Pengembangan vaksin untuk melindungi manusia dari penyakit virus adalah salah satu keunggulan dari pengobatan modern. Vaksin pertama diproduksi oleh Edward Jenner pada tahun 1796 untuk memberikan perlindungan terhadap penyakit cacar. Jenner menyadari bahwa pemerah susu yang telah tertular cacar sapi, sebuah infeksi yang relatif tidak berbahaya, menjadi tahan terhadap penyakit cacar, sebuah penyakit manusia yang sering menjadi epidemi dengan angka kematian yang sangat tinggi.
Jenner berteori bahwa yang cacar sapi, penyakit hewan, tidak berbeda dengan penyakit cacar. Dia menyimpulkan bahwa reaksi manusia terhadap suntikan virus cacar sapi entah bagaimana mekanismenya akan mengajarkan tubuh manusia bagaimana untuk menghadapi kedua virus ini sehingga tidak menyebabkan penyakit berat atau kematian. Saat ini, penyakit cacar sudah benar-benar diberantas. Hanya dua sampel beku dari virus ganas ini yang masih disimpan (satu di Amerika Serikat, yang lain di Rusia). Pada pertengahan tahun 1995 ada perdebatan ilmiah yang serius tentang apakah sampel akan dihancurkan, atau tetap disimpan untuk studi laboratorium lebih lanjut.
Virus terdiri dari sejumlah kecil RNA (asam ribonukleat) atau DNA (asam deoksiribonukleat), bahan dalam semua sel hidup yang menginstruksikan sel bagaimana untuk tumbuh dan berkembang biak. Virus tidak dapat mereproduksi dengan sendirinya, tapi hanya dengan mengambil alih inti sel host dan memerintahkan sel untuk membuat virus. Ketika virus berhasil menyerang organisme, virus itu mengambil alih proses pertumbuhan sel dalam host.
Dalam keadaan biasa, tubuh manusia bereaksi terhadap invasi virus dengan beberapa cara berbeda. Kekebalan secara umum terhadap virus dapat dikembangkan oleh sel-sel dalam tubuh yang menjadi sasaran invasi virus. Dalam situasi ini, virus akan dicegah agar tidak mendapatkan akses ke sel inang. Sebuah perlindungan yang lebih umum adalah kemampuan tubuh untuk membuat sel-sel darah dan getah bening yang merusak atau membatasi efektivitas dari serangan virus.
Seringkali, tubuh manusia yang terinfeksi akan “mempelajari” bagaimana merespon terhadap virus tertentu di masa depan, sehingga infeksi tunggal, terutama dari virus yang relatif jinak, biasanya mengajarkan tubuh bagaimana cara untuk merespon invasi tambahan dari virus yang sama. Common cold, misalnya, disebabkan oleh satu dari ratusan virus. Setelah sembuh dari pilek, kebanyakan orang resisten terhadap virus tertentu yang menyebabkan flu tersebut, meskipun virus flu serupa masih akan menyebabkan gejala yang sama atau identik. Untuk beberapa virus berbahaya, seseorang mungkin bahkan sudah mengembangkan kekebalan terhadap virus tanpa menampakkan gejala sakit sama sekali.
Keluarga Virus
Biasanya ada beberapa variasi atau strain dari virus tertentu. Tergantung pada jumlah variasi, ahli biologi mengelompokkan virus sesuai jenis atau strainnya. Vaksin sering dibuat dari lebih dari satu kelompok virus yang berkaitan. Reaksi pencegahan yang timbul dengan vaksinasi multivalen mungkin akan menyebabkan kekebalan untuk hampir semua varian kelompok virus, atau setidaknya untuk varian virus yang seseorang lebih mungkin terkena. Pilihan spesifik dari kelompok virus untuk digunakan dalam pembuatan vaksin ditentukan dengan hati-hati dan secara bersama-sama.
