Miten rokottaminen suojaa yksilöä? Merit Melin, 12.6.2017

1. Miten rokottaminen suojaa yksilöä
Merit Melin
Asiantuntijamikrobiologian yksikkö
12.6.2017 Merit Melin/ THL 1

2. Esityksen sisältö
• Mistä rokotteet koostuvat?
• Mihin immuniteetti perustuu?
• Kuinka rokottaminen tuottaa immuniteetin?
• Mitkä asiat vaikuttavat rokotevasteen muodostumiseen?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 2

3. Mistä rokotteet koostuvat?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 3

4. Rokote matkii taudinaiheuttajaa
• Rokote sisältää tyypillisesti
taudinaiheuttajan rakenteita.
• Immuunijärjestelmä tunnistaa
rokotteen rakenteiden olevan
elimistölle vieraita, jolloin
immuunivaste käynnistyy.
• Kun elimistö kohtaa taudinaiheuttajan
seuraavan kerran, rokotteelle
muodostunut immuniteetti voi
suojata taudilta.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 4

5. Mistä rokotteet koostuvat
• Rokotteet voivat koostua
• elävästä heikennetystä
taudinaiheuttajasta
• tapetusta taudinaiheuttajasta
• taudinaiheuttajan osista
12.6.2017 Merit Melin/ THL 5

6. Rokotteen koostumus vaikuttaa rokotevasteeseen
• Elävää taudinaiheuttajaa sisältävä
rokote saa aikaan voimakkaan
immuunivasteen.
• Jo yksi rokoteannos elävää
heikennettyä taudinaiheuttaja voi
tuottaa pitkäaikaisen
immuniteetin.
• Taudinaiheuttajan osista koostuvat
rokotteet tuottavat heikomman
immuunivasteen.
• Tarvitaan usea rokoteannos.
• Rokotteet voivat sisältää
tehosteaineita eli adjuvantteja.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 6

7. Tauti Rokotteen koostumus
tuhkarokko elävä heikennetty virus
sikotauti elävä heikennetty virus
vihurirokko elävä heikennetty virus
vesirokko elävä heikennetty virus
rotavirusripuli elävä heikennetty virus
kausi-influenssa elävä heikennetty tai tapettu virus tai
taudinaiheuttajan osia
polio tapettu virus
kohdunkaulan syöpä viruksen osia
hinkuyskä bakteerin osia
hemofilustaudit bakteerin osia
pneumokokkitaudit bakteerin osia
jäykkäkouristus myrkytön tetanustoksiini (toksoidi)
kurkkumätä myrkytön difteriatoksiini (toksoidi)
Mistä kansallisen rokotusohjelman
lasten rokotteet koostuvat
12.6.2017 Merit Melin/ THL 7

8. Mihin immuniteetti perustuu?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 8

9. • Immuniteetti merkitsee elimistön kykyä puolustautua
taudinaiheuttajia vastaan.
• Synnynnäinen eli luonnollinen immuniteetti
• Hankittu eli opittu immuniteetti
Immuniteetti = vastustuskyky
12.6.2017 Merit Melin/ THL 9

10. Synnynnäinen immuniteetti
• Synnynnäisen immuunipuolustuksen solut tunnistavat
taudinaiheuttajiin liittyviä yhteisiä rakenteita, kuten bakteerien
soluseinän osia ja sokerirakenteita, jotka poikkeavat elimistön
omista rakenteista.
Syöjäsolu
- Tunnistaa ja poistaa
taudinaiheuttajan
12.6.2017 Merit Melin/ THL 10

11. Synnynnäinen immuniteetti
• Synnynnäinen immuniteetti voi estää taudinaiheuttajien pääsyn
elimistöön sekä niiden leviämisen elimistössä – ei aina!
• Synnynnäinen immuniteetti ei muodosta muistijälkiä, joten
jokaisella kerralla kun taudinaiheuttaja kohdataan, luonnollinen
immuniteetti toimii samalla tavalla.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 11

