Vaksin dan Covid-19

Definisi Vaksin

Vaksin adalah produk biologi imunogenik (menimbulkan respon imun) berupa mikroorganisme utuh atau bagian dari mikroorganisme yang tidak berbahaya. Secara umum vaksin terbagi menjadi 2 jenis yaitu vaksin preventif dan vaksin terapetik. Vaksin preventif ditujukan untuk pencegahan suatu infeksi sedangkan vaksin terpetik ditujukan untuk pengobatan suatu penyakit misalnya kanker. Vaksin preventif diberikan pada individu sehat dengan tujuan merangsang terbentuknya antibodi sebagai bentuk kekebalan tubuh untuk mencegah timbulnya infeksi bakteri/virus tertentu.

Jenis-Jenis Vaksin

Vaksin inaktif

Vaksin inaktif berisi agen infeksi yang telah diinaktivasi (telah dimatikan), namun masih bersifat imunogenik/mampu merangsang pembentukan antibodi. Proses inaktivasi bakteri dan virus biasanya dilakukan dengan cara radiasi atau reaksi kimia dimana patogen dibunuh menggunakan inactivating agent seperti formaldehyde (digunakan pada proses inaktivasi virus influenza, polio, difteri dan toksin tetanus), ꞵ-propiolakton (virus rabies) dan Glutaraldehyde (toksin pertussis).

Vaksin dilemahkan

Suatu vaksin yang dibuat dari mikroorganisme hidup (sekarang tersedia virus dan bakteri) yang telah dilemahkan di laboratorium. Proses pelemahan patogen dapat dilakukan menggunakan beberapa cara seperti :

• Pasase berulang pada media / inang yang tidak semestinya
• Pasase dingin
• Genetic reassortment
• Teknologi DNA Rekombinan

Cara konvensional dilakukan dengan menumbuhkan patogen dalam kondisi yang tidak sesuai dengan habitatnya, sehingga terjadi adaptasi yang pada akhirnya dapat membuat patogen kesulitan memperbanyak diri di inang aslinya. Proses tersebut dinamakan pasase berulang. Pasase berulang dapat menggunakan inang berupa organ hewan seperti ginjal monyet ataupun ditumbuhkan pada suhu dingin 25°C. Pada virus polio strain Leon III , virus ditumbuhkan sebanyak 20 kali pada monyet, 8 kali pada sel ginjal monyet hingga didapat strain leon (sabin) kemudian ditumbuhkan sebanyak 34 kali lagi pada ginjal monyet dan dilakukan purifikasi.

Pelemahan patogen untuk dipergunakan sebagai vaksin juga dapat menggunakan metode rekombinan misalnya dengan menghilangkan gen pengkode faktor virulensi tertentu menggunakan teknologi DNA rekombinan.

Atenuasi dengan cara genetic reassortment biasanya terjadi pada patogen seperti virus dengan materi genetik yang bersegmen. Sebagai contoh beberapa virus influenza yang memiliki materi genetik bersegmen dari beberapa strain ditumbuhkan dalam satu sel inang sehingga terjadi penyusunan ulang materi genetik yang akan menimbulkan virus dengan patogenitas yang lebih rendah.

Vaksin Subunit Rekombinan

Vaksin subunit rekombinan adalah vaksin yang pada tahap produksinya menggunakan bagian dari mikroba (bukan mikroba utuh) yang diproduksi dengan teknologi DNA Rekombinan. Gen yang mengkode antigen dari mikroba penyebab penyakit diisolasi dan disisipkan pada plasmid vektor yang kemudian diekspresikan menggunakan sel lain sebagai inang.

Sebagai contoh vaksin subunit berupa VLP (Virus Like Particle) yang tersusun atas capsin dan protein permukaan virus namun tidak memiliki materi genetik sehingga tidak dapat menimbulkan penyakit.

Vaksin Subunit Nonrekombinan

Vaksin subunit non-rekombinan adalah vaksin yang berasal dari bagian bakteri atau virus yang didapat dengan mengkultur mikroba dan mengisolasi bagian tertentu dari mikroba tersebut. Sebagai contoh vaksin yang berupa toxoid/toxin yang telah dilemahkan yaitu vaksin tetanus. Toxin tetanus adalah protein yang disekresikan dari bakteri Clostridium tetanii. Pembuatan vaksin tetanus dilakukan dengan menumbuhkan bakteri pada media dalam kondisi yang sesuai kemudian dilakukan isolasi toxin tetanus. Selanjutnya toxoid diinaktivasi dengan panas/reagen kimia dan selanjutnya siap diinjeksikan sebagai vaksin untuk merangsang respon imun terhadap toksin tetanus.