Proses Pembuatan Vaksin
Produksi vaksin antivirus saat ini merupakan sebuah proses rumit bahkan setelah tugas yang berat untuk membuat vaksin potensial di laboratorium. Perubahan dari produksi vaksin potensial dengan jumlah kecil menjadi produksi bergalon-galon vaksin yang aman dalam sebuah situasi produksi sangat dramatis, dan prosedur laboratorium yang sederhana tidak dapat digunakan untuk meningkatkan skala produksi.
Benih Virus
Produksi vaksin dimulai dengan sejumlah kecil virus tertentu (atau disebut benih). Virus harus bebas dari ‘kotoran’, baik berupa virus yang serupa atau variasi dari jenis virus yang sama. Selain itu, benih harus disimpan dalam kondisi “ideal”, biasanya beku, yang mencegah virus menjadi lebih kuat atau lebih lemah dari yang diinginkan. Benih disimpan dalam gelas kecil atau wadah plastik. Jumlah yang kecil hanya 5 atau 10 sentimeter kubik, mengandung ribuan hingga jutaan virus, nantinya dapat dibuat menjadi ratusan liter vaksin. Freezer dipertahankan pada suhu tertentu. Grafik di luar freezer akan mencatat secara terus menerus suhu freezer. Sensor terhubung dengan alarm yang dapat didengar atau alarm komputer yang akan menyala jika suhu freezer berada di luar suhu yang seharusnya.
Pertumbuhan Virus
Setelah mencairkan dan memanaskan benih virus dalam kondisi tertentu secara hati-hati (misalnya, pada suhu kamar atau dalam bak air), sejumlah kecil sel virus ditempatkan ke dalam “pabrik sel,” sebuah mesin kecil yang telah dilengkapi sebuah media pertumbuhan yang tepat sehingga sel memungkinkan virus untuk berkembang biak.
Setiap jenis virus tumbuh terbaik di media tertentu, namun semua media umumnya mengandung protein yang berasal dari mamalia, misalnya protein murni dari darah sapi. Media juga mengandung protein lain dan senyawa organik yang mendorong reproduksi sel virus. Penyediaan media yang benar, pada suhu yang tepat, dan dengan jumlah waktu yang telah ditetapkan, virus akan bertambah banyak.
Selain suhu, faktor-faktor lain harus dipantau adalah pH. pH adalah ukuran keasaman atau kebasaan, diukur pada skala dari 0 sampai 14. dan virus harus disimpan pada pH yang tepat dalam pabrik sel. Air tawar yang tidak asam atau basa (netral) memiliki pH 7. Meskipun wadah di mana sel-sel tumbuh tidak terlalu besar (mungkin ukuran pot 4-8 liter), terdapat sejumlah katup, tabung, dan sensor yang terhubung dengannya. Sensor memantau pH dan suhu, dan ada berbagai koneksi untuk menambahkan media atau bahan kimia seperti oksigen untuk mempertahankan pH, tempat untuk mengambil sampel untuk analisis mikroskopik, dan pengaturan steril untuk menambahkan komponen ke pabrik sel dan mengambil produk setengah jadi ketika siap.
Virus dari pabrik sel ini kemudian dipisahkan dari media, dan ditempatkan dalam media kedua untuk penumbuhan tambahan. Metode awal yang dipakai 40 atau 50 tahun yang lalu yaitu menggunakan botol untuk menyimpan campuran, dan pertumbuhan yang dihasilkan berupa satu lapis virus di permukaan media. Peneliti kemudian menemukan bahwa jika botol itu berubah posisi saat virus tumbuh, virus bisa tetap dihasilkan karena lapisan virus tumbuh pada semua permukaan dalam botol.

Sebuah penemuan penting dalam tahun 1940-an adalah bahwa pertumbuhan sel sangat dirangsang oleh penambahan enzim pada medium, yang paling umum digunakan yaitu tripsin. Enzim adalah protein yang juga berfungsi sebagai katalis dalam memberi makan dan pertumbuhan sel.
