Geber86 / E + / Getty Images
Wkrótce po pierwszym pojawieniu się nowego koronawirusa (SARS-CoV-2), który powoduje COVID-19, naukowcy rozpoczęli prace nad opracowaniem szczepionek, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się infekcji i zakończyć pandemię. To było ogromne zadanie, ponieważ początkowo niewiele wiedziano o wirusie i na początku nie było nawet jasne, czy szczepionka będzie możliwa.
Od tego czasu naukowcy poczynili bezprecedensowe postępy, opracowując wiele szczepionek, które ostatecznie mogą być wykorzystane w znacznie szybszych ramach czasowych niż kiedykolwiek wcześniej w przypadku jakiejkolwiek wcześniejszej szczepionki. Wiele różnych zespołów komercyjnych i niekomercyjnych na całym świecie stosuje pewne nakładające się i różne metody podejścia do problemu.
Ogólny proces rozwoju szczepionki
Rozwój szczepionki przebiega w ostrożnej serii etapów, aby upewnić się, że produkt końcowy jest zarówno bezpieczny, jak i skuteczny. Najpierw jest faza badań podstawowych i badań przedklinicznych na zwierzętach. Następnie szczepionki wchodzą do małych badań fazy 1, z naciskiem na bezpieczeństwo, a następnie większych badań fazy 2, z naciskiem na skuteczność.
Następnie przychodzą znacznie większe badania III fazy, w których badane są dziesiątki tysięcy pacjentów zarówno pod kątem skuteczności, jak i bezpieczeństwa. Jeśli w tym momencie wszystko nadal wygląda dobrze, szczepionkę można przesłać do Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) w celu przeglądu i potencjalnego uwolnienia.
W przypadku COVID-19 CDC najpierw wypuszcza kwalifikujące się szczepionki w ramach specjalnego statusu zezwolenia na użycie w sytuacjach nadzwyczajnych (EUA). Oznacza to, że będą dostępne dla niektórych członków społeczeństwa, mimo że nie przeszli tak obszernych badań, jak jest to wymagane do uzyskania standardowego zatwierdzenia przez FDA.
Nawet po wypuszczeniu szczepionek na podstawie zezwolenia na stosowanie w sytuacjach nadzwyczajnych FDA i Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) będą nadal monitorować wszelkie nieoczekiwane obawy dotyczące bezpieczeństwa.
Szczepionki COVID-19: bądź na bieżąco z dostępnymi szczepionkami, kto może je otrzymać i jak są bezpieczne.
Aktualizacja szczepionki COVID-19
Szczepionka COVID-19 opracowana przez Pfizer i BioNTech uzyskała zezwolenie na użycie w sytuacjach nadzwyczajnych w dniu 11 grudnia 2020 r. Na podstawie danych z badań fazy 3. W ciągu tygodnia szczepionka sponsorowana przez Moderna otrzymała EUA od FDA na podstawie dane dotyczące skuteczności i bezpieczeństwa w badaniach fazy 3.
Szczepionka Johnson & Johnson COVID-19 firmy farmaceutycznej Janssen jest w fazie 3 badań i 4 lutego złożyła wniosek o EUA. FDA ma zaplanowane spotkanie w celu omówienia tej kwestii 26 lutego.
AstraZeneca również opublikowała wstępne informacje na temat swoich badań w fazie 3, ale nie złożyła jeszcze wniosku o EUA od FDA.
Od lutego 2021 roku ponad 70 różnych szczepionek na całym świecie weszło do badań klinicznych na ludziach, a jeszcze więcej szczepionek jest nadal w fazie przedklinicznej (w badaniach na zwierzętach i innych badaniach laboratoryjnych).
W Stanach Zjednoczonych kolejny kandydat na szczepionkę COVID-19 firmy Novavax jest również w fazie badań 3. Na całym świecie trwa około tuzina innych badań fazy 3. Jeśli wykażą skuteczność i bezpieczeństwo, więcej opracowywanych szczepionek może ostatecznie zostać wypuszczonych.
