Å gjøre nåler unødvendige

Nålestikket er en smerte, men det beskytter oss mot en mengde mikrober. Barn i USA tåler så mange som 14 vaksineinjeksjoner innen de er 16. Voksne blir immunisert for å avverge influensa og stivkrampe; reisende ruster seg mot kolera, tyfus og andre sykdommer.

Selv om injeksjon er et anerkjent middel for å levere varene, har det betydelige ulemper. Injeksjonsutstyr kan firedoble prisen for en enkelt vaksinasjon. Frykt for nålen reduserer overholdelse av vaksinasjonsplaner i utviklede land. I utviklingsland sprer gjenbruk av sprøyter sykdom, og mangel på kjøling begrenser tilgjengeligheten av vaksiner. Alvorligheten av disse problemene fikk nylig Verdens helseorganisasjon (WHO) til å erklære krig mot usikre injeksjoner og oppfordre til utvikling av orale og nasale vaksiner.

Bell Labs er død, lenge leve Bell Labs

Denne historien var en del av vår utgave fra september 1998



  • Se resten av saken
  • Abonnere

Injiserte vaksiner hersker delvis fordi forskere forstår hvordan de fungerer. Å introdusere en vaksine under huden eller inn i muskelen provoserer systemisk immunitet: Beskyttende antistoffer sirkulerer i blodet. Å tilføre vaksinen oralt utløser immunitet på fuktige slimhinneoverflater som de som ligger langs munnen, nesen og kjønnsorganene, men prosessen har vært langt mindre godt forstått, sier Robert Edelman, assisterende direktør for klinisk forskning ved University of Marylands Center for Vaccine. Utvikling i Baltimore. Men da AIDS-epidemien slo til på begynnelsen av 1980-tallet, tvang den forskere til å begynne å avdekke vanskelighetene med slimhinneimmunitet.

I løpet av de siste fem til ti årene har forskere lært hvordan mikrober som kommer inn i kroppen via slimhinneoverflater kan blokkeres av slimhinnevaksiner. Bevæpnet med ny kunnskap håper mer enn et dusin vaksineteknologiselskaper å gjøre immuniseringsnålen unødvendig og erstatte den med nesespray, nesedråper, smakstilsatte væsker, hudplaster og spiselige planter med vaksine. Mens noen fortsatt tester produkter i laboratoriet, har andre allerede hoppet over hindringene for Food and Drug Administrations (FDA) godkjenningsprosess. Foretrukket å komme på markedet først i løpet av de neste par årene er en oral vaksine for å beskytte barn mot rotaviral diaré og et nesesprayalternativ til influensasprøyte.

Selv om hver ny vaksine kommer med en forsknings- og utviklingsprislapp på millioner til 0 millioner, er den potensielle tilbakebetalingen enorm. Produsentene av rotavirusvaksinen, for eksempel, anslår et årlig verdensomspennende salg på opptil 250 millioner dollar. Et annet selskap anslår at kunder kan betale ut flere milliarder dollar hvert år for en nesevaksine mot Shigella, en diaré-fremkallende bakterie. På sin side håper Edelman at brukervennlige leveringssystemer vil forbedre hastigheten på barnevaksinering i en tid da 1 million amerikanske barn ikke har fått de anbefalte vaksinasjonene. Barn må få så mange skudd, det reduserer compliance, sier Edelman. Det er behov for nye leveringssystemer.

((())) Urban ordbok

En dørvakt ved døren

Hovedmålet for ikke-injiserte vaksiner er kroppens enorme utstrekning av slimhinner. Kombinerte slimceller dekker et område som tilsvarer omtrent halvannen tennisbane, og dekker luftveiene og mage-tarmkanalene, urinveiene og kjønnsorganene - til og med øyelokkene. Slimhinneimmunitet er kroppens frontlinje for forsvar, siden 90 prosent av infeksjonene starter på slimhinnene. Slike vanlige infeksjoner som lungebetennelse, sår hals, influensa, diarésykdommer, magesår og seksuelt overførbare sykdommer begynner alle på slimhinnene.

