Szczepienie polega na podaniu materiału antygenowego z patogenów w celu nadania odporności przeciwko określonemu mikroorganizmowi. Szczepienie przygotowuje układ odpornościowy do szybszego i skuteczniejszego rozpoznania i wytworzenia odpowiedzi immunologicznej w przypadku napotkania prawdziwego patogenu. Szczepienia są jednym z najskuteczniejszych sposobów ochrony przed chorobami zarówno pojedynczych ludzi, jak i ogółu społeczeństwa. Rosnący sceptycyzm antyszczepionkowy zagraża sukcesom programów szczepień, które pomogły ograniczyć, a w niektórych przypadkach wyeliminować śmiertelne choroby.
Szczepionki mogą być podawane drogą doustną i donosową, a także przez wstrzyknięcie do mięśni (domięśniowo), warstwy tłuszczu pod skórą (podskórnie) lub skóry (śródskórnie). Szczepionki zawierają antygeny pochodzące z określonego patogenu. Te zawierające “martwe” antygeny, które są nienaruszone, ale niezdolne do replikacji, są określane jako szczepionki nieaktywne. Natomiast szczepionki podjednostkowe zawierają tylko części patogenu. Niektóre szczepionki zawierają żywy patogen w postaci osłabionej (atenuowanej). Atenuowany patogen stymuluje układ odpornościowy, nie powodując ciężkiej choroby. Szczepionki często zawierają adiuwanty, substancje chemiczne, które wzmacniają odpowiedź immunologiczną przeciwko patogenowi.
Po podaniu szczepionki komórki odpornościowe prezentujące antygen (APC), takie jak komórki dendrytyczne lub makrofagi, pochłaniają antygen ze szczepionki, rozkładają go i wyświetlają na swojej powierzchni fragmenty antygenu związane z cząsteczkami głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC). Aktywowane APC migrują następnie do węzłów chłonnych, gdzie spotykają i stymulują naiwne limfocyty T pomocnicze i cytotoksyczne limfocyty T. Aktywowane limfocyty T pomocnicze różnicują się w różne podtypy, takie jak limfocyty T pomocnicze typu 1 (T h 1) i typu 2(T h2).
Komórki Th1 stymulują aktywność fagocytarną i promują aktywację cytotoksycznych limfocytów T (CTL, znanych również jako limfocyty T zabójców), które mogą niszczyć komórki zakażone wirusem i rakowe. Komórki Th2 zwiększają odpowiedź przeciwciał poprzez aktywację limfocytów B i inicjowanie ich różnicowania w komórki plazmatyczne i komórki B pamięci. Komórki plazmatyczne wytwarzają przeciwciała, które są specyficzne dla antygenu wprowadzonego przez szczepionkę. Po usunięciu patogenu pozostaje niewielki odsetek limfocytów T, które wykazują wzmocnioną odpowiedź immunologiczną po ponownym narażeniu na patogen (limfocyty T pamięci). Podsumowując, szczepionki indukują pozorowane infekcje, które generują limfocyty T pamięci B i pamięci, a także przeciwciała, które są specyficzne dla antygenu wprowadzonego przez szczepionkę. Jeśli organizm napotka identyczny antygen w przyszłości, może wytworzyć znacznie skuteczniejszą odpowiedź immunologiczną.
Oprócz nadania odporności osobom skutecznie zaszczepionym, szczepienie pomaga również w ustaleniu odporności stadnej. Odporność zbiorowa występuje, gdy cała społeczność jest chroniona przed danym patogenem, ponieważ wysoki odsetek populacji jest zaszczepiony przeciwko temu patogenowi. W rezultacie nawet mniejszość osób, które nie mogły zostać zaszczepione (ponieważ są zbyt młode lub mają niedobór odporności) ma znacznie zmniejszone prawdopodobieństwo zarażenia. Jeśli jednak większy odsetek osobników nie zostanie zaszczepiony, patogen może znaleźć wystarczającą liczbę podatnych żywicieli, aby kontynuować rozmnażanie.
W wyniku udanych programów szczepień wirus ospy prawdziwej nie stanowi już zagrożenia dla ludzkości. Organizacje zdrowotne mają duże nadzieje na wyeliminowanie odry w najbliższej przyszłości. Jednak w 2018 r. na całym świecie odnotowano około 136 000 śmiertelnych infekcji, co stanowi prawie 50% wzrost w porównaniu z 2017 r. Jest to spowodowane brakiem dostępu do szczepionek i słabo funkcjonującymi systemami opieki zdrowotnej w krajach rozwijających się, a także odmową szczepień w krajach wysoko rozwiniętych. W 2016 roku Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ogłosiła, że odra została wyeliminowana w obu Amerykach. Od tego czasu odra pojawiła się ponownie, z 372 zgłoszonymi przypadkami w 2018 r. i 387 przypadkami w pierwszych trzech miesiącach 2019 r.
Grypa lub grypa to infekcja dróg oddechowych przenoszona przez wirusy, która powoduje od 3 do 5 milionów przypadków ciężkiej choroby i około 290 000 do 650 000 zgonów na całym świecie każdego roku. Tempo ewolucji wirusa grypy jest tak szybkie, że co roku musi być opracowywana nowa szczepionka.
