วัคซีน

วัคซีน (อังกฤษ: vaccine) เป็นชีววัตถุที่เตรียมขึ้นจากเชื้อจุลินทรีย์หรือส่วนของเชื้อจุลินทรีย์ซึ่งจะมีกลไกชักนำให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันที่จำเพาะต่อจุลินทรีย์ชนิดนั้น ๆ กล่าวคือมีฤทธิ์ชักนำการสร้างภูมิคุ้มกันอันจำเพาะกับโรค วัคซีนโดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนประกอบของจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุของโรค (แอนติเจน) ซึ่งถูกทำให้อ่อนฤทธิ์ลง, ตาย หรือการใช้ส่วนที่เป็นพิษที่อ่อนฤทธิ์ลง (toxoid) โดยวัคซีนจะกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายและสามารถจดจำได้ว่าเป็นสารก่อโรคซึ่งจะมีกลไกการทำลายต่อไป คุณสมบัติการจดจำแอนติเจนของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายทำให้ร่างกายสามารถกำจัดแอนติเจนหากเมื่อได้รับอีกในภายหลังได้รวดเร็วยิ่งขึ้น
วัคซีนเริ่มมีการพัฒนาในราวคริสต์ทศวรรษ 1770 โดยเอดเวิร์ด เจนเนอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ประสบความสำเร็จในการสกัดเชื้อ cowpox เพื่อป้องกันโรคฝีดาษ (small pox) ในมนุษย์ได้ วัคซีนในระยะเริ่มแรกเป็นการนำเชื้อมาทำให้ตายหรือการใช้เชื้อที่อ่อนฤทธิ์เท่านั้น จนกระทั่งปัจจุบันมีการพัฒนาโดยนำเทคโนโลยีรีคอมบีแนนต์มาช่วยในการพัฒนาโดยอาศัยความรู้ทางชีววิทยาระดับโมเลกุล และมีความพยายามพัฒนาวัคซีนโดยการสังเคราะห์แอนติเจนในการผลิตซับยูนิตวัคซีน (subunit vaccine) อีกด้วย   
คำว่า "วัคซีน" (vaccine) ได้มาจากครั้งที่เอ็ดวาร์ดให้เชื้อ cowpox แก่มนุษย์ โดยคำว่า variolæ vaccinæ มาจากคำว่า  vaccīn-us หรือ vacca ซึ่งแปลว่า cow หรือวัวซึ่งมีความสัมพันธ์กับเชื้อ cowpox

