Jakie szczepionki na COVID-19 będą następne? Jak działają nowe preparaty? Szczepionka Pfizera, Moderny czy AstraZeneca to dopiero początek!

Pierwsze szczepionki chroniące przed koronawirusem SARS-CoV-2

Opracowanie szczepionki to proces, który zajmował dotychczas kilka lat. W obliczu pandemii udało się go znacznie skrócić, dzięki czemu pierwsze szczepienia przeciw COVID-19 rozpoczęły się na świecie już w 2020 roku. Obecnie przybywa skutecznych preparatów. Niektóre z nich są już stosowane bez ograniczeń, inne dopuszczone w sposób ograniczony lub awaryjny.

Według stanu na 11 lutego 2021 r. testy na ludziach przechodzi 69 szczepionek przeciw COVID-19. Wśród szczepionek poddawanych badaniom klinicznym:

• 4 zatwierdzono do pełnego użytku,
• 6 zatwierdzono do wczesnego lub ograniczonego stosowania,
• 4 porzucono po badaniach wstępnych,
• 20 przechodzi badania kliniczne 3. fazy, które oceniają skuteczność w stosowaniu na dużą skalę,
• 27 znajduje się w 2. fazie badań klinicznych, gdzie prowadzone są rozszerzone próby bezpieczeństwa ich stosowania,
• 37 jest w 1. fazie badań klinicznych, podlegając ocenie pod względem bezpieczeństwa i sposobu dawkowania.

Pierwszym preparatem przeciw koronawirusowi SARS-CoV-2, który został dopuszczony do użytku w wielu krajach, była szczepionka BNT162 opracowana przez firmy Pfizer i BioNTech, a zaraz później zielone światło uzyskał bardzo podobny produkt firmy Moderna.

Oba preparaty to szczepionki mRNA. Wykorzystują całkiem nowe rozwiązanie – zawierają syntetyczną nić RNA koronawirusa, a dokładniej mRNA przekaźnikowe (messenger RNA), która jest chroniona przez otoczkę lipidową. Materiał został zmieniony genetycznie w taki sposób, by wywoływał w organizmie produkcję białek typowych dla wypustek wirusa, czyli tzw. białek S – ale nie całego patogenu. Stają one celem ataków reakcji układu odpornościowego, w wyniku której powstają wyspecjalizowane przeciwciała anty-SARS-CoV-2.

Kolejną szczepionką był preparat AstraZeneca-Oxford University. Dwa podobne preparaty funkcjonują już jednak od miesięcy w Rosji. Podobnie jest w innych częściach Azji, gdzie rynek krajowy oraz kraje arabskie są zaopatrywane w produkty chińskie.

Natomiast pierwszą szczepionką, której badania przerwano (miało to miejsce 10 grudnia 2020 roku) był preparat australijski przygotowywany przez Uniwersytet Queensland. Bazował na białkach nowego koronawirusa i był podawany wraz z adjuwantem firmy CSL (tj. substancją wspomagającą działanie immunizujące). Niestety, aby zwiększyć stabilność białek, poddano je procesowi, w wyniku którego w organizmie powstają przeciwciała podobne do tych wytwarzanych przeciw HIV – w efekcie część uczestników zyskała pozytywne wyniki testu w kierunku tego wirusa.

Przerwano również badania prowadzone przez Imperial College London wraz z Morningside Ventures z użyciem samonamnażającej się szczepionki mRNA, z zamiarem skupienia sił na stworzeniu preparatu skutecznego wobec nowych wariantów koronawirusa SARS-CoV-2.

Podobny los spotkał produkt amerykańskiej firmy Merck stworzony z austriacką Themis Bioscience, który zawierał osłabionego wirusa odry, ponieważ wywoływał słabszą odpowiedź immunologiczną niż naturalna infekcja. Z tych samych przyczyn Merck wycofał się też ze współpracy z IAVI nad drugą szczepionką wektorową, która miała być podawana doustnie.

Wiodące szczepionki na COVID-19

Szczepionki na COVID-19 dopuszczone do stosowania, oczekujących na akceptację lub będące blisko finalnych badań klinicznych i wprowadzenia do użytku, to preparaty różnych typów.

Według stanu na 11 lutego 2021 r. status wiodących szczepionek jest następujący:

