Hur skyddar vaccination individen? Merit Melin, 12.6.2017

1. Hur skyddar vaccination individen?
Merit Melin
Enheten för mikrobiologisk expertis
12.6.2017 Merit Melin/ THL

2. Presentationens innehåll
• Vilka komponenter består vaccin av?
• Vad baserar sig immuniteten på?
• Hur skapar vaccination immunitet?
• Vilka faktorer påverkar immunsvaret?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 2

3. Vilka komponenter består vaccin av?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 3

4. Vaccin imiterar patogener
• Ett vaccin innehåller typiskt strukturer
av sjukdomsframkallande (patogena)
mikroorganismer.
• Immunsystemet identifierar vaccinets
strukturer som främmande för
kroppen, varpå immunsvaret
aktiveras.
• Följande gång kroppen blir utsatt för
patogenen kan den immunitet som
skapats med vaccinet skydda mot
sjukdomen.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 4

5. Typer av vaccin
• Vaccin kan bestå av
• levande försvagade patogener
• inaktiverade patogener
(avdödade mikroorganismer)
• delar av den patogena
organismen
12.6.2017 Merit Melin/ THL 5

6. Vaccinets sammansättning påverkar
immunsvaret
• Vaccin som innehåller levande
patogener skapar ett starkt
immunsvar.
• Vaccination med en dos kan skapa
långvarig immunitet.
• Vaccin som består av delar av
patogena organismer skapar ett
svagare immunsvar.
• Flera doser behövs.
• Vaccinen kan innehålla adjuvanser
för att stärka immunsvaret.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 6

7. Sjukdomen Vaccintyp
mässling levande försvagade virus
påssjuka levande försvagade virus
röda hund (rubella) levande försvagade virus
vattkoppor (varicella) levande försvagade virus
rotavirusdiarré levande försvagade virus
influensa levande försvagade eller inaktiverade
virus eller virusdelar
polio inaktiverade virus
livmoderhalscancer virusdelar
kikhosta bakteriedelar
hemofilusinfektioner bakteriedelar
pneumokockinfektioner bakteriedelar
stelkramp inaktiverad tetanustoxin (toxoid)
difteri inaktiverad difteritoxin (toxoid)
Vad består vaccinen i det nationella
vaccinationsprogrammet av?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 7

8. Vad baserar sig immuniteten på?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 8

9. • Immunitet avser kroppens förmåga att skydda sig mot
angrepp från patogena mikroorganismer.
• Medfödd eller naturlig immunitet
• Förvärvad eller adaptiv immunitet
Immunitet = motståndskraft
12.6.2017 Merit Melin/ THL 9

10. Medfödd immunitet
• Cellerna i det medfödda immunförsvaret identifierar strukturer
som är gemensamma hos patogena mikroorganismer, såsom
delar av bakteriernas cellväggar och sockerstrukturer som avviker
från kroppens egna strukturer.
Fagocyterande vita
blodkroppar
(ätarceller)
- Identifierar och
avlägsnar patogenen
12.6.2017 Merit Melin/ THL 10
Strukturer hos patogena
mikroorganismer
Bakterie
Virus
Svamp

11. Medfödd immunitet
• Den medfödda immuniteten kan förhindra sjukdomsalstrarnas
tillträde till kroppen och förhindra dem att sprida sig i kroppen –
inte alltid!
• Den medfödda immuniteten skapar inget minnesspår, och därför
agerar det medfödda immunsvaret på samma sätt varje gång
kroppen utsätts för samma sjukdomsalstrare.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 11

12. Förvärvad immunitet
• Specifik, känner igen en viss patogen.
• När det adaptiva immunsystemet utsätts för en ny främmande
struktur, skapar den minnesceller som känner igen strukturen i
fråga.
• När samma patogen påträffas på nytt, aktiveras minnescellerna
och förstör patogenen effektivt.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 12

13. Skillnader mellan medfödd och förvärvad
immunitet
Medfödd Förvärvad
• tidigare kontakt behövs inte
• ospecifik; känner igen
strukturer som ofta
återkommer hos patogener
• aktiveras snabbt
• inget minne
• förstärks inte märkbart
• tidigare kontakt förstärker
• specifik; känner igen strukturer
som är specifika för en viss
patogen
• aktiveras och mognar långsamt
• minnesceller bildas
• blir snabbare och starkare vid
nästa möte
12.6.2017 Merit Melin/ THL 13

