دانلود تحقیق مروری برفرآیند ساخت واکسن و نقش حیوانات آزمایشگاهی در ارزیابی آن

مقدمه

ازاولین تلاش علمی بشر برای پیشگیری از بیماری عفونی به وسیله ایمن سازی بدن که توسط Edward jenner  در سال 1790 صورت گرفت،‌تاکنون واکسیناسیون به یکی از مهم ترین رکن های پیشگیری از بیماری عفونی به خصوص آن هایی که توسط ویروس ها ایجاد می شوند تبدیل شده است(7) در قرن هجدهم لویی پاستور براساس مشاهداتی که روی طرز انتقال بیماری وبای مرغان و پیشگیری اتفاقی آن با تزریق کشت کهنه ی عامل بیماری داشت، اولین واکسن تخفیف حدت یافته را علیه بیماری شاربون (سیاه زخم) وسپس هاری تولید کرد(2)

محققان اولین واکسن DNA نوترکیب را بر ضد هپاتیت B درسال 1986 بهسازی کردند(7)

سابقه واکسناسیون نوین در ایران به اوایل سلسه ای قاجاریه یعنی پادشاهی فتحعلی شاه باز می گردد که در سال 1245 به دستور عباس میرزا نایب السطنه ایران، لشگر او توسط پزشکان انگلیسی درتبریز آبله کوبی شد، و در ادامه به دستور میرزا تقی خان به تمام ایران تعمیم داده شد(1) با انجام واکسناسیون جهانی در سال 1970 بیماری آبله ریشه کن شد. به دنبال این دستاروردها تولید واکسن به خصوص درقرن بیستم سرعت یافت به طوری که امروزه بیش از 50 نوع واکسن دردامپزشکی و پزشکی تولید و مصرف می شوند. که این رقم تنها شامل واکسن های باکتریایی و ویروسی می باشد. با توجه به تولید انواع دیگری از واکسن علیه بیماری های انگلی و تک یاخته ای (مانند کوکسیدیوز طیور، تیلریوزگاو) این رقم بیشتر نیز خواهد بود(7) که البته تمام این دستاوردها  ارتباط غیر قابل انکاری با حیوانات آزمایشگاهی وانجام آزمایش های کنترلی بر آن ها دارد.

با توجه به اهمیت واکسن ها در طب نوین و لزوم افزایش آگاهی در این مقاله به مروری بر روند تولید واکسن ها و کنترل کیفیت آن ها و نقش حیوانات آزمایشگاهی در این روند پرداخته می شود که البته به علت گستردگی علم واکسن شناسی تنها به واکسن های باکتریایی ویروسی اشاره می شود.

تولید و بهسازی:

هدف از تولید واکسن فراهم کردن محصولاتی با کیفیت بالا به منظور ایجاد ایمنی اختصاصی است که به دنبال تجویز آن واکنش مضر وجدی ایجاد نشود.

به طور کلی اغلب واکسن های موجود منشأ باکتریای یا ویروسی دارند و تغییرات ایجاد شده روی آن ها اکثراَ شامل غیر فعال سازی تا تخفیف حدت خود میکروارگانیسم حاد یا ترکیبات آن می باشد در مواردی هم برحسب نیاز سویه های غیر حاد (مانند واکسن یا لاسوتا علیه بیماری نیوکاسل طیور) استفاده می شود.

تولید و بهسازی محصولات جدید یکی از مهم ترین مراحل تحقیقات واکسن است تا چندی پیش بیشتر توجهات روی بیماری های باکتریایی و ویروسی بود ولی اخیراَ پیشرفت های علمی افق های باز دیگری را گشوده است و در حال حاضر واکن های متعددی به منظور کنترل بیماری های تک یاخته ای و انگلی استفاده می شود.

