Infektiolääkärin blogi: uusia rokottamisen tapoja – rokotteita suuhun ja nenään
Rokottaminen keksittiin yli 1000 vuotta sitten Kiinassa. Alkuperäinen rokottamisen tapa oli inokulaatio, jossa rokotettavan iholle tehtiin pieniä haavoja, joihin laitettiin isorokkopotilaan rakkulasta otettua nestettä. Tapa levisi pikkuhiljaa kauppareittien mukana kohti länttä. Englannin suurlähettilään rouva Lady Montague toi tämän menetelmän 1720-luvulla Turkista Englantiin, jossa se ensimmäisenä Euroopassa tuli laajempaan käyttöön. Samoihin aikoihin rokotustapa levisi Pohjois-Amerikan siirtokuntiin Afrikasta tuotujen orjien mukana. Tiettävästi ensimmäisenä Ruotsi-Suomessa, vuonna 1754 Turussa, rokotettiin lääketieteen professori Johan Lechen tytär Maria Elisabeth.
Englantilainen Edward Jenner onnistui vuonna 1796 estämään 8-vuotiaan James Phippsin sairastumisen isorokkoon tartuttamalla inokuloimalla pojan iholle pelättyä isorokkoa lievemmän sukulaistaudin lehmänrokon (vaccinia). Tämä uusi menetelmä, ”vaccinatio”, löysi tiensä Suomeen nopeammin: jo vuonna 1802 eli vain muutama vuosi keksimisensä jälkeen. Lehmänrokkoviruksen käyttö oli aiempaa variolaatiota turvallisempi rokottamisen tapa.
Kesti lopulta yli sata vuotta tieteen ja lääketieteellisten välineiden kehitystä, ennen kuin rokottaminen muitakin tauteja kuin isorokkoa vastaan aloitettiin ja variolaatiosta laajennuttiin muihin rokottamisen tapoihin. Vaikka parsinneulaa oli ajoittain käytetty rokonistutuksessakin, ihon läpäisevän onton neulan käytön keksi tohtori Francis Rynd Irlannissa vasta vuonna 1844. Yhdeksän vuotta myöhemmin skottilääkäri Alexander Wood käytti ensimmäisen kerran lääkeannostelussa ruiskuun yhdistettyä neulaa.
Vuonna 1885 Louis Pasteur teki läpimurron laboratoriossaan Ranskassa, kun hän onnistui Émile Rouxin kanssa kehittämään ihmiskäyttöön sopivan rokotteen rabiesta eli vesikauhua vastaan. Ensimmäisille miespotilaille vesikauhurokote annosteltiin jo ontolla neulalla ihon alle. Sen jälkeen on kehitetty lukuisia uusia rokotteita ja rokottamisen tapoja.
Vuonna 1963 Albert Sabin onnistui kehittämään Itä-Saksassa rokotteen lapsihalvausta eli poliota vastaan. Erona USA:ssa kehitettyyn poliorokotteeseen oli Sabin-rokotteen annostelu suun kautta. Jo aiemmin 1940-luvulla Hilary Koprowski oli yrittänyt kehittää oraalista poliorokotetta USA:ssa siinä onnistumatta. Haaste suun kautta annettavissa rokotteissa on, että rokoteaineen pitää kestää mahan hapan ympäristö ennen kuin se pääse vaikutuspaikkaansa suolen limakalvolle.
Oraalisten rokotteiden helppous verrattuna pistettäviin rokotteisiin
Nykyään rokotteet annostellaan yleisimmin pistoksena. Se on tehokas ja turvallinen annostelutapa ja mahdollistaa tarkan annostelun. Pistoksena annettavalla rokotteella saavutetaan nopeasti vahva ja pitkäkestoinen immuunivaste, myös rokotusreaktiot ovat yleensä paikallisia ja lieviä. Eduista huolimatta injektio rokottamisen tapana on hankala, koska se edellyttää erityisvälineitä: ruiskuja ja neuloja. Lisäksi rokottajan pitää olla koulutettu käyttämään näitä välineitä ja pistämään oikeaan kohtaan. Tämä on erityisen haastavaa esimerkiksi epidemiatilanteissa, kun pitäisi lyhyessä ajassa rokottaa massoittain ihmisiä. Muistamme tämän hyvin koronapandemian ajoilta.
