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विज्ञान · लेख

टीके कैसे काम करते हैं: प्रयोगशाला विकास से प्रतिरक्षा सुरक्षा तक

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Components of a smallpox vaccination kit including the diluent, a vial of Dryvax® smallpox vaccine, and a bifurcated needle. Vaccinia (smallpox) vaccine, derived from calf lymph, and currently licensed in the United States, is a lyophilized, live-virus preparation of infectious v
चित्र: Photo Credit: James Gathany Content Providers(s): CDC · Public domain · Wikimedia Commons

संक्षेप में

टीके प्रतिरक्षा प्रणाली को रोगजनक के एक हानिरहित टुकड़े को दिखाते हैं — जिसे antigen कहा जाता है — ताकि शरीर antibodies और memory cells बनाता है बिना वास्तविक रोग से पीड़ित हुए। टीके को इस बिंदु तक पहुंचने में वर्षों की preclinical testing और मानव परीक्षणों के तीन चरण लगते हैं जब तक कि FDA जैसे नियामक इसे लाइसेंस नहीं देते। टीकाकरण के बाद पूर्ण सुरक्षा आमतौर पर कुछ हफ्तों में होती है, क्योंकि प्रतिरक्षा प्रणाली को स्थायी रक्षा का उत्पादन करने में समय लगता है।

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हर टीका, चाहे इसकी तकनीक कुछ भी हो, एक ही बुनियादी चाल पर निर्भर करता है: यह प्रतिरक्षा प्रणाली को एक विशिष्ट रोगजनक को पहचानने के लिए सिखाता है इससे पहले कि कोई व्यक्ति वास्तविक चीज़ का सामना करे। विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार, टीकों में एक जीव के कमजोर या निष्क्रिय भाग होते हैं — एक antigen — जो शरीर की रक्षा को सक्रिय करते हैं बिना रोग पैदा किए।

टीके के बाद शरीर के अंदर क्या होता है

एक बार इंजेक्शन के बाद, antigen (या इसे बनाने के लिए आनुवंशिक निर्देश) को प्रतिरक्षा कोशिकाएं उठाती हैं। अमेरिकी रोग नियंत्रण और रोकथाम केंद्र (CDC) की व्याख्या है कि यह प्रक्रिया B-लिम्फोसाइट्स को सक्रिय करती है, जो antibodies का उत्पादन करते हैं जो रोगजनक से बंधते हैं और इसे निष्क्रिय करते हैं, और T-लिम्फोसाइट्स, जो प्रतिक्रिया में मदद करते हैं और संक्रमित कोशिकाओं को नष्ट करते हैं।

CDC की Pink Book, स्वास्थ्य पेशेवरों के लिए एक संदर्भ पुस्तिका, इसे humoral immunity - B-कोशिकाओं द्वारा antibody का उत्पादन - और cell-mediated immunity को सक्रिय करने के रूप में वर्णित करती है, जो T-कोशिकाओं द्वारा संचालित होता है। प्रारंभिक प्रतिक्रिया के बाद, कुछ B-कोशिकाएं लंबे समय तक रहने वाली memory cells बन जाती हैं जो रक्त और अस्थि मज्जा में रहती हैं, तैयार रहती हैं कि अगर वास्तविक रोगजनक बाद में दिखाई दे तो तेजी से गुणा करने के लिए।

यह इसलिए है कि टीकाकरण या संक्रमण द्वारा बनायी गई सक्रिय प्रतिरक्षा वर्षों या आजीवन रह सकती है, CDC के अनुसार, निष्क्रिय प्रतिरक्षा के विपरीत — जैसे कि माता से नवजात तक पारित antibodies — जो सप्ताह से लेकर महीनों में फीका पड़ जाता है क्योंकि शरीर ने खुद antibodies नहीं बनाए।

WHO नोट करता है कि पूर्ण सुरक्षा तत्काल नहीं है: प्रतिरक्षा प्रणाली को antibodies और memory cells उत्पन्न करने में समय लगता है, और कुछ टीकों को हफ्तों या महीनों के अंतराल पर दी गई कई खुराकों की आवश्यकता होती है स्थायी सुरक्षा बनाने के लिए। CDC यह जोड़ता है कि COVID-19 टीकों के लिए विशेष रूप से, टीकाकरण के बाद शरीर को प्रासंगिक T- और B-लिम्फोसाइट्स का उत्पादन करने में आमतौर पर कुछ हफ्तों लगते हैं।

