Geber86 / E + / Getty Images
Üsna varsti pärast uue koronaviiruse (SARS-CoV-2) esmakordset ilmnemist, mis põhjustab COVID-19, hakkasid teadlased töötama välja vaktsiinide väljatöötamise, et vältida nakkuse levikut ja lõpetada pandeemia. See oli tohutu ülesanne, sest viiruse kohta oli esialgu vähe teada ja algul polnud isegi selge, kas vaktsiin on võimalik.
Sellest ajast alates on teadlased teinud enneolematuid samme, kavandades mitmeid vaktsiine, mida saab lõpuks kasutada palju kiiremini kui kunagi varem tehtud ühegi varasema vaktsiini puhul. Paljud erinevad kaubanduslikud ja mitteärilised meeskonnad kogu maailmas on probleemile lähenemiseks kasutanud mõningaid kattuvaid ja erinevaid meetodeid.
Üldine vaktsiinide väljatöötamise protsess
Vaktsiinide väljatöötamine toimub ettevaatliku sammuna, et veenduda, et lõpptoote ohutus ja tõhusus on ühtaegu. Esiteks tuleb loomade alusuuringute ja prekliiniliste uuringute etapp. Pärast seda sisenevad vaktsiinid väikestesse 1. faasi uuringutesse, keskendudes ohutusele, ja seejärel suurematele 2. faasi uuringutele, keskendudes tõhususele.
Seejärel tulevad palju suuremad 3. faasi uuringud, mille käigus uuritakse kümneid tuhandeid patsiente nii tõhususe kui ka ohutuse osas. Kui asjad sel hetkel ikka hästi välja näevad, võib Toidu- ja Ravimiametile (FDA) esitada vaktsiini ülevaatamiseks ja võimalikuks vabastamiseks.
COVID-19 puhul annab CDC esmakordselt välja kvalifitseeritud vaktsiinid spetsiaalse erakorralise kasutamise loa (EUA) staatuse alusel. See tähendab, et need on kättesaadavad mõnele avalikkusele, isegi kui nad pole saanud nii ulatuslikku uuringut, nagu on vajalik FDA standardse heakskiidu saamiseks.
Isegi pärast vaktsiinide vabastamist erakorralise kasutamise loa alusel jätkavad FDA ning haiguste tõrje ja ennetamise keskused (CDC) võimalike ootamatute ohutusprobleemide jälgimist.
COVID-19 vaktsiinid: hoidke end kursis saadaolevate vaktsiinidega, kes neid saab ja kui ohutud nad on.
COVID-19 vaktsiinivärskendus
Pfizeri ja BioNTechi väljatöötatud COVID-19 vaktsiinile anti 11. detsembril 2020 erakorralise kasutamise luba, tuginedes selle 3. faasi uuringute andmetele. Nädala jooksul sai Moderna sponsoreeritud vaktsiin FDA-lt EUA 3. faasi uuringute tõhususe ja ohutuse andmed.
Johnsoni ja Johnsoni farmaatsiaettevõtte Jansseni COVID-19 vaktsiin on 3. faasi uuringutes ja taotles 4. veebruaril EUA-d. FDA-l on kavas kohtumine selle arutamiseks 26. veebruaril.
AstraZeneca on avaldanud ka esialgse teabe oma 3. faasi uuringute kohta, kuid FDA-lt pole see veel EUA-d taotlenud.
Alates 2021. aasta veebruarist on kogu maailmas üle 70 erineva vaktsiini viidud kliinilistesse uuringutesse inimestega. Veelgi rohkem vaktsiine on endiselt prekliinilises faasis (loomkatsetes ja muudes laboriuuringutes).
USA-s on 3. faasi uuringutes ka Novavaxi täiendav COVID-19 vaktsiinikandidaat. Üle maailma on käimas veel kümmekond teist 3. faasi katset. Kui need näitavad tõhusust ja ohutust, võib lõpuks välja anda rohkem arendatavaid vaktsiine.
Kuigi FDA on välja andnud COVID-19 vaktsiinid, ei saa kõik kohe vaktsiini, sest neid ei piisa. Eelistatakse teatud inimesi, näiteks tervishoius töötavaid inimesi, pikaajalise hoolduse asutuste elanikke, rindetöötajaid ning 65-aastaseid ja vanemaid täiskasvanuid.
