Вакцины должны храниться в особых условиях, чтобы избежать деградации, обычно определенных специально производителем. На всех стадиях
производства, распределения, хранения и, в конечном счете, администрирования эти условия должны соблюдаться, и этот процесс известен как
холодовая цепь. Если холодовая цепь будет разорвана в любой момент во время транспортировки или хранения, в результате воздействия умеренных
экстремумов, то эффективность вакцины может быть потеряна.
Подавляющее большинство вакцин должно храниться в холодильнике при температуре от 2 до 8 °С, предпочтительное среднее значение – 5 °С с
минимальными колебаниями. Для этой цели обычно используются специально разработанные лабораторные холодильники, которые имеют сравнительно
минимальные колебания температуры в течение нескольких дней и сезонов, не представляют никаких экстремумов температуры на любой внутренней
поверхности и могут иметь внешний температурный дисплей, который автоматически регистрирует внутреннюю температуру в определенные промежутки времени.
Многие живые вакцины переносят замораживание, и в зависимости от конкретных инструкций производителя вместо этого замораживаются при температуре
от -15 до -50 °C. Среди обычно вводимых вакцин это включает только ветряную оспу и опоясывающий лишай, причем большинство других вакцин не охлаждаются.
Большинство невоспроизводящихся вакцин: инактивированные вирусы или бактерии, очищенные белковые субъединицы, углеводные антигены и рекомбинантные
субъединицы белковых антигенов вводятся вместе с адъювантами, такими как соли алюминия. Соли алюминия используются в вакцинах по всему миру уже почти
столетие, действуя для образования ионной связи с антигеном, представляющим интерес для вакцины, значительно улучшая стабильность и эффективность.
В более поздние годы была обнаружена дополнительная потенциально чрезвычайно важная цель в использовании адъювантов соли алюминия, поскольку они,
по-видимому, помогают стимулировать усиленный иммунный ответ хозяина после введения вместе с вакциной. Соли алюминия действуют на моноциты, макрофаги
и гранулоциты, индуцируя цитокины, создавая местную иммуностимулирующую среду. Они также могут вызывать местный некроз стромальных клеток, вызывая
высвобождение мочевой кислоты, которая затем активирует инфламмасомы.
В любом случае соли алюминия очень чувствительны к повреждению при замораживании, так как циклы замораживания-оттаивания вызывают агрегацию и
осаждение коллоидных частиц. Высокие температуры практически не влияют на структуру алюминиевого геля.
Действительно, повреждения от замораживания часто гораздо более эффективны, чем повреждения, связанные с нагревом, для вакцин, хотя большинство производителей
рекомендуют не позволять им находиться при комнатной температуре более тридцати минут, за исключением некоторых особых случаев. При экстремальных температурах,
приближающихся и превышающих 45 °С, белки, присутствующие в вакцине, относительно быстро денатурируются, в конечном счете полностью теряя свою эффективность,
поскольку структура антигена больше не присутствует.
Кумар и др. (1982) обнаружили, что вакцина против столбняка может выживать при температуре 35 °С в течение нескольких недель, в то время как при температуре
45 °С она испытывает потерю эффективности на 5% в день в течение первых двух недель хранения. При воздействии температуры 60 °C вакцина оказывалась полностью
неэффективной через три-пять часов. И наоборот, при хранении при температуре 30 °С в течение двенадцати часов противостолбнячная вакцина теряла около 30% своей
эффективности.
Белки, присутствующие в вакцине, могут быть непосредственно повреждены циклами замораживания-оттаивания несколькими механизмами.
Во время быстрого замораживания образуются мелкие кристаллики льда, которые обязательно представляют большую площадь поверхности для белков и поэтому
с большей вероятностью вступают в контакт, вызывая повреждение и частичное раскрытие.
Более крупные кристаллы льда наносят более серьезные повреждения, поглощая белки и потенциально повреждая контейнер с вакциной. При оттаивании процесс
рекристаллизации оказывает на белки напряжение сдвига.
Хранение вакцин при низких температурах также уменьшает потребность в других консервантах и снижает риск бактериального роста внутри вакцины. В вакцине
могут присутствовать различные другие химические вещества, такие как следы антибиотиков в процессе производства, стабилизаторы, такие как сорбит, и регуляторы
кислотности, такие как гистидин, все из которых, в свою очередь, могут подвергаться воздействию экстремальных температур.
