Kiedy uda się "zaszczepić cały świat"? Tempo prac nad szczepionką na COVID-19 - bez precedensu

Wydaje się, że nigdy jeszcze w historii ludzkości w tak krótkim czasie tak wielki wysiłek (naukowy, technologiczny oraz organizacyjny, a także finansowy) nie został włożony w opracowanie szczepionki. Czy te starania przyniosły efekt? Wiele wskazuje na to, że po roku od pojawienia się nowego wirusa prawdopodobnie uda się zaszczepić pierwszy miliard osób.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, przed końcem 2020 roku lub na początku przyszłego szczepionkę przeciw COVID-19 otrzyma miliard ludzi. Jest nadzieja, że przynajmniej jeden (a może kilka) z opracowywanych obecnie preparatów przejdzie pozytywnie badania kliniczne i uzyska zezwolenie na użycie w sytuacjach nadzwyczajnych (określanych w skrócie EUA - Emergency Use Authorization). Wydaje się prawdopodobne, że w Stanach Zjednoczonych przynajmniej jedna szczepionka ma takie szanse, a w Europie i w Chinach co najmniej pięciu dużych producentów leków chce jeszcze w tym roku złożyć odpowiednie wnioski.

Do końca lipca, według raportu McKinsey & Company (amerykańska spółka zajmująca się doradztwem w zakresie zarządzania strategicznego), zgłoszono ponad 250 tzw. kandydatów na szczepionkę, z czego ponad 30 jest już na etapie prób klinicznych z udziałem ludzi, a 25 innych przygotowuje się właśnie do tego typu badań.

embed

Cykl badawczo-rozwojowy szczepionek dzieli się na siedem etapów. Najpierw szuka się antygenu, który staje się celem szczepionki, następnie naukowcy starają się go wytworzyć i przystępują do badań przedklinicznych. Na tym etapie przeprowadza się analizy laboratoryjne, wykorzystując do tego celu żywe komórki, bakterie, fragmenty tkanek. Dopiero gdy te badania wydają się obiecujące, przechodzi się do badań klinicznych z udziałem ludzi. Przebiegają w trzech fazach, mają sprawdzić bezpieczeństwo, immunogenność (czy wywołuje pożądaną odpowiedź układu odpornościowego), dawkę oraz skuteczność szczepionki. Są to badania fazy I i II oraz badanie"proof of concept" (weryfikacja pomysłu), a  na koniec faza III, prowadzona już na dużych kilkudziesięciotysięcznych grupach ludzi. Następnie przygotowuje się dokumentację i przedstawia potencjalną szczepionkę odpowiednim organom rejestracyjnym. Na koniec, gdy szczepionka jest już w użyciu, nadzoruje się jej działanie i monitoruje ewentualne niepożądane skutki.

embed

Pierwsze wyniki badań klinicznych nad szczepionką na COVID-19 napawają nadzieją

W czerwcu wstępne wyniki badań I/II fazy opublikowała chińska firma Sinovac Biotech. Z danych wynikało, że próbna szczepionka po 14 dniach od podania dwóch dawek zainicjowała produkcję przeciwciał neutralizujących wirusa u ponad 90 procent osób, które wzięły udział w eksperymencie. Nie stwierdzono poważniejszych działań niepożądanych.

Także w czerwcu drugie chińskie laboratorium należące do China National Pharmaceutical, znane pod nazwą Sinopharm, zaprezentowało wyniki badań I/II fazy swojego kandydata na szczepionkę, z których wynikało, że u wszystkich zaszczepionych osób, które otrzymały dwie dawki szczepionki, pojawiły się przeciwciała neutralizujące.

Początek lipca przyniósł wstępne wyniki badania klinicznego I fazy potencjalnej szczepionki, nad którą pracują wspólnie Pfizer (amerykański koncern farmaceutyczny) oraz BioNTech (Niemcy). Także ten kandydat na szczepionkę wykazał się skutecznością, inicjując produkcję przeciwciał neutralizujących.