ประวัติ

ในราวคริสต์ศตวรรษที่ 1770 เอดเวิร์ด เจนเนอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทราบเรื่องของสตรีผู้เลี้ยงวัวที่ไม่เคยป่วยโดยโรคฝีดาษเลย ภายหลังเธอป่วยด้วยโรค cowpox ซึ่งเธอติดเชื้อดังกล่าวจากวัวที่เธอเลี้ยง และเป็นโรคที่อาการไม่รุนแรงนักในมนุษย์ ในปี ค.ศ. 1796 เจนเนอร์สกัดนำเชื้อ cowpox จากสตรีผู้นั้นแล้วให้แก่เด็กชายวัย 8 ปี หลังจากนั้น 6 สัปดาห์เขาได้ให้เชื้อฝีดาษ (small pox) แก่เด็กชายผู้นั้น พบว่าเด็กชายไม่ป่วยหรือมีอาการสำแดงถึงโรคฝีดาษ ต่อมาได้มีการทดลองเพิ่มเติมถึงประสิทธิภาพวิธีการนี้ในทารก Since vaccination with cowpox was much safer than smallpox inoculation, ภายหลังได้มีการนำความคิดนี้ไปใช้อย่างกว้างขวางทั่วอังกฤษและในที่สุดจึงได้รับคำสั่งห้ามในปี ค.ศ. 1840 หลุยส์ ปาสเตอร์ได้นำแนวความคิดของเจนเนอร์ไปประยุกต์กับวัคซีนป้องกันอหิวาตกโรคจากสัตว์ปีกจำพวกเป็ด-ไก่ โดยเขาแยกเชื้อและนำมาเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ ทำให้เชื้ออ่อนฤทธิ์ลงและฉีดเข้ากับเด็กผลปรากฏว่าเด็กมีแนวโน้มต้านทานต่อเชื้ออหิวาตกโรค ซึ่งแนวคิดนี้เป็นแนวคิดพื้นฐานต่อการผลิตวัคซีนในระยะหลัง ต่อมาในราวคริสต์ศตวรรษที่ 19 วัคซีนได้รับการผลักดันจนมีความสำคัญระดับชาติซึ่งมีกฎหมายวัคซีนบังคับขึ้นใช้ในหลายประเทศ และมีการแจกจ่ายวัคซีนต่าง ๆ ไปทั่วโรค อาทิ วัคซีนป้องกันโรคไข้ทรพิษ, โรคโปลิโอ, โรคไอกรน เป็นต้น
ในคริสต์ศตวรรษที่ 20 มีการพัฒนาวัคซีนและประสบความสำเร็จมากมาย อาทิ โรคคอตีบ, โรคหัด, โรคคางทูม และโรคหัดเยอรมัน โดยวัคซีนเหล่านี้ส่วนมากได้ใช้องค์คความรู้และแนวคิดการพัฒนามาจากวัคซีนป้องกันโรคโปลิโอในคริสต์ศตวรรษที่ 1950 และการพัฒนาวัคซีนโรคฝีดาษในราวคริสต์ทศวรรษ 1960 และ 1970  ปัจจุบันมีการพัฒนากระบวนการผลิตวัคซีนโดยอาศัยองค์ความรู้ทางชีววิทยาระดับโมเลกุลและเทคโนโลยีรีคอมบีแนนต์พัฒนาวัคซีนขึ้น อาทิ recombinant hepatitis B vaccine ซึ่งถือเป็นวัคซีนรุ่นที่สอง และในอนาคตมีความพยายามพัฒนาวัคซีนขึ้นโดยการสังเคราะห์แอนติเจนผ่านกระบวนการทางเคมีและฟิสิกส์ในหลอดทดลอง (in vitro) โดยผลิตซับยูนิตวัคซีน อาทิ peptide synthetic vaccine หรืออาศัยความรู้ทางชีววิทยาระดับโมเลกุลร่วมกัน อาทิ แอนแทรกซ์วัคซีนและ recombinant synthetic เพื่อป้องกันโรคเอดส์ อย่างไรก็ดีวัคซีนในปัจจุบันยังไม่ครอบคลุมถึงโรคสำคัญอีกหลายโรค อาทิ โรคมาลาเรียและโรคเอดส์

ชนิดของวัคซีน

วัคซีนในปัจจุบันสามารถแบ่งได้สองเกณฑ์จำแนกคือ เกณฑ์จำแนกทางการให้ยา แบ่งได้สองประเภทคือการกินและการฉีด อีกเกณฑ์จำแนกคือลักษณะของแอนติเจนที่ให้ซึ่งแบ่งออกได้เป็นวัคซีนชนิดเป็นและชนิดตาย รวมถึงยังมีทอกซอยด์อีกด้วย