Slimhinneimmunisering får immunsystemet til å produsere to typer antistoffer i forskjellige områder av kroppen: kraftige IgA-antistoffer på slimhinneoverflatene og IgG-antistoffer i blodet. I kontrast utløser injiserte vaksiner kun IgG-antistoffer i blodet. Ved å fremkalle IgA-responsen beskytter slimhinnevaksiner kroppen mot invaderende patogener før de når og skader indre organer. Beskyttelsen av en IgG-induserende injisert vaksine trer først inn etter at en infeksjon starter.

hvordan finne ut av dine aner

En slimhinnevaksine kan ha en rekke forskjellige former. Nesespray, nese- eller øyedråper, kapsler, væsker og rektale eller vaginale stikkpiller er alle mulige midler for vaksinasjon - noen klart mer praktiske og velsmakende enn andre. Heldigvis, sier David Burt, visepresident for forskning ved Montreal-baserte Intellivax International Inc., er slimhinneimmunsystemet sammenkoblet, så vaksiner påført på et praktisk slimhinnested beskytter også andre områder av kroppen.

Et skudd i nesen

En av de første vaksinene som kommer inn i pasientenes nesebor vil sannsynligvis være FluMist, en nesespray rettet mot influensavirus. Både barn og friske voksne kan snart få sine årlige influensasprøyter fra denne sprøytelignende enheten med en aerosolsprøyte der nålen burde være. Enheten leverer et levende, men svekket, influensavirus som bare vokser ved de kjøligere temperaturene i nesegangene. Der forbereder vaksinen slimhinneimmunsystemet til å stoppe sykdomsfremkallende influensavirus før de kan ta tak i nese og øvre luftveier.

FluMist har gjort det bra i kliniske studier - det gir 93 prosent beskyttelse mot influensa hos barn, med milde bivirkninger (rennende nese eller sår hals) som varer en dag eller så. Men den nye vaksinen kan også ha en annen og mer positiv bivirkning. Det reduserer frekvensen av influensarelaterte ørebetennelser med 98 prosent. Øreinfeksjoner sender amerikanske barn til barnelegen mer enn 31 millioner ganger hvert år, og de fleste av disse barna får antibiotika; Å vaksinere barn mot influensa kan gjøre et innhugg i dette overforbruket av antibiotika og den resulterende økningen av medikamentresistente bakterier.

Aviron, California-selskapet som utvikler FluMist, søkte om FDA-godkjenning for neseinfluensasprøyten i sommer. Selskapet håper å gjøre FluMist tilgjengelig i tide til influensasesongen 1999.

hjernens mysterier

Down the Gullet

En annen åpenbar vei for ikke-injiserbare vaksiner er nede i luken. Men orale vaksiner møter tøffe hindringer. De må overleve det tøffe miljøet i magen og tarmene. I tillegg ser fordøyelseskanalen mange immunologiske utfordringer fra mat, sier Peter Nara, president i International Society for Vaccines og direktør for FoU ved Maryland-oppstarten Biological Mimetics. Som et resultat har slimhinnen i kanalen en tendens til å overse immunstimuli som vaksiner. Enhver vaksine som opererer der virker mot rådhuset, ifølge Nara.

Til tross for disse hindringene vil nye vaksiner mot så forskjellige sykdommer som tyfoidfeber og magekreft snart bli svelget. En av de første vil mest sannsynlig være RotaShield, utviklet for å beskytte små barn mot den alvorlige diaréen forårsaket av rotavirus. Nesten 1 million barn dør årlig av rotavirusinfeksjoner i utviklingsland, og oral form kan gjøre RotaShield lettere å distribuere i disse regionene. I USA står 3 millioner tilfeller av rotaviral diaré årlig for 500 000 legebesøk, 100 000 sykehusinnleggelser og 100 dødsfall, noe som koster helsevesenet 1,4 milliarder dollar i direkte og indirekte kostnader.
Albert Kapikian og kollegene hans begynte å fikle med den orale rotavirusvaksinen i 1980. Vi vurderte aldri muligheten for en injisert rute, sier Kapikian, leder for epidemiologisk seksjon ved Laboratory of Infectious Diseases, en del av National Institute of Allergy and Infectious. Sykdommer. Å lage en oral vaksine mot et tarmvirus var en naturlig vei å gå.

For å redde vaksinen fra ødeleggelse i magens sure miljø, drakk barn i tidlige studier melk (en syrenøytralisator) en halvtime før vaksinasjon. I sin endelige form blir vaksinen frysetørket, og deretter blandet med en liten mengde saltbuffer som beskytter den. I tarmen formerer viruset seg lenge nok til å generere beskyttende slimhinneantistoffer - den eneste bivirkningen er mild, kort feber. Beviset er i puddingen - eller beskyttelsen - som har vært utmerket, sier Kapikian; vaksinen reduserer forekomsten av alvorlig rotaviral diaré med opptil 90 prosent. RotaShield er lisensiert av Wyeth-Ayerst Laboratories og venter på FDA-godkjenning. Vaksinen, som vil bli anbefalt for alle barn i alderen 2, 4 og 6 måneder, har allerede fått tilslutning fra Centers for Disease Control, American Academy of Pediatrics og WHO.