Dalam praktek saat ini, botol tidak digunakan sama sekali. Virus yang sedang tumbuh disimpan dalam wadah yang lebih besar namun mirip dengan pabrik sel, dan dicampur dengan “manik-manik,” partikel mikroskopis dimana virus dapat menempelkan diri. Penggunaan “manik-manik” memberi virus daerah yang lebih besar untuk menempelkan diri, dan akibatnya, pertumbuhan virus menjadi yang jauh lebih besar. Seperti dalam pabrik sel, suhu dan pH dikontrol secara ketat. Waktu yang dihabiskan virus untuk tumbuh bervariasi sesuai dengan jenis virus yang diproduksi, dan hal itu sebuah rahasia yang dijaga ketat oleh pabrik.
Pemisahan Virus

Ketika sudah tercapai jumlah virus yang cukup banyak, virus dipisahkan dari manik-manik dalam satu atau beberapa cara. Kaldu ini kemudian dialirkan melalui sebuah filter dengan bukaan yang cukup besar yang memungkinkan virus untuk melewatinya, namun cukup kecil untuk mencegah manik-manik dapat lewat. Campuran ini sentrifugasi beberapa kali untuk memisahkan virus dari manik-manik dalam wadah sehingga virus kemudian dapat dipisahkan. Alternatif lain yaitu dengan mengaliri campuran manik-manik dengan media lain sehingga mencuci manik-manik dari virus.
Memilih Strain Virus
Vaksin bisa dibuat baik dari virus yang dilemahkan atau virus yang dimatikan. Pemilihan satu dari yang lain tergantung pada sejumlah faktor termasuk kemanjuran vaksin yang dihasilkan dan efek sekunder. Virus yang dibuat hamper setiap tahun sebagai respon terhadap varian baru virus penyebab, biasanya berupa virus yang dilemahkan. Virulensi virus bisa menentukan pilihan; vaksin rabies, misalnya, selalu vaksin dari virus yang dimatikan.
Jika vaksin dari virus dilemahkan, virus biasanya dilemahkan sebelum dimulai proses produksi. Strain yang dipilih secara hati-hati dibudidayakan (ditumbuhkan) berulang kali di berbagai media. Ada jenis virus yang benar-benar menjadi kuat saat mereka tumbuh. Strain ini jelas tidak dapat digunakan untuk vaksin ‘attenuated’. Strain lainnya menjadi terlalu lemah karena dibudidayakan berulang-ulang, dan ini juga tidak dapat diterima untuk penggunaan vaksin. Seperti bubur, kursi, dan tempat tidur yang disukai Goldilocks, hanya beberapa virus yang “tepat” mencapai tingkat atenuasi yang membuat mereka dapat diterima untuk penggunaan vaksin, dan tidak mengalami perubahan dalam kekuatannya. Teknologi molekuler terbaru telah memungkinkan atenuasi virus hidup dengan memanipulasi molekul, tetapi metode ini masih langka.

Virus ini kemudian dipisahkan dari media tempat dimana virus itu tumbuh. Vaksin yang berasal dari beberapa jenis virus (seperti kebanyakan vaksin) dikombinasikan sebelum pengemasan. Jumlah aktual dari vaksin yang diberikan kepada pasien akan relatif kecil dibandingkan dengan jumlah medium yang dengan apa vaksin tersebut diberikan. Keputusan mengenai apakah akan menggunakan air, alkohol, atau solusi lain untuk injeksi vaksin, misalnya, dibuat setelah tes berulang-ulang demi keselamatan, steritilitas, dan stabilitas.
Pengontrolan Kualitas

Gaun Tyvek untuk melindungi pekerja yang membuat dan mengemas vaksin

Untuk melindungi kemurnian vaksin dan keselamatan pekerja yang membuat dan mengemas vaksin, kondisi kebersihan laboratorium diamati pada seluruh prosedur. Semua transfer virus dan media dilakukan dalam kondisi steril, dan semua instrumen yang digunakan disterilisasi dalam autoklaf (mesin yang membunuh organisme dengan suhu tinggi, dan yang berukuran sekecil kotak perhiasan atau sebesar lift) sebelum dan sesudah digunakan. Pekerja yang melakukan prosedur memakai pakaian pelindung yang meliputi gaun Tyvek sekali pakai, sarung tangan, sepatu bot, jaring rambut, dan masker wajah. Ruangan pabrik sendiri memakai AC yang khusus sehingga jumlah partikel di udara minimal.