ชนิดตัวตาย

วัคซีนชนิดตัวตาย (Killed Vaccine) เป็นวัคซีนวิธีการแรก ๆ ที่นำมาใช้ในการผลิตวัคซีน ซึ่งประกอบด้วยจุลินทรีย์ตายทั้งตัวหรือส่วนประกอบของจุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติเป็นแอนติเจน อาทิ แคปซูล ฟิลิ หรือไรโบโซม วัคซีนชนิดนี้ผ่านการเลี้ยงเชื้อในสภาวะที่มีความรุนแรงสูงและนำจุลินทรีย์มาฆ่าด้วยวิธีการต่าง ๆ อาทิ การใช้ความร้อน, การใช้แสงอัลตราไวโอเลต และการใช้สารเคมีอย่างฟีนอลหรือฟอร์มาลิน การใช้วัคซีนชนิดนี้ต้องมีขนาดการใช้สูงเนื่องจากเชื้อจุลินทรีย์ตายแล้วและไม่อาจเพิ่มปริมาณในร่างกายผู้ให้วัคซีนได้ รวมถึงการออกฤทธิ์วัคซีนประเภทนี้จะสั้นซึ่งสามารถป้องกันได้โดยการใช้สารจำพวกแอตจูแวนต์ (Adjuvant) หรือใช้วิธีการฉีดกระตุ้นให้ระดับแอนติบอดีสูงพอที่จะป้องกันโรคได้
วัคซีนตัวตายทำนำส่วนใดส่วนหนึ่งของจุลินทรีย์มาทำเป็นวัคซีนนั้นเรียกว่าซับยูนิตวัคซีน (subunit vaccine) สามารถแบ่งตามลักษณะการได้มาของแอนติเจนอาทิการสกัดแอนติเจน (antigen extract),การผลิตแอนติเจนโดยกระบวนการเทคโนโลยีรีคอมบีแนนต์ และการสังเคราะห์แอนติเจนในหลอดทดลอง นอกจากนี้ยังมีการนำยีนของเชื้อที่ก่อโรคมาสกัดนำยีนควบคุมลักษณะการสร้างแอนติเจนมากระตุ้นให้เกิดแอนติบอดีขึ้น ซึ่งยีนนั้นจะมีส่วนของโปรตีนกระตุ้นภูมิคุ้มกันต่อโรคโดยการนำยีนสอดแทรกเข้าไปในดีเอ็นเอของเชื้อก่อโรคนั้นด้วย 
อนึ่ง ทอกซอยด์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์อันเป็นพิษของแบคทีเรียก็ได้จัดกลุ่มเป็นส่วนหนึ่งของวัคซีนชนิดตัวตายด้วย โดยนำสารพิษ (toxin) มาทำให้ความเป็นพิษหมดไปแต่ยังสามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันของโรคได้ซึ่งจะเป็นส่วนของสารประเภทโปรตีนในทอกซิน การหมดพิษไปของทอกซินอาจตั้งทิ้งไว้ช่วงระยะเวลาหนึ่งหรือการใช้ความร้อนและสารเคมีในเชิงเภสัชอุตสาหกรรม การใช้วิธีการทำให้หมดฤทธิ์วิธีการใดจำเป็นต้องตระหนักถึงความทนสภาพของแอนติเจนที่จะไม่หมดฤทธิ์ตามพิษนั้นไปด้วย ทอกซอยด์ที่ได้นิยมนำไปตกตะกอนด้วยอะลัมเพื่อให้ดูดซึมในร่างกายอย่างช้า ๆ โดยฉีกเข้าทางกล้ามเนื้อ ปัจจุบันมีทอกซอย์ด์สองชนิดเท่านั้นคือทอกซอยด์ป้องกันโรคคอตีบ และโรคบาดทะยัก

