay nagbigay ng immunity laban sa sakit. At kinikilala ng mga tao na ang mga milkmaid na nakikipag-ugnayan sa mga cowpox-ridden cattle ay magkakaroon din ng proteksyon mula sa smallpox.

Sa huli na 1700s, magsasaka Inalis ni Benjamin Jesty ang kanyang pamilya sa cowpox, mabisang pagbabakuna sa kanila laban sa bulutong, sa kabila ng pagkakalantad sa hinaharap. Manggagamot Pagkatapos ay pinalayas ni Edward Jenner ang sangkatauhan sa isang bagong edad ng immunology kapag siya ay ipinahiwatig siyentipikong pananalig sa pamamaraan.

Kaya kung ang isang inoculation ng cowpox o isang pagkakalantad sa (at survival ng) smallpox ay nagtatakda ng isang dekada ng halaga o kahit lifelong immunity, bakit hinihikayat ang mga indibidwal na makatanggap ng bakuna sa trangkaso bawat taon?

Ang sagot ay nasa kung gaano kabilis ang pagbabago ng anatomya ng influenza virus. Ang bawat virus ay binubuo ng isang halos spherical lamad encapsulating patuloy mutating genetic materyal. Ang lamad na ito ay may dalawang uri ng "mga spike": hemagglutinin, o HA, at neuraminidase, o NA, na binubuo ng isang tangkay at ulo. Ang HA at NA ay tumutulong sa virus na may impeksiyon sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga cell ng host, at mamagitan sa pagpasok ng virus sa cell at kalaunan ay lumabas.

Ang mga bakuna ay karaniwang nagtatamo ng mga antibodies na nag-target sa dalawang molecule na ito. Sa sandaling mag-inject, ang immune system ng indibidwal ay makakakuha ng trabaho. Kinokolekta ng mga espesyal na selula ang mga molecule ng bakuna bilang mga manlulupig; ang ibang mga selula ay bubuo ng mga antibodies na makikilala ang mga dayuhang molecule. Ang susunod na pagkakataon na lumilitaw ang parehong mga manlulupig - kung sa anyo ng parehong bakuna o ang virus strains ito mimicked - makilala ang mga immune cells ng katawan at labanan ang mga ito off, na pumipigil sa impeksiyon.

Para sa mga nag-develop ng bakuna, isang nakakainis na katangian tungkol sa mutating genome ng influenza ay kung gaano kabilis ang pagbabago ng HA at NA. Ang mga nagbabagong pagbabago na ito ay kung ano ang ipapadala sa kanila sa drawing board para sa mga bakunang nobela tuwing trangkaso.

Iba't ibang mga paraan upang mag-disenyo ng isang bakuna

Ang bakuna ng smallpox ang unang ginamit ang "empirical paradigm" ng vaccinology - ang parehong diskarte na ginagamit namin ngayon. Ito ay nakasalalay sa isang pagsubok-at-error na diskarte upang gayahin ang kaligtasan sa sakit sapilitan sa pamamagitan ng natural na impeksiyon.

Sa ibang salita, ang mga nag-develop ng bakuna ay naniniwala na ang katawan ay maglalagay ng tugon sa antibody sa isang bagay sa pagbabakuna. Ngunit hindi sila tumututok sa kung aling tukoy na patch ng virus ang nagiging sanhi ng immune response. Hindi mahalaga kung ito ay isang reaksyon sa isang maliit na patch ng HA na maraming mga strains ibahagi, halimbawa. Kapag gumagamit ng isang buong virus bilang panimulang materyal, posible upang makakuha ng maraming iba't ibang mga antibodies na kinikilala ang maraming iba't ibang bahagi ng virus na ginamit sa bakuna.

Ang pana-panahong pagtakip ng trangkaso ay karaniwang naaangkop sa ganitong empirical na diskarte. Bawat taon, inakala ng mga epidemiologist na ang mga strain ng trangkaso ay malamang na makahawa sa mga populasyon, kadalasang nakikipag-ayos sa tatlo o apat. Sinisikap ng mga mananaliksik na i-attenuate o i-activate ang mga strain na ito upang makilos sila bilang mga ginagaya sa bakuna sa trangkaso sa taong iyon nang hindi binibigyan ang mga tatanggap ng malupit na trangkaso. Ang pag-asa ay ang immune system ng isang indibidwal ay tutugon sa bakuna sa pamamagitan ng paglikha ng mga antibodies na nag-target sa mga strains; pagkatapos ay kapag siya ay makipag-ugnayan sa trangkaso, ang mga antibodies ay naghihintay upang neutralisahin ang mga strains.