Mimo że szczepionki COVID-19 zostały wypuszczone przez FDA, nie każdy będzie mógł otrzymać szczepionkę od razu, ponieważ nie wystarczy. Pierwszeństwo będą miały określone osoby, takie jak osoby pracujące w służbie zdrowia, mieszkańcy placówek opieki długoterminowej, pracownicy pierwszej linii oraz osoby dorosłe w wieku 65 lat i starsze.
Wraz z pojawieniem się większej liczby szczepionek i zdobyciem jeszcze większej ilości informacji na temat bezpieczeństwa i skuteczności, więcej osób będzie mogło otrzymać te szczepionki.
Jak ogólnie działają szczepionki?
Wszystkie szczepionki przeznaczone do zwalczania nowej choroby koronawirusowej mają pewne podobieństwa. Wszystkie mają pomóc ludziom rozwinąć odporność na wirusa wywołującego objawy COVID-19. W ten sposób, jeśli dana osoba zostanie narażona na wirusa w przyszłości, będzie miała znacznie zmniejszone ryzyko zachorowania.
Aktywacja układu odpornościowego
Aby zaprojektować skuteczne szczepionki, naukowcy wykorzystują naturalne siły układu odpornościowego organizmu. Układ odpornościowy to złożony zestaw komórek i układów, które działają w celu identyfikacji i eliminacji organizmów zakaźnych (takich jak wirusy) w organizmie.
Robi to na wiele różnych złożonych sposobów, ale specyficzne komórki odpornościowe zwane komórkami T i B odgrywają ważną rolę. Komórki T identyfikują określone białka wirusa, wiążą je i ostatecznie zabijają wirusa. Komórki B odgrywają kluczową rolę w wytwarzaniu przeciwciał, małych białek, które również neutralizują wirusa i pomagają zapewnić jego zniszczenie.
Jeśli organizm napotka nowy typ infekcji, komórki te potrzebują trochę czasu, aby nauczyć się identyfikować swój cel. To jeden z powodów, dla których powrót do zdrowia po pierwszym zachorowaniu zajmuje trochę czasu.
Limfocyty T i komórki B również odgrywają ważną rolę w długotrwałej odporności ochronnej. Po infekcji niektóre długowieczne limfocyty T i B są przygotowywane do natychmiastowego rozpoznawania określonych białek wirusa.
Tym razem, jeśli zobaczą te same wirusowe białka, od razu przystąpią do pracy. Zabijają wirusa i blokują reinfekcję, zanim zdarzy się, że zachorujesz. W niektórych przypadkach możesz trochę zachorować, ale nie tak, jak za pierwszym razem, gdy zostałeś zarażony.
Aktywacja długoterminowej odporności przez szczepionki
Szczepionki, takie jak szczepionki zapobiegające COVID-19, pomagają Twojemu organizmowi rozwinąć długoterminową odporność ochronną bez konieczności uprzedniego przechodzenia przez aktywną infekcję. Szczepionka wystawia twój układ odpornościowy na działanie czegoś, co pomaga mu rozwinąć te specjalne limfocyty T i B, które potrafią rozpoznawać i atakować wirusa - w tym przypadku wirusa wywołującego COVID-19.
W ten sposób, jeśli w przyszłości zostaniesz narażony na działanie wirusa, komórki te natychmiast zaatakują wirusa. Z tego powodu prawdopodobieństwo wystąpienia poważnych objawów COVID-19 będzie znacznie mniejsze i możesz nie mieć żadnych objawów. Te szczepionki COVID-19 różnią się sposobem interakcji z układem odpornościowym w celu uzyskania tej ochronnej odporności.
Opracowywane szczepionki przeciwko COVID-19 można podzielić na dwie nadrzędne kategorie:
- Klasyczne szczepionki: obejmują one szczepionki z żywymi (osłabionymi) wirusami, szczepionki z inaktywowanymi wirusami i szczepionki podjednostkowe na bazie białka.
- Platformy szczepionek nowej generacji: obejmują one szczepionki na bazie kwasów nukleinowych (takie jak te oparte na mRNA) i szczepionki na wektory wirusowe.
Do wytworzenia prawie wszystkich szczepionek dla ludzi znajdujących się obecnie na rynku zastosowano klasyczne metody szczepień. Z pięciu szczepionek COVID-19, które rozpoczęły się w III fazie testów w USA w grudniu 2020 r., Wszystkie oprócz jednej są oparte na tych nowszych metodach.
