Vaksinasi adalah intervensi medis yang paling efektif untuk mencegah penyakit virus, diperkirakan dapat mencegah 2–3 juta kematian setiap tahunnya. Vaksin virus bekerja dengan menghadirkan antigen yang meniru patogen ke sistem kekebalan tubuh, menginduksi memori imunologis yang memungkinkan perlindungan cepat terhadap paparan alami. Keberagaman platform vaksin mencerminkan berbagai tantangan yang ditimbulkan oleh berbagai virus, termasuk keamanan, kemanjuran, ketahanan perlindungan, dan pertimbangan logistik untuk distribusi global.
Vaksin Langsung yang Dilemahkan
Vaksin hidup yang dilemahkan mengandung virus hidup yang telah dilemahkan melalui proses kultur sel atau melalui rekayasa genetika sehingga virus tersebut dapat bereplikasi dengan buruk atau tidak sama sekali pada manusia dengan tetap mempertahankan imunogenisitasnya. Vaksin-vaksin ini biasanya menimbulkan kekebalan yang kuat dan tahan lama setelah satu atau dua dosis karena vaksin tersebut meniru infeksi alami, menstimulasi respons imun humoral dan seluler termasuk respons sel T CD8+. Vaksin hidup yang dilemahkan yang berhasil mencakup vaksin campak, gondok, rubella (MMR), vaksin polio oral (Sabin), vaksin demam kuning (strain 17D), vaksin varicella (cacar air), dan vaksin influenza intranasal (FluMist). Vaksin polio oral berperan penting dalam upaya pemberantasan polio, dengan virus polio liar tipe 2 dinyatakan diberantas pada tahun 2015 dan tipe 3 pada tahun 2019. Keprihatinan utama dalam vaksin hidup yang dilemahkan adalah risiko kembalinya virulensi, yang frekuensinya sangat rendah pada vaksin polio oral, sehingga menyebabkan polio paralitik terkait vaksin dengan laju sekitar 1 dalam 2,4 juta dosis. Vaksin hidup yang dilemahkan umumnya dikontraindikasikan pada individu dengan sistem kekebalan yang lemah.
Vaksin yang Dinonaktifkan
Vaksin yang tidak aktif mengandung virus yang telah dibunuh dengan perlakuan kimia (formaldehida atau β-propiolakton) atau panas, menjadikannya tidak menular dengan tetap menjaga struktur antigeniknya. Vaksin yang dilemahkan lebih aman dibandingkan vaksin hidup karena tidak dapat mereplikasi atau kembali menjadi virulensi, sehingga cocok untuk individu dengan sistem kekebalan yang lemah. Namun, vaksin ini biasanya memerlukan beberapa dosis dan bahan pembantu untuk menginduksi kekebalan protektif, dan vaksin ini sebagian besar menghasilkan respons humoral (antibodi) dengan respons sel T yang lebih lemah dibandingkan dengan vaksin hidup. Contohnya termasuk vaksin polio yang tidak aktif (Salk), vaksin influenza yang tidak aktif, vaksin rabies, vaksin hepatitis A, dan sebagian besar vaksin COVID-19 utuh (CoronaVac, Sinopharm). Dosis booster seringkali diperlukan untuk mempertahankan tingkat antibodi pelindung. Vaksin inaktivasi virion utuh mengandung rangkaian lengkap protein struktural virus, sementara beberapa sediaan inaktif dapat berupa vaksin split atau subunit yang hanya mencakup komponen antigenik terpilih.
Vaksin Subunit dan Partikel Mirip Virus
Vaksin subunit mengandung antigen virus yang dimurnikan dan bukan virus utuh, sehingga menghilangkan risiko infeksi dan reaktogenisitas yang terkait dengan vaksin virus utuh. Vaksin hepatitis B, pertama kali dilisensikan pada tahun 1986, merupakan vaksin subunit pertama yang diproduksi dengan teknologi DNA rekombinan, terdiri dari antigen permukaan hepatitis B (HBsAg) yang diproduksi dalam sel ragi. Vaksin partikel mirip virus (VLP) adalah kelas khusus dari vaksin subunit di mana protein struktural virus berkumpul menjadi partikel yang meniru ukuran dan struktur virion asli tetapi tidak memiliki materi genetik, sehingga menjadikannya tidak menular. Vaksin human papillomavirus (HPV) (Gardasil, Cervarix) adalah vaksin VLP yang terdiri dari protein kapsid L1 rekombinan yang dirangkai menjadi VLP, yang sangat imunogenik dan telah menunjukkan kemanjuran luar biasa dalam mencegah infeksi HPV dan kanker serviks. Teknologi VLP juga telah diterapkan pada pengembangan vaksin hepatitis E, Norovirus, dan influenza. Vaksin subunit biasanya memerlukan bahan pembantu untuk meningkatkan imunogenisitas. Vaksin hepatitis B menggunakan garam aluminium (tawas), sedangkan bahan pembantu yang lebih baru seperti AS04 (tawas dengan monofosforil lipid A) dan MF59 (emulsi minyak dalam air) masing-masing digunakan dalam vaksin HPV dan influenza.