Jednocześnie Moderna (USA) ogłosiła swój sukces, publikując wstępne dane z I fazy badań klinicznych. Wszyscy wolontariusze, których zaszczepiono na tym etapie, mieli poziom przeciwciał neutralizujących porównywalny z tym, jaki zaobserwowano u rekonwalescentów po pierwszej dawce szczepionki i znacznie wyższy po podaniu drugiej dawki. 

W połowie lipca dowiedzieliśmy się o sukcesie potencjalnej szczepionki, nad którą pracuje AstraZeneca (brytyjsko-szwedzki koncern farmaceutyczny) wraz z naukowcami z Uniwersytetu Oksfordzkiego. Wstępne dane z badań I/II fazy dowiodły, że pojedyncza dawka wywołuje po miesiącu czterokrotny wzrost liczby przeciwciał u 95 procent uczestników eksperymentu. 

Także w połowie lipca firma CanSino Biologics (Chiny) pokazała tymczasowe dane z badania II fazy, dowodzące, że ich kandydat na szczepionkę wywołał odpowiedź ze strony układu immunologicznego w ciągu 14 dni od otrzymania szczepionki u ponad 85 procent wolontariuszy. Ich system odpornościowy indukował zarówno przeciwciała neutralizujące, jak i odpowiedź komórek T (ciałka odpowiedzialne za komórkową odpowiedź układu immunologicznego).

Zobacz wideo Grzesiowski: gdyby nie szczepienia, po wojnie nie byłoby połowy Polaków

Przed twórcami szczepionek są jeszcze badania kliniczne fazy III, które mają za zadanie potwierdzić skuteczność potencjalnej szczepionki i na tym etapie istotny jest wybór miejsc, w których badania zostaną przeprowadzone. Ponieważ koronawirus przenosi się na coraz to inne rejony, można testować szczepionki w różnych środowiskach, czyli takich, w których jest dużo zakażeń, jak i w rejonach omijanych przez wirusa i porównać wyniki.

Szacuje się, że od siedmiu do dziewięciu szczepionek uzyska zapewne zgodę organu regulacyjnego w ciągu najbliższych dwóch lat. Część ekspertów uważa jednak, że sukces może osiągnąć nawet dwadzieścia preparatów.

Jakie technologie wykorzystują laboratoria w celu stworzenia szczepionki na COVID-19?

Przy pracach nad szczepionką na COVID-19 sięgnięto po różne rozwiązania, w tym także te tradycyjne. Są wypróbowane i opatentowane sposoby opracowywania nowych preparatów, tzw. platformy technologiczne. W takim przypadku, przy tworzeniu nowej szczepionki naukowcy zmieniają cel (czyli antygen) w wypróbowanej już platformie. 

Część firm biotechnologicznych zdecydowała się na nowatorskie metody wykorzystujące ostatnie osiągnięcia genetyki. Te szczepionki powstają na bazie kwasów nukleinowych: mRNA lub DNA kodujące białka strukturalne wirusa.

Technologie, z których korzystają twórcy szczepionek na COVID-19:

  • niereplikujący (niepowielający się) wektor wirusowy - w szczepionce znajdują się rekombinowane adenowirusy, wykorzystywane do dostarczenia organizmowi genów kodujących antygeny przeciw koronawirusowi
  • replikujący się wektor wirusowy - aktywnym składnikiem szczepionki jest zmodyfikowany, osłabiony wirus odry lub ospy końskiej, zawierający gen białka S (białko "kolca" koronawirusa)
  • inaktywowane wirusy - wirusy zabite przy pomocy różnych substancji np. formaldehydu
  • adenuowane wirusy - czyli "żywe" ale osłabione przy pomocy specjalnych technik
  • szczepionki na bazie rekombinowanego białka S (białko "kolca" koronawirusa)
  • DNA - w składzie szczepionki znajduje się plazmidowy DNA, czyli zawiera cząsteczki pozachromosomowego DNA
  • RNA - w szczepionce znajduje się zmodyfikowany fragment genotypu wirusa, w postaci mRNA (matrycowe RNA) lub saRNA (samoreplikujący się mRNA)
  • VLP (virus-like particles) - ta technologia wykorzystuje cząstki wirusopodobne do wywoływania odpowiedzi immunologicznej organizmu

Jak szybko "wymyśla się" nową szczepionkę

Aby powstała dobra, skuteczna i bezpieczna szczepionka potrzebny jest czas. Kiedyś nad nową szczepionką pracowano latami. Mimo że dzisiaj postęp technologiczny wiele spraw ułatwił, to jednak wciąż konieczne są długie i staranne badania nad wpływem nowego preparatu na ludzi. Twórców szczepionki obowiązują szczególne zasady, których muszą rygorystycznie przestrzegać.