1980-luvulta lähtien uudet oraaliset rokotteet ovat kohdistuneet ripulitauteja vastaan. Uraauurtavaa rotavirusrokotetutkimusta tehtiin 1990-luvun lopulla myös Suomessa, minkä ansiosta suuhun helposti annosteltava pikkuvauvojen rotavirusrokote saatiin Suomen ja kymmenien muiden maiden kansalliseen rokoteohjelmaan.
Suun kautta rokotteet on niin helppo annostella, että kansalaiset voivat jopa rokottaa itse itsensä. Esimerkiksi kolera- ja lavantautirokotteet matkailijat voivat ostaa reseptillä apteekista ja rokottautua nielemällä kylmäkuivattua rokoteainetta sisältävät kapselit kotona.
Rokoteainetta nenään
Nenään annettavia rokotteita on kehitetty ja testattu useita tauteja vastaan. Kuubassa on käytössä hepatiitti B -virukselta suojaava nenään annettava rokote. Myös SARS-CoV2-koronavirusta ja COVID-19-tautia vastaan on kehityksessä useita nenään annosteltavia rokotteita. Ebola-virukseen on kehitetty tehokas nenään annosteltava rokote ja jopa HIV-infektiota vastaan koitetaan kehittää nenään annettavaa rokotetta.
Suomessa rokotetaan joka syksy yli miljoona kansalaista influenssaa vastaan. Tämä vie huomattavasti aikaa ja resursseja jo muutenkin kuormitetulta terveydenhuollolta. Viime vuosina käyttöön on saatu helpompi ja jopa tehokkaampi rokottamisen tapa: nenään annettava influenssarokote. Se on Suomen yleisessä rokotusohjelmassa käytössä alle 7-vuotiaille lapsille kausi-influenssan estoon. Rokote annetaan ruiskusta tippoina nenään, kumpaankin sieraimeen. Suomessa ei toistaiseksi ole vielä käytössä muita nenään annettavia rokotteita.
Suun ja nenän kautta annostellut rokotteet ovat käteviä. Verrattuna ihon läpi pistämiseen, rokote on mukavampi ottaa, sillä pistämiseen liittyvää kipua ei tule. Erityisesti leikki-ikäisiä lapsia rokotettaessa tämä on merkittävä etu.
Nenään annosteltavissa rokotteissa on kuitenkin oma haasteensa. Etenkin lapsilla nenä on pieni, ja nenään annetusta rokotteesta osa valuu tai kulkeutuu värekarvojen ohjaamana nieluun ”hukkaan”. Tämän vuoksi nenään annettavien rokotteiden annoskoko pitää olla pistettävää rokoteannosta suurempi. Suurempi antigeenimäärä taas aiheuttaa painetta rokotetuotantoon, koska valmistettavan rokoteaineen määrä on suurempi. Toisaalta nenän kautta annosteltuna rokoteaine ei kohtaa mahan happojen ja suolen entsyymien kaltaisia haastavia olosuhteita.
Uutta annostelutapaa tutkitaan nyt Suomessa: RSV-rokote nenään uudella annostelulaitteella
Rokotteita voidaan annostella nenään liuoksena, joka sisältää rasvaa ja vesiliukoisia aineita emulsiona tai erilaisina liotettuina nanopartikkeleina kuten polysakkarideina tai peptideinä. Rokote voi olla myös hienojakoista puuterimaista jauhetta, joka saatetaan inhalaattorilla nenään. Parhaiten toimivaksi on todettu liuos, joka pisaran sijaan muutetaan erityisellä laitteella nenään suihkutettavaksi sumutteeksi. Rokotevasteen varmistamiseksi on tärkeää antaa rokote samalla kerralla kumpaankin sieraimeen, jos toinen sierain onkin tukossa tai annostelu muusta syystä on epävarma.
FVR:ssä käynnistyi tänä kesänä tutkimus, jossa RSV-rokote annostellaan nenään uuden tyyppisellä, ruiskuun neulan tilalle asetettavalla atomisaatio-annostelulaitteella. Sen on tarkoitus levittää rokote sumutteena tasaisesti koko nenän limakalvolle, josta rokote pääsee tehokkaasti ja nopeasti vaikutuskohtaansa limakalvon valkosoluihin – ilman kipua tai muuta haittaa. Tutkimuksessa arvioidaan nyt, miten USA:n NIH-instituutin kehittämä, sumutelaitteella nenään annosteltu heikennettyä RS-virusta sisältävä rokote vaikuttaa ihmisen immuunijärjestelmään. Samaan rokotteen antamista lihakseen tutkittiin Amerikassa jo aiemmin.
