Вера Родсаванг / Getty Images
Ключевые выводы
- Новая вакцина с матричной РНК (мРНК) стала первой вакциной от COVID-19, разрешенной для экстренного использования в США.
- Исследователи работают над 10 различными существующими моделями вакцин, чтобы создать вакцины против COVID-19.
- Для искоренения COVID-19 вакцина должна иметь эффективность не менее 70%.
- Быстрое отслеживание вакцины означает обход мер безопасности
Гонка за безопасной и эффективной вакциной от COVID-19 (коронавирусное заболевание 2019 г.) не имеет прецедентов в современной истории медицины. Со времен пандемии СПИДа в 1980-х и 1990-х годах ученые, правительства и бизнес объединились в скоординированных усилиях по обмену знаниями и ресурсами, которые в один прекрасный день могут привести к разработке полностью защитной вакцины.
Как и в случае с пандемией СПИДа, ученым предстоит многое узнать о вирусе.
Но надежда есть. По состоянию на декабрь 2020 года в Северной Америке, Европе и Азии активно разрабатывались не менее 233 вакцин-кандидатов с целью полностью вывести хотя бы одну вакцину на рынок к 2021 году.
11 декабря Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) выдало разрешение на экстренное использование вакцины-кандидата COVID ‑ 19, совместно разработанной Pfizer и BioNTech. Это экстренное использование разрешено для людей в возрасте от 16 лет и старше. Еще одна вакцина-кандидат от COVID-19 от Moderna получила разрешение на экстренное использование 18 декабря. Обе вакцины представляют собой вакцины с новой матричной РНК (мРНК), которые несут генетические инструкции для наших иммунных клеток, чтобы они составляли часть белка, запускающего иммунный ответ на COVID. -19.
Почему это важно
Какими бы устрашающими ни казались проблемы, вакцина остается наиболее эффективным способом предотвращения глобальных ограничений и мер социального дистанцирования, которые определили раннюю пандемию COVID-19.
Цели и задачи
Сама временная шкала создает огромные проблемы. Учитывая, что разработка вакцин занимает в среднем 10,71 года от начала доклинических исследований до окончательных разрешений регулирующих органов, перед учеными стоит задача сократить сроки, что в значительной степени неслыханно в исследованиях вакцин.
Чтобы вакцина считалась жизнеспособной, она должна быть безопасной, недорогой, стабильной, легко производимой в промышленных масштабах и легко вводимой как можно большему числу из 7,8 миллиардов человек, живущих на планете.
В то же время, если вакцина должна положить конец пандемии, она должна иметь высокий уровень эффективности, даже выше, чем у вакцины против гриппа. Все, что ниже этого, может сдержать распространение инфекций, но не остановить их.
Только 6% вакцин, находящихся в разработке, проходят от доклинических исследований до выпуска на рынок.
Эффективность вакцины
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), для того, чтобы вакцина полностью искоренила COVID-19, она должна иметь эффективность не менее 70% для населения и обеспечивать устойчивую защиту в течение как минимум одного года. На этом уровне вирус будет менее способен к мутации при передаче от человека к человеку и с большей вероятностью будет генерировать коллективный иммунитет (при котором у больших слоев населения развивается иммунная устойчивость к вирусу).
Эти тесты невероятно амбициозны, но не невозможны.
ВОЗ утверждает, что при эффективности 60% вспышки все равно будут происходить и что коллективный иммунитет не будет выстраиваться достаточно агрессивно, чтобы положить конец пандемии.
Вакцина COVID-19 с эффективностью 50%, хотя и полезна для людей с высоким риском, не предотвратит вспышки и не снизит нагрузку на системы здравоохранения, находящиеся на переднем крае, в случае возникновения вспышки.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), эффективность вакцины против гриппа, например, в сезон гриппа 2019-2020 гг. Составила менее 45%. Некоторые из отдельных компонентов вакцины были эффективны только на 37%.