Vaksine grønnsaker

Etter hvert som kunnskapen om slimhinneimmunsystemet vokste frem, ble også de genteknologiske verktøyene som gjør det mulig for forskere å sette inn vaksinemolekyler i planter. Det neste logiske trinnet var å undersøke om matplanter som bar vaksiner kunne immunisere fordøyelseskanalen. Verktøyene og kunnskapen kom sammen som naturlig førte oss ned denne veien, ifølge William Langridge, en molekylærbiolog ved Californias Loma Linda School of Medicine.

glød i mørke apekatter

Langridge konverterte den plebeiske poteten til en koleravaksine ved å legge til gener for koleratoksin. Hos mus som spiste de rå potetene, bundet giftstoffet seg celler i tarmen og utløste produksjonen av antistoffer mot kolera. For å gjøre potetene mer tiltalende, kokte Langridge små terninger av de spesielle spudsene sine inntil, overraskende mykt, minst halvparten av vaksinen forble aktiv. Hurtigkokingsmetoder, som frityrsteking, kan bevare mer vaksine, mistenker han. (Se for deg å få vaksinasjonen fra en pose chips eller en tallerken frites.) Langridges eksperimenter har vekket interesse fra bioteknologiselskaper, men det er for tidlig i forhandlingene å identifisere dem, sier han.

Poteter er et kostholdsgrunnlag i Peru, Bolivia og India-land der kolera forårsaker dehydrerende diaré og død – så poteten er en god målplante, sier Langridge. Han regnet ut at å spise én kokt potet ukentlig i en måned skulle beskytte mot kolera. Booster spuds kan være nødvendig hvis beskyttelsen faller. Matplanter flytter oss nærmere å oppnå en rimelig, praktisk, effektiv og sikker strategi for forebygging av smittsomme enteriske (tarm)sykdommer, sier Langridge. Når de dyrkes lokalt i utviklingsland, kan spiselige vaksiner omgå problemer med transport og kjøling som hindrer effektive vaksinasjonsprogrammer.

Mens forskere fra Cornell Universitys Boyce Thompson Institute for Plant Research (BTI) også har eksperimentert med potetbaserte vaksiner, retter de nå oppmerksomheten mot planter som oftere spises rå. Poteter var proof-of-concept-avlingen, sier Cornell-forsker Hugh Mason, men bananer og tomater ser mer lovende ut for konsum.

I juni kunngjorde BTI en forsknings- og lisensavtale med Axis Genetics, et biofarmasøytisk firma i Cambridge, England. Axis vil støtte BTIs spiselige vaksineforskning i tre år, mot eksklusiv bruk av BTI-teknologi.

Tilbake til Band-Aid

De kanskje mest bemerkelsesverdige vaksinene i tidlig utvikling er de som krysser huden - som injeksjoner gjør - men uten nål. Flere grupper, inkludert Iomai Corp. i Washington, D.C., jobber på en smertefri måte å takle denne tradisjonelle ruten. Iomai-forskere tilsatte koleratoksin til difteri- og stivkrampevaksiner og gned det på huden til barberte mus. Kombinasjonen aktiverer Langerhans-celler i huden, noen av de mektigste kjente immuncellene. Musene bygget opp blodantistoffer mot både difteri og stivkrampe.

Prosessen, kjent som transkutan immunisering, kan være spesielt nyttig gitt det store overflatearealet av huden og dens potente immunceller, sier Gregory Glenn, vitenskapelig direktør for Iomai. Etter hvert kan den immunstimulerende blandingen bli innlemmet i bandasjer eller plaster. I stedet for å forlate legekontoret med et plaster over et vaksinasjonsstikk, kan en pasient gå hjem iført selve vaksinen. Det er en spennende mulighet, men vi har enormt mye å lære, bemerker University of Marylands Edelman. For eksempel vet forskerne ikke engang hvordan vaksinen krysser huden. Studier for å teste den nye metoden på mennesker er så vidt i gang.

gjemme seg