Geber86 / E + / Getty Images
Дуже скоро після першої появи нового коронавірусу (SARS-CoV-2), який викликає COVID-19, вчені розпочали роботу над розробкою вакцин для запобігання розповсюдженню інфекції та припинення пандемії. Це було величезне завдання, оскільки спочатку про вірус мало що знали, і спочатку навіть не було зрозуміло, чи можлива вакцина.
З того часу дослідники досягли безпрецедентних успіхів, розробивши безліч вакцин, які в кінцевому підсумку можуть бути використані набагато швидше, ніж це було зроблено для будь-якої попередньої вакцини. Багато різних комерційних та некомерційних команд у всьому світі використовували певні накладання та окремі методи для вирішення проблеми.
Загальний процес розробки вакцин
Розробка вакцини триває ретельний ряд кроків, щоб переконатися, що кінцевий продукт є безпечним та ефективним. Спочатку настає фаза фундаментальних досліджень та доклінічних досліджень на тваринах. Після цього вакцини потрапляють у невеликі дослідження фази 1 з акцентом на безпеку, а потім у великі дослідження фази 2 з акцентом на ефективність.
Потім з’являються набагато більші випробування фази 3, в яких вивчаються десятки тисяч пацієнтів як з точки зору ефективності, так і безпеки. Якщо на той момент справа все ще виглядає добре, вакцину можна подати до Управління з контролю за продуктами та ліками (FDA) для розгляду та потенційного випуску.
У випадку COVID-19, CDC спочатку випускає кваліфіковані вакцини під статусом спеціалізованого дозволу на надзвичайні ситуації (EUA). Це означає, що вони будуть доступні деякій громадськості, хоча вони і не отримали такого обширного дослідження, як це потрібно для стандартного затвердження FDA.
Навіть після випуску вакцин згідно з дозволом на екстрене використання, FDA та Центри контролю та профілактики захворювань (CDC) продовжуватимуть контролювати будь-які несподівані проблеми безпеки.
Вакцини проти COVID-19: Будьте в курсі, які вакцини доступні, хто їх може отримати та наскільки вони безпечні.
Оновлення вакцини проти COVID-19
Вакцина проти COVID-19, розроблена компаніями Pfizer та BioNTech, отримала дозвіл на екстрене використання 11 грудня 2020 року на основі даних випробувань фази 3. Протягом тижня вакцина, спонсорована Moderna, отримала EUA від FDA на основі дані про ефективність та безпеку під час досліджень фази 3.
Вакцина Johnson & Johnson COVID-19 від фармацевтичної компанії Janssen проходить випробування фази 3 і подала заявку на отримання EUA на 4 лютого. FDA має провести зустріч для обговорення на 26 лютого.
AstraZeneca також оприлюднила попередню інформацію про свої випробування фази 3, але вона ще не подала заявку на отримання EUA від FDA.
Станом на лютий 2021 року понад 70 різних вакцин у всьому світі перейшли на клінічні випробування на людях. Ще більше вакцин все ще перебувають у доклінічній фазі розвитку (при дослідженнях на тваринах та інших лабораторних дослідженнях).
У США додатковий кандидат на вакцину проти COVID-19 від Novavax також проходить випробування фази 3. У всьому світі триває близько десятка інших випробувань фази 3. Якщо вони продемонструють ефективність та безпеку, більша частина вакцин, що розробляються, в кінцевому підсумку може бути випущена.
Незважаючи на те, що FDA випустила вакцини проти COVID-19, не всі зможуть отримати вакцину відразу, оскільки їх буде недостатньо. Пріоритет надаватиметься певним людям, таким як люди, які працюють у галузі охорони здоров'я, мешканці закладів тривалого догляду, працівники фронтових служб та дорослі у віці від 65 років.
У міру того, як стане доступним більше вакцин і стане відомо ще більше інформації про безпеку та ефективність, все більше людей зможуть отримувати ці вакцини.
Як взагалі діють вакцини?
Усі вакцини, розроблені для боротьби з новою коронавірусною хворобою, мають подібність. Всі вони створені, щоб допомогти людям виробити імунітет до вірусу, який викликає симптоми COVID-19. Таким чином, якщо людина в майбутньому зазнає вірусу, у неї буде значно зменшена ймовірність захворіти.
