Чому вакцини потрібно охолоджувати?

Вакцини повинні зберігатися в певних умовах, щоб уникнути деградації. Ці умови зазвичай визначаються виробником. На всіх етапах виробництва, розподілу, зберігання та, врешті-решт, адміністрування, ці умови повинні дотримуватися, і цей процес відомий як холодний ланцюг.

Якщо холодний ланцюг порушується в будь-який момент під час транспортування або зберігання через вплив помірних екстремумів, тоді ефективність вакцини може бути знижена, або вакцина може стати абсолютно неефективною.

Переважна більшість вакцин потрібно охолоджувати при температурі від 2 до 8 градусів за Цельсієм, з переважним середнім значенням 5 градусів за Цельсієм з мінімальними коливаннями. Зазвичай для цього використовують спеціально розроблені лабораторні холодильники. Ці холодильники порівняно мінімальні коливання температури протягом доби та пори року, не мають екстремальних температур на будь-якій внутрішній поверхні і можуть мати зовнішній індикатор температури, який автоматично реєструє внутрішню температуру через певні інтервали часу.

Багато живих вакцин переносять заморожування. Залежно від вказівок конкретного виробника, деякі живі вакцини заморожуються при температурі від -15 до -50 градусів Цельсія.

Більшість нереплікативних вакцин, таких як інактивовані віруси або бактерії, очищені білкові субодиниці, вуглеводні антигени та рекомбінантні білкові антигени субодиниць, вводяться разом із ад’ювантами, такими як солі алюмінію. Солі алюмінію використовуються у вакцинах у всьому світі майже століття. Солі алюмінію утворюють іонний зв’язок з антигеном у вакцині, значно покращуючи стабільність та потенцію.

В останні роки ад’юванти солі алюмінію використовувались для посилення імунної відповіді господаря після введення разом із вакциною. Солі алюмінію діють на моноцити, макрофаги та гранулоцити, індукуючи цитокіни, створюючи місцеве імуностимулююче середовище. Вони також можуть викликати місцевий некроз стромальних клітин, викликаючи виділення сечової кислоти, яка потім активує запальні процеси.

У будь-якому випадку солі алюмінію дуже чутливі до пошкодження заморожуванням, оскільки цикли заморожування-відтавання спричиняють агрегацію та осідання колоїдних частинок. Високі температури майже не впливають на структуру алюмінієвого гелю.

Дійсно, пошкодження заморожуванням часто набагато сильніше, ніж пошкодження теплом для вакцин, хоча більшість виробників рекомендують не дозволяти їм сидіти при кімнатній температурі більше тридцяти хвилин, за винятком деяких особливих випадків. При екстремальних температурах, що наближаються і вище 45 градусів С, білки, що містяться у вакцині, відносно швидко денатуруються, врешті-решт повністю втрачаючи потенцію, оскільки структура антигену вже відсутня.

Кумар та ін. (1982) встановили, що протиправцева вакцина може вижити при температурі 35 градусів С протягом декількох тижнів, тоді як при 45 градусах С вони зазнали 5% втрати потенції на день протягом перших двох тижнів зберігання. Під впливом температури 60 градусів С вакцина стала абсолютно неефективною через три-п’ять годин. І навпаки, при зберіганні при -30 градусів С протягом дванадцяти годин вакцина проти правця втрачала близько 30% потенції.

Білки, що містяться у вакцині, можуть бути безпосередньо пошкоджені циклами заморожування-відтавання кількома механізмами. Під час швидкого заморожування утворюються невеликі кристалики льоду, які обов’язково представляють більшу поверхню білків і, таким чином, з більшою ймовірністю контактують, спричиняючи пошкодження та часткове розгортання.

Більші кристали льоду завдають більш різкої шкоди, поглинаючи білки та потенційно пошкоджуючи контейнер для вакцини. При розморожуванні процес рекристалізації надає на білки напругу та зсувний стрес.

Зберігання вакцин при прохолодних температурах також зменшує потребу в інших консервантах та зменшує ризик розмноження бактерій у вакцині. Різні інші хімічні речовини можуть бути присутніми у вакцині, такі як сліди антибіотиків у процесі виробництва, стабілізатори, такі як сорбіт, та регулятори кислотності, такі як гістидин, на які, в свою чергу, можуть впливати екстремальні температури.