12. Hankittu immuniteetti
• Spesifinen, tunnistaa tietyn taudinaiheuttajan.
• Kun hankittu immuunijärjestelmä kohtaa uuden vierasperäisen
rakenteen, se muodostaa kyseisen rakenteen tunnistavia
muistisoluja.
• Kun sama taudinaiheuttaja kohdataan uudelleen, muistisolut
aktivoituvat ja tuhoavat taudinaiheuttajan tehokkaasti.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 12

13. Synnynnäisen ja hankitun immuniteetin
eroja
Synnynnäinen Hankittu
• ei vaadi aiempaa kontaktia
• karkea tunnistus
• nopea
• ei muistia
• ei merkittävästi voimistu
• aiempi kontakti tehostaa
• tarkka tunnistus
• hidas
• muisti
• nopeutuu seuraavan
tapaamisen yhteydessä
• voimistuu seuraavan
tapaamisen yhteydessä
12.6.2017 Merit Melin/ THL 13

14. • Sytokiinit ovat immuunijärjestelmän solujen erittämiä
tulehdusvälittäjäaineita, jotka säätelevät immunologisia
tapahtumia.
• Sekä synnynnäisen että hankitun immuniteetin solut tuottavat
sytokiineja.
• Immuunipuolustuksen solut viestivät toisilleen tulehdusta
edistävien ja sitä rajoittavien sytokiinien välityksellä.
• Vastaanottajasoluilla on pinnallaan reseptoreita, joiden välityksellä
viesti kulkee solun tumaan → geenien ilmentyminen aktivoituu tai
estyy.
• Sytokiinien vaikutus on yleensä paikallinen ja lyhytaikainen.
Sytokiinit
12.6.2017 Merit Melin/ THL 14

15. Synnynnäisen immuniteetin tulehdusreaktio
• Synnynnäisessä
immuunivasteessa valkosolut
erittävät tulehdusvälittäjäaineita
tunnistettuaan taudinaiheuttajan
ja käynnistävät tulehdusreaktion.
• Tulehdusvälittäjäaineet viestivät
taudinaiheuttajan läsnäolosta ja
ohjaavat syöjäsolut kohteeseen.
• Tulehdusvälittäjäaineet myös
ohjaavat valkosolujen kypsymistä
ja siirtymistä imukudoksiin, missä
opittu immuunivaste kehittyy.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 15

16. Mihin hankittu immuniteetti perustuu?
• Hankittu immuniteetti perustuu eri tehtäviin erikoistuneisiin
valkosoluihin, jotka tunnistavat taudinaiheuttajan.
• B-imusolujen tuottamiin vasta-aineisiin
• T-imusoluihin, jotka auttavat ja ohjaavat muiden
immuunipuolustuksen solujen toimintaa
12.6.2017 Merit Melin/ THL 16

17. Soluvälitteinen immuniteetti
• Hankittu soluvälitteinen immuniteetti perustuu T-imusoluihin,
jotka tuottamiensa sytokiinien avulla ohjaavat muiden
immuunipuolustuksen solujen toimintaa.
• T-solut tunnistavat reseptorillaan tietyn taudinaiheuttajan ja
aktvioituvat.
• Sytotoksiset eli tappaja-T-solut (CD8+)
• Ovat tärkeitä puolustuksessa solunsisäisiltä mikrobeilta
• Auttaja-T-solut (CD4+)
• Ovat tärkeitä puolustuksessa solunulkoisilta että
solunsisäisiltä mikrobeilta
• Auttavat B-soluja tuottamaan vasta-aineita
12.6.2017 Merit Melin/ THL 17

18. B-solut aktivoituvat tunnistaessaan tietyn taudinaiheuttajan
• Kun B-solujen pinnalla oleva reseptori tunnistaa
taudinaiheuttajan, valkosolu aktivoituu.
• Aktivoitunut valkosolu vapauttaa pieniä määriä reseptorinsa
kaltaisia vasta-aineita.
• Osa B-soluista kypsyy plasmasoluiksi, jotka tuottavat suuria
määriä vasta-aineita.
• Osa B-soluista kypsyy muistisoluiksi, jotka tuottavat vasta-
aineita kohdatessaan taudinaiheuttajan seuraavan kerran.
Plasmasolu Muistisolu
12.6.2017 Merit Melin/ THL 18

