# วัคซีน
วัคซีน  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

thumb|400px|กราฟแสดงโรคติดเชื้อก่อนและหลังการเริ่มใช้วัคซีน จะเห็นว่าการฉีดวัคซีนมีผลโดยตรงต่อการลดลงของโรค และมีส่วนโดยอ้อมลดอัตราตายของมนุษย์

 ประวัติ 
thumb|right|220px|เต้านมวัวกับวัคซีน pustules และแขนมนุษย์กับวัคซีนป้องกันโรคไข้ทรพิษ
ในราวคริสต์ศตวรรษที่ 1770 เอดเวิร์ด เจนเนอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทราบเรื่องของสตรีผู้เลี้ยงวัวที่ไม่เคยป่วยด้วยโรคฝีดาษเลย ภายหลังเธอป่วยด้วยโรค cowpox ซึ่งเธอติดเชื้อดังกล่าวจากวัวที่เธอเลี้ยง และเป็นโรคที่อาการไม่รุนแรงนักในมนุษย์ ในปี ค.ศ. 1796 เจนเนอร์สกัดนำเชื้อ cowpox จากสตรีผู้นั้นแล้วให้แก่เด็กชายวัย 8 ปี หลังจากนั้น 6 สัปดาห์เขาได้ให้เชื้อฝีดาษ (small pox) แก่เด็กชายผู้นั้น พบว่าเด็กชายไม่ป่วยหรือมีอาการสำแดงถึงโรคฝีดาษ ต่อมาได้มีการทดลองเพิ่มเติมถึงประสิทธิภาพวิธีการนี้ในทารก เมื่อพบว่าวิธีการนี้ปลอดภัยกว่าการปลูกฝีอย่างมาก ภายหลังได้มีการนำความคิดนี้ไปใช้อย่างกว้างขวางทั่วอังกฤษและวิธีการปลูกฝีถูกสั่งห้ามในปี 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 โดยวัคซีนเหล่านี้ส่วนมากได้ใช้องค์ความรู้และแนวคิดการพัฒนามาจากวัคซีนป้องกันโรคโปลิโอในคริสต์ศตวรรษที่ 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 โดยฉีดเข้าทางกล้ามเนื้อ 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

การให้วัคซีนชนิดตัวเป็นสองชนิดขึ้นไปในเวลาใกล้เคียงกันอาจก่อให้เกิดปัญหา "Interference Phenomenon" ขึ้น จากการไม่ตอบสนองตอบของร่างกายต่อวัคซีนตัวหลังที่ให้ เพราะวัตซีนตัวแรกก่อให้เกิดการสร้างภูมิคุ้มกันร่างกายที่ออกฤทธิ์ป้องกันการติดเชื้อไวรัสอย่างไม่จำเพาะเจาะจงทำให้ป้องกันวัคซีนตัวหลังที่ให้ด้วย นอกจากนี้การเก็บรักษาวัคซีนประเภทนี้ต้องเก็บในตู้เย็นหรือที่ควบคุมอุณหภูมิในช่วง 2-8 องศาเซลเซียสเท่านั้น
ชนิดหน่วยย่อย
วัคซีนหน่วยย่อย (subunit vaccine) ใช้ชิ้นส่วนบางส่วนของเชื้อมาเป็นตัวกระตุ้นภูมิคุ้มกัน ตัวอย่างเช่น วัคซีนไวรัสตับอักเสบบีใช้โปรตีนผิวของตัวไวรัส (ก่อนหน้านี้ทำโดยสกัดจากเลือดของผู้ป่วยตับอักเสบบีเรื้อรัง แต่ปัจจุบันผลิตจากยีสต์ที่ผ่านการตัดแต่งพันธุกรรม) เป็นต้น