Szczepionki z żywymi (osłabionymi) wirusami
Te szczepionki są klasycznym typem.
Jak są zrobione
Szczepionka z żywym wirusem wykorzystuje wirus, który jest nadal aktywny i żywy, aby wywołać odpowiedź immunologiczną. Jednak wirus został zmieniony i poważnie osłabiony, tak że powoduje niewiele, jeśli w ogóle, objawów. Przykładem szczepionki zawierającej żywe, osłabione wirusy, którą zna wiele osób, jest szczepionka przeciwko odrze, śwince i różyczce (MMR) podawana w dzieciństwie.
Zalety i wady
Ze względu na to, że nadal mają żywy wirus, te typy szczepionek wymagają bardziej rozległych testów bezpieczeństwa i mogą być bardziej skłonne do wywoływania znaczących zdarzeń niepożądanych w porównaniu ze szczepionkami wykonanymi innymi metodami.
Takie szczepionki mogą nie być bezpieczne dla osób, które mają osłabiony układ odpornościowy z powodu przyjmowania pewnych leków lub z powodu pewnych schorzeń. Aby zachować żywotność, wymagają również starannego przechowywania.
Jednak jedną z zalet szczepionek zawierających żywe wirusy jest to, że mają one tendencję do wywoływania bardzo silnej odpowiedzi immunologicznej, która utrzymuje się przez długi czas. Zaprojektowanie jednorazowej szczepionki z żywą szczepionką wirusową jest łatwiejsze niż w przypadku niektórych innych typów szczepionek.
Jest również mniej prawdopodobne, że szczepionki te będą wymagały zastosowania dodatkowego adiuwanta - środka poprawiającego odpowiedź immunologiczną (ale który może również wiązać się z własnym ryzykiem wystąpienia skutków ubocznych).
Szczepionki przeciwko inaktywowanym wirusom
To także klasyczne szczepionki.
Jak są zrobione
Szczepionki inaktywowane były jednymi z pierwszych stworzonych rodzajów szczepionek ogólnych, które są wytwarzane przez zabijanie wirusa (lub innego rodzaju patogenu, takiego jak bakteria). Wtedy umarli,nieaktywnewirus jest wstrzykiwany do organizmu.
Ponieważ wirus jest martwy, tak naprawdę nie może cię zarazić, nawet jeśli jesteś osobą, która ma podstawowy problem z układem odpornościowym. Ale układ odpornościowy nadal jest aktywowany i wyzwala długoterminową pamięć immunologiczną, która pomaga chronić Cię, jeśli kiedykolwiek zostaniesz narażony w przyszłości. Przykładem szczepionki inaktywowanej w USA jest ta stosowana przeciwko wirusowi polio.
Zalety i wady
Szczepionki zawierające inaktywowane wirusy zwykle wymagają wielu dawek. Mogą również nie wywoływać tak silnej odpowiedzi jak żywa szczepionka i mogą wymagać powtarzania dawek przypominających z czasem. Są również bezpieczniejsze i bardziej stabilne w pracy niż szczepionki zawierające żywe wirusy.
Jednak praca zarówno z inaktywowanymi szczepionkami wirusowymi, jak i szczepionkami z osłabionymi wirusami wymaga specjalistycznych protokołów bezpieczeństwa. Ale obaj mają dobrze ugruntowane ścieżki rozwoju i produkcji produktów.
Opracowywane są szczepionki przeciwko COVID-19
Żadna szczepionka poddawana próbom klinicznym w USA nie wykorzystuje żywych lub inaktywowanych wirusów. Jednak za granicą (w Chinach i Indiach) odbywa się kilka badań fazy 3, w ramach których opracowywane są szczepionki z inaktywowanymi wirusami, a co najmniej jedna szczepionka jest opracowywana z wykorzystaniem metody szczepionki żywej.
Szczepionki podjednostkowe na bazie białka
Są to również klasyczne szczepionki, chociaż w tej kategorii pojawiło się kilka nowszych innowacji.
Jak są zrobione
Zamiast używać inaktywowanego lub osłabionego wirusa, szczepionki te wykorzystujączęśćpatogenu w celu wywołania odpowiedzi immunologicznej.