Kelebihan dan Kekurangan dari Jenis Vaksin

Vaksin Inaktif

Keuntungan	Kerugian
Teknologi produksi sederhana	Memerlukan dosis berulang untuk mendapat imunitas jangka panjang
Resiko reversi (kembalinya virulensi mikroba) rendah dan transmisinya rendah	Proses produksi dengan kultivasi (menumbuhkan mikroba patogen)
Relatif aman dan stabil	Hanya menimbulkan imunitas humoral saja karena mikroba tidak dapat bereplikasi
Membutuhkan adjuvant
Komponen vaksin yang menimbulkan respon imun tidak terdefinisi dengan baik

Vaksin Dilemahkan

Keuntungan	Kerugian
Tidak butuh dosis berulang	Perlu dilakukan pemantauan
Imunitas yang ditimbulkan jangka panjang	Adanya resiko reversi dan transmisi patogen
Menimbulkan respon imun humoral dan seluler karena patogen masih dapat bereplikasi dalam jumlah rendah	Komponen vaksin yang menimbulkan respon imun tidak terdefinisi dengan baik

Vaksin Subunit Rekombinan

Keuntungan	Kerugian
Komposisi vaksin terdefinisi dengan baik	Memerlukan dosis berulang untuk mendapat imunitas jangka panjang
Aman	Membutuhkan adjuvant
Efek samping rendah	Hanya menimbulkan imunitas humoral saja karena mikroba tidak dapat bereplikasi
Produksi dilakukan tanpa melalui tahap kultivasi

Vaksin Subunit Non-Rekombinan

Keuntungan	Kerugian
Komposisi vaksin terdefinisi dengan baik	Memerlukan dosis berulang untuk mendapat imunitas jangka panjang
Aman	Proses produksi dengan kultivasi (menumbuhkan mikroba patogen)
Efek samping rendah	Hanya menimbulkan imunitas humoral saja karena mikroba tidak dapat bereplikasi
Membutuhkan adjuvant

Hal yang Perlu Diperhatikan dalam Pemilihan Vaksin

• Mempertimbangkan patogenesis dari infeksi Sars-cov2 apakah membutuhkan respon imun humoral saja atau memerlukan respon imun seluler juga
  • Sel apa saja yang dijadikan inang oleh Sars-cov2, apabila sel inang yang terinfeksi adalah sel yang tidak mampu beregenerasi maka respon imun seluler tidak boleh timbul karena menyebabkan kematian sel
• Mutasi yang cepat apakah terjadi pada daerah antigenic determinant atau tidak
• Antigen yang dapat menginduksi respon imun harus diketahui dan proteksi yang ditimbulkan berupa jangka panjang atau pendek dan membutuhkan dosis berulang atau tidak
• Jenis vaksin yang dibuat harus mempertimbangkan faktor ekonomi karena akan dibuat dalam jumlah massal
• Jenis vaksin juga menentukan teknologi yang diperlukan untuk produksi vaksin tersebut, maka sebaiknya dibuat menggunakan metode yang paling sederhana dan telah terpercaya

Kapan Vaksin Covid-19 dapat Beredar di Masyarakat?

Pengembangan produk vaksin dari tahap awal hingga mendapat persetujuan izin edar umumnya membutuhkan waktu yang sangat lama sekitar 10-15 tahun (karena melalui tahapan yang sangat panjang). Tahapan yang panjang tersebut dilakukan untuk menjamin agar vaksin dapat memberikan efek, kualitas, dan keamanan sesuai dengan yang diharapkan. Tahapan uji yang harus dilewati dalam pengembangan vaksin diawali dengan uji pre-klinis (diujikan kepada hewan), lalu dilanjutkan ke tahap uji klinis (diujikan kepada manusia) yang terbagi menjadi 4 fase. Uji klinis fase 1 dilakukan untuk menguji keamanan dari vaksin kepada subjek penelitian dengan jumlah sedikit. Uji klinis fase 2 dilakukan untuk menilai respons imun yang terbentuk dan menentukan jumlah dosis yang akan diberikan. Uji klinis fase 3 dilakukan dengan subjek penelitian yang lebih banyak, untuk mengetahui efektivitas dan keamanan vaksin. Setelah lulus uji klinis fase 3 maka dapat diajukan persetujuan izin edar kepada regulator terkait (Internasional: FDA; Indonesia: BPOM) agar vaksin dapat digunakan secara komersial. Selanjutnya uji klinis fase 4 dilakukan setelah vaksin beredar di masyarakat (Post Market Monitoring), untuk memantau efektivitas dan keamanan vaksin.

Dalam kondisi pandemi seperti saat ini, proses pengembangan vaksin diatas dapat diakselerasi (dipercepat) agar vaksin Covid-19 dapat segera ditemukan. Di bawah ini adalah skema percepatan pengembangan vaksin pada kondisi pandemi.

Dari skema diatas, setiap tahapan dalam proses pengembangan vaksin pada kondisi pandemi dilakukan dengan cepat dan beberapa tahapan dapat dilakukan secara simultan untuk mempersingkat waktu. Tahapan yang dipercepat dan dilakukan secara simultan tersebut mempunyai resiko finansial yang sangat besar, terutama pada proses peningkatan produksi (scale-up) hingga produksi skala komersial yang dilakukan sangat awal, bahkan sebelum vaksin tersebut teruji secara klinis.

Glosarium

Patogenesis : mekanisme biologis yang disebabkan patogen (zat asing penyebab penyakit) yang kemudian memicu enyakit pada manusia

Antigenic determinants: bagian antigen (zat asing, dalam hal ini adalah virus Covid-19) yang dikenali oleh sistem pertahanan tubuh manusia sehingga memicu reaksi sistem pertahanan tubuh

Referensi

Mohn, K. G. I., and Zhou, F. (2018): Clinical expectations for better influenza virus vaccines—perspectives from the young investigators’ point of view, Vaccines, 6(2), 5–10. https://doi.org/10.3390/vaccines6020032

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMp2005630 (diakses pada 6 September 2020, pukul 22:02)