ชนิดตัวเป็น

วัคซีนชนิดตัวเป็น (Live Attenuated Vaccine) ประกอบด้วยจุลินทรีย์ที่ยังมีชีวิตแต่ถูกทำให้อ่อนฤทธิ์ลง ไม่ก่อโรคในร่างกายมนุษย์แต่สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้โดยการคัดเลือกตัวผ่าเหล่าของจุลินทรีย์ที่มีความรุนแรงต่ำโดยผ่านกระบวนการต่าง ๆ อาทิ การทำให้แห้ง, การเลี้ยงในสภาวะผิดปกตินอกโฮสต์, การเลี้ยงจนอ่อนฤทธิ์และการใช้เทคโนโลยีรีคอมบีแนนต์เข้าร่วม ซึ่งข้อดีของวัคซีนชนิดนี้ประการหนึ่งคือการสามารถเจริญและเพิ่มจำนวนในร่างกายได้ ทำให้สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันในร่างกายได้เป็นเวลานานและระดับภูมิคุ้มกันสูงกว่าในวัคซีนชนิดตัวตาย สามารถให้ในปริมาณที่น้อยได้และยังเป็นการเลียนแบบการติดเชื้อตามธรรมชาติอีกด้วย
อย่างไรก็ดีวัคซีนชนิดตัวเป็นยังมีปัญหาหลายประการ อาทิ ความรุนแรงในการอ่อนฤทธิ์ของไวรัสคือต้องมีขนาดพอเหมาะ ความรุนแรงต่ำต้องไม่ต่ำจนกระทั่งไม่สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ คือสูญเสียคุณสมบัติแอนติเจน และเชื้อผ่าเหล่าที่ได้รับการคัดเลือกจำต้องมีความคงตัว นอกจากนี้ปัญหาการปนเปื้อนไวรัสจากการเลี้ยงเชื้อในสภาวะอื่นอาจมีไวรัสปะปนในเซลล์ที่นำมาเลี้ยง อาทิ WI-38 ซึ่งเป็นเซลล์ของมนุษย์นำมาเลี้ยงแทนเซลล์เนื้อไตลิงที่มีปัญหาการปนเปื้อนไวรัสสูง หากแต่ยังมิได้รับการยอมรับในหลายประเทศ
การให้วัคซีนชนิดตัวเป็นสองหนิดขึ้นไปในเวลาใกล้เคียงกันอาจก่อให้เกิดปัญหา "Interference Phenomenon" ขึ้น จากการไม่ตอบสนองตอบของร่างกายต่อวัคซีนตัวหลังที่ให้เพราะวัตซีนตัวแรกก่อให้เกิดการสร้างภูมิคุ้มกันร่างกายที่ออกฤทธิ์ป้องกันการติดเชื้อไวรัสอย่างไม่จำเพาะเจาะจงทำให้ป้องกันวัคซีนตัวหลังที่ให้ด้วย นอกจากนี้การเก็บรักษาวัคซีนประเภทนี้ต้องเก็บในตู้เย็นหรือที่ควบคุมอุณหภูมิในช่วง 2 - 8 องศาเซลเซียสเท่านั้น

ระบบภูมิคุ้มกัน

เมื่อให้วัคซีนแก่ร่างกายแล้วนั้น แอนติเจนซึ่งอยู่ในวัคซีนจะเป็นสิ่งชักนำให้เกิดการสร้างภูมิคุ้มกันต่อต้านเชื้อโรค เมื่อแอนติเจนจับเข้ากับตัวรับ (receptor) ณ บริเวณเซลล์ epithelium แล้ว ร่างกายจะตอบสนองขั้นพื้นฐานด้วยกลไกภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติที่ไม่จำเพาะโรค (natural immunity) โดยหลั่งอินเตอร์เฟียรอน (interferon) เพื่อยับยั้งไม่ให้สามารถติดเชื้อไปยังเซลล์ข้างเคียงได้ และใช้ natural killer cell (NK cell) ในการกำจัดเชื้อ หลังจากนั้นจะเหนี่ยวนำระบบภูมิคุ้มกันโดยสร้างแอนติบอดี และการตอบสนองโดยทีเซลล์ (T cell) การตอบสนองบริเวณทีเซลล์จะเป็นหน่วยบันทึกความจำแอนติเจนโดย Memory T cell ซึ่งทำให้การกำจัดเชื้อที่มีแอนติเจนดังกล่าวในครั้งต่อไปเป็นไปด้วยความรวดเร็ว
มีรายงานการให้วัคซีนสองชนิดขึ้นไปพร้อมกันทำให้เกิดการรบกวนการทำงานของวัคซีน ซึ่งเกิดขึ้นกับวัคซีนชนิดตัวเป็นโดยส่วนใหญ่ ซึ่งพบครั้งแรกกับวัคซีนป้องกันโปลิโอ จากการศึกษาพบว่าเกิดจากการที่ร่างกายมีกลไกตามธรรมชาติที่ไม่จำเพาะต่อโรคทำให้ป้องกันการติดเชื้อหรือแอนติเจนอื่น ๆ ที่ได้รับภายหลังด้วย