Naukowcy starannie wybierają niewielką część wirusa, która najlepiej pobudzi układ odpornościowy. W przypadku COVID-19 oznacza to białko lub grupę białek. Istnieje wiele różnych typów szczepionek podjednostkowych, ale wszystkie stosują tę samą zasadę.
Czasami określone białko, które uważa się za dobry czynnik pobudzający układ odpornościowy, jest oczyszczane z żywego wirusa. Innym razem naukowcy sami syntetyzują białko (do takiego, które jest prawie identyczne z białkiem wirusa).
To syntetyzowane w laboratorium białko nazywane jest białkiem „rekombinowanym”. Na przykład szczepionka przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B jest wytwarzana z tego typu specyficznego typu szczepionki zawierającej podjednostki białkowe.
Możesz również usłyszeć o innych specyficznych typach szczepionek podjednostkowych białek, takich jak te oparte na cząsteczkach wirusopodobnych (VLP). Obejmują one wiele białek strukturalnych wirusa, ale żaden z jego materiału genetycznego. Przykładem tego typu szczepionki jest szczepionka stosowana w zapobieganiu wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV).
W przypadku COVID-19 prawie wszystkie szczepionki są skierowane przeciwko konkretnemu białku wirusowemu zwanemu białkiem szczytowym, które wydaje się wywoływać silną odpowiedź immunologiczną. Kiedy układ odpornościowy napotyka białko szczytowe, reaguje tak, jakby był widząc samego wirusa.
Te szczepionki nie mogą wywołać żadnej aktywnej infekcji, ponieważ zawierają tylko wirusowe białko lub grupę białek, a nie pełną maszynerię wirusową potrzebną do replikacji wirusa.
Różne wersje szczepionki przeciw grypie stanowią dobry przykład różnych typów dostępnych klasycznych szczepionek. Dostępne są jego wersje, które są wykonane z żywego wirusa i wirusa inaktywowanego. Dostępne są również wersje szczepionki z podjednostkami białkowymi, zarówno te wykonane z oczyszczonego białka, jak i te wykonane z białka rekombinowanego.
Wszystkie te szczepionki przeciw grypie mają nieco inne właściwości pod względem skuteczności, bezpieczeństwa, drogi podania i wymagań dotyczących wytwarzania.
Zalety i wady
Jedną z zalet szczepionek z podjednostkami białkowymi jest to, że mają tendencję do wywoływania mniej skutków ubocznych niż szczepionki zawierające cały wirus (jak w przypadku osłabionych lub inaktywowanych szczepionek wirusowych).
Na przykład pierwsze szczepionki przeciwko krztuścowi w latach czterdziestych XX wieku wykorzystywały inaktywowane bakterie. Późniejsze szczepionki przeciw krztuścowi stosowały podejście podjednostkowe i znacznie rzadziej powodowały znaczące skutki uboczne.
Kolejną zaletą szczepionek z podjednostkami białkowymi jest to, że są one używane dłużej niż nowsze technologie szczepionek. Oznacza to, że ich bezpieczeństwo jest ogólnie lepiej ustalone.
Jednak szczepionki zawierające podjednostki białkowe wymagają zastosowania adiuwanta w celu wzmocnienia odpowiedzi immunologicznej, co może mieć swoje własne potencjalne działania niepożądane, a ich odporność może nie być tak długotrwała w porównaniu ze szczepionkami wykorzystującymi cały wirus. Ponadto ich opracowanie może zająć więcej czasu niż szczepionek wykorzystujących nowsze technologie.
Opracowywane szczepionki na COVID-19
Szczepionka Novavax COVID-19 jest rodzajem szczepionki podjednostkowej (wykonanej z rekombinowanego białka), która rozpoczęła się w grudniu 2020 r. W III fazie badań klinicznych w USA. Inni mogą wejść do fazy III badań w 2021 r.
Szczepionki na bazie kwasu nukleinowego
Nowsze technologie szczepionek opierają się na kwasach nukleinowych: DNA i mRNA. DNA to materiał genetyczny, który dziedziczysz po swoich rodzicach, a mRNA to rodzaj kopii tego materiału genetycznego, który jest używany przez twoją komórkę do wytwarzania białek.