 ปฏิกิริยาในร่างกาย 
thumb|left|240px|วัคซีนป้องกันโรคไข้หวัดนกพัฒนาโดยอาศัยกระบวนการผันกลับของยีน
 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 
การให้วัคซีนไม่ได้เป็นเครื่องรับประกันว่าผู้ที่ได้รับจะไม่ได้รับความเสี่ยงในการติดเชื้อด้วยโรคนั้นGrammatikos AP, Mantadakis E, Falagas ME. Meta-analyses on pediatric infections and vaccines. Infect Dis Clin North Am. 2009; 23(2):431-57.PMID 19393917 ทั้งนี้ยังมีปัจจัยอื่น ๆ ที่แตกต่างกันไปเฉพาะบุคคล ระบบภูมิคุ้มกันของผู้ที่ได้รับวัคซีนซึ่งอาจตอบสนองในระดับต่ำกว่าบุคคลทั่วไป อาทิ ในผู้ป่วยที่ป่วยโรคเบาหวาน ผู้ใช้สารเสตียรอยด์และผู้ติดเชื้อเอชไอวี หรืออาจเกิดเนื่องมาจากบุคคลมีปัญหาของระบบภูมิคุ้มกันซึ่งมีจำนวนบีเซลล์ (B cell) ไม่เพียงพอเนื่องจากบีเซลล์จะมีบทบาทในการเหนี่ยวนำให้ร่างกายสร้างแอนติบอดีต่อแอนติเจนนั้น ๆ นอกจากนี้ในบางกรณีผู้ได้รับวัคซีนเกิดการเหนี่ยวนำในร่างกายให้มีการสร้างแอนติบอดีแล้ว แต่แอนติบอดีไม่ตอบสนองหรือตอบสนองต่ำเกินกว่าที่จะต่อสู้กับแอนติเจนซึ่งผลสุดท้ายจะก่อโรคนั้นแทน 

เพื่อส่งเสริมประสิทธิผลของวัคซีน จึงมีการผสมแอนตูแวนต์อาทิ อะลูมิเนียมแอตจูแวนต์ซึ่งใช้ได้เฉพาะวัคซีนเท่านั้น การใช้วัคซีนในปริมาณมากจะใช้ในบางกรณี เช่น ในกลุ่มผู้สูงอายุที่ระดับการตอบสนองภูมิคุ้มกันต่ำลง ทั้งนี้ประสิทธิผลของวัคซีนขึ้นกับปัจจัยต่าง ๆ ตั้งแต่ตัวเชื้อที่นำมาผลิตวัคซีน, ความเข้มข้นของวัคซีน, การเก็บรักษาวัคซีน, ปัจจัยทางพันธุกรรม เป็นต้น ทำให้การใช้วัคซีนในกรณีต้องทำการคำนวณปริมาณการใช้ยาที่จำเพาะกับบุคคล ซึ่งส่วนมากจะทำให้วัคซีนมีฤทธิ์ต่ำ

 กำหนดการให้วัคซีน 
เพื่อให้การป้องกันโรคโดยใช้วัคซีนมีประสิทธิผลสูงสุด การให้วัคซีนในเด็กจึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการให้วัคซีนเนื่องจากในวัยเด็กจะมีระบบภูมิคุ้มกันที่เพียงพอและอยู่ในระหว่างการพัฒนา ทำให้มีปฏิกิริยาตอบสนองต่อวัคซีนสูง กำหนดการให้วัคซีนแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ ในสหรัฐอเมริกามีคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านภูมิคุ้มกันร่างกายแนะนำการให้วัคซีนป้องกันโรคตับอักเสบชนิดเอ, โรคตับอักเสบชนิดบี, โปลิโอ, คางทูม, โรคคอตีบ, โรคบาดทะยัก, โรคไอกรน, HiB, อหิวาตกโรค, โรคหวัด, ไวรัสโรตา, โรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบ และ  โรคปอดบวม ปริมาณวัคซีนที่มาก (24 เข็มเมื่ออายุ 2 ปี) ทำให้เกิดปัญหาการได้รับวัคซีนไม่ครบตามกำหนด จึงได้มีการนำวัคซีนหลายชนิดมารวมกันเพื่อลดจำนวนครั้งการให้วัคซีน นอกจากนี้ยังมีข้อแนะนำการฉีดวัคซีนให้กับบุคคลอายุอื่น ๆ อาทิ คางทูม, บาดทะยัก, ไข้หวัด และปอดบวม ในสตรีมีครรภ์จะได้รับการตรวจโรคหัดเยอรมัน ในกลุ่มผู้สูงอายุจำเป็นต้องใช้วัคซีนป้องกันโรคปอดบวมและโรคไข้หวัดในปริมาณสูง 

ในประเทศไทยมีการกำหนดการให้วัคซีนคล้ายคลึงกันแต่มีการเพิ่มวัคซีนป้องกันวัณโรค ซีจี ป้องกันวัณโรคและไข้ไทฟอยด์เพิ่มเติม และมีข้อแนะนำการให้วัคซีนกันบาดทะยักทุก 10 ปีภก.ผศ.วันชัย ตรียะประเสริฐ, การให้วัคซีนในเด็ก, คณะเภสัชศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย; 2544.