14. • Cytokiner är proteiner som avges som kemiska signaler från
immunceller och som har den viktiga uppgiften att reglera
immunförsvaret.
• Cellerna i både den medfödda och den adaptiva immuniteten kan
producera cytokiner.
• Immuncellerna kommunicerar med varandra via pro- och
antiinflammatoriska cytokiner.
• Mottagarcellerna har på sina ytor receptorer, genom vilka
informationen från de signalerande cellerna transporteras till
cellkärnan ® genuttrycket aktiveras eller förhindras.
• Cytokinernas effekt är vanligen lokal och kortvarig.
Cytokiner
12.6.2017 Merit Melin/ THL 14

15. Den medfödda immunitetens
inflammatoriska reaktion
12.6.2017 Merit Melin/ THL 15
Bakterie
B-cell
T-celler
Celler på
slemhinnan
• De vita blodkropparna som ingår i
det medfödda immunsvaret
utsöndrar inflammations-
mediatorer (cytokiner) och
påbörjar en inflammatorisk
reaktion efter att ha identifierat
sjukdomsalstraren.
• Cytokinerna signalerar om närvaro
av sjukdomsframkallande
organismer och styr fagocyterna
till föremålet.
• Cytokinerna kan också hjälpa
lymfocyterna att mogna och flytta
sig till lymfknutorna, där det
adaptiva immunsvaret utvecklas.

16. Vad baserar sig det förvärvade immunsvaret på?
• Det förvärvade immunsvaret baserar sig på vita blodkroppar som
specialiserat sig på olika funktioner och känner igen en viss
patogen.
• Antikroppar som produceras av B-lymfocyter
• T-lymfocyter som hjälper och reglerar andra immuncellers
funktion
12.6.2017 Merit Melin/ THL 16

17. Cellförmedlad immunitet
• Den förvärvade cellförmedlade immuniteten baserar sig på T-
lymfocyter som producerar cytokiner och därigenom reglerar
andra immuncellers funktion.
• T-lymfocyterna känner igen en viss patogen med hjälp av sina
receptorer och aktiveras.
• Cytotoxiska T-celler eller T-mördarceller (CD8+)
• Är viktiga i försvar mot intracellulära mikrober
• T-hjälparceller (CD4+)
• Är viktiga i försvaret mot både intracellulära och
extracellulära mikrober
• Hjälper B-cellerna att mogna och producera antikroppar
12.6.2017 Merit Melin/ THL 17

18. B-celler aktiveras när de identifierar en
specifik patogen
• B-cellen aktiveras när den känner igen en viss struktur av en patogen
som matchar receptoren på ytan av B-cellen.
• Den aktiverade B-cellen frigör små mängder antikroppar som liknar
B-cellsreceptoren.
• En del av B-cellerna mognar och blir plasmaceller som kan
producera stora mängder antikroppar.
• En del av B-cellerna mognar och blir minnesceller som
producerar antikroppar nästa gång de möter samma patogen.
Plasmacell B-minnescell
12.6.2017 Merit Melin/ THL 18

19. Plasmaceller bildar antikroppar
B-minnescell
B-cell
kortlivad
plasmacell
långlivad
plasmacell
aktiverad
B-cell
12.6.2017 Merit Melin/ THL 19

20. • Antikroppar känner igen en bestämd struktur hos patogenen, dvs.
antigenet.
• Ett antigen kan vara t.ex. ett protein eller en sockerstruktur
på ytan av en bakterie eller ett virus.
• Antikroppar finns i blod, saliv och andra sekret.
• Den styrka en antikropp binder till sitt antigen, dvs. aviditeten,
varierar. Bindningen mellan antikroppen och antigenet är inte
irreversibel.
Antikropp och antigen
12.6.2017 Merit Melin/ THL 20

21. Klasser av antikroppar
12.6.2017 Merit Melin/ THL 21

22. • Alla klasser av antikroppar kan hittas i både serum och sekret,
men i olika proportioner.
IgG
IgA
IgM
IgE
IgD
Serum
IgG
IgA
IgM
IgE
IgD
Saliv, sekret
Klasser av antikroppar
12.6.2017 Merit Melin/ THL 22