Активація імунної системи
Для розробки ефективних вакцин дослідники використовують природні сили імунної системи організму. Імунна система - це складний масив клітин та систем, які працюють для виявлення та знищення інфекційних організмів (таких як віруси) в організмі.
Це робиться різними складними способами, але певні імунні клітини, які називаються Т-клітинами та В-клітинами, відіграють важливу роль. Т-клітини ідентифікують специфічні білки вірусу, зв’язують їх і в кінцевому підсумку вбивають вірус. В-клітини виконують важливу роль у створенні антитіл, невеликих білків, які також нейтралізують вірус і допомагають переконатися, що він знищений.
Якщо організм стикається з новим типом інфекції, потрібно деякий час, щоб ці клітини навчилися визначати свою ціль. Це одна з причин, через яку вам потрібно трохи часу, щоб покращитися після того, як ви вперше захворіли.
Т-клітини та В-клітини також відіграють важливу роль у довгостроковому захисному імунітеті. Після зараження певні довгоживучі Т-клітини та В-клітини отримують грунтовку, щоб відразу розпізнати специфічні білки вірусу.
Цього разу, якщо вони бачать ті самі вірусні білки, вони отримують право працювати. Вони вбивають вірус і припиняють реінфекцію, перш ніж у вас з’явиться шанс захворіти. Або, в деяких випадках, ви можете трохи захворіти, але майже не так погано, як коли ви заразилися вперше.
Активація довгострокового імунітету вакцинами
Вакцини, такі як вакцини, призначені для запобігання COVID-19, допомагають вашому організму виробити тривалий захисний імунітет, не попередньо переживаючи активну інфекцію. Вакцина піддає вашу імунну систему чомусь, що допомагає їй розвивати ці спеціальні Т-клітини та В-клітини, які можуть розпізнавати і націлювати вірус - у цьому випадку вірус, який викликає COVID-19.
Таким чином, якщо ви піддаєтеся впливу вірусу в майбутньому, ці клітини негайно націляться на вірус. Через це у вас буде набагато менше шансів мати важкі симптоми COVID-19, і ви можете взагалі не отримати жодних симптомів. Ці вакцини проти COVID-19 відрізняються тим, як вони взаємодіють з імунною системою, щоб забезпечити захисний імунітет.
Вакцини, що розробляються для COVID-19, можна розділити на дві основні категорії:
- Класичні вакцини: Сюди входять живі (ослаблені) вірусні вакцини, інактивовані вірусні вакцини та вакцини на субодиниці на основі білка.
- Вакцинні платформи наступного покоління: Сюди входять вакцини на основі нуклеїнових кислот (наприклад, вакцини на основі мРНК) та вакцини проти вірусних векторів.
Класичні методи вакцинації використовувались для виготовлення майже всіх вакцин для людей, які зараз є на ринку. З п’яти вакцин проти COVID-19, які розпочали випробування фази 3 у США станом на грудень 2020 року, всі, крім однієї, базуються на цих новіших методах.
Живі (ослаблені) вірусні вакцини
Ці вакцини класичного типу.
Як вони зроблені
Жива вірусна вакцина використовує вірус, який все ще активний і живий, щоб викликати імунну відповідь. Однак вірус був змінений і сильно ослаблений, так що він викликає мало симптомів, якщо взагалі є. Прикладом живої, ослабленої вірусної вакцини, з якою знайомі багато людей, є вакцина проти кору, паротиту та краснухи (MMR), проведена в дитинстві.
Переваги та недоліки
Оскільки вони все ще мають живий вірус, ці типи вакцин потребують більш детального тестування на безпеку, і вони можуть з більшою ймовірністю спричинити значні побічні явища порівняно з тими, що зроблені іншими методами.
Такі вакцини можуть бути небезпечними для людей, які страждають на порушення імунної системи, або від прийому певних ліків, або через те, що вони мають певні захворювання. Вони також потребують ретельного зберігання, щоб залишатися життєздатними.
Однак одна перевага живих вірусних вакцин полягає в тому, що вони, як правило, провокують дуже сильну імунну відповідь, яка триває довго. Створити одноразову вакцину простіше з використанням живої вірусної вакцини, ніж з іншими типами вакцин.