19. Plasmasolut tuottavat vasta-aineita
B-muistisolu
B-solu
lyhytikäinen
plasmasolu
pitkäikäinen
plasmasolu
aktivoitunut
B-solu
12.6.2017 Merit Melin/ THL 19

20. • Vasta-aineet tunnistavat tietyn taudinaiheuttajan rakenteen eli
antigeenin.
• esim. viruksen tai bakteerin pinnalla esiintyvä proteiini tai
sokerirakenne
• Vasta-aineita esiintyy veressä, syljessä ja muissa eritteissä.
• Vasta-aineiden sitoutumiskykyky eli aviditeetti vaihtelee.
Sitoutuminen antigeeniin ei ole peruuttamatonta.
Vasta-aine ja antigeeni
12.6.2017 Merit Melin/ THL 20

21. Vasta-aineluokat
12.6.2017 Merit Melin/ THL 21

22. • Kaikki vasta-aineluokat esiintyvät sekä seerumissa että
eritteissä, mutta eri suhteissa.
IgG
IgA
IgM
IgE
IgD
Seerumi
IgG
IgA
IgM
IgE
IgD
Sylki, eritteet
Vasta-aineluokat
12.6.2017 Merit Melin/ THL 22

23. Miten vasta-aineet toimivat?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 23

24. Vasta-aineet sitoutuvat bakteerin
tuottamaan myrkkyyn ja neutraloivat sen
12.6.2017 Merit Melin/ THL 24

25. Vasta-aineet sitoutuvat virukseen ja estävät
sen pääsyn solun sisään
12.6.2017 Merit Melin/ THL 25

26. Vasta-aineet sitoutuvat bakteerin pintaan ja
estävät sitä kiinnittymästä soluun
12.6.2017 Merit Melin/ THL 26

27. Syöjäsolut tunnistavat ja tuhoavat taudinaiheuttajan,
johon vasta-aineet ovat kiinnittyneet
12.6.2017 Merit Melin/ THL 27

28. Yhdessä komplementtijärjestelmän kanssa vasta-aineet
tehostavat solusyöntiä merkittävästi
12.6.2017 Merit Melin/ THL 28

29. Yhdessä komplementtijärjestelmän kanssa vasta-aineet
tuhoavat taudinaiheuttajan muodostamalla reikiä
mikrobin pintaan
12.6.2017 Merit Melin/ THL 29

30. Miten hankittu immuniteetti muodostuu?
• Luonnollinen kohtaaminen antigeenin/ mikrobin kanssa
• Sairastettu tauti tai oireeton kantajuus
• Passiivinen immunisaatio
• Äidiltä sikiölle istukan kautta siirtyvät vasta-aineet
• Vasta-aineita sisältävä immunoglobuliinivalmiste
• Aktiivinen immunisaatio
• Rokottaminen
12.6.2017 Merit Melin/ THL 30

31. Kuinka rokottaminen tuottaa immuniteetin?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 31

32. Mitä rokottamisen seurauksena tapahtuu?
Synnynnäisen
immuniteetin solut
tunnistavat rokotteen
elimistölle vieraaksi
12.6.2017 Merit Melin/ THL 32

33. Mitä rokottamisen seurauksena tapahtuu?
Synnynnäisen
immuniteetin solut
tunnistavat rokotteen
elimistölle vieraaksi
[Tulehdusreaktio]
Hankittu immuniteetti
aktivoituu
•B-solut tuottavat
vasta-aineita
12.6.2017 Merit Melin/ THL 33

34. Mitä rokottamisen seurauksena tapahtuu?
Synnynnäisen
immuniteetin solut
tunnistavat rokotteen
elimistölle vieraaksi
[Tulehdusreaktio]
Hankittu immuniteetti
aktivoituu
•B-solut tuottavat
vasta-aineita
Tauti estyy tai
heikentyy
12.6.2017 Merit Melin/ THL 34