Vaksin Vektor Virus
Vaksin vektor virus menggunakan virus yang tidak berbahaya (vektor) untuk mengirimkan materi genetik yang mengkode antigen yang diinginkan ke dalam sel inang, di mana antigen diproduksi secara endogen dan dipresentasikan ke sistem kekebalan. Vektor berbasis adenovirus termasuk yang paling banyak digunakan, termasuk adenovirus simpanse ChAdOx1 yang digunakan dalam vaksin Oxford-AstraZeneca COVID-19 dan adenovirus manusia tipe 26 (Ad26) yang digunakan dalam vaksin Johnson & Johnson COVID-19. Vektor virus stomatitis vesikular (VSV) digunakan dalam vaksin Ebola (rVSV-ZEBOV), yang menunjukkan kemanjuran 100% dalam uji klinis. Vektor virus dapat menginduksi respons sel T dan antibodi yang kuat, dan kekebalan yang sudah ada terhadap vektor tersebut (khususnya adenovirus manusia) dapat mengurangi imunogenisitas vaksin, suatu keterbatasan yang dapat diatasi dengan menggunakan serotipe langka atau adenovirus primata non-manusia. Modified vaccinia Ankara (MVA) dan canarypox vector (ALVAC) adalah platform tambahan berbasis poxvirus dengan profil keamanan yang sangat baik yang digunakan dalam vaksin melawan HIV, malaria, dan tuberkulosis yang sedang dikembangkan.
Vaksin Asam Nukleat
Vaksin asam nukleat mengirimkan materi genetik (DNA atau RNA) yang mengkode antigen langsung ke sel inang, memanfaatkan mesin seluler untuk memproduksi antigen in situ. Vaksin Messenger RNA (mRNA), yang divalidasi dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya selama pandemi COVID-19, terdiri dari mRNA sintetis yang mengkode antigen virus yang dikemas dalam nanopartikel lipid (LNP) untuk pengiriman dan perlindungan terhadap nuklease. Vaksin COVID-19 Pfizer-BioNTech (BNT162b2) dan Moderna (mRNA-1273) mencapai lebih dari 90% kemanjuran dalam uji klinis dan telah diberikan kepada miliaran orang di seluruh dunia. Vaksin mRNA menawarkan sejumlah keunggulan: dapat dirancang dan diproduksi dengan cepat hanya berdasarkan informasi urutan genom, diproduksi seluruhnya dalam sistem bebas sel, dan tidak berintegrasi ke dalam genom inang. Nukleosida yang dimodifikasi (seperti N1-methylpseudouridine) mengurangi penginderaan imun bawaan dan meningkatkan penerjemahan. Formulasi LNP sangat penting untuk penyampaian, stabilitas, dan imunogenisitas. Vaksin DNA terdiri dari DNA plasmid yang mengkode antigen, dikirimkan melalui elektroporasi atau injeksi tanpa jarum, dan menawarkan stabilitas yang lebih baik dibandingkan mRNA tetapi umumnya imunogenisitasnya lebih rendah pada manusia.
Strategi Vaksinasi dan Kekebalan Kelompok
Strategi vaksinasi bertujuan untuk mencapai kekebalan kelompok (herd immunity), yaitu ambang batas di mana sebagian besar populasi memiliki kekebalan sehingga penularan dapat dihentikan, sehingga melindungi individu yang tidak divaksinasi sekalipun melalui berkurangnya sirkulasi patogen. Ambang batas kekebalan kelompok bergantung pada angka reproduksi dasar (R₀) patogen dan efektivitas vaksin, dan untuk campak (R₀ = 12–18) diperlukan sekitar 95% populasi untuk kebal. Program imunisasi anak yang rutin merupakan dasar dari vaksinasi kesehatan masyarakat, sehingga dapat mencapai cakupan penyakit yang tinggi termasuk campak, polio, difteri, tetanus, pertusis, dan hepatitis B. Dosis booster diperlukan ketika kekebalan menurun seiring berjalannya waktu atau ketika variasi antigenik memungkinkan patogen lolos, seperti pada vaksin influenza musiman yang diperbarui setiap tahun untuk menyesuaikan dengan strain yang beredar. Imunisasi ibu, dimana wanita hamil diberikan vaksinasi untuk melindungi dirinya sendiri dan mentransfer antibodi pelindung kepada bayi baru lahir, efektif melawan influenza, pertusis, dan yang terbaru RSV. Vaksinasi cincin, vaksinasi yang ditargetkan pada kontak dengan kasus yang dikonfirmasi, berhasil digunakan dalam pemberantasan cacar dan respons terhadap wabah Ebola.