• Pfizer-BioNTech (faza 2/3) – szczepionka mRNA; preparat dopuszczony do użytku w Szwajcarii, Nowej Zelandii, Bahrajnie, Arabii Saudyjskiej), a w trybie awaryjnym – m.in. w Unii Europejskiej, Wielkiej Brytanii, USA, Kanadzie czy Meksyku, a z ograniczeniami – w Korei Południowej.
• Moderna (faza 3) – szczepionka mRNA; dopuszczona do użytku w Szwajcarii, a awaryjnie – w UE, Wielkiej Brytanii, Islandii, Norwegii, USA, Kanadzie, Izraelu, Katarze, Singapurze i Mongolii.
• Gamaleya (faza 3) – szczepionka adenowirusowa (Ad26 i Ad5); preparat Sputnik V (lub Gam-Covid-Vac) ma 91,6 proc. skuteczności i jest dopuszczony do wczesnego użycia w Rosji oraz awaryjnie w innych krajach świata.
• Oxford-AstraZeneca (faza 2/3) – szczepionka adenowirusowa (ChAdOx1) o nazwie AZD1222 (lub Covishield w Indiach), dopuszczona awaryjnie w UE, Wielkiej Brytanii i innych krajach.
• CanSino Biologics (faza 3) – szczepionka adenowirusowa (Ad5) o nazwie Ad5-nCoV lub Convidecia, dopuszczona do ograniczonego użytku w Chinach, a awaryjnie – w Meksyku.
• Johnson & Johnson (faza 3) – szczepionka adenowirusowa (Ad26) o nazwie Ad26.COV2.S stworzona wraz z Beth Isreali Deaconess Medical Center w Bostonie to preparat o skuteczności 72 proc. w USA, 66 proc. w Ameryce Łacińskiej i 57 proc. w Afryce Południowej.
• Instytut Wektor (faza 3) – szczepionka białkowa o nazwie EpiVacCorona, dopuszczona do wczesnego stosowania w Rosji.
• Novavax (faza 3) – szczepionka białkowa firmy z Maryland o nazwie NVX-CoV2373 wykazuje 89,3 proc. skuteczności przeciwko większości wariantów koronawirusa.
• Sinopharm (faza 3) – szczepionka z wirusem nieaktywnym, dopuszczona do użytku w Zjednoczonych Emiratach Arabskich i Bahrajnie, awaryjnie – w Egipcie i innych krajach.
• Sinovac (faza 3) – szczepionka z wirusem nieaktywnym o nazwie CoronaVac (wcześniej: PiCoVacc) jest dopuszczona w Chinach, a awaryjnie – w Turcji, Azerbejdżanie, Indonezji, Laosie, Brazylii, Chile, Kolumbii i Urugwaju.
• Sinopharm-Wuhan (faza 3) – szczepionka z wirusem nieaktywnym, dopuszczona do ograniczonego użytku w Chinach i Zjednoczonych Emiratach Arabskich.
• Bharat Biotech (faza 3) – indyjską szczepionkę Covaxin (lub BBV152 A, B, C) stworzoną wraz z National Institute of Virology i Indian Council of Medical Research z nieaktywnym wirusem o nazwie można stosować awaryjnie w Indiach.
• CureVac (faza 3) – szczepionka typu mRNA o nazwie CVnCoV ma niepoznaną jeszcze skuteczność (ostatnia faza badań rozpoczęła się w Niemczech w grudniu 2020 roku), ale producent podpisał już umowę z UE na dostawę 225 milionów dawek w 2021 roku.
• AnGes (faza 3) – szczepionka japońskiej firmy stworzona wraz z Uniwersytetem Osakijskim i firmą Takara Bio to preparat AG0302-COVID19 bazujący na DNA.
• Zydus Cadila (faza 3) – szczepionka z Indii bazuje na DNA i jest podawana w formie plastra z mikroigiełkami. Ma być gotowa do dystrybucji do marca 2021 r.
• Anhui Zhifei Longcom (faza 3) – preparat ZF2001 stworzony wraz z Chińską Akademią Nauk Medycznych zawiera białka koronawirusa wraz z adjuwantem, czyli według definicji substancją wzmacniającą poszczepienną odpowiedź odpornościową.
• Medicago (faza 2/3) – szczepionka CoVLP kanadyjskiej firmy Medicago z Kanady jest częściowo sponsorowana przez giganta papierosowego Philip Morris, ponieważ powstaje ze spokrewnionej z tytoniem rośliny Nicotiana banthamiana. Koronawirus namnażany w liściach zyskuje roślinną otoczkę, która naśladuje tę prawdziwą. Działa szczególnie efektywnie wraz z adjuwantem dostarczanym przez firmę GSK.
• Instytut Biologii Medycznej Chińskiej Akademii Nauk Medycznych (faza 3) – preparat stworzony przez instytucję, która wynalazła szczepionki przeciw polio and wirusowego zapalenia wątroby typu A (WZW A), zawiera nieaktywnego koronawirusa. Skuteczność szczepionki BBIBP-CorV w testach prowadzonych wraz z firmą Sinopharm wynosiła 79,3 proc. Preparat jest dopuszczony do użytku w Chinach, Zjednoczonych Emiratach Arabskich i Bahrajnie. Awaryjnie można stosować go na Węgrzech, Egipcie, Iraku, Jordanii, Pakistanie, Kambodży i Peru, a z ograniczeniami – w Serbii i na Seszelach.
• Research Institute for Biological Safety Problems (faza 3) – szczepionka QazCovid z nieaktywnym wirusem stworzona w Kazachstanie ma być dopuszczona do użytku w marcu 2021 roku.

