wera Rodsawang / Getty Images
Kluczowe wnioski
- Nowa szczepionka messenger RNA (mRNA) stała się pierwszą szczepionką COVID-19 dopuszczoną do użytku w nagłych wypadkach w Stanach Zjednoczonych
- Naukowcy pracują nad 10 różnymi istniejącymi modelami szczepionek, aby stworzyć szczepionki COVID-19
- Szczepionka musi być co najmniej w 70% skuteczna, aby wykorzenić COVID-19
- Szybkie śledzenie szczepionki oznacza ominięcie zabezpieczeń
Wyścig o znalezienie bezpiecznej i skutecznej szczepionki przeciwko COVID-19 (choroba koronawirusa 2019) jest bez precedensu we współczesnej historii medycyny. Nie od czasu pandemii AIDS, jeśli w latach 80. i 90. naukowcy, rządy i przedsiębiorstwa zjednoczyły się w skoordynowanym wysiłku, aby dzielić się wiedzą i zasobami, które mogą pewnego dnia doprowadzić do opracowania w pełni ochronnej szczepionki.
Podobnie jak w przypadku pandemii AIDS, naukowcy muszą się wiele dowiedzieć o wirusie.
Ale jest nadzieja. Według stanu na grudzień 2020 r. Nie mniej niż 233 kandydatów na szczepionki było w trakcie aktywnego rozwoju w Ameryce Północnej, Europie i Azji, w celu wprowadzenia co najmniej jednej szczepionki na rynek do 2021 r.
11 grudnia Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) wydała zezwolenie na stosowanie w nagłych wypadkach kandydata na szczepionkę COVID-19, opracowaną wspólnie przez firmy Pfizer i BioNTech. Takie awaryjne zastosowanie zostało zatwierdzone dla osób w wieku 16 lat i starszych. Kolejny kandydat na szczepionkę COVID-19 z firmy Moderna uzyskał zezwolenie na stosowanie w nagłych wypadkach 18 grudnia. Obie szczepionki są nowymi szczepionkami informacyjnymi RNA (mRNA), które zawierają instrukcje genetyczne dla naszych komórek odpornościowych, aby uczynić część białka wyzwalającego odpowiedź immunologiczną na COVID -19.
Dlaczego to ma znaczenie
Choć wyzwania mogą się wydawać, szczepionka pozostaje najskuteczniejszym sposobem zapobiegania globalnym blokadom i środkom dystansowania społecznego, które zdefiniowały wczesną pandemię COVID-19.
Cele i wyzwania
Sama oś czasu stawia ogromne wyzwania. Biorąc pod uwagę, że opracowanie szczepionek zajmuje średnio 10,71 lat od rozpoczęcia badań przedklinicznych do ostatecznego zatwierdzenia przez organy regulacyjne, zadaniem naukowców jest skrócenie harmonogramu w sposób, który jest w dużej mierze niespotykany w badaniach nad szczepionkami.
Aby szczepionka została uznana za wykonalną, musi być bezpieczna, niedroga, stabilna, łatwa do wyprodukowania na skalę produkcyjną i łatwa do podania jak największej liczbie z 7,8 miliarda ludzi żyjących na planecie.
Jednocześnie, jeśli szczepionka ma zakończyć pandemię, musi mieć wysoki poziom skuteczności, nawet wyższy niż szczepionka przeciw grypie. Wszystko poza tym może zahamować rozprzestrzenianie się infekcji, ale ich nie powstrzyma.
Tylko 6% opracowywanych szczepionek przechodzi od badań przedklinicznych do wprowadzenia na rynek.
Skuteczność szczepionki
Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), aby szczepionka całkowicie wyeliminowała COVID-19, musi być nie mniej niż 70% skuteczna w populacji i zapewniać trwałą ochronę przez co najmniej rok. Na tym poziomie wirus byłby mniej zdolny do mutacji podczas przenoszenia się z osoby na osobę i bardziej prawdopodobne, że wytworzyłby odporność zbiorową (w której duże sektory populacji rozwijają odporność immunologiczną na wirusa).
Te kryteria są niezwykle ambitne, ale nie niemożliwe.
Przy 60% skuteczności WHO twierdzi, że epidemie nadal będą występować, a odporność stada nie zwiększy się wystarczająco agresywnie, aby zakończyć pandemię.
Szczepionka COVID-19 o 50% skuteczności, choć korzystna dla osób z grupy wysokiego ryzyka, nie zapobiegłaby epidemiom ani nie zmniejszyłaby stresu w systemach opieki zdrowotnej pierwszej linii w przypadku wybuchu epidemii.
Na przykład skuteczność szczepionki przeciw grypie wynosiła mniej niż 45% w sezonie grypowym 2019-2020, według Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Niektóre z poszczególnych składników szczepionki były skuteczne tylko w 37%.