35. Ensivaste
• Kun taudinaiheuttaja/rokote kohdataan ensimmäistä kertaa
• Muodostuu sitoutumiskyvyltään heikkoja vasta-aineita
• IgM > IgG
• Vasta-ainepitoisuudet nousevat tavallisesti kahden viikon
kuluessa, mutta laskevat seuraavien viikkojen ja kuukausien
aikana lähtötasolle
12.6.2017 Merit Melin/ THL 35

36. Tehostevaste
• Kun taudinaiheuttaja/ rokote kohdataan toista tai useampaa kertaa
• Vasta-aineita muodostuu enemmän ja nopeammin kuin
ensimmäisellä kohtaamisella
• Vasta-aineiden laatu on parantunut
• IgM << IgG, IgA, IgE
• Vasta-ainepitoisuudet säilyvät lähtötasoa
korkeampina
12.6.2017 Merit Melin/ THL 36

37. Aika
Vasta-ainepito
1. rokotus
2. rokotus
Ensivaste Tehostevast
e
Immuunivastetta voidaan tehostaa
lisäannoksilla rokotetta
12.6.2017 Merit Melin/ THL 37

38. Ensivaste ja tehostevaste
• Ensivaste rokotteelle on hidas. Vain pieni osa soluista tunnistaa
rokotteen sisältämän taudinaiheuttajan rakenteita.
• Ensivasteessa osa soluista kypsyy muistisoluiksi, joilla on kyky
tuottaa uusi reaktio nopeasti.
• Tehostevasteessa aiemmin muodostuneet muistisolut
aktivoituvat ja vaste rokotteelle voimistuu.
• Tehostevasteessa muodostuu myös pitkäikäisiä plasmasoluja,
jotka tuottavat jatkuvasti vasta-aineita.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 38

39. Miten ensivaste muodostuu?
1. Ensivasteessa rokote saa aikaan
vasta-aineiden ilmestymisen
seerumiin, mutta pitoisuudet ovat
hyvin matalia. B-solut, jotka ovat
tunnistaneet rokotteen rakenteita,
vapauttavat pieniä määriä vasta-
aineita.
2. Kun B-solut kypsyvät plasmasoluiksi,
ne tuottavat suurempia määriä
vasta-aineita. Seerumin vasta-
ainepitoisuudessa nähdään huippu
yleensä neljän viikon kuluttua
rokottamisesta.
3. Kun plasmasolut kuolevat
seuraavien viikkojen aikana, vasta-
ainepitoisuudet laskevat nopeasti
lähelle lähtötasoa.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 39

40. Miten tehostevaste muodostuu?
5. Osa B-soluista kypsyy pitkäikäisiksi
muistisoluiksi. B-muistisolut eivät
tuota vasta-aineita. Tehostevaste
muodostuu, kun rokote aktivoi B-
muistisoluja.
6. Tehostevasteessa muodostuu myös
pitkäikäisiä plasmasoluja, jotka
jatkavat vasta-aineiden tuottamista.
7. Vasta-ainepitoisuudet nousevat
tehostevasteessa korkealle, ja
laskevat paljon hitaammin kuin
ensivasteessa.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 40

41. Mihin rokotteiden tuottama suoja perustuu?
• Lähes kaikkien nykyisten rokotteiden tuottama suoja tautia vastaan
perustuu vasta-aineisiin.
• Seerumissa tai limakalvoilla esiintyvät vasta-aineet estävät
tartunnan tai taudinaiheuttajan leviämisen verenkiertoon.
• Sekä vasta-aineiden laatu ja toiminnallisuus että määrä ovat
tärkeitä yksilön riittävän suojan kannalta.
• Soluvälitteinen immuniteetti tuhoaa solunsisäisiä taudinaiheuttajia
ja toimii yhteistyössä vasta-ainevälitteisen immuniteetin kanssa.
• Vasta-aineita tuottavat muistisolut ovat tärkeitä pitkäaikaisen
suojan kannalta.
Lähde: 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. Mikä on suojaava vasta-ainepitoisuus?
• Useille rokotteille on määritetty rokotuksen jälkeen seerumista
mitattavissa oleva vasta-ainepitoisuus, jonka on arvioitu kertovan
yksilön suojasta.
• Kuitenkin myös monet muut tekijät vaikuttavat siihen, millainen
vasta-ainepitoisuus tarvitaan suojaamaan taudilta.
• yksilön ikä, sukupuoli, terveydentila ja perinnölliset tekijät
• infektiopaine eli taudin yleisyys väestössä
• taudin muoto: invasiivinen vai limakalvoille rajoittuva
Lähde: 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. Mitkä asiat vaikuttavat rokotevasteen muodostumiseen?
12.6.2017 Merit Melin/ THL 43