Ці вакцини також рідше потребують використання додаткового ад’юванта - агента, що покращує імунну відповідь (але який також може мати власний ризик побічних ефектів).
Інактивовані вірусні вакцини
Це також класичні вакцини.
Як вони зроблені
Інактивовані вакцини були одними з перших видів загальних вакцин, які були створені. Вони виготовляються шляхом знищення вірусу (або іншого типу збудника, наприклад, бактерії). Тоді, мертві,інактивованийвірус вводиться в організм.
Оскільки вірус мертвий, він насправді не може заразити вас, навіть якщо ви хтось із основних проблем із вашою імунною системою. Але імунна система все одно активізується і запускає довгострокову імунологічну пам’ять, яка допомагає захистити вас, якщо ви коли-небудь потрапите в майбутнє. Прикладом інактивованої вакцини в США є вакцина, яка використовується проти вірусу поліомієліту.
Переваги та недоліки
Вакцини, що використовують інактивовані віруси, як правило, вимагають багаторазових доз. Вони також можуть не викликати настільки сильної реакції, як жива вакцина, і їм може знадобитися повторне прискорення доз з часом. Вони також безпечніші та стабільніші у роботі, ніж із вакцинами проти живих вірусів.
Однак робота як з інактивованими вірусними вакцинами, так і з ослабленими вірусними вакцинами вимагає спеціалізованих протоколів безпеки. Але у них обох є усталені шляхи розробки та виробництва продукції.
Вакцини проти COVID-19 у розробці
Жодна вакцина, яка проходить клінічні випробування в США, не використовує ні живих вірусів, ні інактивованих вірусних підходів. Однак існує кілька випробувань фази 3, що проводяться за кордоном (у Китаї та Індії), де розробляються підходи до інактивованої вакцини проти вірусів, і принаймні одна вакцина розробляється із застосуванням методу живої вакцини.
Вакцини на основі субодиниць на основі білка
Це також класичний тип вакцини, хоча в цій категорії з’явилися нові новинки.
Як вони зроблені
Замість використання інактивованого або ослабленого вірусу ці вакцини використовуютьчастиназбудника для індукування імунної відповіді.
Вчені ретельно відбирають невелику частину вірусу, яка найкраще запустить імунну систему. Для COVID-19 це означає білок або групу білків. Існує багато різних типів субодиничних вакцин, але всі вони використовують той самий принцип.
Іноді певний білок, який вважається хорошим пусковим механізмом для імунної системи, очищається від живого вірусу. В інших випадках вчені синтезують білок самі (до такого, який майже ідентичний вірусному білку).
Цей синтезований в лабораторії білок називається “рекомбінантним” білком. Наприклад, вакцина проти гепатиту В виготовляється з цього типу конкретного типу білкової вакцини.
Ви також можете почути про інші конкретні типи білкових субодиничних вакцин, таких як вакцини на основі вірусоподібних частинок (VLP). Сюди входять множинні структурні білки вірусу, але жоден генетичний матеріал вірусу. Прикладом цього типу вакцини є вакцина, яка використовується для профілактики вірусу папіломи людини (ВПЛ).
Що стосується COVID-19, майже всі вакцини націлені на специфічний вірусний білок, який називається колосовим білком, і який, схоже, викликає сильну імунну відповідь. Коли імунна система зустрічає білок спайку, вона реагує так, як ніби побачивши сам вірус.
Ці вакцини не можуть викликати будь-яку активну інфекцію, оскільки вони містять лише вірусний білок або групу білків, а не всю вірусну техніку, необхідну для реплікації вірусу.
Різні версії вакцини проти грипу є гарним прикладом різних типів класичних вакцин. Доступні його версії, виготовлені з живого вірусу та з інактивованого вірусу. Також доступні версії вакцини з білковими субодиницями, як з очищеного білка, так і з рекомбінантного білка.
Всі ці вакцини проти грипу мають дещо інші властивості з точки зору їх ефективності, безпеки, шляху введення та вимог до виробництва.
Переваги та недоліки
Однією з переваг білкових субодиничних вакцин є те, що вони, як правило, викликають менше побічних ефектів, ніж ті, що використовують цілий вірус (як у ослаблених або інактивованих вірусних вакцинах).