ประสิทธิผล

การให้วัคซีนไม่ได้เป็นเครื่องรับประกันว่าผู้ที่ได้รับจะไม่ได้รับความเสี่ยงในการติดเชื้อด้วยโรคนั้น ทั้งนี้ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่แตกต่างกันไปเฉพาะบุคคล ระบบภูมิคุ้มกันของผู้ที่ได้รับวัคซีนซึ่งอาจตอบสนองในระดับต่ำกว่าบุคคลทั่วไป อาทิ ในผู้ป่วยที่ป่วยโรคเบาหวาน ผู้ใช้สารเสตียรอยด์และผู้ติดเชื้อเอชไอวี หรืออาจเกิดเนื่องมาจากบุคคลมีปัญหาของระบบภูมิคุ้มกันซึ่งมีจำนวนบีเซลล์ (B cell) ไม่เพียงพอเนื่องจากบีเซลล์จะมีบทบาทในการเหนี่ยวนำให้ร่างกายสร้างแอนติบอดีต่อแอนติเจนนั้น ๆ นอกจากนี้ในบางกรณีผู้ได้รับวัคซีนเกิดการเหนี่ยวนำในร่างกายให้มีการสร้างแอนติบอดีแล้วแต่แอนติบอดีไม่ตอบสนองหรือตอบสนองต่ำเกินกว่าที่จะต่อสู้กับแอนติเจนซึ่งผลสุดท้ายจะก่อโรคนั้นแทน 
เพื่อส่งเสริมประสิทธิผลของวัคซีน จึงมีการผสมแอนตูแวนต์อาทิ อะลูมิเนียมแอตจูแวนต์ซึ่งใช้ได้เฉพาะวัคซีนเท่านั้น การใช้วัคซีนในปริมาณมากจะใช้ในบางกรณี เช่น ในกลุ่มผู้สูงอายุที่ระดับการตอบสนองภูมิคุ้มกันต่ำลง ทั้งนี้ประสิทธิผลของวัคซีนขึ้นกับปัจจัยต่าง ๆ ตั้งแต่ตัวเชื้อที่นำมาผลิตวัคซีน, ความเข้มข้นของวัคซีน, การเก็บรักษาวัคซีน, ปัจจัยทางพันธุกรรม เป็นต้น ทำให้การใช้วัคซีนในกรณีต้องทำการคำนวณปริมาณการใช้ยาที่จำเพาะกับบุคคล ซึ่งส่วนมากจะทำให้วัคซีนมีฤทธิ์ต่ำ

กำหนดการให้วัคซีน

เพื่อให้การป้องกันโรคโดยใช้วัคซีนมีประสิทธิผลสูงสุด การให้วัคซีนในเด็กจึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการให้วัคซีนเนื่องจากในวัยเด็กจะมีระบบภูมิคุ้มกันที่เพียงพอและอยู่ในระหว่างการพัฒนาทำให้มีปฏิกิริยาตอบสนองต่อวัคซีนสูง กำหนดการให้วัคซีนแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ ในสหรัฐอเมริกามีคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านภูมิคุ้มกันร่างกายแนะนำการให้วัคซีนป้องกันโรคตับอักเสบชนิดเอ, โรคตับอักเสบชนิดบี, โปลิโอ, คางทูม, โรคคอตีบ, โรคบาดทะยัก, โรคไอกรน, HiB, อหิวาตกโรค, โรคหวัด, rota virus, โรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบ และ  โรคปอดบวม ปริมาณวัคซีนที่มาก (24 เข็มเมื่ออายุ 2 ปี) ทำให้เกิดปัญหาการได้รับวัคซีนไม่ครบตามกำหนด จึงได้มีการนำวัคซีนหลายชนิดมารวมกันเพื่อลดจำนวนครั้งการให้วัคซีน นอกจากนี้ยังมีข้อแนะนำการฉีดวัคซีนให้กับบุคคลอายุอื่น ๆ อาทิ คางทูม, บาดทะยัก, ไข้หวัด และปอดบวม ในสตรีมีครรภ์จะได้รับการตรวจโรคหัดเยอรมัน ในกลุ่มผู้สูงอายุจำเป็นต้องใช้วัคซีนป้องกันโรคปอดบวมและโรคไข้หวัดในปริมาณสูง 
ในประเทศไทยมีการกำหนดการให้วัคซีนคล้ายคลึงกันแต่มีการเพิ่มวัคซีนป้องกันวัณโรค ซีจี ป้องกันวัณโรคและไข้ไทฟอยด์เพิ่มเติม และมีข้อแนะนำการให้วัคซีนกันบาดทะยักทุก 10 ปี

