Почему вакцины нужно хранить в холодильнике?

Вакцины необходимо хранить в определенных условиях, чтобы избежать деградации. Эти условия обычно определяет производитель. Эти условия должны соблюдаться на всех этапах производства, распределения, хранения и, в конечном итоге, введения, и этот процесс известен как холодовая цепь.

Если холодовая цепь будет нарушена в какой-либо момент во время транспортировки или хранения из-за воздействия экстремальных температур, то эффективность вакцины может снизиться, или вакцина станет полностью неэффективной.

Подавляющее большинство вакцин необходимо хранить в холодильнике при температуре от 2 до 8 градусов по Цельсию, предпочтительно в среднем 5 градусов по Цельсию с минимальными колебаниями. Для этой цели обычно используются специально разработанные лабораторные холодильники. Эти холодильники имеют сравнительно минимальные колебания температуры по дням и сезонам, не имеют экстремальных температур на какой-либо внутренней поверхности и могут иметь внешний дисплей температуры, который автоматически регистрирует внутреннюю температуру через определенные промежутки времени.

Многие живые вакцины переносят замораживание. В зависимости от конкретных инструкций производителя некоторые живые вакцины замораживаются при температуре от -15 до -50 градусов Цельсия.

Большинство нереплицирующихся вакцин, таких как инактивированные вирусы или бактерии, очищенные белковые субъединицы, углеводные антигены и рекомбинантные субъединичные белковые антигены, вводят вместе с адъювантами, такими как соли алюминия. Соли алюминия используются в вакцинах по всему миру почти столетие. Соли алюминия образуют ионную связь с антигеном вакцины, значительно улучшая стабильность и эффективность.

В последние годы адъюванты на основе солей алюминия использовались для усиления иммунного ответа хозяина после введения вместе с вакциной. Соли алюминия действуют на моноциты, макрофаги и гранулоциты, индуцируя цитокины, создавая местную иммуностимулирующую среду. Они также могут вызывать местный некроз стромальных клеток, вызывая высвобождение мочевой кислоты, которая затем активирует инфламмасомы.

В любом случае соли алюминия очень чувствительны к повреждению при замораживании, поскольку циклы замораживания-оттаивания вызывают агрегацию и осаждение коллоидных частиц. Высокие температуры практически не влияют на структуру алюминиевого геля.

Действительно, повреждение вакцин от замораживания часто бывает гораздо более серьезным, чем повреждение, связанное с нагревом, хотя большинство производителей рекомендуют не позволять им находиться при комнатной температуре более 30 минут, за исключением некоторых особых случаев. При экстремальных температурах, приближающихся к 45 ° C и превышающих их, белки, присутствующие в вакцине, относительно быстро денатурируются, в конечном итоге полностью теряя активность, поскольку структура антигена больше не присутствует.

Kumar et al. (1982) обнаружили, что вакцина против столбняка может выжить при температуре 35 ° C в течение нескольких недель, в то время как при 45 ° C она теряет 5% активности в день в течение первых двух недель хранения. При воздействии температуры 60 ° C вакцина становилась полностью неэффективной через три-пять часов. И наоборот, при хранении при -30 ° C в течение двенадцати часов противостолбнячная вакцина теряла около 30% активности.

Белки, присутствующие в вакцине, могут быть напрямую повреждены циклами замораживания-оттаивания с помощью нескольких механизмов. Во время быстрого замораживания образуются маленькие кристаллы льда, которые обязательно имеют большую площадь поверхности для белков и, таким образом, с большей вероятностью вступят в контакт, вызывая повреждение и частичное разворачивание.

Более крупные кристаллы льда вызывают более серьезные повреждения, поглощая белки и потенциально повреждая контейнер с вакциной. При оттаивании в процессе перекристаллизации белки подвергаются растяжению и сдвиговому напряжению.

Хранение вакцин при низких температурах также снижает потребность в других консервантах и ​​снижает риск роста бактерий внутри вакцины. В вакцине могут присутствовать различные другие химические вещества, такие как следы антибиотиков из производственного процесса, стабилизаторы, такие как сорбит, и регуляторы кислотности, такие как гистидин, все из которых, в свою очередь, могут подвергаться воздействию экстремальных температур.