टीकों के पीछे विभिन्न तकनीकें

हर टीका antigen को एक ही तरीके से वितरित नहीं करता है। CDC की Pink Book और WHO अभी भी उपयोग में कई स्थापित श्रेणियों का वर्णन करते हैं।

मुख्य टीके प्रकार और वे antigen को कैसे वितरित करते हैं
प्रकारयह कैसे काम करता हैरोग के उदाहरण
Live-attenuatedवायरस का एक कमजोर लेकिन जीवंत संस्करण जो शरीर में संक्षेप में प्रतिकृति करता है, प्राकृतिक संक्रमण की नकल करते हुएMeasles, mumps, rubella, varicella
Inactivated (whole-cell)वायरस या बैक्टीरियम का एक मारा हुआ संस्करण जो प्रतिकृति नहीं कर सकता; अक्सर कई खुराकों की आवश्यकता होती हैPolio, hepatitis A, rabies
Subunit / recombinantरोगजनक के केवल एक विशिष्ट प्रोटीन टुकड़े का उपयोग प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने के लिएInfluenza, pneumococcal, hepatitis B, HPV
Toxoidबैक्टीरियम द्वारा उत्पादित एक निष्क्रिय विषाक्त पदार्थ का उपयोग करता है बजाय बैक्टीरियम केDiphtheria, tetanus
Viral vectorएक हानिरहित, असंबंधित वायरस को लक्ष्य रोगजनक के एक टुकड़े को ले जाने और वितरित करने के लिए इंजीनियर किया गयाEbola vaccines
mRNA / nucleic acidआनुवंशिक निर्देश जो शरीर की अपनी कोशिकाओं को अस्थायी रूप से antigen के एक टुकड़े का उत्पादन करने के लिए कहते हैं, जिसे प्रतिरक्षा प्रणाली तब लक्षित करती हैCOVID-19 vaccines (Pfizer-BioNTech, Moderna)

mRNA टीके पुरानी प्रकार से अलग तरीके से काम करते हैं क्योंकि उनमें वायरस का कोई हिस्सा नहीं होता है। CDC बताता है कि प्रयोगशाला-निर्मित mRNA शरीर की अपनी कोशिकाओं को लक्ष्य प्रोटीन का एक हानिरहित टुकड़ा बनाने का निर्देश देता है — COVID-19 टीकों के लिए, spike protein का एक टुकड़ा। प्रतिरक���षा प्रणाली इस प्रोटीन को विदेशी मानती है, antibodies उत्पन्न करती है, और T-कोशिकाओं को सक्रिय करती है, जिसके बाद कोशिकाएं mRNA को तोड़ती हैं और इसे बर्बादी के रूप में निकालती हैं।

Protein subunit टीके जैसे Novavax का COVID-19 टीका इसके बजाय spike protein टुकड़े को सीधे इंजेक्ट करता है, एक adjuvant के साथ जोड़ी जाती है — एक घटक जो विशेष रूप से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को मजबूत करने के लिए जोड़ा जाता है, CDC के अनुसार।

एक टीका लैब से क्लिनिक तक कैसे जाता है

किसी भी टीके को नैदानिक परीक्षण तक पहुंचने से पहले, यह एक अन्वेषक और preclinical चरण से गुजरता है, जिसमें शोधकर्ता इसे प्रयोगशाला और पशु अध्ययन में परीक्षण करते हैं यह तय करने के लिए कि क्या यह सुरक्षित होने की संभावना है और एक उपयोगी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है, अमेरिकी खाद्य और औषधि प्रशासन (FDA) के अनुसार। डेवलपर्स तब FDA को एक Investigational New Drug आवेदन जमा करते हैं मानव परीक्षण शुरू होने से पहले।

मानव परीक्षण FDA द्वारा वर्णित तीन मुख्य नैदानिक चरणों के माध्यम से आगे बढ़ता है:

  1. Phase 1 — एक छोटा परीक्षण, आमतौर पर 20 से 100 स्वस्थ स्वयंसेवक, मुख्य रूप से सुरक्षा और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के प्रारंभिक संकेतों पर केंद्रित।
  2. Phase 2 — सैकड़ों प्रतिभागियों तक विस्तार विभिन्न स्वास्थ्य प्रोफाइल के साथ, विभिन्न खुराकों की तुलना और आम दुष्प्रभावों की निगरानी।
  3. Phase 3 — हजारों प्रतिभागियों का परीक्षण, अक्सर एक placebo समूह के खिलाफ, वास्तविक दुनिया की प्रभावशीलता को मापने और दुर्लभ दुष्प्रभावों को पकड़ने के लिए।