Kui saadaval on rohkem vaktsiine ning teada saab veelgi rohkem teavet ohutuse ja efektiivsuse kohta, saavad rohkem inimesi neid vaktsiine saada.
Kuidas vaktsiinid üldiselt toimivad?
Kõigil uue koroonaviiruse vastu suunatud vaktsiinidel on teatud sarnasusi. Kõik need on loodud selleks, et aidata inimestel tekkida immuunsus COVID-19 sümptomeid põhjustava viiruse suhtes. Nii on tulevikus inimesel viirusega kokkupuutel palju väiksem võimalus haigestuda.
Immuunsüsteemi aktiveerimine
Tõhusate vaktsiinide väljatöötamiseks kasutavad teadlased keha immuunsüsteemi loomulikku jõudu. Immuunsüsteem on keeruline rakkude ja süsteemide kogum, mis töötavad organismi nakkuslike organismide (näiteks viiruste) tuvastamiseks ja kõrvaldamiseks.
Ta teeb seda mitmel erineval keerulisel viisil, kuid olulist rolli mängivad spetsiifilised immuunrakud, mida nimetatakse T- ja B-rakkudeks. T-rakud tuvastavad viirusel spetsiifilised valgud, seovad need ja tapavad lõpuks viiruse. B-rakud täidavad antikehade, väikeste valkude, mis ühtlasi neutraliseerivad viirust ja aitavad veenduda, et see hävitatakse, kriitilist rolli.
Kui keha satub uut tüüpi nakkustesse, võtab nende rakkude õppimine oma sihtmärgi tuvastamiseks aega. See on üks põhjus, miks pärast esimest haigestumist läheb paremaks muutumine mõnda aega.
T-rakkudel ja B-rakkudel on samuti oluline roll pikaajalises kaitsvas immuunsuses. Pärast nakatumist saavad teatud pikaealised T-rakud ja B-rakud krundiks, et viiruses kohe ära tunda spetsiifilised valgud.
Seekord, kui nad näevad neid samu viirusvalke, saavad nad õiguse töötada. Nad tapavad viiruse ja sulgevad reinfektsiooni, enne kui teil on kunagi võimalus haigestuda. Või võib mõnel juhul veidi haigestuda, kuid mitte nii haige kui esimesel nakatumisel.
Pikaajalise immuunsuse aktiveerimine vaktsiinide abil
Vaktsiinid, näiteks need, mis on mõeldud COVID-19 ärahoidmiseks, aitavad teie kehal välja töötada pikaajalise kaitsva immuunsuse, ilma et peaksite enne aktiivset nakkust läbima. Vaktsiin paljastab teie immuunsüsteemi millelegi, mis aitab tal välja arendada neid spetsiaalseid T-rakke ja B-rakke, mis suudavad viiruse ära tunda - siinkohal viiruse, mis põhjustab COVID-19.
Nii, kui olete tulevikus viirusega kokku puutunud, sihivad need rakud viirust kohe. Seetõttu on teil COVID-19 raskete sümptomite tekkimise tõenäosus palju väiksem ja teil ei pruugi üldse mingeid sümptomeid tekkida. Need COVID-19 vaktsiinid erinevad selle poolest, kuidas nad kaitsva immuunsuse saavutamiseks immuunsüsteemiga suhtlevad.
COVID-19 väljatöötamisel olevad vaktsiinid saab jagada kahte üldkategooriasse:
- Klassikalised vaktsiinid: nende hulka kuuluvad elusad (nõrgestatud) viirusevastased vaktsiinid, inaktiveeritud viirusvaktsiinid ja valgupõhised allüksuse vaktsiinid.
- Järgmise põlvkonna vaktsiiniplatvormid: nende hulka kuuluvad nukleiinhappel põhinevad vaktsiinid (näiteks mRNA-põhised) ja viirusvektorivaktsiinid.