44. Mitkä asiat vaikuttavat rokotevasteeseen?
19.9.2013 Helena Käyhty 44
• Rokotetyyppi
• Elävä heikennetty
• Tapettu/inaktivoitu
• Komponenttirokote (taudinaiheuttajan osia)
• Rokotteen muut ominaisuudet
• Annos (antigeenin määrä)
• Adjuvantti (parantaa vastetta)
• Rokotusreitti
• Pistoksena (i.m., i.d. tai s.c.)
• Limakalvoille (nenään tai suun kautta)
• Rokotusaikataulu
• Riippuu rokotusiästä ja rokotetyypistä
• Yksilölliset- ja ympäristötekijät
• Ikä
• Perinnölliset tekijät
• Ravitsemus- ja terveystilanne
12.6.2017 Merit Melin/ THL 44

45. Rokotetyyppi vaikuttaa rokotevasteeseen
• Elävää taudinaiheuttajaa sisältävä rokote saa aikaan voimakkaan
immuunivasteen, sillä taudinaiheuttaja leviää elimistössä ja aktivoi
immuunijärjestelmän soluja useammassa paikassa
(imusolmukkeessa).
• Jo yksi rokoteannos elävää heikennettyä taudinaiheuttaja voi
tuottaa pitkäaikaisen immuniteetin.
• Rokotteet, jotka koostuvat tapetusta taudinaiheuttajasta tai
taudinaiheuttajan osista tuottavat heikomman immuunivasteen,
sillä rokote ei leviä pistoskohdasta laajemmalle elimistöön.
• Rokotevasteen tehostamiseksi rokotteisiin on lisätty tehosteaineita
eli adjuvantteja, kuten alumiinisuoloja tai veden ja öljyn emulsioita.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 45

46. Rokotusreitti vaikuttaa rokotevasteeseen
• Koska elävää taudinaiheuttajaa sisältävä rokote lisääntyy elimistössä,
pistoskohdalla ei ole vaikutusta muodostuvaan immuunivasteeseen.
• Rokotteet, jotka koostuvat tapetusta taudinaiheuttajasta tai
taudinaiheuttajan osista käynnistävät immuunivasteen
pistoskohdassa, minkä vuoksi pistoskohdalla on tärkeä merkitys
immuunivasteen muodostumiselle.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 46

47. Rokotusreitti vaikuttaa rokotevasteeseen
• Ihossa on paljon synnynnäisen
immuunipuolustuksen soluja (dendriittisoluja).
Siksi ihoon pistetty rokote tuottaa
immuunivasteen jo paljon pienemmällä
rokotteen antigeenimäärällä. Vasta-
ainepitoisuudet voivat kuitenkin jäädä
matalammiksi, kun rokote annetaan ihoon.
• Synnynnäisen immuunipuolustuksen
dendriittisoluja on paljon myös
lihaskudoksessa; lihaksensisäinen rokotus on
useimpien rokotteiden kohdalla suositeltava
pistosreitti.
• Rasvakudoksessa dendriittisoluja on vähän;
ihon alaiseen kudokseen pistetty rokote voi
tuottaa heikomman immuunivasteen.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 47

48. Taulukko mukaillen: Shridhar et al. Vaccines 2015, 3(2), 373-389
Erilainen immuunivaste eri tyyppisille
rokotteille
Inaktivoitu
influenssarokote
Elävä heikennetty
influenssarokote
Vasta-aineet veressä
(seerumissa)
+++ +
Paikalliset vasta-aineet nenän
limakalvolla
−/+ +++
Vasta-aineita tuottavat solut
veressä
++ +
Pitkäaikainen immuniteetti
(B-muistisolut veressä)
+ +
Soluvälitteinen immuniteetti
(CD4 T solut veressä)
++ +++
12.6.2017 Merit Melin/ THL 48