การผลิตและเภสัชตำรับ

การผลิตวัคซีนประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆมากมาย เริ่มจากการที่เชื้อจะสร้างแอนติเจนขึ้น หลังจากนั้นนำเชื้อที่ได้มาเพาะเลี้ยงในเซลล์ปฐมภูมิ อาทิ ไข่ไก่ (เช่นเชื้อโรคไข้หวัด) หรือการนำไปเพาะเลี้ยงอย่างต่อเนื่องในเซลล์มนุษย์ (เช่นเชื้อไวรัสตับอักเสบเอ) แบคทีเรียจะเจริญเติบโตภายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ (เช่นเชื้อ Haemophilus influenzae ชนิดบี)  หรือบางครั้งอาจได้โปรตีนจากการเพิ่มจำนวน (recombinant) จากไวรัสและแบคทีเรียในยีสต์, แบคทีเรีย และเซลล์เพาะเลี้ยง หลังจากแอนติเจนถูกสร้างขึ้นแล้ว  ก็จะถูกแยกออกจากเซลล์ที่ใช้ในการสร้างซึ่งในบางกรณีอาจต้องการไวรัสที่ถูกยับยั้ง หรือกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ต่อไป รีคอมบีแนนต์โปรตีนที่ได้ต้องผ่านกระบวนการอาทิอัลตราฟิลเตรชัน (ultrafiltration) และโครมาโทกราฟฟีแบบคอลัมน์ (column chromatography) สุดท้ายวัคซีนจะถูกสร้างขึ้นโดยการเติมสารจำวพกแอตจูแวนต์, สารเพิ่มความคงตัว และสารกันบูด สารพวกแอตจูแวนต์ช่วยเพิ่มระยะเวลาการตอบสนองต่อแอนติเจนของร่างกาย สารเพิ่มความคงตัวจะช่วยให้ยามีอายุการใช้ยาวนานขึ้นร่วมกับสารกันบูดที่ใช้ผสมในส่วนประกอบตำรับยาที่เป็นหลายโดสและป้องกันผลอันมิพึงประสงค์จากปฏิกิริยาระหว่างวัคซีนบางชนิด อาทิ การติดเชื้อจำพวก Staphylococcus ก่อให้เกิดโรคคอตีบเนื่องมาจากส่วนผสมของสารกันบูดไม่เพียงพอ  นอกจากนี้ในบางตำรับต้องผสมสารอื่นๆเพิ่มเติม สารที่นิยมได้แก่พวกอะลูมิเนียมซึ่งทำหน้าที่เป็นแอตจูแวนต์, ยาปฏิชีวนะเพื่อป้องกันการเติบโตของเชื้อในวัคซีนขณะทำการเก็บรักษา, ฟอร์มาลดีไฮด์ทำหน้าที่ยับยั้งแบคทีเรียที่พบในผลิตภัณฑ์พวกทอกซอยด์, ไธเทอโรซอลเป็นสารกันบูดสำหรับวัคซีนหลายโดส อย่างไรก็ดี การผลิตวัคซีนร่วมยังคงมีความยากในการผลิตและพัฒนา เนื่องจากฤทธิ์ที่เข้ากันไม่ได้และปฏิกิริยาระหว่างแอนติเจนและส่วนผสมที่เกี่ยวข้อง
เทคนิคการผลิตวัคซีนได้รับการพัฒนาขึ้น การเพาะเลี้ยงในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นสิ่งที่ได้รับความสำคัญมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับการเพาะเลี้ยงแบบดั้งเดิมหรือในเซลล์ไข่ เนื่องมาจากผลิตภัณฑ์ทีได้จะมีประสิทธิภาพมากกว่าขณะที่ปัญหาการปนเปื้อนจะน้อยกว่า มีการคาดการณ์ว่าเทคโนโลยีรีคอมบีแนนต์ที่ใช้ป้องกันโรคพันธุกรรมจะเติบโตขึ้นจากการใช้ทอกซอยด์ของไวรัสและแบคทีเรีย การให้วัคซีนหลายชนิดร่วมกันก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งเพื่อลดปริมาณแอนติเจน อย่างไรก็ดีต้องมีการป้องกันผลอันไม่พึงประสงค์จากปฏิกิริยาโดยใช้รูปแบบโมเลกุลทีเกี่ยวข้องกับเชื้อโรค (pathogen-associated molecular pattern)