Vaikka pistos on vakiintunut ja hyvä tapa annostella rokotteita, on tärkeää kehittää eri annostelutapoja. Lääketieteen historia on täynnä esimerkkejä siitä, että ei pidä pelätä uutta, vaan suhtautua totutuista poikkeaviin uusiin menetelmiin avoimin mielin. Toisaalta voidaan kysyä, onko rokotteiden annostelu nenään edes uusi asia. Kiinasta on löytynyt yli 500 vuotta vanha teksti, jonka mukaan isorokkoa ehkäistiin puhaltamalla kuivatuista rokkoruvista tehtyä jauhetta pillillä rokotettavan nenään. Nykypäivän ratkaisut ovat siis alkaneet kehittyä jo kauan ennen meidän aikaamme. Meille jää sen tutkiminen, miten saamme niistä parhaan mahdollisen hyödyn ja edut eri väestöryhmille eri olosuhteissa.
Rokotteet ja limakalvojen IgA – luonnollinen puolustusreaktio
Rokotteen antaman suojan tulee olla pitkäkestoinen. Siihen tarvitaan TRM-T-tyypin valkosolujen apua. Näyttää siltä, että nämä T-solut aktivoituvat oikealla tavalla vain, jos nenään annettava rokote sisältää vain kokonaisia eläviä taudinaiheuttajia. Siksi nenään annettavat rokotteet sisältävät eläviä heikennettyjä viruksia, jonka vuoksi ne eivät sovellu kaikille riskiryhmille. Eläviin heikennettyihin viruksiin liittyviä riskejä on viime vuosina pyritty vähentämään kehittämällä rokotteita, joissa varsinainen kohdemolekyyli on lisätty harmittomasi tehtyyn kantajavirukseen.
Sekä suun kautta että nenään annostellun rokotteen vaikutus perustuu siihen, että immuunireaktio alkaa limakalvolla – joko suolessa, tai nenässä ja hengityselimissä. Ihon alle tai lihakseen annettuna rokote käynnistää IgM- ja IgG- luokan immunoglobuliinien tuotannon.
Limakalvolla tuotetaan myös IgA-immunoglobuliinia, joiden merkitys on tärkeä ripuli- ja hengitystieinfektioiden ehkäisyssä.
Suuhun tai nenään annostellut rokotteet siis käynnistävät IgA-erityksen eli samantapaisen puolustusreaktion kuin mitä näillä rokotteilla ehkäistävät tauditkin saavat aikaan. Lisäksi rokotteiden kouluttama IgA-vaste alkaa suoraan limakalvon alaisesta imukudoksesta, joten tauti on mahdollista ehkäistä heti taudinaiheuttajan tartuttua hengitysteihin tai suolistoon – siis jo aivan taudin alkuvaiheessa ennen sen leviämistä muualle elimistöön ja jo ennen oireiden ilmaantumista.
Limakalvojen imukudoksessa (CMIS = common mucosal immune system) sijaitsee 80 % immuunijärjestelmän soluista, joten rokotteiden tähtääminen limakalvoille on järkevää.
Näyttää myös siltä, että limakalvojen alainen imukudos ikääntyy hitaammin kuin muu immuunijärjestelmä, ja siten erityisesti ikääntyneet ihmiset voisivat hyötyä limakalvolle annettavista rokotteista.
Lähteet:
https://www.who.int/news-room/spotlight/history-of-vaccination/a-brief-history-of-vaccination
https://artsandculture.google.com/story/qAURxyAnf5tcXg (suomeksi)
https://www.helsinki.fi/fi/tiedemuseo-liekki/pelatty-pelastaja-rokotuksen-historiaa
Täydellisen lähdeluettelon saa kirjoittajalta.
Meillä on erityistehtävä: sinun terveytesi
KirjoittajA
Ulla Elina Otava
infektiolääkäri, tutkijalääkäri
FVR – Suomen rokotetutkimus, Tampere