Наприклад, перші вакцини, виготовлені проти кашлюку в 1940-х роках, використовували інактивовані бактерії. Пізніше вакцини проти кашлюку застосовували субодиничний підхід і набагато рідше викликали значні побічні ефекти.
Ще одна перевага вакцин проти білкової субодиниці полягає в тому, що вони існують довше, ніж новітні технології вакцин. Це означає, що їх безпеку краще встановити загалом.
Проте вакцини проти білкових субодиниць вимагають використання ад'юванту для посилення імунної відповіді, що може мати свої потенційні несприятливі наслідки. І їх імунітет може бути не таким тривалим у порівнянні з вакцинами, що використовують цілий вірус. Крім того, їх розробка може зайняти більше часу, ніж вакцин із використанням новіших технологій.
Вакцини у розробці для COVID-19
Вакцина Novavax COVID-19 є різновидом субодиничної вакцини (виготовленої з рекомбінантного білка), яка розпочала клінічні випробування 3 фази в США в грудні 2020 року. Інші можуть вступити у випробування 3 фази в 2021 році.
Вакцини на основі нуклеїнової кислоти
Новіші технології вакцин побудовані навколо нуклеїнових кислот: ДНК та мРНК. ДНК - це генетичний матеріал, який ви успадковуєте від батьків, а мРНК - це своєрідна копія цього генетичного матеріалу, який використовується вашою клітиною для утворення білків.
Як вони зроблені
Ці вакцини використовують невеликий ділянку мРНК або ДНК, синтезовану в лабораторії, щоб в кінцевому підсумку викликати імунну відповідь.Цей генетичний матеріал містить код для необхідного конкретного вірусного білка (в даному випадку білка спайку COVID-19).
Генетичний матеріал потрапляє всередину власних клітин організму (використовуючи специфічні молекули-носії, які також є частиною вакцини). Тоді клітини людини використовують цю генетичну інформацію для виробництва власне білка.
Такий підхід звучить набагато страшніше, ніж є. Ваші власні клітини будуть використані для отримання виду білка, який зазвичай виробляється вірусом. Але для роботи вірусу потрібно набагато більше, ніж це. Неможливо заразитися та захворіти.
Деякі з ваших клітин просто виробляють трохи спайкового білка COVID-19 (на додаток до багатьох інших білків, що потрібні вашому організму щодня). Це активує вашу імунну систему, щоб почати формувати захисну імунну відповідь.
Переваги та недоліки
ДНК та мРНК вакцини можуть зробити дуже стабільними вакцинами, які дуже безпечні для використання виробниками. Вони також мають хороший потенціал для виготовлення дуже безпечних вакцин, які також дають сильну і тривалу імунну відповідь.
У порівнянні з ДНК-вакцинами, мРНК-вакцини можуть мати ще більший профіль безпеки. З ДНК-вакцинами існує теоретична можливість того, що частина ДНК може вставити себе у власну ДНК людини.Зазвичай це не представляє проблем, але в деяких випадках існує теоретичний ризик мутації, яка може призвести до раку або інших проблем зі здоров’ям. Однак вакцини на основі мРНК не представляють такого теоретичного ризику.
З точки зору виробництва, оскільки це новіші технології, деякі частини світу можуть не мати можливості виробляти ці вакцини. Однак там, де вони доступні, ці технології здатні набагато швидше виробляти вакцини, ніж попередні методи.
Частково завдяки доступності цих методів науковці сподівалися на створення успішної вакцини проти COVID-19 набагато швидше, ніж це було зроблено раніше.
Вакцини у розробці для COVID-19
Дослідники вже багато років цікавляться вакцинами на основі ДНК та мРНК. Протягом останніх кількох років дослідники працювали над багатьма різними вакцинами на основі мРНК проти таких інфекційних захворювань, як ВІЛ, сказ, Зіка та грип.
Однак жодна з цих інших вакцин не досягла стадії розробки, що призвело до офіційного схвалення FDA для використання у людей. Те саме стосується вакцин на основі ДНК, хоча деякі з них схвалені для ветеринарного використання.