23. Hur fungerar antikroppar?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 23

24. Antikroppar binder till och neutraliserar
toxiner som producerats av bakterier
12.6.2017 Merit Melin/ THL 24

25. Antikroppar binder till virus och förhindrar
det från att komma in i cellen
12.6.2017 Merit Melin/ THL 25

26. Antikroppar binder till ytan av en bakterie
och förhindrar den från att fästa sig på
cellen på slemhinnan
12.6.2017 Merit Melin/ THL 26

27. Fagocytiska cellerna känner igen och
förstör patogenen, när antikropparna har
bundit till dess yta
12.6.2017 Merit Melin/ THL 27

28. Tillsammans med komplementsystemet kan
antikropparna effektivera fagocytosen
avsevärt
12.6.2017 Merit Melin/ THL 28

29. Tillsammans med komplementsystemet
förstör antikropparna patogenen genom att
göra hål i ytan av mikroben
12.6.2017 Merit Melin/ THL 29

30. Hur uppstår den förvärvade immuniteten?
• Naturlig kontakt med antigenet/mikroben
• Sjukdom eller symtomfritt bärarskap
• Passiv immunisering
• Antikroppar som överförs från mamman till fostret via
placenta
• Immunglobulinprodukt som innehåller antikroppar
• Aktiv immunisering
• Vaccination
12.6.2017 Merit Melin/ THL 30

31. Hur skapar vaccination immunitet?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 31

32. Vad händer vid vaccination?
Det medfödda
immunsvarets celler
binder till
vaccinkomponenter och
identifierar dem som
främmande för kroppen
12.6.2017 Merit Melin/ THL 32

33. Vad händer vid vaccination?
Det medfödda
immunsvarets celler
binder till
vaccinkomponenter och
identifierar dem som
främmande för kroppen
Det adaptiva
immunsvaret aktiveras
• B-celler producerar
antikroppar
12.6.2017 Merit Melin/ THL 33
[Inflammation]

34. Vad händer vid vaccination?
Det medfödda
immunsvarets celler
binder till
vaccinkomponenter och
identifierar dem som
främmande för kroppen
[Inflammation]Det adaptiva
immunsvaret aktiveras
• B-celler producerar
antikroppar
Infektionen förhindras
eller symtomen lindras
12.6.2017 Merit Melin/ THL 34

35. Primärt immunsvar
• När kroppen utsätts för en patogen/ett antigen för första gången
• Bildas antikroppar som har en sämre förmåga att binda till sitt
föremål (lägre antigenaviditet)
• IgM > IgG
• Halten av antikroppar höjs vanligen inom två veckor, men
sjunker till utgångsnivån under de följande veckorna och
månaderna
12.6.2017 Merit Melin/ THL 35

36. Sekundärt immunsvar
• Nästa gång kroppen utsätts för patogenen/vaccinet
• Antikroppar bildas i högre halter och snabbare än första
gången
• Kvaliteten på antikropparna har förbättrats
• IgM << IgG, IgA, IgE
• Halten av antikroppar förblir på
en högre nivå
12.6.2017 Merit Melin/ THL 36

37. Tid
Haltenavantikroppar
1. vaccination
2. vaccination
Primärt svar Sekundärt svar
Immunsvaret kan förstärkas med flera doser
vaccin
12.6.2017 Merit Melin/ THL 37

38. Primärt svar och sekundärt svar
• Det primära svaret till ett vaccin tar tid. Bara en liten del av
cellerna känner igen de specifika strukturer hos patogenen som
ingår i vaccinet.
• Under det primära svaret mognar en del av cellerna till
minnesceller som har kapacitet att starta en ny reaktion
mycket snabbare.
• Under det sekundära svaret aktiveras minnesceller och
därigenom förstärks vaccinsvaret.
• Under det sekundära svaret formas också långlivade
plasmaceller som ständigt producerar antikroppar.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 38

39. Hur utvecklas det primära svaret?
1. Vid det primära svaret inducerar
vaccinet uppkomsten av antikroppar
i serum, men koncentrationerna är
först mycket låga. B-cellerna som
identifierat vaccinets strukturer
frigör små mängder antikroppar.
2. När B-cellerna mognar och blir
plasmaceller, börjar de bilda
antikroppar i stora mängder. Toppen
i antikroppshalten i serum uppmäts
vanligen inom fyra veckor efter
vaccinationen.
3. När plasmacellerna dör under de
påföljande veckorna sjunker
antikroppshalterna snabbt nära
utgångsnivån.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 39