ระบบขนส่ง

ปัจจุบันมีการพัฒนารูปแบบการขนส่งวัคซีนให้วัคซีนมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น อันประกอบด้วยวิธีการใช้ไลโปโซมและ ISCOM (สารประกอบกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน) พัฒนาการล่าสุดของเทคโนโลยีการผลิตวัคซีนคือการให้วัคซีนด้วยวิธีการรับประทาน วัคซีนป้องกันโรคโปลิโอได้รับการทดสอบจากอาสาอสมัครปรากฏผลบวกในการกระตุ้นภมิคุ้มกันโรคโปลิโอในร่างกาย การให้วัคซีนในทางปากจะปราศจากซึ่งความเสี่ยงการปนเปื้อนในกระแสเลือด วัคซีนที่ให้ด้วยวิธีการนี้จะมีลักษณะคล้ายของแข็งที่มีความคงตัวสูงและไม่จำเป็นต้องเก็บด้วยการแช่แข็ง ความคงตัวในลักษณะนี้จะลดความต้องการของอุณหภูมิในการเก็บรักษายาอันจำเพาะตั้งแต่การผลิตจนกระทั่งการให้วัคซีน (cold chain) นอกจากนี้ยังลดตุ้นทุนการผลิตวัคซีน นอกจากนี้ยังมีวิธีการใช้เข็มฉีดยาขนาดเล็ก (microneedle) ซึ่งอยู่ในช่วงการพัฒนาซึ่งเป็นการให้วัคซีนผ่านผิวหนัง
นอกจากการพัฒนาระบบข่นส่งข้างต้นแล้ว ยังมีการวิจัยวัคซีนโดยใช้พลาสมิดเป็นระบบขนส่งซึ่งอยู่ในช่วงการศึกษาชั้นพรีคลินิก อย่างไรก็ตาม พบว่าเมื่อศึกษาในมนุษย์แล้วให้ผลที่ต่ำกว่าซึ่งเกิดมาจากความไร้ความสามารถที่จะให้ประโยชน์ที่เกี่ยวข้องทางคลินิก ประสิทธิภาพโดยรวมของการสร้างภูมิคุ้มกันพลาสมิดดีเอ็นเอ ขึ้นอยู่กับการเพิ่มการกระตุ้นภูมิคุ้มกันของพลาสมิด ขณะเดียวกันยังมีปัจจัยเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันที่เกี่ยวเนื่องกับการกระตุ้นอย่างจำเพาะอีกด้วย