Peaaegu kõigi praegu turul olevate inimestele mõeldud vaktsiinide valmistamiseks on kasutatud klassikalisi vaktsiinimeetodeid. Viiest COVID-19 vaktsiinist, mis on alustanud USA-s 3. faasi uuringuid alates 2020. aasta detsembrist, põhinevad kõik peale ühe nendel uuematel meetoditel.
Live (nõrgestatud) viirusevastased vaktsiinid
Need vaktsiinid on klassikaline tüüp.
Kuidas neid tehakse
Elusviiruse vaktsiin kasutab immuunvastuse esilekutsumiseks endiselt aktiivset ja elusat viirust. Kuid viirus on muutunud ja tugevalt nõrgenenud, nii et see põhjustab vähe sümptomeid, kui üldse. Näide elavast, nõrgestatud viirusevastasest vaktsiinist, mida paljud inimesed tunnevad, on lapsepõlves antud leetri-, mumpsi- ja punetisevaktsiin (MMR).
Eelised ja puudused
Kuna neil on endiselt elus viirus, vajavad seda tüüpi vaktsiinid ulatuslikumat ohutustestimist ja need võivad tõenäoliselt põhjustada märkimisväärseid kõrvaltoimeid võrreldes muude meetoditega.
Sellised vaktsiinid ei pruugi olla immuunpuudulikkusega inimestele teatud ravimite võtmise või teatud haigusseisundite tõttu ohutud. Elujõulisuse säilitamiseks vajavad nad ka hoolikat säilitamist.
Elusviiruste vaktsiinide üks eelis on aga see, et need kipuvad provotseerima väga tugevat ja pikka aega kestvat immuunvastust. Elusviiruse vaktsiini abil on ühe võtte vaktsiini kujundamine lihtsam kui mõne muu vaktsiinitüübi puhul.
Samuti ei nõua need vaktsiinid tõenäoliselt täiendava abiaine kasutamist - ainet, mis parandab immuunvastust (kuid millel võib olla ka oma kõrvaltoimete oht).
Inaktiveeritud viirusvaktsiinid
Need on ka klassikalised vaktsiinid.
Kuidas neid tehakse
Inaktiveeritud vaktsiinid olid üks esimesi üldisi vaktsiine, mis loodi. Need valmistatakse viiruse (või muud tüüpi patogeeni, nagu bakter) tapmisega. Siis, surnud,inaktiveeritudviirus süstitakse kehasse.
Kuna viirus on surnud, ei saa see teid tegelikult nakatada, isegi kui olete keegi, kellel on teie immuunsüsteemiga seotud probleem. Kuid immuunsüsteem aktiveerub endiselt ja käivitab pikaajalise immunoloogilise mälu, mis aitab teid kaitsta, kui olete kunagi tulevikus kokku puutunud. USA-s inaktiveeritud vaktsiini näide on poliomüeliidi viirus.
Eelised ja puudused
Inaktiveeritud viirusi kasutavad vaktsiinid vajavad tavaliselt mitu annust. Samuti ei pruugi need põhjustada nii tugevat reaktsiooni kui elusvaktsiin ja nad võivad aja jooksul nõuda korduvaid revaktsineerimisi. Samuti on nendega töötamine turvalisem ja stabiilsem kui elusviiruste vaktsiinidega.
Nii inaktiveeritud kui ka nõrgenenud viirusevastaste vaktsiinidega töötamine nõuab aga spetsiaalseid ohutusprotokolle. Kuid neil mõlemal on väljakujunenud teed tootearenduseks ja tootmiseks.
COVID-19 vaktsiinid väljatöötamisel
Ükski USA-s kliinilises uuringus osalev vaktsiin ei kasuta elusviiruse ega inaktiveeritud viiruse lähenemisviise. Siiski on välismaal (Hiinas ja Indias) toimumas mitmeid 3. faasi uuringuid, kus töötatakse välja inaktiveeritud viirusvaktsiinide lähenemisviise ning vähemalt ühte vaktsiini töötatakse välja elusvaktsiinimeetodit kasutades.
Valgupõhised allüksuse vaktsiinid
Need on ka klassikalised vaktsiinitüübid, kuigi selles kategoorias on olnud mõned uuemad uuendused.
Kuidas neid tehakse
Inaktiveeritud või nõrgenenud viiruse kasutamise asemel kasutavad need vaktsiinid aosaimmuunvastuse esilekutsumiseks.