यदि डेटा इसका समर्थन करता है, तो निर्माता मंजूरी देने से पहले FDA समीक्षा के लिए एक Biologics License Application जमा करता है। यहां तक कि एक टीका लाइसेंस प्राप्त होने के बाद, FDA post-marketing surveillance systems जैसे Vaccine Adverse Event Reporting System (VAERS) के माध्यम से इसकी सुरक्षा की निगरानी जारी रखता है। FDA कहता है कि समग्र प्रक्रिया के लिए कोई निर्धारित समयसीमा नहीं है, क्योंकि यह टीके की जटिलता और प्रत्येक चरण पर उत्पन्न डेटा पर निर्भर करता है।

WHO नोट करता है कि ऐतिहासिक रूप से केवल पाँच में से एक टीका उम्मीदवार जो नैदानिक परीक्षण तक पहुंचते हैं अंततः मंजूर हो जाते हैं।

COVID-19 महामारी से पहले, कोई भी अभी तक मनुष्यों में उपयोग के लिए पूर्ण अनुमोदन प्रक्रिया से नहीं गुजरा था, हालांकि कुछ DNA टीके, विशेष रूप से कुछ कैंसर के लिए, मानव परीक्षण से गुजर रहे थे।

— World Health Organization

प्रश्न

टीका काम करना शुरू करने में कितना समय लगता है?
CDC के अनुसार, टीकाकरण के बाद प्रतिरक्षा प्रणाली को antibody- और T-cell आधारित पर्याप्त सुरक्षा का उत्पादन करने में आमतौर पर कुछ हफ्तों लगते हैं, यही कारण है कि लोग टीकाकरण के तुरंत बाद संक्रमित हो सकते हैं।
क्या एक टीका आपको वह बीमारी दे सकता है जिससे यह बचाता है?
Inactivated, subunit, toxoid, viral-vector और mRNA टीके बीमारी नहीं दे सकते क्योंकि उनमें जीवित, रोग पैदा करने वाला रोगजनक नहीं होता, CDC के अनुसार। Live-attenuated टीकों में एक कमजोर वायरस होता है जो स्वस्थ लोगों में बीमारी पैदा न करने के लिए डिजाइन किया गया है, हालांकि वे आमतौर पर कमजोर प्रतिरक्षा प्रणाली वाले लोगों में बचे जाते हैं।
mRNA टीका और पारंपरिक टीके में क्या अंतर है?
पारंपरिक टीके आमतौर पर रोगजनक का एक टुकड़ा वितरित करते हैं (या इसका एक कमजोर/मारा हुआ संस्करण), जबकि mRNA टीके आनुवंशिक निर्देश वितरित करते हैं जो किसी व्यक्ति की अपनी कोशिकाओं को antigen के एक टुकड़े को अस्थायी रूप से बनाने के लिए कहते हैं, CDC के अनुसार।
टीके का विकास आमतौर पर इतना लंबा क्यों लेता है?
FDA एक बहु-चरण प्रक्रिया की रूपरेखा देता है — preclinical testing, मानव परीक्षणों के तीन चरण, और regulatory review — प्रत्येक को एक टीका लाइसेंस प्राप्त करने से पहले सुरक्षा और प्रभावशीलता की पुष्टि करने के लिए डिजाइन किया गया है; एजेंसी कहती है कि कोई निर्धारित समयसीमा नहीं है क्योंकि यह प्रत्येक चरण पर उत्पन्न डेटा पर निर्भर करता है।
क्या एक टीका आजीवन प्रतिरक्षा प्रदान करता है?
यह टीके और बीमारी पर निर्भर करता है। CDC की Pink Book नोट करती है कि टीकाकरण द्वारा उत्पन्न सक्रिय प्रतिरक्षा वर्षों या आजीवन रह सकती है, हालांकि कुछ टीकों को सुरक्षात्मक antibody और memory-cell स्तरों को बनाए रखने के लिए booster खुराकों की आवश्यकता होती है।

स्रोत

  1. World Health Organization — How do vaccines work?
  2. CDC — COVID-19 Vaccine Basics: How they work
  3. CDC Pink Book — Chapter 1: Principles of Vaccination
  4. FDA — Vaccine Development 101
  5. WHO — The race for a COVID-19 vaccine explained

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