мРНК вакцины от COVID-19
18 ноября компания Pfizer объявила, что ее исследование фазы III вакцины продемонстрировало 95% эффективность против COVID-19. 30 ноября Moderna объявила, что ее испытание фазы III вакцины показало эффективность 94% против COVID-19 в целом, а также 100% эффективность против тяжелого заболевания. .Результаты экспертной оценки этих испытаний еще не завершены.
Органы здравоохранения могут одобрить вакцину с менее чем оптимальной эффективностью, если польза (особенно для пожилых и бедных) превышает риски.
Расходы
Вакцина не может считаться жизнеспособной, если она недоступна по цене.
В отличие от вакцины против гриппа, которую массово производят путем введения вируса в куриные яйца, ни COVID-19, ни какие-либо из его родственников по коронавирусу (например, SARS и MERS) не могут быть воспроизведены в яйцах. Следовательно, необходима совершенно новая технология производства, чтобы соответствовать объему производства ежегодной вакцины против гриппа, из которых более 190 миллионов доз поставляются в США каждый год.
Новые генетические вакцины, в том числе вакцины-кандидаты от Pfizer-BioNTech и Moderna, разрабатываются в пробирках или резервуарах. Их не нужно выращивать в яйцах или клетках, что экономит время и деньги при разработке.Хотя это первый раз, когда они будут производиться массово, так что полная стоимость и многие логистические вопросы все еще неизвестны.
У США есть контракты на закупку доз кандидатов в вакцины мРНК у компаний Pfizer-BioNTech и Moderna, но стоимость и доступность этих и других вакцин во многих странах мира до сих пор не определены.
Правительство США имеет контракт с Pfizer и BioNTech на первоначальный заказ на 100 миллионов доз на сумму 1,95 миллиарда долларов и права на приобретение до 500 миллионов дополнительных доз. Те, кто получает вакцину, получают ее бесплатно. Вакцина также получила разрешение на использование в экстренных случаях в Великобритании, Бахрейне, Саудовской Аравии, Канаде и Мексике.
Федеральное правительство имеет контракт на 1,5 миллиарда долларов с Moderna на 100 миллионов доз вакцины и возможность приобрести дополнительные 400 миллионов доз (оно уже запросило дополнительные 100 миллионов). Он также помог финансировать его разработку с помощью контракта на 955 миллионов долларов, в результате чего первоначальная сумма составила 2,48 миллиарда долларов. Если он получит экстренное разрешение, оно также будет бесплатно предоставлено людям в США.
Распределение
После разработки вакцин против COVID-19 следующей проблемой станет их справедливое распределение, особенно если производственные мощности ограничены. Это требует обширных эпидемиологических исследований, чтобы определить, какие группы населения подвергаются наибольшему риску заболевания и смерти.
Чтобы обойти эти опасения, некоторые эксперты рекомендовали направить финансирование на проверенные модели вакцины, которые с большей вероятностью будут масштабируемыми, чем экспериментальные, которые могут потребовать миллиардов долларов структурных инвестиций до того, как будет произведена первая поставка вакцины. произведено.
Однако крупные инвестиции были вложены в экспериментальные вакцины, даже если они создают проблемы для массового распространения, включая потенциальные затраты и требования к сверхнизким температурам для вакцины Pfizer-BioNTech, для которых требуются специализированные морозильные камеры.
Pfizer и BioNTech прогнозируют глобальное производство до 50 миллионов доз в 2020 году и до 1,3 миллиарда доз к концу 2021 года. Moderna прогнозирует производство примерно 20 миллионов доз, готовых к отправке в США к концу К 2020 году и глобальное производство от 500 миллионов до 1 миллиарда доз в 2021 году.
Этические дилеммы
Быстрое отслеживание вакцины сводит к минимуму некоторые из сдержек и противовесов, предназначенных для обеспечения безопасности людей. Это не значит, что это невозможно. Это просто требует более строгого надзора со стороны регулирующих органов, таких как ВОЗ, Национальные институты здравоохранения (NIH), Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (CFDA), среди прочих, для обеспечения безопасного проведения исследований. и этично.