Teadlased valivad hoolikalt väikese osa viirusest, mis immuunsüsteemi kõige paremini käivitab. COVID-19 puhul tähendab see valku või valkude rühma. Allüksuse vaktsiine on palju erinevaid, kuid kõik need kasutavad sama põhimõtet.
Mõnikord puhastatakse elus viirusest spetsiifiline valk, mida peetakse immuunsüsteemi heaks käivitajaks. Teinekord sünteesivad teadlased valku ise (selliseks, mis on peaaegu identne viirusvalguga).
Seda labori sünteesitud valku nimetatakse rekombinantseks valguks. Näiteks B-hepatiidi vaktsiin on valmistatud seda tüüpi spetsiifilist tüüpi valgu alaühiku vaktsiinidest.
Võite kuulda ka muudest spetsiifilistest valgu alaühikute vaktsiinidest, näiteks viirusetaolistel osakestel (VLP) põhinevatest vaktsiinidest. Nende hulka kuuluvad mitmed viiruse struktuurivalgud, kuid mitte ükski viiruse geneetiline materjal. Seda tüüpi vaktsiini näide on inimese papilloomiviiruse (HPV) ärahoidmiseks kasutatav vaktsiin.
COVID-19 puhul on peaaegu kõik vaktsiinid suunatud spetsiifilisele viirusvalkule, mida nimetatakse naastvalguks, mis näib vallandavat tugeva immuunvastuse. Kui immuunsüsteem kohtub piigivalguga, reageerib see nagu oleks, nagu oleks viiruse enda nägemine.
Need vaktsiinid ei saa põhjustada aktiivset nakkust, kuna need sisaldavad ainult viirusvalku või valkude rühma, mitte viiruse paljunemiseks vajalikku täielikku viirusmasinat.
Gripivaktsiini erinevad versioonid on hea näide erinevatest klassikaliste vaktsiinide tüüpidest. Selle versioonidest on saadaval versioonid, mis on valmistatud elusast viirusest ja inaktiveeritud viirusest. Samuti on saadaval vaktsiini valgu subühikute versioonid, nii puhastatud kui ka rekombinantsest valgust.
Kõigil neil gripivaktsiinidel on nende tõhususe, ohutuse, manustamisviisi ja valmistamisnõuete osas veidi erinevad omadused.
Eelised ja puudused
Valguallüksuste vaktsiinide üks eelis on see, et need kipuvad põhjustama vähem kõrvaltoimeid kui need, mis kasutavad tervet viirust (nagu nõrgestatud või inaktiveeritud viirusvaktsiinides).
Näiteks 1940. aastatel esimestes läkaköha vastu tehtud vaktsiinides kasutati inaktiveeritud baktereid. Hilisemad läkaköha vaktsiinid kasutasid allüksuse lähenemisviisi ja põhjustasid oluliselt vähem olulisi kõrvaltoimeid.
Valgu allüksuse vaktsiinide eeliseks on ka see, et need on olnud pikemad kui uuemad vaktsiinitehnoloogiad. See tähendab, et nende ohutus on üldiselt paremini tõestatud.
Valgu allüksuse vaktsiinid nõuavad immuunvastuse suurendamiseks siiski adjuvandi kasutamist, millel võib olla oma potentsiaalseid kahjulikke mõjusid. Ja nende immuunsus ei pruugi kogu viirust kasutavate vaktsiinidega võrreldes olla nii kauakestev. Samuti võib nende väljatöötamine võtta kauem aega kui uuemat tehnoloogiat kasutavate vaktsiinide kasutamine.
Vaktsiinid COVID-19 väljatöötamisel
Novavax COVID-19 vaktsiin on alaühiku vaktsiini tüüp (valmistatud rekombinantsest valgust), mis alustas 3. faasi kliinilisi uuringuid USA-s 2020. aasta detsembris. Teised võivad osaleda 3. faasi uuringutes 2021. aastal.
Nukleiinhappel põhinevad vaktsiinid
Uuemad vaktsiinitehnoloogiad on üles ehitatud nukleiinhapete ümber: DNA ja mRNA. DNA on geneetiline materjal, mille pärite oma vanematelt, ja mRNA on omamoodi koopia sellest geneetilisest materjalist, mida teie rakk kasutab valkude valmistamiseks.