Proses Perizinan
Dalam rangka untuk peresepan obat untuk dijual di Amerika Serikat, produsen obat harus memenuhi persyaratan lisensi yang ketat yang ditetapkan oleh hukum dan diberlakukan oleh Food and Drug Administration (FDA). Semua obat yang diresepkan harus menjalani tiga tahap pengujian, meskipun data dari fase kedua kadang-kadang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan tahap ketiga.
Tahap 1 pengujian harus membuktikan bahwa obat aman, atau setidaknya tidak ada efek yang tidak diinginkan atau tak terduga akan terjadi dari pemberiannya. Jika obat dapat melewati tahap 1 pengujian, di samping harus diuji efektivitasnya (obat harus memiliki efek apa yang seharusnya). Obat-obatan yang tidak berguna tidak dapat dijual, atau yang membuat klaim untuk efek yang sebenarnya tidak dimiliki. Akhirnya, tahap 3 pengujian ini dirancang untuk mengukur efektivitas obat. Meskipun vaksin diharapkan memiliki efektivitas hampir 100%, obat-obat tertentu mungkin dapat diterima bahkan jika mereka mempunyai efektivitas yang minimal, asalkan dokter yang meresepkan mengetahuinya.
Seluruh proses produksi ditelaah dengan hati-hati oleh FDA dengan mempelajari catatan prosedur serta mengunjungi tempat produksi itu sendiri. Setiap langkah dalam proses produksi harus didokumentasikan, dan produsen harus menunjukkan suatu “kontrol yang tetap” untuk proses produksi. Ini berarti bahwa prsedur yang teliti harus terjaga untuk setiap langkah dalam proses, dan harus ada instruksi tertulis untuk setiap langkah dari proses. Kecuali dalam kasus-kasus kesalahan yang memilukan, FDA tidak menentukan apakah setiap langkah dalam proses benar, tetapi hanya bahwa itu aman dan cukup terdokumentasi dengan baik untuk dilakukan, seperti yang ditetapkan oleh produsen.
Masa depan Vaksin
Memproduksi vaksin antivirus yang aman dan dapat dimanfaatkan melibatkan sejumlah besar langkah yang, sayangnya, tidak selalu dapat dilakukan pada setiap virus. Masih banyak yang harus dilakukan dan dipelajari. Metode baru dari manipulasi molekul telah menyebabkan lebih dari satu ilmuwan meyakini bahwa teknologi vaksin baru sekarang memasuki “zaman keemasan.” Perbaikan vaksin sangat mungkin dilakukan di masa depan. vaksin Rabies, misalnya, menghasilkan efek samping yang membuat vaksin tidak memuaskan untuk imunisasi masal, di Amerika Serikat, vaksin rabies sekarang digunakan hanya pada pasien yang telah tertular virus dari hewan yang terinfeksi dan mungkin bila tanpa imunisasi, menjadi penyakit yang fatal.
Virus HIV, saat ini tidak bisa dibuat dengan metode produksi vaksin tradisional. Virus AIDS cepat bermutasi dari satu strain ke yang lain, dan setiap strain tampaknya tidak memberikan kekebalan terhadap jenis lain. Selain itu, kendalanya, efek imunisasi baik virus yang dilemahkan atau virus yang dibunuh tidak dapat diperlihatkan baik di laboratorium ataupun pada hewan uji. Vaksin HIV belum berhasil dibuat. [prz]
Sumber:
1. Berlow, LH. How vaccine is made [disitasi 30 November 2010]. Diunduh dari: http://www.madehow.com/Volume-2/Vaccine.html
2. Gambar diambil dari: http://www.madehow.com/Volume-2/Vaccine.html, http://www.pharmaceutical-technology.com/
3. http://myhealing.wordpress.com/2010/12/02/proses-pembuatan-vaksi/