สำหรับกำหนดการให้วัคซีนตัวหลักสำหรับเด็กในประเทศไทย เพื่อเพิ่มภูมิคุ้มกันและลดความเสี่ยงต่อการติดโรคระบาด มีดังนี้ วัคซีนบีซีจี ไวรัสตับอักเสบบี คอตีบ-บาดทะยัก โปลิโอ หัดเยอรมัน ไข้สมองอักเสบ ในส่วนของวัคซีนตัวเสริมที่ผู้ปกครองสามารถพาบุตรหลานไปฉีดเพิ่มเติม ได้แก่ อีสุกอีใส ตับอักเสบเอ ไข้หวัดใหญ่ มะเร็งปากมดลูก(เพศหญิง) วัคซีน IPD และวัคซีนป้องกันโควิด-19 โดยแนะนำผู้ปกครองทุกท่านให้สังเกตอาการทางร่างกายของบุตรหลานก่อนว่าพร้อมหรือสมควรได้รับวัคซีนหรือไม่ เช่น มีโรคประจำตัว หรือมีประวัติการแก้วัคซีนหรือไม่ รวมถึงหลังฉัดวัคซีน ให้สังเกตอาการของเด็กอย่างน้อย 30 นาที ว่ามีความผิดปกติใดๆเกิดขึ้นกับร่างกายหรือไม่https://thefamilyshed.com/th/blog/checklist-vaccines-for-your-children/

 เภสัชภัณฑ์และระบบขนส่ง 
 การผลิตและเภสัชตำรับ 
การผลิตวัคซีนประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ มากมาย เริ่มจากการที่เชื้อจะสร้างแอนติเจนขึ้น หลังจากนั้นนำเชื้อที่ได้มาเพาะเลี้ยงในเซลล์ปฐมภูมิ อาทิ ไข่ไก่ (เช่นเชื้อโรคไข้หวัด) หรือการนำไปเพาะเลี้ยงอย่างต่อเนื่องในเซลล์มนุษย์ (เช่นเชื้อไวรัสตับอักเสบเอ)The Washington Post: Three ways to make a vaccine แบคทีเรียจะเจริญเติบโตภายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ (เช่นเชื้อ Haemophilus influenzae ชนิดบี)  หรือบางครั้งอาจได้โปรตีนจากการเพิ่มจำนวน (recombinant) จากไวรัสและแบคทีเรียในยีสต์, แบคทีเรีย และเซลล์เพาะเลี้ยง หลังจากแอนติเจนถูกสร้างขึ้นแล้ว  ก็จะถูกแยกออกจากเซลล์ที่ใช้ในการสร้างซึ่งในบางกรณีอาจต้องการไวรัสที่ถูกยับยั้ง หรือกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ต่อไป รีคอมบีแนนต์โปรตีนที่ได้ต้องผ่านกระบวนการอาทิอัลตราฟิลเตรชัน (ultrafiltration) และโครมาโทกราฟฟีแบบคอลัมน์ (column chromatography) สุดท้ายวัคซีนจะถูกสร้างขึ้นโดยการเติมสารจำพวกแอตจูแวนต์, สารเพิ่มความคงตัว และสารกันบูด สารพวกแอตจูแวนต์ช่วยเพิ่มระยะเวลาการตอบสนองต่อแอนติเจนของร่างกาย สารเพิ่มความคงตัวจะช่วยให้ยามีอายุการใช้ยาวนานขึ้นร่วมกับสารกันบูดที่ใช้ผสมในส่วนประกอบตำรับยาที่เป็นหลายโดส และป้องกันผลอันมิพึงประสงค์จากปฏิกิริยาระหว่างวัคซีนบางชนิด อาทิ การติดเชื้อจำพวก Staphylococcus ก่อให้เกิดโรคคอตีบเนื่องมาจากส่วนผสมของสารกันบูดไม่เพียงพอ นอกจากนี้ในบางตำรับต้องผสมสารอื่นๆเพิ่มเติม สารที่นิยมได้แก่พวกอะลูมิเนียมซึ่งทำหน้าที่เป็นแอตจูแวนต์, ยาปฏิชีวนะเพื่อป้องกันการเติบโตของเชื้อในวัคซีนขณะทำการเก็บรักษา, ฟอร์มาลดีไฮด์ทำหน้าที่ยับยั้งแบคทีเรียที่พบในผลิตภัณฑ์พวกทอกซอยด์, ไทโอเมอร์ซัลเป็นสารกันบูดสำหรับวัคซีนหลายโดส อย่างไรก็ดี การผลิตวัคซีนร่วมยังคงมีความยากในการผลิตและพัฒนา เนื่องจากฤทธิ์ที่เข้ากันไม่ได้และปฏิกิริยาระหว่างแอนติเจนและส่วนผสมที่เกี่ยวข้อง

