Hoe vaccins werken: van labontwikkeling tot immuunbescherming

Elk vaccin, ongeacht de technologie, is gebaseerd op dezelfde basistruc: het leert het immuunsysteem een specifieke ziekteverwekker te herkennen voordat een persoon het echte ding ooit tegenkomt. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie bevatten vaccins verzwakte of geïnactiveerde delen van een organisme – een antigeen – die de verdediging van het lichaam activeren zonder de ziekte zelf te veroorzaken.

Wat gebeurt er in het lichaam na een vaccin

Eenmaal geïnjecteerd, wordt het antigeen (of de genetische instructies om het te maken) door immuuncellen opgenomen. De U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) leggen uit dat dit proces B-lymfocyten activeert, die antilichamen produceren die zich aan de ziekteverwekker binden en deze neutraliseren, en T-lymfocyten, die helpen de reactie coördineren en geïnfecteerde cellen vernietigen.

Het Pink Book van de CDC, een naslagwerk voor gezondheidsspecialisten, beschrijft dit als het activeren van humorale immuniteit – antilichaamproductie door B-cellen – en gemedieerde cellulaire immuniteit, aangedreven door T-cellen. Na de eerste reactie worden sommige B-cellen langlevende geheugencellen die in het bloed en beenmerg blijven, klaar om snel te vermenigvuldigen als de echte ziekteverwekker later verschijnt.

Dit is waarom actieve immuniteit opgebouwd door een vaccin of een infectie jaren of een leven lang kan duren, volgens de CDC, in tegenstelling tot passieve immuniteit – zoals antilichamen doorgegeven van een moeder aan een pasgeborene – die binnen weken tot maanden verdwijnt omdat het lichaam de antilichamen niet zelf heeft gemaakt.

De WHO merkt op dat volledige bescherming niet onmiddellijk plaatsvindt: het immuunsysteem heeft tijd nodig om antilichamen en geheugencellen te genereren, en sommige vaccins vereisen meerdere doses verdeeld over weken of maanden om een duurzame verdediging op te bouwen. De CDC voegt toe dat het voor COVID-19-vaccins specifiek meestal enkele weken na vaccinatie duurt voordat het lichaam de relevante T- en B-lymfocyten produceert.

De verschillende technologieën achter vaccins

Niet elk vaccin geeft het antigeen op dezelfde manier af. Het Pink Book van de CDC en de WHO beschrijven verschillende gevestigde categorieën die nog steeds in gebruik zijn.

mRNA-vaccins werken anders dan oudere types omdat ze geen deel van het virus zelf bevatten. De CDC legt uit dat in het laboratorium gemaakte mRNA de lichaamseigen cellen instrueert een onschadelijk stukje van het doelproteïne te produceren – voor COVID-19-vaccins een fragment van het spike-proteïne. Het immuunsysteem reageert op dit proteïne als vreemd, genereert antilichamen en activeert T-cellen, waarna de cellen de mRNA afbreken en als afval verwijderen.

Proteïne-subunit vaccins zoals het COVID-19-vaccin van Novavax injecteren in plaats daarvan het werkelijke spike-proteïne fragment direct, gepaard met een adjuvans – een ingrediënt dat specifiek is toegevoegd om de immuunreactie te versterken, volgens de CDC.

Hoe een vaccin van het lab naar de kliniek gaat

Voordat een vaccin een klinische proef bereikt, doorloopt het een verkennende en preklinische fase, waarin onderzoekers het testen in laboratorium- en dierproeven om te beoordelen of het waarschijnlijk veilig is en een nuttige immuunreactie opwekt, volgens de U.S. Food and Drug Administration (FDA). Ontwikkelaars dienen vervolgens een Investigational New Drug-aanvraag in bij de FDA voordat menselijke testen kunnen beginnen.

Menselijke testen verlopen in drie hoofdklinische fasen, zoals beschreven door de FDA:

1. Fase 1 – een kleine proef, meestal met 20 tot 100 gezonde vrijwilligers, gericht vooral op veiligheid en vroege tekenen van immuunreactie.
2. Fase 2 – breidt uit naar honderden deelnemers met verschillende gezondheidsprofielen, vergelijkt verschillende doses en monitort veelvoorkomende bijwerkingen.
3. Fase 3 – test duizenden deelnemers, vaak tegen een placebogroep, om werkelijke effectiviteit te meten en zeldzamere bijwerkingen op te vangen.

Als de gegevens dit ondersteunen, dient de fabrikant een Biologics License Application in bij de FDA voor controle voordat goedkeuring wordt verleend. Zelfs nadat een vaccin is gelicentieerd, blijft de FDA de veiligheid ervan controleren via post-marketing surveillance-systemen zoals het Vaccine Adverse Event Reporting System (VAERS). De FDA stelt dat er geen vaste tijdlijn voor het algehele proces is, omdat dit afhangt van de complexiteit van het vaccin en de gegevens die in elke fase worden gegenereerd.

De WHO merkt op dat historisch gezien slechts ongeveer een op de vijf vaccinkandidaten die klinische proeven bereiken, uiteindelijk worden goedgekeurd.