Jak do tej pory rekordzistą, jeśli chodzi o czas powstania, pozostaje szczepionka przeciw śwince. Jej opracowanie i przebadanie zajęło naukowcom cztery lata. Nowy koronawirus jeszcze bardziej zmobilizował naukowców. Pierwszego kandydata na szczepionkę zaprezentowano po 42 dniach od zsekwencjonowania genomu SARS-CoV-2 i wskazaniu, który konkretnie fragment jest odpowiedzialny za wywoływanie ochronnej odpowiedzi immunologicznej. Była to propozycja laboratorium Moderny, amerykańskiej firmy biotechnologicznej pracującej na zlecenie rządu.

Co może przeszkodzić w szybkim zatwierdzeniu nowej szczepionki? Przede wszystkim mogą ostatecznie nie sprawdzić się te koncepcje, które oparte są na innowacyjnych technologiach, czyli wykorzystujące fragmenty kodu genetycznego koronawirusa (mRNA) lub zmodyfikowane DNA, mimo że te technologie oszczędzają naukowcom sporo czasu. Niemniej jednak do tej pory jeszcze żadna szczepionka oparta o matrycowe RNA nie uzyskała zgody na zastosowanie. Nikt nie wie zatem, jak takie szczepionki sprawdzają się w dłuższym okresie czasu i czy są w stanie wywołać długotrwałą odporność.

Twórcy szczepionki muszą wykazać, że ich produkt rzeczywiście zapewnia ochronę przed COVID-19, czy indukuje powstanie wystarczającej liczby przeciwciał u osób zaszczepionych oraz czy te przeciwciała zapewniają ochronę przed zakażeniem przez określony czas.

Do opóźnień w powstaniu szczepionki może takie dojść jeżeli okaże się, że tymczasem wirus zmutuje w obrębie białka "kolca" (białka S) i trzeba będzie zmieniać cele szczepionki. Ponadto organy regulacyjne będą najprawdopodobniej bardzo dokładnie sprawdzać dokumentację zgłoszonych do rejestracji szczepionek i być może domagać się dodatkowych danych przed dopuszczeniem danego preparatu do użytku.

Czy uda się wyprodukować tyle dawek, aby "zaszczepić cały świat"?

Według raportu McKinsey & Company dotychczasowe globalne inwestycje w prace nad szczepionkami na COVID-19 wyniosły co najmniej 6,7 miliarda dolarów. Firmy farmaceutyczne przygotowują się już do produkcji ogromnej liczby dawek. Mają świadomość, że czeka je wiele wyzwań technologicznych, związanych z koniecznością szybkiego dostosowania się do produkcji takiej szczepionki, która odniesie sukces.

embed

Kilku wiodących producentów leków zadeklarowało już, że do końca 2020 roku będą w stanie wyprodukować łącznie około miliarda dawek i od ośmiu do dziewięciu miliardów dawek do końca 2021 roku. Oznacza to, że prawdopodobnie uda się dość szybko zaspokoić popyt na szczepionkę przeciw COVID-19.

Zatem istnieje dość uzasadniona nadzieja, że kilka rodzajów szczepionek okaże się gotowych między czwartym kwartałem tego roku a pierwszym kwartałem 2021 roku. Prawdopodobnie podane zostaną na początku najbardziej potrzebującym, czyli pracownikom służb medycznych, osobom z grup ryzyka, starszym lub z chorobami podstawowymi. Potem jednak, do końca 2021 roku, pojawią się kolejne, być może lepsze szczepionki i będą wytwarzane na wielką skalę. Wtedy pewnie uda się "zaszczepić cały świat”.

Źródło: McKinsey & Company