امروزه واکسن های زیادی از جمله واکسن های Subunit و واکسن های فراوری شده بامهندسی ژنیتیک تولید و بهسازی شده اند شیوه های بهسازی واکسن های جدید بسیار متغیر است و بر حسب انواع ویروس یا باکتری متفاوت است. معمولاَ برای انتخاب مواد اولیه، فرمولاسیون، ایجاد تثبیت فرمول و تعیین روش و دفعات تجویز واکسن به حیوانات آزمایشگاهی نیاز است(7) به طور کلی برای بهسازی یک واکسن نیاز به تحقیقات گسترده ای روی حیوانات است، اگر جه این نیاز همیشگی نمی باشد در حال حاضر وجود یک حیوان تحقیقاتی مناسب برای تحقیقات آسیب شناسی و میکروب شناسی اهمیت بسیار دارد.

موش اولین گونه حیوانی بود. که در تولید واکسن از آن استفاده شد(7) البته حیوانات آزمایشگاهی بیشتر در کنترل کیفیت محصولات نقش دارند تا تولید. به خصوص در تولید واکسن های  باکتریایی نقش آنها فرعی می باشد و تنها گاهی برای تهیه محیط کشت به محصولات حیوانی مثل سرم و یا خون مورد نیاز است ولی شرایط در مورد واکسن های ویروسی متفاوت است. و برای تهیه کشت سلولی اولیه که به طور مستقیم از حیوانات منشاء می گیرد از آن ها استفاده میشود. به دنبال جایگزینی کشت های اولیه با محیط Subculture cell

(مثل: سلول های تترادبرای فلج اطفال) تعداد حیوانات مورد نیاز برای تولید واکسن به تدریج کاهش یافته است(5)

درمورد واکسن های انسانی قبل از آزمایشات کلینیکی  روی انسان باید یک مدل حیوانی مناسب طراحی شود، که نتایج حاصله با داده ها و اطلاعاتی که در مورد انسان موجود است مقایسه شود.

این داده ها معمولاَ بر اساس نتایج آزمایشاتی است که واکسیناسیون بر روی یک جمعیت بزرگ تحت شرایط کنترل شد اجرا شده باشد(2)

3- مراحل تولید واکسن باکتریایی

1)اولین مرحله تولید واکسن های باکتریایی تعیین ماده اولیه یا همان سویه باکتری است که معمولاَ این سویه ها سال هاست برای مقاصد تولیدی مورد استفاده قرار گرفته اند.به همین منظورسویه درون نیتروژن مایع یا به صورت یخ خشک در محیط بدون آب فریز شسده و ذخیره می گردد تا به عنوان یک منبع ثابت ماده اولیه همیشه دردسترس باشد که به آن Seed lot می گویند. برای هر سری تولید(batch) نمونه میکروارگانیسم از Seed lot گرفته شده و در محیط های اختصاصی جامد یا مایع کشت داده می شود. پس از طی دوره لازم، حاصل کشت های باکتریایی یا مایع کشت های حاوی سموم باکتریایی جمع آوری می شود که به آن Bulk واکسن خام گویند. چون این محصول معمولاَ با ترشحات باکتریایی و یا ترکیبات و اجزای محیط کشت آلوده است و مهمتر این که غلظت پادگنی پایین دارد. مرحله بعد شامل تغلیظ و تخلیص آن می باشد.

در مورد واکسن های کشته فرایند غیر فعال سازی که اغلب با فرمالین انجام می شود در همین مرحله است در صورت لزوم، افزودن ماده ی یاور ایمنی به واکسن نیز در همین مرحله صورت می گیرد. محصول این مرحله بالک پالایش شده یا توکسوئید پالایش شده نام دارد. مرحله آخر پروسه تولید، پرکردن آمپول ها یا ویال های واکسن با ذز مناسب می باشد که به آن ها Final lot  می گویند که در صورت لزوم آن ها را در محیط بدون آب فریز می کنند (لیوفیلیزه)(6)(5)

seed lot را سویه باکتریایی یا ویروسی که در master seed lot استفاده می شود، این سویه از طریق پیشینه تاریخی که شامل اطلاعاتی در مورد منشأ سویه و کاربردهای بعدی آن است شناخته می شود هیچ میکروارگانیسمی غیر از سویه بذر نباید در seed lot  وجود داشته باشد.

مراحل تولید واکسن های ویروسی بسیر شبیه به تولید واکسن های باکتریایی می باشد.

