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विज्ञान · लेख

वैक्सीन कैसे काम करती है: विज्ञान, मुख्य प्रकार और इतिहास समझाया गया

प्रकाशित:

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

वैक्सीन प्रतिरक्षा प्रणाली को बीमारी के रोगाणु को पहचानने के लिए प्रशिक्षित करती है उसके हानिरहित हिस्से को उजागर करके, जिसे antigen कहा जाता है, ताकि यदि शरीर बाद में वास्तविक रोगज़नक़ से मिले तो तेजी से प्रतिक्रिया कर सके। स्वास्थ्य एजेंसियां वैक्सीन को कई प्लेटफार्मों में समूहबद्ध करती हैं — जिनमें live-attenuated, inactivated, subunit, toxoid, conjugate, viral vector और mRNA शामिल हैं — प्रत्येक antigen को विभिन्न तरीकों से प्रदान करता है। यह दृष्टिकोण Edward Jenner के 1796 में चेचक के प्रयोग से लौटता है और 1980 में चेचक के वैश्विक उन्मूलन को रेखांकित करता है।

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वैक्सीन रोगज़नक़ का एक हानिरहित संस्करण दिखाकर प्रतिरक्षा प्रणाली को काम करने के लिए बनाती है — जो बैक्टीरिया या वायरस का वह हिस्सा है जिसे शरीर विदेशी के रूप में पहचानता है — विश्व स्वास्थ्य संगठन के यूरोपीय क्षेत्रीय कार्यालय के अनुसार। यह जोखिम प्रतिरक्षा प्रणाली को बीमारी पैदा किए बिना प्रशिक्षित करता है।

प्रतिरक्षा तंत्र

जब प्रतिरक्षा प्रणाली एक antigen से मिलती है, तो white blood cells जिन्हें B-lymphocytes कहा जाता है उस विशेष antigen से बंधने के लिए आकार वाली antibodies का उत्पादन करते हैं, WHO Europe बताता है। ये antibodies सीधे रोगज़नक़ को अवरुद्ध कर सकते हैं या इसे अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं जैसे phagocytes द्वारा विनाश के लिए चिह्नित कर सकते हैं।

प्रतिरक्षा प्रणाली इस मुठभेड़ के बाद भी 'memory' कोशिकाओं को रखती है। WHO Europe नोट करता है कि एक अनवैक्सीनेटेड व्यक्ति की पहली प्राकृतिक संक्रमण शरीर को प्रभावी बचाव को माउंट करने में सात से बारह दिन लग सकते हैं — एक देरी जिस दौरान गंभीर बीमारी या मृत्यु हो सकती है। टीकाकरण memory प्रतिक्रिया को पहले से ही बनने की अनुमति देता है, इसलिए वास्तविक रोगज़नक़ के साथ एक बाद की मुठभेड़ एक तेजी, मजबूत प्रतिक्रिया को ट्रिगर करती है। WHO Europe जोड़ता है कि इस memory से प्रतिरक्षा साल, दशकों या आजीवन तक चल सकती है, हालांकि यह जोर देता है कि नियमित वैक्सीन 'बहुत प्रभावी' हैं लेकिन 'कोई भी 100% प्रभावी नहीं है,' जो यह है कि कुछ वैक्सीन को कई खुराक की आवश्यकता है।

सक्रिय बनाम निष्क्रिय प्रतिरक्षा

CDC की Pink Book, एजेंसी के टीका-निवारक रोगों पर संदर्भ पुस्तिका, प्रतिरक्षा के दो मार्गों में अंतर करती है। निष्क्रिय प्रतिरक्षा दूसरे स्रोत द्वारा बनी antibodies से आती है, जैसे एक भ्रूण गर्भावस्था के दौरान मातृ antibodies प्राप्त करना; यह तत्काल लेकिन अस्थायी सुरक्षा देता है जो हफ्तों से महीनों में हल्का हो जाता है। सक्रिय प्रतिरक्षा तब विकसित होती है जब कोई व्यक्ति की अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली प्रतिक्रिया करती है — या तो एक प्राकृतिक संक्रमण या टीके के लिए — और, immunologic memory की वजह से, यह आमतौर पर साल या आजीवन तक रहती है।