Kuidas neid tehakse
Need vaktsiinid kasutavad immuunvastuse esilekutsumiseks väikest osa laboris sünteesitud mRNA-st või DNA-st. See geneetiline materjal sisaldab vajaliku spetsiifilise viirusvalgu koodi (antud juhul naastuvalk COVID-19).
Geneetiline materjal läheb keha enda rakkudesse (kasutades spetsiifilisi kandemolekule, mis on samuti osa vaktsiinist). Seejärel kasutavad inimese rakud seda geneetilist teavet tegeliku valgu tootmiseks.
See lähenemine kõlab palju jubedamalt kui see on. Teie enda rakke kasutatakse viiruse poolt tavaliselt toodetud tüüpi valgu tootmiseks. Kuid viirus vajab töötamiseks palju enamat. Nakatumine ja haigestumine pole olemas.
Mõni teie rakk valmistab lihtsalt väikest COVID-19 piikvalku (lisaks paljudele teistele valkudele, mida teie keha vajab iga päev). See aktiveerib teie immuunsüsteemi ja hakkab moodustama kaitsva immuunvastuse.
Eelised ja puudused
DNA ja mRNA vaktsiinid võivad valmistada väga stabiilseid vaktsiine, mis on tootjatele väga ohutu käsitseda. Neil on ka hea potentsiaal valmistada väga ohutuid vaktsiine, mis annavad ka tugeva ja pikaajalise immuunvastuse.
Võrreldes DNA vaktsiinidega võib mRNA vaktsiinidel olla veelgi suurem ohutusprofiil. DNA vaktsiinide kasutamisel on teoreetiline võimalus, et osa DNA võib end sisestada inimese enda DNA-sse. Tavaliselt pole see probleem, kuid mõnel juhul on mutatsiooni teoreetiline oht, mis võib põhjustada vähki või muid terviseprobleeme. Kuid mRNA-põhised vaktsiinid ei kujuta seda teoreetilist ohtu.
Tootmise osas, kuna tegemist on uuema tehnoloogiaga, ei pruugi mõnes maailma piirkonnas olla vaktsiinide tootmiseks võimekust. Kuid kohtades, kus need on kättesaadavad, suudavad need tehnoloogiad vaktsiini tootmiseks palju kiiremini kui varasemad meetodid.
Osaliselt on nende tehnikate kättesaadavuse tõttu teadlased olnud lootuses eduka COVID-19 vaktsiini tootmisel nii palju kiiremini kui varem.
Vaktsiinid COVID-19 väljatöötamisel
Teadlasi on aastaid huvitanud DNA ja mRNA-põhised vaktsiinid. Viimase mitme aasta jooksul on teadlased töötanud paljude erinevate mRNA-põhiste vaktsiinidega nakkushaiguste, näiteks HIV, marutaudi, Zika ja gripi vastu.
Kuid ükski neist teistest vaktsiinidest ei ole jõudnud arengustaadiumisse, mille tulemuseks on FDA ametlik heakskiit kasutamiseks inimestel. Sama lugu on DNA-põhiste vaktsiinidega, kuigi mõned neist on veterinaarias heaks kiidetud.
Nii Pfizeri kui ka Moderna COVID-19 vaktsiinid on mRNA-põhised vaktsiinid. Praegu tehakse kliinilisi uuringuid kogu maailmas mitmete teiste DNA- ja mRNA-põhiste vaktsiinide vahel.
Viiruslikud vektorvaktsiinid
Viirusvektorivaktsiinidel on nende vRV-l või DNA-l põhinevate vaktsiinidega palju sarnasust. Nad lihtsalt kasutavad erinevat viisi viiruse geneetilise materjali viimiseks inimese rakkudesse.
Viirusvektorivaktsiinid kasutavad osa aerinevadviirus, üks, mida on geneetiliselt muundatud nii, et see ei oleks nakkav. Viirused on rakkudesse sattumisel eriti head.