เทคนิคการผลิตวัคซีนได้รับการพัฒนาขึ้น การเพาะเลี้ยงในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นสิ่งที่ได้รับความสำคัญมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับการเพาะเลี้ยงแบบดั้งเดิมหรือในเซลล์ไข่ เนื่องมาจากผลิตภัณฑ์ทีได้จะมีประสิทธิภาพมากกว่าขณะที่ปัญหาการปนเปื้อนจะน้อยกว่า มีการคาดการณ์ว่าเทคโนโลยีรีคอมบีแนนต์ที่ใช้ป้องกันโรคพันธุกรรมจะเติบโตขึ้นจากการใช้ทอกซอยด์ของไวรัสและแบคทีเรีย การให้วัคซีนหลายชนิดร่วมกันก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งเพื่อลดปริมาณแอนติเจน อย่างไรก็ดีต้องมีการป้องกันผลอันไม่พึงประสงค์จากปฏิกิริยาโดยใช้รูปแบบโมเลกุลทีเกี่ยวข้องกับเชื้อโรค (pathogen-associated molecular pattern)

 ระบบขนส่ง 
ปัจจุบันมีการพัฒนารูปแบบการขนส่งวัคซีนให้วัคซีนมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น อันประกอบด้วยวิธีการใช้ไลโปโซมและ ISCOM (สารประกอบกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน) พัฒนาการล่าสุดของเทคโนโลยีการผลิตวัคซีนคือการให้วัคซีนด้วยวิธีการรับประทาน วัคซีนป้องกันโรคโปลิโอได้รับการทดสอบจากอาสาสมัครปรากฏผลบวกในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันโรคโปลิโอในร่างกาย การให้วัคซีนในทางปากจะปราศจากซึ่งความเสี่ยงการปนเปื้อนในกระแสเลือด วัคซีนที่ให้ด้วยวิธีการนี้จะมีลักษณะคล้ายของแข็งที่มีความคงตัวสูงและไม่จำเป็นต้องเก็บด้วยการแช่แข็ง ความคงตัวในลักษณะนี้จะลดความต้องการของอุณหภูมิในการเก็บรักษายาอันจำเพาะตั้งแต่การผลิตจนกระทั่งการให้วัคซีน (cold chain) นอกจากนี้ยังลดตุ้นทุนการผลิตวัคซีน นอกจากนี้ยังมีวิธีการใช้เข็มฉีดยาขนาดเล็ก (microneedle) ซึ่งอยู่ในช่วงการพัฒนาซึ่งเป็นการให้วัคซีนผ่านผิวหนัง

นอกจากการพัฒนาระบบข่นส่งข้างต้นแล้ว ยังมีการวิจัยวัคซีนโดยใช้พลาสมิดเป็นระบบขนส่งซึ่งอยู่ในช่วงการศึกษาชั้นพรีคลินิก อย่างไรก็ตาม พบว่าเมื่อศึกษาในมนุษย์แล้วให้ผลที่ต่ำกว่าซึ่งเกิดมาจากความไร้ความสามารถที่จะให้ประโยชน์ที่เกี่ยวข้องทางคลินิก ประสิทธิภาพโดยรวมของการสร้างภูมิคุ้มกันพลาสมิดดีเอ็นเอ ขึ้นอยู่กับการเพิ่มการกระตุ้นภูมิคุ้มกันของพลาสมิด ขณะเดียวกันยังมีปัจจัยเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันที่เกี่ยวเนื่องกับการกระตุ้นอย่างจำเพาะอีกด้วย

 เศรษฐศาสตร์การพัฒนา 
หนึ่งในความท้าทายในการพัฒนาการผลิตวัคซีนในเชิงเศรษฐศาสตร์คือการผลิตวัคซีนให้กับโรคที่ต้องการอย่างเอชไอวี, มาลาเรีย และวัณโรค ซึ่งโรคเหล่านี้เป็นปัญหาใหญ่ในประเทศยากจน บริษัทยาและบริษัทด้านเทคโนโลยีชีวภาพมีแรงจูงใจเพียงเล็กน้อยในการผลิตวัคซีนเหล่านี้เนื่องจากผลตอบแทนที่ได้จะไม่คุ้มทุน หรือในประเทศร่ำรวยก็จะให้ผลตอบแทนต่ำและมีปัจจัยเสี่ยงทางการเงินมาก