मुख्य वैक्सीन प्रकार

CDC Pink Book अधिकांश पारंपरिक वैक्सीन को दो व्यापक श्रेणियों में समूहबद्ध करता है। Live-attenuated वैक्सीन में वायरस या बैक्टीरिया का एक कमजोर रूप होता है जो अभी भी शरीर में प्रतिकृति करता है, एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का उत्पादन करता है जिसे Pink Book प्राकृतिक संक्रमण के लिए 'लगभग समान' के रूप में वर्णित करता है; इन्हें आमतौर पर केवल एक इंजेक्ट की गई खुराक की आवश्यकता होती है। Inactivated वैक्सीन प्रतिकृति नहीं कर सकते और कई subtypes में आते हैं: whole-cell वैक्सीन मारे गए रोगज़नक़ का उपयोग करते हैं (उदाहरणों में polio, hepatitis A और rabies वैक्सीन शामिल हैं); subunit वैक्सीन केवल organism के सुरक्षात्मक टुकड़ों का उपयोग करते हैं (influenza, pneumococcal); toxoid वैक्सीन एक निष्क्रिय bacterial toxin का ��पयोग करते हैं (diphtheria, tetanus); conjugate वैक्सीन एक polysaccharide को प्रोटीन के लिए रासायनिक रूप से जोड़ते हैं छोटे बच्चों में प्रतिक्रिया में सुधार करने के लिए; और recombinant वैक्सीन विशिष्ट antigens का उत्पादन करने के लिए DNA तकनीक का उपयोग करते हैं (hepatitis B, HPV)।

दो नई प्लेटफार्मों COVID-19 महामारी के दौरान व्यापक रूप से उपयोग की गई थीं। CDC की COVID-19 वैक्सीन मार्गदर्शन बताती है कि mRNA वैक्सीन, Pfizer-BioNTech और Moderna शॉट में उपयोग की गई, lab-made आनुवंशिक निर्देश प्रदान करती है जो muscle cells को वायरस के spike protein का एक हानिरहित टुकड़ा संक्षेप में उत्पादन करने के लिए निर्देशित करती है; प्रतिरक्षा प्रणाली फिर इस प्रदर्शित protein पर प्रतिक्रिया करती है इससे पहले कि mRNA स्वयं को शरीर द्वारा तोड़ दिया और साफ कर दिया जाए। Protein subunit वैक्सीन, जैसे Novavax की, इसके बजाय spike protein के टुकड़े को सीधे inject करते हैं एक adjuvant के साथ जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को मजबूत करता है।

सामान्य वैक्सीन प्रकार और वे antigen को कैसे प्रदान करते हैं
प्रकारयह कैसे काम करता हैउदाहरण रोग
Live-attenuatedकमजोर जीवित रोगज़नक़ शरीर में संक्षेप में प्रतिकृति करता हैMeasles, mumps, rubella (CDC के अनुसार)
Inactivated whole-cellमारा गया रोगज़नक़ प्रतिकृति नहीं कर सकताPolio, hepatitis A, rabies (CDC)
Subunit / recombinantकेवल सुरक्षात्मक प्रोटीन के टुकड़े, DNA तकनीक के माध्यम से बनाया गयाHepatitis B, HPV, influenza (CDC)
Toxoidनिष्क्रिय bacterial toxinDiphtheria, tetanus (CDC)
ConjugatePolysaccharide प्रोटीन वाहक से जुड़ा हुआPediatric bacterial वैक्सीन (CDC)
mRNAआनुवंशिक निर्देश cells को एक viral protein के टुकड़े को प्रदर्शित करने के लिए बनाते हैंCOVID-19, Pfizer-BioNTech/Moderna (CDC)
Protein subunit with adjuvantViral protein का सीधा injection और adjuvantCOVID-19, Novavax (CDC)

मूल: variolation से Jenner की वैक्सीन तक

बीमारी के एक हल्के रूप के लिए लोगों को जानबूझकर उजागर करने की प्रथा एक गंभीर मामले को रोकने के लिए आधुनिक टीकाकरण से सदियों पहले की है। WHO की टीकाकरण इतिहास संसाधन बताता है कि variolation — चेचक के घावों से सामग्री का उपयोग करके एक हल्के संक्रमण को प्रेरित करना — शायद 200 BCE तक जा सकता है, mid-1500s में चीन में दस्तावेज़ की गई तकनीकें और 18 वीं सदी में भारत में। Lady Mary Wortley Montagu ने 1721 में यूरोप को यह प्रथा प्रस्तुत की Ottoman Empire में इसे देखने के बाद, और अमेरिकी उपनिवेशों में यह तकनीक, दास किए गए पश्चिम अफ्रीकियों के माध्यम से ज्ञात, 1721 में Massachusetts के प्रकोप के दौरान Cotton Mather द्वारा प्रकाशित किया गया।