Abigainaktiveeritudviirus (näiteks adenoviirus) viiakse rakkudesse spetsiifiline COVID-19 naastvalku kodeeriv geneetiline materjal. Nii nagu muud tüüpi mRNA ja DNA vaktsiinide puhul, toodab rakk ise valku, mis käivitab immuunvastuse.
Tehnilisest vaatepunktist saab need vaktsiinid jagada viirusvektoriteks, mis võivad jätkata enda koopiate tegemist kehas (viirusvektoreid replikeerivad) ja nendeks, kes seda ei saa (viirusvektorid, mis ei paljune). Kuid põhimõte on mõlemal juhul sama.
Nii nagu muud tüüpi nukleiinhappel põhinevad vaktsiinid, ei saa ka COVID-19 ise sellise vaktsiini saamisel. Geneetiline kood sisaldab teavet ainult ühe COVID-19 valgu valmistamiseks, üks immuunsüsteemi ergutamiseks, kuid see ei tee teid haigeks.
Eelised ja puudused
Teadlastel on veidi rohkem kogemusi viirusvektorivaktsiinidega võrreldes uute lähenemisviisidega, näiteks mRNA-l põhinevate lähenemisviisidega. Näiteks on seda meetodit ohutult kasutatud Ebola vaktsiini jaoks ja seda on uuritud teiste viiruste, näiteks HIV vaktsiinide suhtes. Kuid praegu pole see litsentseeritud USA-s inimestele mõeldud rakenduste jaoks.
Selle meetodi üks eelis on see, et erinevalt teistest uutest vaktsiinitehnoloogiatest võib olla lihtsam immuniseerida ühe võtte meetodit. Võimalik, et võrreldes teiste uuemate vaktsiinitehnikate kasutamisega on massi tootmiseks hõlpsam kohandada paljudes erinevates rajatistes kogu maailmas.
Vaktsiinid COVID-19 väljatöötamisel
AstraZeneca vaktsiin põhineb viirusvektoril, mis ei paljune. Johnsoni ja Johnsoni farmaatsiaettevõte Janssen on välja töötanud ka replikeerimata viirusvektoril põhineva COVID-19 vaktsiini ja ettevõte taotles FDA-lt erakorralise kasutamise luba. (See on ainus, mis USA-s praegu läbib 3. faasi katseid, mis on ühe võtte meetod).
Kas vajame erinevaid COVID-19 vaktsiine?
Lõppkokkuvõttes loodetakse saada mitu ohutut ja tõhusat vaktsiini. Osa selle põhjusest on see, et ühelgi tootjal on võimatu kiiresti välja anda piisavalt vaktsiini kogu maailma elanikkonna teenimiseks. Laialdase vaktsineerimise läbiviimine on palju lihtsam, kui toodetakse mitu erinevat ohutut ja tõhusat vaktsiini.
Kõigil neil vaktsiinidel ei ole täpselt samu omadusi. Loodetavasti toodetakse mitu edukat vaktsiini, mis võivad aidata rahuldada erinevaid vajadusi.
Mõni nõuab teatud säilitamistingimusi, näiteks sügavkülmutamine. Mõni neist tuleb toota väga kõrgtehnoloogilistes rajatistes, mida pole kõikjal maailmas saadaval, kuid teised kasutavad vanemaid tehnikaid, mida saab hõlpsamini taasesitada. Ja mõned on kallimad kui teised.
Mõned vaktsiinid võivad osutuda kauem kestvaks immuunsuseks kui mõned teised, kuid see pole praegu selge. Mõni võib osutuda paremaks teatud inimeste populatsioonidele, näiteks eakatele või teatud terviseseisundiga inimestele. Näiteks ei soovitata elusviiruse vaktsiine tõenäoliselt kellelegi, kellel on probleeme immuunsussüsteemiga.
Kuid meil pole praegu piisavalt andmeid nende vaktsiinide tõhususe (ja loodetavasti minimaalsete ohutusprobleemide) võrdlemiseks. See saab aja jooksul selgemaks.
Kuna vaktsiinid on kättesaadavad, on vaktsineerimine võtmetähtsusega võimalikult paljude inimeste jaoks. Ainult selliste jõupingutuste abil suudame pandeemia tõesti lõpetada.