Як вакцини Pfizer, так і Moderna COVID-19 є вакцинами на основі мРНК. В даний час кілька інших вакцин на основі ДНК та мРНК проходять клінічні випробування у всьому світі.
Вірусні векторні вакцини
Вірусні вірусні вакцини мають багато схожості з цими вакцинами на основі мРНК або ДНК. Вони просто використовують інший спосіб потрапляння вірусного генетичного матеріалу в клітини людини.
Вірусні вірусні вакцини використовують частину aіншийвірус, генетично модифікований, щоб не бути інфекційним. Віруси особливо добре потрапляють у клітини.
За допомогоюінактивованийвірусу (наприклад, аденовірусу) специфічний генетичний матеріал, що кодує спайковий білок COVID-19, потрапляє в клітини. Як і для інших типів мРНК та ДНК-вакцин, клітина сама виробляє білок, який спричинить імунну відповідь.
З технічної точки зору ці вакцини можна розділити на вірусні вектори, які можуть продовжувати копіювати себе в організмі (реплікаційні вірусні вектори) та ті, які не можуть (нереплікаційні вірусні вектори). Але принцип однаковий в обох випадках.
Як і інші типи вакцин на основі нуклеїнової кислоти, ви не можете отримати сам COVID-19 від отримання такої вакцини. Генетичний код містить інформацію лише про те, щоб утворити один білок COVID-19, який буде спонукати вашу імунну систему, але який не призведе до хвороби.
Переваги та недоліки
Дослідники мають трохи більше досвіду роботи з вірусними векторними вакцинами порівняно з новими підходами, такими як засновані на мРНК. Наприклад, цей метод безпечно застосовувався для вакцини проти Еболи, і він пройшов дослідження щодо вакцин проти інших вірусів, таких як ВІЛ. Однак наразі він не ліцензований для будь-яких додатків для людей в США.
Однією з переваг цього методу є те, що, на відміну від інших нових технологій вакцин, може бути простіше створити метод одноразового введення для імунізації. Порівняно з іншими новими методами вакцинації, також може бути простіше пристосуватись для масового виробництва на багатьох різних підприємствах по всьому світу.
Вакцини у розробці для COVID-19
Вакцина AstraZeneca заснована на нереплікативному вірусному векторі. Фармацевтична компанія Johnson & Johnson Janssen також розробила вакцину проти COVID-19, засновану на нереплицирующемся вірусному векторі, і компанія подала заявку на отримання дозволу на екстрене використання від FDA. (Це єдиний в даний час проходить випробування 3 фази в США, який є одноразовим методом).
Чи потрібні нам різні вакцини проти COVID-19?
Зрештою, ми сподіваємось, що з’являться багато безпечні та ефективні вакцини. Частково причиною цього є те, що жоден окремий виробник не зможе швидко випустити достатню кількість вакцин для обслуговування населення всього світу. Провести широкомасштабну вакцинацію буде набагато простіше, якщо буде виготовлено кілька різних безпечних та ефективних вакцин.
Крім того, не всі ці вакцини матимуть абсолютно однакові властивості. Сподіваємось, буде виготовлено кілька успішних вакцин, які можуть допомогти задовольнити різні потреби.
Деякі вимагають певних умов зберігання, таких як глибоке заморожування. Деякі з них потрібно виробляти в дуже високотехнологічних закладах, які доступні не у всіх частинах світу, але інші використовують старі методи, які можна легше відтворити. А деякі будуть дорожчими за інші.
Деякі вакцини можуть забезпечити більш тривалий імунітет порівняно з іншими, але це наразі незрозуміло. Деякі можуть виявитися кращими для певних груп людей, таких як люди похилого віку або люди з певними захворюваннями. Наприклад, живі вірусні вакцини, мабуть, не рекомендуються тим, хто має проблеми з імунною системою.
Однак зараз у нас недостатньо даних для належного порівняння цих вакцин з точки зору їх ефективності (і, сподіваємось, мінімальних проблем з безпекою). З часом це стане зрозумілішим.
Оскільки вакцини будуть доступні, ключовим фактором для вакцинації буде якомога більше людей. Тільки завдяки таким зусиллям ми дійсно зможемо покласти край пандемії.
.jpg)