Ngunit mayroong ibang paraan upang mag-disenyo ng isang bakuna. Ito ay tinatawag na nakapangangatwiran disenyo at kumakatawan sa isang potensyal na laro-pagbabago ng paradigm shift sa vaccinology.

Ang layunin ay ang pagdisenyo ng ilang mga molecule - o "immunogen" - na maaaring maging sanhi ng epektibong mga antibodies na ginawa nang hindi nangangailangan ng pagkakalantad sa virus. Nauugnay sa kasalukuyang bakuna, ang engineered immunogen ay maaaring kahit na pahintulutan ang mas tiyak na mga tugon, ibig sabihin ang pagtugon sa immune ay tumutukoy sa mga partikular na bahagi ng virus, at mas malawak na lawak, ibig sabihin ay maaaring ma-target ang maraming mga strain o kahit kaugnay na mga virus.

Ang diskarte na ito ay gumagana upang i-target ang mga tiyak na epitopes, o mga patch ng virus. Dahil gumagana ang mga antibodies sa pamamagitan ng pagkilala ng mga istraktura, nais ng mga designer na bigyang-diin ang immune system ang mga katangian ng istruktura ng mga immunogens na nilikha nila. Pagkatapos ay susubukan ng mga mananaliksik na mag-disenyo ng mga bakunang kandidato sa mga istrukturang ito sa pag-asang mapukaw nila ang immune system upang makabuo ng mga kaugnay na antibodies. Ang landas na ito ay maaaring ipaalam sa kanila magtipon ng isang bakuna na elicits isang mas epektibo at mahusay na immune tugon kaysa sa posible sa mga tradisyonal na pagsubok-at-error na paraan.

Nagtatagumpay ang pag-usad disenyo ng bakuna para sa respiratory syncytial virus gamit ang bagong rational paradigm, ngunit nagsisikap pa rin ang mga pagsisikap na gamitin ang diskarte para sa influenza.

Patungo sa isang pandaigdigang bakuna laban sa trangkaso

Sa nakalipas na mga taon, ang mga mananaliksik ay nakahiwalay ng ilang malakas na, di-neutralizing antibodies na ginawa sa ating mga katawan. Habang ang tugon ng antibody sa influenza ay lalo na nakadirekta sa head ng HA spike, marami ang natagpuan na target ang tangkay ng HA. Dahil ang stem ay mas pare-pareho sa mga strain ng viral kaysa sa ulo, maaaring ito ang takong ng Achilles 'na sakong, at ang mga antibodyong na-target sa rehiyong ito ay maaaring isang magandang template para sa disenyo ng bakuna.

Sinisikap ng mga mananaliksik ang ilang mga diskarte na maaaring maging sanhi ng katawan upang makabuo ng mga antibodies na ito ng interes bago maging impeksyon. Ang isang estratehiya, na kilala bilang display nanoparticle, ay nagsasangkot ng pagdisenyo ng isang molekula na nagsasama ng bahagi ng virus. Sa lab, maaaring ilakip ng mga siyentipiko ang ilang kumbinasyon ng mga parte ng HA at NA sa labas ng isang spherical nanoparticle na mismo ay may kakayahang magdulot ng immune response. Kapag ineksyon bilang bahagi ng isang bakuna, ang immune system ay maaaring "makita" ang mga molecule na ito, at sa kapalaran gumawa ng antibodies laban sa kanila.

Ang isa sa mga pangunahing tanong na kailangang masagot ay kung ano ang eksaktong dapat ipapakita sa panlabas ng mga nanopartikel na ito. Ang ilang mga estratehiya ay nagpapakita ng iba't ibang mga bersyon ng buong HA molecules, samantalang ang iba ay nagsasama lamang ng mga stems. Habang mas maraming data sa mga tao ang kailangang kolektahin upang patunayan ang mga pamamaraang ito, ang data mula sa mga pag-aaral ng hayop na ginagamit Ang mga stem-only immunogens ay nakapagpapatibay.

Sa kasalukuyang teknolohiya, maaaring hindi kailanman maging isang "isa at tapos na" shot ng trangkaso. At ang epidemiological surveillance ay laging kinakailangan. Gayunpaman, hindi napakahalaga na maaari naming ilipat mula sa isang beses sa bawat taon na modelo sa isang beses-bawat-10-taon na diskarte, at maaaring kami ay sa loob lamang ng ilang taon ng pagiging doon.

Tungkol sa Ang May-akda

Ian Setliff, Ph. Mag-aaral, Programa sa Chemical & Physical Biology, Vanderbilt Vaccine Center, Vanderbilt University at Amyn Murji, Ph.D. Mag-aaral, Kagawaran ng Mikrobiyolohiya at Immunology, Vanderbilt Vaccine Center, Vanderbilt University

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay na Libro:

at InnerSelf Market at Amazon