Szczepionki mRNA przeciwko COVID-19
Firma Pfizer ogłosiła 18 listopada, że jej badanie fazy III szczepionek wykazało 95% skuteczność przeciwko COVID-19. 30 listopada Moderna ogłosiła, że badanie fazy III szczepionki wykazało 94% ogólną skuteczność przeciwko COVID-19, a także 100% skuteczność przeciwko ciężkiej chorobie . Wzajemna ocena tych prób jest nadal w toku.
Władze ds. Zdrowia mogą zatwierdzić szczepionkę o niższej niż optymalnej skuteczności, jeśli korzyści (szczególnie dla osób starszych i ubogich) przewyższają ryzyko.
Koszt
Szczepionki nie można uznać za wykonalną, jeśli nie jest dostępna.
W przeciwieństwie do szczepionki przeciw grypie, która jest produkowana masowo poprzez wstrzyknięcie wirusa do jaj kurzych, ani COVID-19, ani żaden z jego kuzynów koronawirusa (takich jak SARS i MERS) nie mogą być rozmnażani w jajach. Dlatego potrzebna jest zupełnie nowa technologia produkcji, aby dopasować wielkość produkcji corocznej szczepionki przeciw grypie, z której w USA dostarczanych jest rocznie ponad 190 milionów dawek.
Nowe szczepionki genetyczne, w tym kandydaci na szczepionki Pfizer-BioNTech i Moderna, są opracowywane w probówkach lub zbiornikach. Nie trzeba ich hodować w jajach lub komórkach, co oszczędza czas i koszty w rozwoju. Chociaż jest to pierwszy raz, kiedy byłyby produkowane masowo, tak pełne koszty, a wiele logistyki jest wciąż nieznanych.
Stany Zjednoczone mają kontrakty na zakup dawek kandydatów na szczepionki mRNA od Pfizer-BioNTech i Moderna, ale koszty i dostępność tych i innych szczepionek w wielu krajach na całym świecie jest nadal nieokreślona.
Rząd USA ma kontrakt z Pfizer i BioNTech na początkowe zamówienie na 100 milionów dawek za 1,95 miliarda dolarów oraz prawa do nabycia do 500 milionów dodatkowych dawek. Osoby, które otrzymają szczepionkę, otrzymują ją bezpłatnie. Szczepionka otrzymała również zezwolenie na stosowanie w trybie pilnym w Wielkiej Brytanii, Bahrajnie, Arabii Saudyjskiej, Kanadzie i Meksyku.
Rząd federalny ma kontrakt z firmą Moderna na kwotę 1,5 miliarda dolarów na 100 milionów dawek szczepionki i opcję nabycia dodatkowych 400 milionów dawek (zażądał już dodatkowych 100 milionów). Pomógł również sfinansować jego rozwój kontraktem o wartości 955 milionów dolarów, co daje początkową sumę 2,48 miliarda dolarów. Jeśli otrzyma awaryjne zezwolenie, zostanie ono również bezpłatnie przekazane mieszkańcom USA.
Dystrybucja
Po opracowaniu szczepionek COVID-19 kolejnym wyzwaniem jest ich uczciwa dystrybucja, zwłaszcza jeśli zdolności produkcyjne są ograniczone. Wymaga to szeroko zakrojonych badań epidemiologicznych w celu ustalenia, które populacje są najbardziej narażone na zachorowanie i śmierć.
Aby ominąć te obawy, niektórzy eksperci zalecili skierowanie funduszy na wypróbowane i prawdziwe modele szczepionek, które są bardziej skalowalne niż eksperymentalne, które mogą wymagać miliardów dolarów inwestycji strukturalnych, zanim pierwszy przydział szczepionki zostanie w pełni przydzielony. wyprodukowane.
Poczyniono jednak duże inwestycje w te eksperymentalne, nawet jeśli stanowią one wyzwanie dla dystrybucji masowej, w tym potencjalne koszty i wymagania dotyczące ultra niskich temperatur dla szczepionki Pfizer-BioNTech, które wymagają specjalistycznych zamrażarek.
Pfizer i BioNTech planują globalną produkcję do 50 milionów dawek w 2020 r. I do 1,3 miliarda dawek do końca 2021 r. Moderna przewiduje produkcję około 20 milionów dawek gotowych do wysyłki w USA do końca 2021 r. 2020 i globalna produkcja od 500 milionów do 1 miliarda dawek w 2021 roku.
Dylematy etyczne
Szybkie śledzenie szczepionki minimalizuje niektóre kontrole i salda mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa ludziom. Nie oznacza to, że jest to niemożliwe. Wymaga po prostu większego nadzoru ze strony organów regulacyjnych, takich jak WHO, National Institutes of Health (NIH), Europejska Agencja Leków (EMA) i chińska Agencja ds.Żywności i Leków (CFDA), między innymi, aby zapewnić bezpieczne prowadzenie badań. i etycznie.