40. Hur utvecklas det sekundära svaret?
5. En del B-celler mognar till långlivade
minnesceller. B-minnescellerna bildar
inte antikroppar. Det sekundära
svaret utvecklas när vaccinet aktiverar
B-minnesceller.
6. Under det sekundära svaret bildas
också långlivade plasmaceller som
fortsätter att producera antikroppar.
7. Antikroppshalterna stiger högt under
det sekundära immunsvaret, och
sjunker mycket långsammare än efter
det primära immunsvaret.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 40

41. Vad baserar sig vaccinationsskyddet på?
• Vaccinationsskyddet mot nästan alla sjukdomar som man idag kan
vaccinera sig mot baserar sig på antikroppar.
• Antikroppar på slemhinnan (sekret) eller i blodet (serum) kan
förhindra smittan (infektionen på slemhinnan) eller att
sjukdomsalstraren sprids i blodcirkulationen.
• Antikropparnas kvalitet och funktion är båda viktiga för individens
tillräckliga vaccinationsskydd.
• Den cellförmedlade immuniteten förstör intracellulära patogener
och samarbetar med den antikroppsförmedlade immuniteten.
• Minnesceller som producerar antikroppar är viktiga för ett
långvarigt skydd.
Källa: Plotkin et al. Correlates of Protection Induced by Vaccination. Clin Vaccine
Immunol. 2010 Jul; 17(7): 1055–1065
12.6.2017 Merit Melin/ THL 41

42. Vilken antikroppshalt behövs för skydd?
• För många vaccin har man fastställt en antikroppshalt som mätt i
serum efter vaccination talar om individens skydd mot sjukdom.
• Ändå finns det också många andra faktorer som inverkar på vilken
antikroppshalt som behövs för skydd mot sjukdom.
• individens ålder, kön, hälsa och ärftliga faktorer
• infektionstryck, dvs. hur vanlig sjukdomen är i befolkningen
• sjukdomsform: invasiv eller sjukdom som begränsar sig till
slemhinnorna
Källa: Plotkin et al. Correlates of Protection Induced by Vaccination. Clin Vaccine
Immunol. 2010 Jul; 17(7): 1055–1065
12.6.2017 Merit Melin/ THL 42

43. Vilka faktorer påverkar immunsvaret?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 43

44. Vilka faktorer påverkar immunsvaret?
19.9.2013 Helena Käyhty 44
• Vaccintyp
• Levande försvagat
• Avdödat/inaktiverat
• Komponentvaccin (delar av patogenen)
• Vaccinets andra egenskaper
• Dos (mängden av antigen)
• Adjuvans (förbättrar immunsvaret)
• Administreringsväg
• Som injektion (i.m., i.d. eller s.c.)
• Slemhinnan (i näsan eller oralt)
• Vaccinationsschema
• Beror på vaccinationssålder och vaccintyp
• Individuella och miljömässiga faktorer
• Ålder
• Ärftliga faktorer
• Kost och hälsa
12.6.2017 Merit Melin/ THL 44

45. Vaccintypen påverkar immunsvaret
• Vaccin som innehåller levande försvagade sjukdomsalstrare
framkallar ett starkare immunsvar, för sjukdomsalstrarna sprider sig
i kroppen och aktiverar immunsystemets celler på flera ställen
(lymfknutor).
• Redan en dos vaccin med levande försvagade sjukdomsalstrare kan
inducera långvarig immunitet.
• Vaccin som består av avdödade sjukdomsalstrare eller delar av
sjukdomsalstrare skapar ett svagare immunsvar, eftersom vaccinet
inte sprider sig vidare i kroppen från injektionsstället.
• För att förbättra immunsvaret har man tillsatt förstärkningsämnen,
dvs. adjuvanser, såsom aluminiumsalter eller emulsioner av vatten
och olja, i vaccinen.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 45

46. Administreringsvägen påverkar
immunsvaret
• Eftersom vaccin som innehåller levande försvagade sjukdomsalstrare
sprider sig i kroppen, har injektionsstället ingen inverkan på
immunsvaret.
• Vaccin som består av avdödade sjukdomsalstrare eller delar av
sjukdomsalstrare inducerar immunsvaret i injektionsstället – därför
har injektionsstället en viktig betydelse för att immunsvaret ska
skapas.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 46