دراین جا هم با مراحل و واژه های Seed lot (بذر اولیه)، تغلیظ و پالایش سوسپانسیون، بسته بندی و به دنبال آن فریز کردن در محیط فاقد آب و خشک که به منظور افزایش تاریخ انقضاء واکسن در بسیار از واکسن های ویروسی انجام می شود مواجه هستیم. با وجود این، تفاوت هایی هم در این میان وجود دارد. واژگان دیگری هم در مورد فرایند تولید واکسن ویروسی به کار می رود مانند سوسپانسیون ویروسی. (مثل: واکسن غیر فعال فلج اطفال و هاری) به کار گرفته می شوند. این در حالی است که در واکسن های زنده(مانند واکسن فلج اطفال (خوراکی)،سرخک و اوریون و برونشیت عفونی) که ویروس واکسن پس از تجویز در بدن فرد همچنان تکثیر خواهد کرد، نیاز به مقدار کم تری ویروس می باشد(5)

کنترل کیفیت:

کارخانه های تولید کننده واکسن با انتخاب مواد اولیه مناسب و استاندارد سازی روش های تولید و برای تولید محصولات با ثبات و کیفیت بالا تلاش و رقابت زیادی می کنند، با وجود این کنترل کیفیت، یکی از مهم ترین مراحل فرایند تولید می باشد و کوتاهی در آن می تواند عواقب فاجعه آمیزی را در پی داشته باشد، برای مثال در سال 1901 به دنبال مصرف آنتی توکسین دیفتری که از سرم اسب آلوده به باسیل  کزاز تهیه شده بود، 13 کودک به علت کزاز مردند(7) و در سال 1955 به دنبال واکسیناسیون با واکسن فلج اطفال 79 مورد بیماری گزارش شد که به علت کافی نبودن ارزیابی بی خطری واکسن استفاده شده، 7 تا از 17 batch عوامل متفاوتی می توانند در تولید یک batch واکسن دخیل باشند مانند مواد بیولوژیک . و همچنین فرایند تولید که می تواند بسیار پیچیده باشد. بنابراین هر batch تولید شده ممکن است با دیگیری متفاوت باشد و کنترل کیفیت باید بر روی هر batch به تنهایی صورت گیرد.(5) کنترل کیفیت هم در مورد batch خام و هم در مورد batch پالایش شده، چه در حین تولید (in- process control) وچه در آخر فرایند تولید در خلال مرحله پایانی آن لازم و ضروری است .(5)

حیوانات آزمایشگاهی هنور به عنوان اصلیترین شاهد در تشخیص فعالیت های مطلوب و غیر مطلوب batch های واکسن های تولیدی می باشند(7و5) و نوع ماده ی اولیه واکسن و فرم ارائه آن (واکسن تخفیف حدت یافته، توکسوئید، کشته، غیرفعال یا سویه های کم حدت) تعیین می کند که آزمایشات و به ویژه نوع سیستم invivo به چه نحوی باید اجرا شود. به طور کلی کنترل کیفیت شامل 2 بخش است:

1) ارزیابی بی خطر بودن Safty

2) ارزیابی توانمندی یا اثر بخشی (potency, efficacy)

5-1 ارزیابی بی خطر بودن واکسن

دراین ارزیابی ثابت می شود که واکسن عاری از هرگونه ماده آسیب رساننده به حیوان یا انسان پس از تجویز آن می باشد این مخاطرات را در موارد زیر می توان یافت:

الف: عامل اولیه استفاده شده (سویه باکتری، سویه توکسوئید یا ویروس)

ب: مواد شیمیایی افزوده شده به واکسن (تعمیدی یا غیر تعمیدی)

پ: نوع سوبسترای استفاده شده (محیط کشت، کشت سلولی، تخم مرغ جنین دار، سرم، مایع واکسن،....)

الف: آزمایش هایی که با هدف بررسی احتمالی توانایی آسیب رسانی عامل اولیه واکسن به عنوان بخشی از آزمایش های بی خطری واکسن انجام می شوند، شامل موارد زیر است: