Trong quá trình nghiên cứu để tạo ra một loại vaccine mới, các nhà khoa học sẽ cân nhắc đến nhiều yếu tố như cách hệ thống miễn dịch phản ứng với tác nhân gây bệnh, đối tượng cần tiêm phòng, công nghệ và cách tiếp cận tốt nhất để tạo ra vaccine. Dựa vào các yếu tố này, vaccine được chia ra thành nhiều loại với những cơ chế hoạt động khác nhau.

Vaccine sống giảm độc lực

Đúng như tên gọi, loại vaccine này có chứa các virus hoặc vi khuẩn gây bệnh còn sống nhưng được làm cho yếu đi hoặc giảm độc lực.

Dù đã suy yếu nhưng vi sinh vật trong vaccine vẫn có khả năng kích hoạt phản ứng miễn dịch. Phản ứng này được duy trì cho đến khi virus hoặc vi khuẩn được loại bỏ khỏi cơ thể, có nghĩa là các "tế bào nhớ" sẽ có nhiều thời gian hơn để chống lại sự phát triển của mầm bệnh. Vì vậy, vaccine sống giảm độc lực có khả năng bảo vệ cơ thể trọn đời chỉ với 1 - 2 liều. Tuy nhiên, chúng thường không phù hợp với những người có hệ miễn dịch bị tổn thương, người mắc các bệnh lý mạn tính hoặc người đã từng cấy ghép nội tạng.

Một số vaccine sống giảm độc lực phổ biến có thể kể đến như: vaccine sởi, quai bị, rubella (vaccine phối hợp MMR), vaccine ngừa rotavirus, vaccine đậu mùa, vaccine thủy đậu, vaccine sốt vàng.

Vaccine bất hoạt

Với loại vaccine này, các nhà khoa học sẽ sử dụng hóa chất, nhiệt hoặc bức xạ để phá hủy vật chất di truyền của vi sinh vật gây bệnh, khiến chúng trở nên bất hoạt thay vì làm suy yếu hoặc giảm độc lực. Vaccine bất hoạt chỉ kích hoạt phản ứng miễn dịch qua trung gian kháng thể, vì vậy phản ứng này sẽ yếu và tồn tại trong thời gian ngắn hơn so với khi tiêm vaccine sống giảm độc lực. Để khắc phục vấn đề trên, vaccine bất hoạt thường được tiêm nhắc lại 2 - 3 liều hoặc dùng cùng chất bổ trợ (chất kích thích hệ miễn dịch). Tuy nhiên, loại vaccine này có một ưu điểm là an toàn hơn khi sử dụng cho người có hệ miễn dịch bị tổn thương.

Vaccine ngừa viêm gan A, cúm, bại liệt, dại là các loại vaccine được bào chế theo phương pháp bất hoạt vi sinh vật.

Vaccine dùng virus trung gian

Để tạo ra vaccine dùng virus trung gian, các nhà nghiên cứu sẽ đưa một thành phần cụ thể của virus gây bệnh (thường là protein) vào bên trong cấu trúc của một virus an toàn. Virus an toàn sẽ đóng vai trò như một vectơ giúp đưa protein của virus gây bệnh vào trong cơ thể. Lúc này, chính protein sẽ kích hoạt phản ứng miễn dịch.

Vaccine Ebola là một ví dụ điển hình của loại vaccine dùng virus trung gian. Hiện nay, công nghệ này cũng được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu và phát triển vaccine ngừa Covid-19.

Vaccine tiểu đơn vị

Thay vì chứa toàn bộ virus hoặc vi khuẩn, vaccine tiểu đơn vị chỉ lựa chọn đặc biệt các mảnh tinh khiết (các tiểu đơn vị) có khả năng kích thích tế bào miễn dịch từ những mầm bệnh này để đưa vào cơ thể. Các tiểu đơn vị có thể là protein hoặc đường (polysaccharide).

Hầu hết các loại vaccine trong lịch tiêm chủng cho trẻ em như vaccine ho gà, bạch hầu, uốn ván và viêm màng não mô cầu đều có thể được bào chế theo công nghệ này. Ngoài ra, một số vaccine khác cũng thuộc nhóm vaccine tiểu đơn vị như vaccine ngừa viêm gan B, zona, bệnh do HPV, phế cầu khuẩn hoặc vi khuẩn Hib gây ra.

Vaccine giải độc tố

Trong nhiều trường hợp, vi khuẩn hoặc virus không phải là nguyên nhân trực tiếp gây bệnh mà là các độc tố mà chúng sản sinh ra. Chính lượng độc tố này sẽ đi vào máu và dẫn đến các triệu chứng của bệnh.

Vaccine giải độc tố được bào chế dựa trên các độc tố mà mầm bệnh (đa số là vi khuẩn) sản sinh ra. Thay vì chống lại toàn bộ vi sinh vật, cơ thể sẽ kích hoạt các phản ứng miễn dịch đặc hiệu để chống lại các độc tố này.

Một số vaccine ngừa bạch hầu và uốn ván có thể thuộc nhóm vaccine giải độc tố.

Vaccine axit nucleic

Không sử dụng toàn bộ hoặc một phần của mầm bệnh như các loại vaccine khác, vaccine axit nucleic chỉ sử dụng chất liệu di truyền từ virus hoặc vi khuẩn để kích thích đáp ứng miễn dịch chống lại chúng. Các chất liệu di truyền được sử dụng là DNA và mRNA của vi sinh vật.

Vaccine loại này sẽ cung cấp các hướng dẫn để giúp tế bào cơ thể người tạo ra protein cụ thể (tương tự protein của mầm bệnh) mà hệ thống miễn dịch có thể nhận ra và đáp ứng.

Đây là một kỹ thuật tương đối mới và hiện đang được sử dụng để phát triển vaccine chống lại nhiều bệnh lý khác nhau như HIV, zika... Đặc biệt, một số vaccine mRNA đã và được được cấp phép sử dụng để phòng ngừa Covid-19.