การพัฒนาวัคซีนส่วนใหญ่ในปัจจุบันมาจากการผลักดันจากกองทุนภาครัฐ, มหาวิทยาลัย และองค์กรไม่แสวงผลกำไร วัคซีนหลายชนิดมีราคาต้นทุนที่สูงแต่มีประโยชน์ในด้านสาธารณสุขอย่างยิ่ง วัคซีนจำนวนมากถูกพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยเฉพาะวัคซีนที่ให้ในเด็กวัยก่อนเข้าเรียนIhara T. The strategy for prevention of measles and rubella prevalence with measles-rubella (MR) vaccine in Japan. Vaccine. 2009 Mar 5. [Epub ahead of print]PMID: 19366578 บางทีอาจเนื่องมาจากการสนับสนุนของภาครัฐมากกว่าแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ

นักวิจัยจำนวนมากและผู้กำหนดนโยบายเรียกร้องให้มีแนวทางต่างกันโดยใช้กระบวนการ "ดึง" เพื่อใช้แรงจูงใจเป็นแรงขับเคลื่อนในภาคเภสัชอุตสาหกรรม อาทิ รางวัล, สิทธิประโยชน์ด้านภาษี หรือภาระผูกพันในตลาดล่วงหน้า เพื่อให้มั่นใจถึงรายได้เพื่อให้การพัฒนาวัคซีนเชื้อเอชไอวีประสบความสำเร็จ หากนโยบายได้รับการออกมาที่ดี ก็จะเป็นหลักประกันการเข้าถึงวัคซีนของประชาชนเมื่อวัคซีนได้รับการพัฒนาแล้ว  

 ข้อโต้แย้ง  
thumb|220px|right|The Cow-Pock—or—the Wonderful Effects of the New Inoculation! (ค.ศ. 1802) ผลงานของเจมส์ กิลล์เรย์ หนึ่งในผลงานการ์ตูนต่อต้านการให้วัคซีน

การให้วัคซีนก่อให้เกิดข้อโต้แย้งและข้อวิพากษ์วิจารณ์อย่างกว้างขวางตั้งแต่การรณรงค์การให้วัคซีนครั้งแรก แม้ว่าประโยชน์ในการป้องกันโรคของวัคซีนแต่การให้วัคซีนบางครั้งก่อให้เกิดผลอันไม่พึงประสงค์ต่อระบบภูมิคุ้มกันจากการให้วัคซีน มีข้อพิพาทเกิดขึ้นในเรื่องของคุณธรรม-จริยธรรมรวมถึงความปลอดภัยในการให้วัคซีน บางข้อพิพาทกล่าวว่าวัคซีนมีประสิทธิผลไม่เพียงพอในการป้องกันโรค หรือการศึกษาความปลอดภัยในการใช้วัคซีนยังไม่เพียงพอ ในบางศาสนาไม่อนุญาตให้ฉีดวัคซีน และกลุ่มการเมืองบางกลุ่มต่อต้านการบังคับการฉีดวัคซีนว่าขัดต่ออิสรภาพของปัจเจกชน ในด้านการตอบสนองมีข้อกังวลเรื่องการแพร่กระจายข่าวไม่เพียงพอในด้านความเสี่ยงจากการใช้วัคซีน อาจทำให้เกิดอันตรายถึงชีวิตไม่เพียงแค่เด็กที่บิดามารดาปฏิเสธการรับวัคซีนเท่านั้น แต่ในเด็กอื่น ๆ ก็ปฏิเสธการรับวัคซีนเช่นกันด้วยเหตุผลว่า ยังเด็กเกินไปในการรับวัคซีน ซึ่งอาจติดเชื้อได้จากการไม่ได้รับวัคซีนVaccine Refusal, Mandatory Immunization, and the Risks of Vaccine-Preventable Diseases by Saad B. Omer, M.B., B.S., Ph.D., M.P.H., Daniel A. Salmon, Ph.D., M.P.H., Walter A. Orenstein, M.D., M. Patricia deHart, Sc.D., and Neal Halsey, M.D. in the New England Journal of Medicine, Volume 360:1981-1988, May 7, 2009. http://content.nejm.org/cgi/content/full/360/19/1981  การตอบสนองที่มากเกินไปเป็นอีกหนึ่งข้อกังวลซึ่งเป็นข้อมูลเท็จที่แพร่กระจายโดยทั่วไปว่าวัคซีนอาจทำให้เกิดอันตรายถึงชีวิต

 การใช้งานในสัตวแพทย์ 
การให้วัคซีนในด้านสัตวแพทย์ถูกใช้เพื่อรักษาและป้องกันโรคติดเชื้อสู่มนุษย์Patel JR, Heldens JG. Immunoprophylaxis against important virus disease of horses, farm animals and birds. Vaccine. 2009 Mar 13;27(12):1797-1810. Review.
PMID: 19402200