Nawet przy większym nadzorze regulacyjnym, wyścig o wyprodukowanie gotowej do wprowadzenia na rynek szczepionki w ciągu dwóch lat wzbudził obawy wśród etyków, którzy twierdzą, że nie można szybko opracować szczepionkiibezpiecznie.
Na przykład „badania prowokacyjne” obejmują rekrutację wcześniej niezakażonych, zdrowych, młodych dorosłych, którzy są bezpośrednio narażeni na COVID-19 po zaszczepieniu kandydatem na szczepionkę. Jeśli szczepionka prowokacyjna okaże się bezpieczna i skuteczna w tej niskiego ryzyka następnym krokiem będzie rekrutacja osób dorosłych z grupy podwyższonego ryzyka w tradycyjnym badaniu z podwójnie ślepą próbą. Chociaż takie wyzwania są wykorzystywane w przypadku mniej śmiertelnych chorób, takich jak grypa, celowe narażanie ludzi na COVID-19 jest znacznie bardziej ryzykowne.
Ponieważ badania nad COVID-19 przechodzą od badań przedklinicznych do większych badań na ludziach, takie dylematy będą wywierać presję na organy regulacyjne, aby zdecydować, które ryzyko na tej nowej granicy jest „akceptowalne”, a które nie.
Gdzie zacząć
Naukowcy nie zaczynają od zera, opracowując modele szczepionek COVID-19 (zwane platformami). Istnieją nie tylko skuteczne szczepionki oparte na pokrewnych wirusach, ale także eksperymentalne, które wykazały częściową ochronę przed koronawirusami, takimi jak MERS i SARS.
COVID-19 należy do dużej grupy wirusów zwanych wirusami RNA, które obejmują Ebola, wirusowe zapalenie wątroby typu C, HIV, grypę, odrę, wściekliznę i wiele innych chorób zakaźnych. Są one dalej podzielone na:
- Wirusy RNA z grupy IV: obejmują koronawirusy, wirusy zapalenia wątroby, flawiwirusy (związane z żółtą febrą i gorączką Zachodniego Nilu), wirus polio i rinowirusy (jeden z kilku powszechnych wirusów przeziębienia
- Coronaviridae: rodzina wirusów RNA z grupy IV, która obejmuje cztery szczepy koronawirusa związane z przeziębieniem i trzy, które powodują ciężkie choroby układu oddechowego (MERS, SARS i COVID-19)
Wgląd w te wirusy, jakkolwiek niewielki, może dostarczyć badaczom dowodów potrzebnych do zbudowania i przetestowania ich platform. Nawet jeśli platforma zawiedzie, może skierować badaczy w kierunku bardziej opłacalnych.
Nawet wśród wielu wirusów RNA z grupy IV, tylko kilka szczepionek (polio, różyczka, zapalenie wątroby typu A, zapalenie wątroby typu B) zostało opracowanych od czasu pierwszej szczepionki przeciwko żółtej febrze w 1937 roku. Jak dotąd nie ma szczepionek przeciwko koronawirusom. które są w pełni zatwierdzone i licencjonowane w Stanach Zjednoczonych.
Modele rozwoju szczepionek
Wyścig w celu znalezienia skutecznej szczepionki COVID-19 jest koordynowany w dużej mierze przez WHO i globalnych partnerów, takich jak niedawno utworzona Koalicja na rzecz innowacji w zakresie gotowości na epidemię (CEPI). Rolą tych organizacji jest nadzorowanie środowiska badawczego w celu skierowania zasobów do najbardziej obiecujących kandydatów.
CEPI przedstawił różne platformy, na których można rozwijać COVID-19. Niektóre z nich to zaktualizowane modele oparte na szczepionkach przeciwko polio Salka i Sabina z lat 50. i 60. Inne to szczepionki nowej generacji, które opierają się na inżynierii genetycznej lub nowatorskich systemach dostarczania (zwanych wektorami) do celowania w komórki oddechowe.
szczepionki białkowe
Każda z proponowanych platform ma zalety i wady. Niektóre typy szczepionek są łatwo wytwarzane na skalę produkcyjną, ale ich odpowiedź jest bardziej uogólniona (a zatem istnieje mniejsze prawdopodobieństwo, że osiągną wskaźniki skuteczności potrzebne do zakończenia pandemii). Inne nowsze modele mogą wywołać silniejszą reakcję, ale niewiele wiadomo o tym, ile może kosztować szczepionka lub czy można ją wyprodukować na skalę globalną.
Spośród 10 platform szczepionkowych przedstawionych przez CEPI pięć nigdy nie wyprodukowało skutecznej szczepionki dla ludzi. Mimo to niektórzy (jak platforma szczepionek DNA) stworzyli skuteczne szczepionki dla zwierząt.