เศรษฐศาสตร์การพัฒนา

หนึ่งในความท้าทายในการพัฒนาการผลิตวัคซีนในเชิงเศรษฐศาสตร์คือการผลิตวัคซีนให้กับโรคที่ต้องการอย่างเอชไอวี, มาลาเรีย และวัณโรค ซึ่งโรคเหล่านี้เป็นปัญหาใหญ่ในประเทศยากจน บริษัทยาและบริษัทด้านเทคโนโลยีชีวภาพมีแรงจูงใจเพียงเล็กน้อยในการผลิตวัคซีนเหล่านี้เนื่องจากผลตอบแทนที่ได้จะไม่คุ้มทุน หรือในประเทศร่ำรวยก็จะให้ผลตอบแทนต่พและมีปัจจัยเสี่ยงทางการเงินมาก
การพัฒนาวัคซีนส่วนใหญ่ในปัจจุบันมาจากการผลักดันจากกองทุนภาครัฐ, มหาวิทยาลัย และองค์กรไม่แสวงผลกำไร วัคซีนหลายชนิดมีราคาต้นทุนที่สูงแต่มีประโยชน์ในด้านสาธารณสุขอย่างยิ่ง วัคซีนจำนวนมากถูกพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยเฉพาะวัคซีนที่ให้ในเด็กวัยก่อนเข้าเรียน บางทีอาจเนื่องมาจากการสนับสนุนของภาครัฐมากกว่าแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ
นักวิจัยจำนวนมากและผู้กำหนดนโยบายเรียกร้องให้มีแนวทางต่างกันโดยใช้กระบวนการ "ดึง" เพื่อใช้แรงจูงใจเป็นแรงขับเคลื่อนในภาคเภสัชอุตสาหกรรม อาทิ รางวัล, สิทธิประโยชน์ด้านภาษี หรือภาระผูกพันในตลาดล่วงหน้า เพื่อให้มั่นใจถึงรายได้เพื่อให้การพัฒนาวัคซีนเชื้อเอชไอวีประสบความสำเร็จ หากนโยบายได้รับการออกมาที่ดี ก็จะเป็นหลักประกันการเข้าถึงวัคซีนของประชาชนเมื่อวัคซีนได้รับการพัฒนาแล้ว

ข้อโต้แย้ง

การให้วัคซีนก่อให้เกิดข้อโต้แย้งและข้อวิพากษ์วิจารณ์อย่างกว้างขวางตั้งแต่การรณรงค์การให้วัคซีนครั้งแรก แม้ว่าประโยชน์ในการป้องกันโรคของวัคซีนแต่การให้วัคซีนบางครั้งก่อให้เกิดผลอันไม่พึงประสงค์ต่อระบบภูมิคุ้มกันจากการให้วัคซีน มีข้อพิพาทเกิดขึ้นในเรื่องของคุณธรรม-จริยธรรมรวมถึงความปลอดภัยในการให้วัคซีน บางข้อพิพาทกล่าวว่าวัคซีนมีประสิทธิผลไม่เพียงพอในการป้องกันโรค หรือการศึกษาความปลอดภัยในการใช้วัคซีนยังไม่เพียงพอ ในบางศาสนาไม่อนุญาตให้ฉีดวัคซีน และกลุ่มการเมืองบางกลุ่มต่อต้านการบังคับการฉีดวัคซีนว่าขัดต่ออิสรภาพของปัจเจกชน ในด้านการตอบสนองมีข้อกังวลเรื่องการแพร่กระจายข่าวไม่เพียงพอในด้านความเสี่ยงจากการใช้วัคซีนอาจำทให้เกิดอันตรายถึงชีวิต เมื่อเพียงแค่เด็กที่บิดามารดาปฏิเสธการรับวัคซีนเท่านั้น แต่ในเด็กอื่น ๆ ก็ปฏิเสธการับวัคซีนเช่นกันด้วยเหตุผลว่ายังเด็กเกินไปในการรับวัคซีน ซึ่งอาจติดเชื้อได้จากการไม่ได้รับวัคซีน  การตอบสนองที่มากเกินไปเป็นอีกหนึ่งข้อกังวลซึ่งเป็นข้อมูลเท็จที่แพร่กระจายโดยทั่วไปว่าวัคซีนอาจทำให้เกิดอันตรายถึงชีวิต

การใช้งานในสัตวแพทย์

การให้วัคซีนในด้านสัตวแพทย์ถูกใช้เพื่อรักษาและป้องกันโรคติดเชื้อสู่มนุษย์