Даже при усилении нормативного надзора гонка за производство вакцины, готовой к выпуску на рынок, в течение двух лет вызвала обеспокоенность у специалистов по этике, которые утверждают, что быстро разработать вакцину невозможно.ибезопасно.
Например, «контрольные исследования» включают в себя набор ранее неинфицированных, здоровых молодых людей, которые напрямую контактируют с COVID-19 после прохождения вакцинации вакциной-кандидатом. Если контрольная вакцина окажется безопасной и эффективной в этой группе низкого риска Следующим шагом будет набор взрослых из группы повышенного риска в традиционное двойное слепое исследование. Хотя подобные проблемы используются при менее смертоносных заболеваниях, таких как грипп, намеренное заражение людей COVID-19 значительно более рискованно.
По мере того как исследования COVID-19 переходят от доклинических исследований к более крупным испытаниям на людях, подобные дилеммы заставляют регулирующие органы решать, какие риски на этой новой границе являются «приемлемыми», а какие - нет.
Когда начать
Ученые не начинают с нуля при разработке своих моделей вакцины против COVID-19 (называемых платформами). Существуют не только эффективные вакцины на основе родственных вирусов, но и экспериментальные, которые продемонстрировали частичную защиту от коронавирусов, таких как MERS и SARS.
COVID-19 принадлежит к большой группе вирусов, называемых РНК-вирусами, которые включают Эбола, гепатит С, ВИЧ, грипп, корь, бешенство и множество других инфекционных заболеваний. Далее они подразделяются на:
- РНК-вирусы группы IV: к ним относятся коронавирусы, вирусы гепатита, флавивирусы (связанные с желтой лихорадкой и лихорадкой Западного Нила), полиовирусы и риновирусы (один из нескольких вирусов простуды).
- Coronaviridae: семейство РНК-вирусов группы IV, которое включает четыре штамма коронавируса, связанных с простудой, и три, вызывающих тяжелые респираторные заболевания (MERS, SARS и COVID-19).
Информация об этих вирусах, пусть и скудная, может предоставить исследователям доказательства, необходимые для создания и тестирования их платформ. Даже если платформа выйдет из строя, это может направить исследователей в сторону более жизнеспособных.
Даже среди множества РНК-вирусов группы IV с момента выпуска первой вакцины против желтой лихорадки в 1937 году было разработано лишь несколько вакцин (полиомиелит, краснуха, гепатит А, гепатит В). Пока вакцины против коронавирусов нет. которые полностью одобрены и лицензированы в США.
Модели для разработки вакцин
Гонка за эффективной вакциной против COVID-19 в значительной степени координируется ВОЗ и глобальными партнерами, такими как недавно созданная Коалиция за инновации в области обеспечения готовности к эпидемиям (CEPI). Роль этих организаций заключается в надзоре за исследовательской средой, чтобы ресурсы можно было направить наиболее перспективным кандидатам.
CEPI описал различные платформы, доступные для развития COVID-19. Некоторые из них представляют собой обновленные модели, основанные на вакцинах от полиомиелита Солка и Сабина 1950-х и 60-х годов. Другие - это вакцины следующего поколения, которые основаны на генной инженерии или новых системах доставки (называемых векторами) для нацеливания на респираторные клетки.
белковые вакцины
У каждой из предложенных платформ есть свои преимущества и недостатки. Некоторые типы вакцин легко производятся в промышленных масштабах, но их ответная реакция более универсальна (и, следовательно, с меньшей вероятностью будет достигнута эффективность, необходимая для прекращения пандемии). Другие более новые модели могут вызвать более сильный ответ, но мало что известно о том, сколько может стоить вакцина и можно ли ее производить в глобальном масштабе.