Jak są zrobione
Szczepionki te wykorzystują niewielką część mRNA lub DNA zsyntetyzowane w laboratorium, aby ostatecznie wywołać odpowiedź immunologiczną. Ten materiał genetyczny zawiera kod konkretnego potrzebnego białka wirusa (w tym przypadku białka szpiku COVID-19).
Materiał genetyczny trafia do własnych komórek organizmu (przy użyciu określonych cząsteczek nośnikowych, które są również częścią szczepionki). Następnie komórki osoby wykorzystują tę informację genetyczną do wytworzenia właściwego białka.
To podejście brzmi o wiele bardziej przerażająco, niż jest w rzeczywistości. Twoje własne komórki zostaną wykorzystane do produkcji białka, które normalnie wytwarza wirus. Jednak wirus potrzebuje znacznie więcej, aby działać. Nie ma możliwości zarażenia się i zachorowania.
Niektóre z twoich komórek po prostu wytworzą niewielki wzrost białka COVID-19 (oprócz wielu innych białek, których organizm potrzebuje codziennie). To aktywuje twój układ odpornościowy, aby zacząć tworzyć ochronną odpowiedź immunologiczną.
Zalety i wady
Szczepionki DNA i mRNA mogą tworzyć bardzo stabilne szczepionki, które są bardzo bezpieczne dla producentów. Mają również duży potencjał w tworzeniu bardzo bezpiecznych szczepionek, które dają również silną i długotrwałą odpowiedź immunologiczną.
W porównaniu ze szczepionkami DNA, szczepionki mRNA mogą mieć jeszcze wyższy profil bezpieczeństwa. W przypadku szczepionek DNA istnieje teoretyczna możliwość, że część DNA może wniknąć do własnego DNA osoby. Zwykle nie stanowi to problemu, ale w niektórych przypadkach istnieje teoretyczne ryzyko mutacji, która może prowadzić do raka lub innych problemów zdrowotnych. Jednak szczepionki na bazie mRNA nie stanowią takiego teoretycznego ryzyka.
Jeśli chodzi o produkcję, ponieważ są to nowsze technologie, niektóre części świata mogą nie mieć możliwości wyprodukowania tych szczepionek. Jednak tam, gdzie są one dostępne, technologie te umożliwiają znacznie szybszą produkcję szczepionek niż wcześniejsze metody.
Częściowo ze względu na dostępność tych technik naukowcy mieli nadzieję, że uda się wyprodukować skuteczną szczepionkę COVID-19 o wiele szybciej niż miało to miejsce w przeszłości.
Opracowywane szczepionki na COVID-19
Od wielu lat naukowcy interesują się szczepionkami na bazie DNA i mRNA. W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy pracowali nad wieloma różnymi szczepionkami na bazie mRNA przeciwko chorobom zakaźnym, takim jak HIV, wścieklizna, Zika i grypa.
Jednak żadna z tych innych szczepionek nie osiągnęła etapu rozwoju prowadzącego do oficjalnego zatwierdzenia przez FDA do stosowania u ludzi. To samo dotyczy szczepionek opartych na DNA, chociaż niektóre z nich zostały zatwierdzone do użytku weterynaryjnego.
Zarówno szczepionki Pfizer, jak i Moderna COVID-19 są szczepionkami opartymi na mRNA. Kilka innych szczepionek opartych na DNA i mRNA przechodzi obecnie testy kliniczne na całym świecie.
Szczepionki Wirusowe Wektorów
Szczepionki z wektorami wirusowymi mają duże podobieństwo do szczepionek opartych na mRNA lub DNA. Po prostu używają innego sposobu dostarczania wirusowego materiału genetycznego do komórek osoby.
Szczepionki wirusowe wykorzystują część aróżnewirus, który został zmodyfikowany genetycznie, aby nie był zakaźny. Wirusy są szczególnie dobre w dostaniu się do komórek.
Z pomocąnieaktywnewirus (taki jak adenowirus) specyficzny materiał genetyczny kodujący białko wypustki COVID-19 jest wprowadzany do komórek. Podobnie jak w przypadku innych typów szczepionek z mRNA i DNA, komórka sama wytwarza białko, które wyzwala odpowiedź immunologiczną.