49. Rokotusvälin merkitys
• Rokotusaikataulu ja annosten määrä riippuu sekä
rokotevalmisteesta että rokotettavan iästä (lapsille useampi
annos).
• Rokotusannosten välinen aika vaikuttaa immuniteetin
kehittymiseen rokotteelle.
• Ensimmäisen ja toisen rokotusannoksen välin tulisi olla riittävän
pitkä, jotta immuunivaste rokotteelle ehtii kehittyä.
• Ensivasteessa plasmasoluiksi kypsyneet B-solut tuottavat vasta-
aineita jo viikkojen kuluessa rokottamisesta, mutta B-solujen
kypsyminen vie aikaa useamman kuukauden.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 49

50. Immuunivasteen kypsyminen vie aikaa
• Ensimmäisen ja toisen rokotuskerran välin tulisi lyhyimmillään olla
3 viikkoa.
• Kun rokotuskertojen väli on vähintään 4kk pituinen, ensimmäisen
rokoteannoksen aktivoimat B-solut ehtivät kypsyä, ja tehostevaste
on voimakkaampi [1]:
• Kypsyneet B-solut sitoutuvat voimakkaammin
taudinaiheuttajan rakenteisiin (affiniteettimaturaatio)
• B-solut, jotka tunnistavat parhaiten rokotteen sisältämiä
rakenteita, monistuvat (klonaalinen valinta). Näin elimistössä
on entistä suurempi määrä B-soluja, jotka tunnistavat
taudinaiheuttajan rakenteet toisella rokotuskerralla.
• Jos rokotuskertojen väli jää lyhyeksi, toinen annos rokotetta saa
aikaiseksi uuden ensivasteen, eikä todellista tehostevastetta pääse
muodostumaan.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 50

51. Rokotusväli, esimerkkinä pneumokokkirokote
• Suomen kansallisessa rokotusohjelmassa
pneumokokkikonjugaattirokote annetaan lapsille 3, 5 ja 12kk iässä.
Aikuisille riittää yksi annos rokotetta.
• Imeväisten rokotusaikataulun on osoitettu vaikuttavan
pneumokokkikonjugaattirokotteelle muodostuvaan
immuunivasteeseen [1].
• WHO suosittelee, että imeväisten rokotussarjaan sisältyisi kaksi tai
kolme annosta pneumokokkikonjugaattirokotetta 2kk välein
annettuna (primaarisarja) sekä tehosteannos 9-15kk iässä.
• Primaarisarjan jälkeen pneumokokkirokotteelle mitattujen vasta-
ainepitoisuuksien on havaittu olevan korkeampia silloin kun
rokotusten väli on 2kk verrattuna 1kk välein annettuun
rokotesarjaan [1]. Tehosterokotteen jälkeen erot tasoittuvat.
[1] Spijkerman et al. JAMA. 2013;310(9):930-937
12.6.2017 Merit Melin/ THL 51

52. Muisti säilyy, vaikka vasta-aineet hiipuvat
• Rokottamalla pyritään saamaan aikaiseksi korkeat vasta-
ainepitoisuudet, jotka suojaavat taudilta useiden vuosien ajan.
• Muistisolut ovat pitkäikäisiä, ja säilyvät elimistössä jopa
vuosikymmeniä.
• Muistisolut aktivoituvat ja tuottavat vasta-aineita hyvin
nopeasti, 4-7 päivän kuluessa taudinaiheuttajan kohtaamisesta.
• Muistisolut eivät kuitenkaan suojaa sellaista taudinaiheuttajaa/
taudin muotoa vastaan, jolta suojautumiseksi vasta-aineita
tarvitaan jo tartunnan alkuvaiheessa.
• Tehosterokotteella voidaan aktivoida muistisoluja ja nostaa
hiipuneita vasta-ainepitoisuuksia.
12.6.2017 Merit Melin/ THL 52