47. Administreringsvägen påverkar
immunsvaret
• Det finns stora mängder celler från det
medfödda immunförsvaret i huden
(dendritiska celler). Därför kan ett vaccin
som injicerats i huden skapa ett immunsvar
med ett lägre antigenmängd.
Antikroppshalterna kan ändå förbli låga när
vaccinet ges i huden.
• Det finns också mycket av det medfödda
immunförsvarets dendritiska celler i
muskler: intramuskulär injektion är den
rekommenderade administrationsvägen för
de flesta vaccin.
• I fettvävnaden finns det endast lite
dendritiska celler: ett vaccin som injicerats i
den subkutana vävnaden kan skapa ett
svagare immunsvar.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 47

48. Tabellen efter: Shridhar et al. Vaccines 2015, 3(2), 373-389
Olika slags immunsvar vid olika typer av
vaccin
Inaktiverat
influensavaccin
Levande försvagat
influensavaccin
Antikroppar i blodet (serum) +++ +
Lokala antikroppar på näsans
slemhinna
−/+ +++
Antikroppsproducerande
celler i blodcirkulationen
++ +
Långvarig immunitet (B-
minnesceller i blodet)
+ +
Cellförmedlad immunitet
(CD4 T-lymfocyter i blodet)
++ +++
12.6.2017 Merit Melin/ THL 48

49. Vaccinationsintervallens betydelse
• Vaccinationsschemat och antalet doser beror på vaccinprodukten
och på åldern hos den som vaccineras (barn får flera doser).
• Tiden mellan vaccindoserna påverkar det immunsvar som vaccinet
utvecklar.
• Det ska gå tillräckligt med tid mellan den första och den andra
dosen så att immunsvaret till vaccinet kan utvecklas.
• De B-celler som blivit plasmaceller under det primära immunsvaret
producerar antikroppar redan inom ett par veckor efter
vaccinationen, men det tar flera månader för B-celler att mogna
ordentligt.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 49

50. Det tar tid för immunsvaret att mogna
• Det ska gå minst 3 veckor mellan den första och andra
vaccinationen.
• Då det går minst 4 månader mellan vaccinationerna, hinner de B-
celler som aktiverats av den första vaccindosen mogna ordentligt,
och det sekundära immunsvaret blir starkare:
• De mognade B-cellerna kan binda starkare till patogenens
strukturer (affinitetsmognad).
• De B-celler som bäst kan binda vaccinets strukturer
multipliceras (klonal selektion). På det sättet finns det en ännu
större mängd B-celler i kroppen som känner igen
vaccinstrukturerna vid nästa vaccination.
• Om det går en för kort tid mellan vaccinationerna, kan den andra
vaccindosen orsaka ett nytt primärt immunsvar, och ett verkligt
sekundärt immunsvar utvecklas inte.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 50

51. Tiden mellan vaccindoser,
pneumokockvaccin som exempel
• I det nationella vaccinationsprogrammet ges
pneumokockkonjugatvaccin till barn i åldern 3, 5 och 12 månader.
För vuxna räcker en vaccindos.
• Hos spädbarn har vaccinationsschemat visat sig påverka
utvecklingen av immunsvaret till pneumokockkonjugatvaccinet [1].
• WHO rekommenderar att vaccinationsserien för spädbarn
innehåller två eller tre doser pneumokockkonjugatvaccin som
administreras med 2 månaders intervall (primärserie) och en
boosterdos i 9−15 månaders ålder.
• Efter primärserien har de mätta antikroppsnivåerna observerats
vara högre då tiden mellan vaccinationerna är 2 månader jämfört
med då intervallet är 1 månad [1]. Efter boostervaccinationen
jämnas skillnaderna ut.
[1] Spijkerman et al. JAMA. 2013;310(9):930-937
12.6.2017 Merit Melin/ THL 51

52. Minnet kvarstår, även om antikroppshalten
sjunker
• Genom att vaccinera strävar man efter att nå höga
antikroppshalter som kan skydda mot sjukdom i flera år.
• Minnescellerna är långlivade, och blir kvar i kroppen i
årtionden.
• Minnescellerna aktiveras och producerar antikroppar mycket
snabbt, inom 4−7 dagar efter att ha blivit utsatt för
sjukdomsalstraren.
• Minnescellerna kan ändå inte skydda mot en sådan
sjukdomsalstrare/form av sjukdom där antikroppar behövs
redan i början av infektionen.
• Med boostervaccinationer kan man aktivera minnescellerna
och höja antikroppshalter som sjunkit.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 52