आधुनिक वैक्सीन मई 1796 में उभरी, जब अंग्रेजी चिकित्सक Edward Jenner ने आठ वर्षीय James Phipps को दूधवाली Sarah Nelmes के हाथ पर cowpox के घाव से सामग्री से टीका लगाया, जैसा कि WHO के इतिहास पृष्ठ के अनुसार। दो महीने बाद, जुलाई 1796 में, Jenner ने जानबूझकर Phipps को चेचक के मामले के लिए उजागर किया; Phipps को बीमारी नहीं हुई, जिससे वह, WHO के खाते में, 'चेचक के खिलाफ टीका लगाया जाने वाला पहला व्यक्ति' बन गया। 1801 तक आगे की जांच ने विधि की प्रभावशीलता की पुष्टि की थी।

अनिवार्य टीकाकरण से वैश्विक उन्मूलन तक

WHO के अनुसार, अनिवार्य चेचक टीकाकरण 1840s और 1850s में ब्रिटेन और संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ हिस्सों में शुरू हुआ। 1950s में, एक heat-stable, freeze-dried संस्करण वैक्सीन ने निरंतर refrigeration की आवश्यकता को हटा दिया, व्यापक वितरण में सहायता की। WHO ने 1958 में वैश्विक चेचक उन्मूलन के लिए कहा, और Intensified Smallpox Eradication Programme 1967 में शुरू हुआ एक freeze-dried वैक्सीन का उपयोग करते हुए Soviet Union में विकसित।

बीमारी क्षेत्र दर क्षेत्र समाप्त कर दी गई: 1971 में South America से, 1975 में Asia से और 1977 में Africa से, WHO की timeline के अनुसार। विश्व स्वास्थ्य संगठन ने 1980 में चेचक को आधिकारिक रूप से समाप्त घोषित किया — एक टीके के माध्यम से समाप्त करने वाली एकमात्र मानव बीमारी आज तक, WHO के खाते के अनुसार।

चेचक के खिलाफ टीका लगाया जाने वाला पहला व्यक्ति।

— WHO, Edward Jenner द्वारा 1796 में James Phipps के टीकाकरण का वर्णन करते हुए

प्रश्न

Antigen क्या है और यह वैक्सीन के लिए महत्वपूर्ण क्यों है?
Antigen बैक्टीरिया या वायरस का वह हिस्सा है जिसे प्रतिरक्षा प्रणाली विदेशी के रूप में पहचानती है, WHO Europe के अनुसार। वैक्सीन antigen का एक हानिरहित संस्करण या टुकड़ा प्रदान करते हैं ताकि प्रतिरक्षा प्रणाली बाद में वास्तविक रोगज़नक़ को पहचान सके।
वैक्सीन-प्रेरित प्रतिरक्षा कितनी देर तक रहती है?
WHO Europe बताता है कि immunologic memory के माध्यम से निर्मित प्रतिरक्षा साल, दशकों या आजीवन तक चल सकती है, लेकिन यह जोड़ता है कि कोई नियमित वैक्सीन 100% प्रभावी नहीं है, जो यह है कि कई वैक्सीन को कई खुराक की आवश्यकता है।
mRNA और viral protein subunit वैक्सीन के बीच क्या अंतर है?
CDC के अनुसार, mRNA वैक्सीन आनुवंशिक निर्देश प्रदान करते हैं जो किसी व्यक्ति की अपनी कोशिकाओं को एक वायरल प्रोटीन का टुकड़ा संक्षेप में उत्पादन करने के लिए बनाते हैं, जबकि protein subunit वैक्सीन उस प्रोटीन के टुकड़े को सीधे inject करते हैं एक adjuvant के साथ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाने के लिए।
पहली वैक्सीन किसने बनाई और कब?
अंग्रेजी चिकित्सक Edward Jenner को पहली वैक्सीन के लिए श्रेय दिया जाता है, मई 1796 में आठ वर्षीय James Phipps को cowpox सामग्री से टीका लगाते हुए और बाद में जुलाई 1796 में चेचक के विरुद्ध सुरक्षा की पुष्टि करते हुए, WHO की टीकाकरण इतिहास के अनुसार।
क्या कोई बीमारी टीकाकरण के माध्यम से समाप्त कर दी गई है?
हाँ। विश्व स्वास्थ्य संगठन ने 1980 में चेचक को समाप्त घोषित किया एक वैश्विक टीकाकरण अभियान के बाद जो 1971 और 1977 के बीच क्षेत्र दर क्षेत्र बीमारी को समाप्त कर दिया।

स्रोत

  1. WHO Europe — How vaccines work
  2. CDC Pink Book — Chapter 1: Principles of Vaccination
  3. CDC — COVID-19 Vaccine Basics (how they work)
  4. WHO — History of smallpox vaccination

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