Proces rozwoju szczepionki
Nawet jeśli etapy opracowywania szczepionek zostaną skompresowane, proces zatwierdzania szczepionek COVID-19 pozostanie mniej więcej taki sam. Etapy można podzielić w następujący sposób:
- Stadium przedkliniczne
- Rozwój kliniczny
- Przegląd i zatwierdzenie regulacyjne
- Produkcja
- Kontrola jakości
Etap przedkliniczny to okres, w którym badacze gromadzą dane dotyczące wykonalności i bezpieczeństwa, wraz z dowodami z poprzednich badań, w celu przedłożenia rządowym organom regulacyjnym w celu zatwierdzenia testów. W Stanach Zjednoczonych FDA nadzoruje ten proces. Inne kraje lub regiony mają własne organy regulacyjne.
Rozwój kliniczny to etap, na którym prowadzone są rzeczywiste badania na ludziach. Istnieją cztery fazy:
- Faza I ma na celu znalezienie najlepszej dawki z najmniejszą liczbą skutków ubocznych. Szczepionka zostanie przetestowana na małej grupie liczącej mniej niż 100 uczestników. Około 70% szczepionek przechodzi przez ten początkowy etap.
- Faza II rozszerza badanie na kilkuset uczestników w oparciu o dawkę uważaną za bezpieczną. Podział uczestników będzie odpowiadał ogólnej demografii osób zagrożonych COVID-19. Mniej więcej jedna trzecia kandydatów do Fazy II przejdzie do Fazy III.
- Faza III obejmuje tysiące uczestników w wielu lokalizacjach, którzy są losowo wybierani w celu otrzymania prawdziwej szczepionki lub placebo. Badania te są zazwyczaj podwójnie zaślepione, więc ani badacze, ani uczestnicy nie wiedzą, która szczepionka jest podawana. Na tym etapie zawodzi większość szczepionek.
- Faza IV ma miejsce po zatwierdzeniu szczepionki i trwa przez kilka lat w celu oceny rzeczywistej skuteczności i bezpieczeństwa szczepionki. Ta faza jest również nazywana „nadzorem po wprowadzeniu do obrotu”.
Szczepionki COVID-19: bądź na bieżąco z dostępnymi szczepionkami, kto może je otrzymać i jak są bezpieczne.
wyczucie czasu
Choć proces jest prosty, poza niepowodzeniem szczepionki jest kilka rzeczy, które mogą wydłużyć proces o miesiące lub lata. Wśród nich jest wyczucie czasu. Chociaż kandydat na szczepionkę powinien być idealnie przebadany podczas aktywnej epidemii, może być trudno wiedzieć, gdzie i kiedy może się ona pojawić.
Nawet w najbardziej dotkniętych obszarach, takich jak Nowy Jork i Wuhan w Chinach, gdzie dalszy wybuch wydaje się nieuchronny, urzędnicy zdrowia publicznego mogą interweniować, aby zapobiegać chorobom, stosując środki takie jak wymóg ponownej izolacji. Jest to ważne dla zachowania zdrowia ludzi, ale może przedłużyć próby szczepień o cały sezon lub rok.
Kandydaci do szczepionek w przygotowaniu
Od grudnia 2020 r. 56 kandydatów na szczepionki zostało zatwierdzonych do badań klinicznych, a ponad 165 znajduje się na etapie przedklinicznym, oczekującym na zatwierdzenie przez organ regulacyjny.
Spośród platform zatwierdzonych do testów szczepionki inaktywowane należą do najpowszechniejszych. Obejmuje to podjednostki białkowe, które wykorzystują antygeny (składniki, które najlepiej stymulują układ odpornościowy) zamiast całego wirusa, oraz szczepionki inaktywowane całokomórkowe, z których niektóre wykorzystują środki „wzmacniające”, takie jak aluminium, w celu zwiększenia odpowiedzi przeciwciał.
Szczepionki RNA i DNA są również dobrze reprezentowane, podobnie jak szczepionki wektorowe, które wykorzystują dezaktywowane wirusy przeziębienia do przenoszenia środków szczepionkowych bezpośrednio do komórek.
Dodatkowe platformy obejmują cząsteczki wirusopodobne, szczepionki wektorowe w połączeniu z komórkami prezentującymi antygen oraz żywą atenuowaną szczepionkę, która wykorzystuje osłabioną, żywą postać COVID-19 do stymulowania odpowiedzi immunologicznej.
(Zjednoczone Królestwo)
(Chiny)
(Stany Zjednoczone)
(Stany Zjednoczone)
(Stany Zjednoczone)
(Chiny)
(Chiny)
(Chiny)
(Stany Zjednoczone)
(Chiny)
(Stany Zjednoczone)
.jpg)
-for-breast-cancer.jpg)