Z technicznego punktu widzenia szczepionki te można podzielić na wektory wirusowe, które mogą nadal tworzyć swoje kopie w organizmie (replikujące wektory wirusowe) i te, które nie mogą (niereplikujące się wektory wirusowe). Ale zasada jest taka sama w obu przypadkach.
Podobnie jak w przypadku innych rodzajów szczepionek opartych na kwasach nukleinowych, nie można uzyskać samego COVID-19 otrzymując taką szczepionkę. Kod genetyczny zawiera tylko informacje potrzebne do wytworzenia pojedynczego białka COVID-19, takiego, które pobudza układ odpornościowy, ale które nie powoduje choroby.
Zalety i wady
Naukowcy mają nieco większe doświadczenie ze szczepionkami na wektory wirusowe w porównaniu z nowymi podejściami, takimi jak te oparte na mRNA. Na przykład ta metoda była bezpiecznie stosowana w szczepionkach przeciwko wirusowi Ebola i przeszła badania pod kątem szczepionek przeciwko innym wirusom, takim jak HIV. Jednak obecnie nie jest ona licencjonowana do jakichkolwiek zastosowań u ludzi w Stanach Zjednoczonych.
Jedną z zalet tej metody jest to, że w przeciwieństwie do innych nowych technologii szczepionek, może być łatwiej wytworzyć metodę jednokrotnego szczepienia do immunizacji. W porównaniu z innymi nowszymi technikami szczepionek, może być łatwiejsze przystosowanie do masowej produkcji w wielu różnych zakładach na całym świecie.
Opracowywane szczepionki na COVID-19
Szczepionka AstraZeneca jest oparta na niereplikującym się wektorze wirusowym. Firma farmaceutyczna Johnson & Johnson Janssen opracowała również szczepionkę COVID-19 opartą na niereplikującym się wektorze wirusowym, a firma złożyła wniosek o zezwolenie na stosowanie w sytuacjach nadzwyczajnych od FDA. (Jest to jedyna obecnie w USA poddawana testom fazy 3, która jest metodą jednorazową).
Czy potrzebujemy różnych szczepionek COVID-19?
Ostatecznie mamy nadzieję, że dostępnych będzie wiele bezpiecznych i skutecznych szczepionek. Po części wynika to z tego, że żaden producent nie będzie w stanie szybko wypuścić wystarczającej ilości szczepionki, aby służyć populacji całego świata. Dużo łatwiej będzie przeprowadzić powszechne szczepienia, jeśli zostanie wyprodukowanych kilka różnych bezpiecznych i skutecznych szczepionek.
Ponadto nie wszystkie te szczepionki będą miały dokładnie takie same właściwości.Miejmy nadzieję, że zostanie wyprodukowanych wiele skutecznych szczepionek, które mogą pomóc w zaspokojeniu różnych potrzeb.
Niektóre wymagają pewnych warunków przechowywania, takich jak głębokie mrożenie. Niektóre muszą być produkowane w bardzo zaawansowanych technologicznie obiektach, które nie są dostępne we wszystkich częściach świata, ale inne używają starszych technik, które można łatwiej odtworzyć. A niektóre będą droższe niż inne.
Niektóre szczepionki mogą zapewniać dłuższą odporność w porównaniu z innymi, ale obecnie nie jest to jasne. Niektóre mogą okazać się lepsze dla pewnych populacji ludzi, takich jak osoby starsze lub osoby z określonymi schorzeniami. Na przykład szczepionki zawierające żywe wirusy prawdopodobnie nie będą zalecane każdemu, kto ma problemy z układem odpornościowym.
Jednak obecnie nie mamy wystarczających danych, aby właściwie porównać te szczepionki pod względem ich skuteczności (i miejmy nadzieję, że minimalne problemy z bezpieczeństwem). Z czasem stanie się to wyraźniejsze.
Ponieważ szczepionki zostaną udostępnione, zaszczepienie się jak największej liczby osób będzie miało kluczowe znaczenie. Tylko dzięki takim wysiłkom naprawdę będziemy w stanie zakończyć pandemię.
.jpg)