Из 10 платформ вакцины, обозначенных CEPI, пять так и не смогли создать жизнеспособную вакцину для людей. Тем не менее, некоторые (например, платформа ДНК-вакцины) создали эффективные вакцины для животных.
Процесс разработки вакцины
Даже если этапы разработки вакцины сократятся, процесс утверждения вакцин против COVID-19 останется более или менее прежним. Этапы можно разбить следующим образом:
- Доклинический этап
- Клиническая разработка
- Нормативный обзор и одобрение
- Производство
- Контроль качества
Доклиническая стадия - это период, в течение которого исследователи собирают данные о технико-экономическом обосновании и безопасности, наряду с данными предыдущих исследований, для представления государственным регулирующим органам для утверждения тестирования. В США за этим процессом наблюдает FDA. В других странах или регионах есть свои регулирующие органы.
Клиническая разработка - это этап, на котором проводятся фактические исследования на людях. Всего четыре фазы:
- Фаза I направлена на поиск наилучшей дозы с наименьшим количеством побочных эффектов. Вакцина будет протестирована в небольшой группе менее 100 участников. Около 70% вакцин проходят эту начальную стадию.
- Фаза II расширяет тестирование до нескольких сотен участников в зависимости от дозы, считающейся безопасной. Распределение участников будет соответствовать общей демографической группе людей, подверженных риску COVID-19. Примерно треть кандидатов этапа II дойдет до этапа III.
- В фазе III участвуют тысячи участников из нескольких центров, которых случайным образом выбирают для получения настоящей вакцины или плацебо. Эти исследования обычно являются двойными слепыми, поэтому ни исследователи, ни участники не знают, какая вакцина вводится. Это стадия, на которой большинство вакцин не работают.
- Фаза IV проводится после утверждения вакцины и продолжается в течение нескольких лет для оценки реальной эффективности и безопасности вакцины. Этот этап также известен как «постмаркетинговое наблюдение».
Вакцины от COVID-19: будьте в курсе того, какие вакцины доступны, кто может их получить и насколько они безопасны.
Сроки
Каким бы простым ни был процесс, помимо отказа вакцины есть несколько вещей, которые могут добавить месяцы или годы к процессу. Среди них - время. Хотя в идеале вакцину-кандидат следует тестировать во время активной вспышки, бывает сложно определить, где и когда она может произойти.
Даже в сильно пострадавших районах, таких как Нью-Йорк и Ухань, Китай, где дальнейшая вспышка кажется неизбежной, чиновники здравоохранения могут вмешаться, чтобы предотвратить болезнь, приняв такие меры, как требование к людям снова самоизолироваться. Это важно для поддержания здоровья людей, но может продлить испытания вакцины на целый сезон или год.
Вакцины-кандидаты в разработке
По состоянию на декабрь 2020 года 56 вакцин-кандидатов одобрены для клинических исследований, а более 165 вакцин находятся на доклинических стадиях и ожидают одобрения регулирующих органов.
Среди платформ, одобренных для тестирования, наиболее распространены инактивированные вакцины. Сюда входят белковые субъединицы, в которых используются антигены (компоненты, которые лучше всего стимулируют иммунную систему) вместо всего вируса, и вакцины, инактивированные целыми клетками, в некоторых из которых используются «усиливающие» агенты, такие как алюминий, для усиления ответа антител.
Также широко представлены РНК- и ДНК-вакцины, а также векторные вакцины, в которых используются дезактивированные вирусы простуды для переноса вакцинных агентов непосредственно в клетки.
Дополнительные платформы включают вирусоподобные частицы, векторные вакцины в сочетании с антигенпрезентирующими клетками и живую аттенуированную вакцину, в которой используется ослабленная живая форма COVID-19 для стимуляции иммунного ответа.
(Объединенное Королевство)
(Китай)
(Соединенные Штаты)
(Соединенные Штаты)
(Соединенные Штаты)
(Китай)
(Китай)
(Китай)
(Соединенные Штаты)
(Китай)
(Соединенные Штаты)
