عموما واکسنهای به کار رفته علیه بیماریهای عفونی، شامل عوامل بیماریزا ضعیفشده یا غیرفعال شده میباشند. به عنوان مثال، واکسن آنفلوانزای فصلی شامل مخلوطی از سویههای ویروسی تشکیل شده در تخم مرغ و سپس غیرفعال شده توسط گرما می باشند. به واکسنهایی که سویه بیماری زا را در آن غیرفعال میکنند Inactive vaccine or killed vaccine میگویند. به طور کلی، عوامل بیماریزا تضعیفشده یا غیرفعال شده میتوانند یک پاسخ ایمنی قوی را در پی داشته باشند، زیرا حاوی هر دو اپیتوپ سلولهای B و T هستند که در ترکیب مربوط به عامل بیماریزا ارائه شده است.
پاتوژن مورد استفاده در فرمولاسیون این واکسنها میتواند حاوی دهها تا چند صد پروتئین باشد. با این حال، ایمنی محافظتی معمولاً به چند پروتئین منتخب در چنین فرمولهایی وابسته است و سایر پروتئینها برای ایجاد ایمنی محافظتی غیرضروری هستند. علاوه بر این، پروتئینهای اضافی ممکن است واکنشهای آلرژیک ایجاد و یا آلرژنها را تحریک کنند، بنابراین بر ضرورت حذف آنها از فرمولهای واکسن تأکید میشود. باتوجه به این نکته که حتی پروتئینهای منفرد حاوی صدها اپیتوپ آنتیژنیک هستند که وجود همه آنها ضروری نمیباشد و حتی ممکن است برای ایجاد ایمنی محافظتی مضر باشند باعث ایجاد علاقه به “واکسنهای پپتیدی” شده است که تنها شامل اپیتوپهایی است که میتوانند پاسخ ایمنی به واسطه سلول T و B را ایجاد کنند.
Anderer و همکارانش اولین مطالعه واکسیناسیون پپتیدی را در سال 1963 گزارش کردند. آنها مشاهده کردند که یک پپتید شش آمینواسیدی مربوط به توالی خطی ویروس موزاییک توتون میتواند آنتی بادی خنثیکننده ویروس را ایجاد کند. با این حال، تنها در سال 1980 پاسخ ایمنی به پپتیدها با جزئیات مورد بررسی قرار گرفت. چندین محقق مشاهده کردند که تجزیه پروتئینها به پپتیدهای کوچک برای بر هم کنش آنها با سلولهای T بسیار مهم است و برای پردازش آنتی ژنها ضروری است. علاوه بر این، مشاهده شد که پپتیدها می توانند پاسخهای ایمنی محافظتی را در برابر برخی ویروسها مانند هپاتیت B تحریک کنند. این نتایج محققان را واداشت تا مطالعه کنند که آیا میتوان از این دانش برای ساخت واکسن استفاده کرد. از سال 1990 ، بیش از 100 واکسن پپتیدی مصنوعی وارد آزمایشات بالینی فاز I و II شده است.
سنتز شیمیایی واکسنهای پپتیدی برای تولید آنها در مقیاس بزرگ با هزینه کم و تکرارپذیری بالا مناسب میباشد. به طور معمول این واکسنها در آب محلول هستند و شرایط نگهداری پایدارتری دارند اما میتوانند در بدن ناپایدار بوده و به راحتی توسط پروتئازها قبل از ایجاد پاسخ ایمنی کارآمد تجزیه شوند. علاوه بر این، آنها معمولاً ایمونوژنهای ضعیفی هستند و برای تحریک لنفوسیتهای B و T و القای پاسخ موثر به مواد کمکی نیاز دارند.
روشهای متنوعی برای افزایش پاسخ ایمنی واکسنهای پپتیدی استفاده شده است که از جمله آنها بارگذاری اپیتوپها در قالبهای مختلف (به عنوان مثال، ذرات شبیه ویروس (VLP) یا نانو ذرات) یا استفاده از مواد کمکی تحریککننده سیستم ایمنی است. اپیتوپها قطعاتی از آنتیژنها میباشند که امکان اتصال به BCR وTCR ها را دارند و میتوانند باعث بروز پاسخ ایمنی شوند.
سلولهای B که وظیفه تولید پادتن را بر عهده دارند طیف وسیعی از مولکولها شامل پپتیدها، پروتئینها، کربوهیدراتها و مولکولهای کوچک را میتوانند شناسایی کنند. در مقابل سلولهای T تنها پپتیدها را میتواند شناسایی کنند آن هم در شرایطی بسیار خاص که پپتیدها در جایگاههای خاص سلولی قرار گیرند. به همین دلیل توسعه واکسنها بیشتر تمرکز بر فعالسازی سلولهای B دارد تا اینکه سلولها T فعال شوند.
پپتیدهایی که در این واکسنها مورد استفاده قرار میگیرند 20 تا 30 توالی آمینواسید را دارا میباشند و به منظور تهیه یک مولکول پپتیدی ایمونوژنیک که نمایانگر اپیتوپ خاص یک آنتیژن است، سنتز میشوند. از آنجایی که اپیتوپها بخش تعیین کننده ساختار پروتئینی آنتیژنها هستند، این پپتیدها برای فعال شدن پاسخهای سلولی و هومورال مناسب، کافی تلقی میشوند و علاوه بر آن واکنشهای آلرژیک را از بین میبرند. از سوی دیگر، به دلیل اندازه نسبتاً کوچک پپتیدها، آنها برای افزایش پایداری شیمیایی و ایجاد پاسخ ایمنی قوی به مولکولهای حامل نیاز دارند. حساسیتزایی و یا واکنشزایی مولکولهای حامل خود پیچیدگی طراحی واکسن پپتیدی را افزایش میدهند. تولید واکسنهای پپتیدی در مقایسه با واکسنهای معمولی به طور کلی ایمن و مقرون به صرفهتر تلقی میشود.