Trwają też badania 3. fazy „odświeżonej” szczepionki BCG przeciw gruźlicy. Preparat wynaleziono na początku XX wieku, a obecnie w roli ochrony przed COVID-19 przechodzi 3. fazę badań klinicznych o nazwie „BRACE” w Murdoch Children’s Research Institute w Australii.

Jak skuteczne są pierwsze szczepionki na COVID-19 stosowane w Polsce?

Pierwsze szczepionki, które są szeroko dostępne na świecie – i stosowane w Polsce, to trzy preparaty.

• Pfizer-BioNTech – to szczepionka genetyczna o nazwie BNT162b2, w Polsce dostępna jako wyrób chiński o nazwie Comirnaty, znana też jako Tozinameran. Bazuje na przekaźnikowymi mRNA, zamkniętym w lipidowej nanocząsteczce. Preparat powstał we współpracy niemieckiej firmy biotechnologicznej z istniejącym od 170 lat gigantem farmaceutycznym Pfizer. W badaniach wykazała ponad 95-procentową skuteczność w ochronie przed koronawirusem zarówno u osób młodszych, jak i u seniorów i pacjentów obciążonych chorobami cukrzyca czy otyłość. Szczepionkę podaje się 2 dawkach w odstępie 3 tygodni. Wymaga przechowywania w temp. minus 70 stopni Celsjusza. Preparat powoduje krótkotrwałe działania uboczne, takie jak gorączka, bóle mięśniowe i zmęczenie. Objawy te mają głównie łagodne i umiarkowane nasilenie.

• Moderna – to podobna do poprzedniej szczepionka genetyczna o nazwie mRNA-1273 opracowana przez firmę biotechnologiczną z 10-letnim stażem, ale nie mającą na swoim koncie dopuszczonych do obrotu produktów, wraz z amerykańskimi Narodowymi Instytutami Zdrowa (NIH). W badaniach wykazała skuteczność wynoszącą ponad 94 proc. Wymaga podania w 2 dawkach w odstępie 4 tygodni i przechowywania w temp. minus 20 stopni Celsjusza.

• AstraZeneca-Oxford – szczepionka AZD1222 na bazie szympansiego adenowirusa ChAdOxl ma 63-procentową skuteczność przeciwko objawowemu COVID-19 i jest bezpieczna nawet dla seniorów. Preparat wymaga przechowywania w zwykłej lodówce i podaje się go w 2 dawkach w odstępie 4 tygodni. Firma firma AstraZeneca ogłosiła 11 grudnia 2020 r. nawiązanie współpracy z rosyjskim Instytutem Gamaleya, twórcą preparatu Sputnik V, co jest ruchem bezprecedensowym.

Jak działają szczepionki przeciw COVID-19? Rodzaje preparatów

Preparaty do szczepień przeciwko wirusowi SARS-CoV-2, które są obecnie w trakcie badań, działają na różne sposoby. Ogólnie jednak działają na zasadzie dostarczania do organizmu bezpiecznych form koronawirusa lub jego fragmentów, które wywołują odpowiedź układu odpornościowego w organizmie, co z kolei umożliwia uzyskanie odporności na COVID-19.

Wśród aktualnie opracowywanych preparatów znajdują się:

• Szczepionki genetyczne – zawierają jeden lub więcej genów koronawirusa, które po dostarczeniu do komórek ludzkich wywołują odpowiedź immunologiczną (do tej kategorii należą szczepionki mRNA oraz preparaty bazujące na DNA).
• Szczepionki z wirusowym wektorem – zawierają wirusy zmienione w taki sposób, by przenosiły geny koronawirusa. Część z preparatów sprawia, że białka koronawirusa są produkowane przez komórki organizmu. Inne dostarczają wirusy, które ulegają powolnemu namnażaniu się, niosąc białka koronawirusa na swojej powierzchni. Przeciw COVID-19 stosowane są przede wszystkim szczepionki na bazie adenowirusa (Ad), zwykle Ad5 i/lub Ad26.
• Szczepionki bazujące na białkach – zawierają białka koronawirusa zamiast jego materiału genetycznego. Niektóre uwzględniają kompletne białka, w innych stosuje się tylko ich fragmenty. Ważną grupą takich szczepionek są preparaty dostarczające takie proteiny w formie nanocząstek.
• Szczepionki zawierające wirusa osłabionego lub nieaktywnego – wykorzystują tzw. wirusy atenuowane lub zabite z użyciem odpowiednich związków chemicznych.
• Szczepionki „odświeżone” – to szczepionki stosowane wcześniej w prewencji innych chorób, które mogą chronić również przed COVID-19. Nie są one wliczane do sumy preparatów będących w przygotowaniu.

Obowiązkowe badania, które musi przejść szczepionka ochronna

Opracowywanie szczepionki przeciw koronawirusa rozpoczęto w styczniu 2020 roku od rozszyfrowania genomu wirusa SARS-CoV-2. Badania bezpieczeństwa pierwszych preparatów z udziałem ludzi prowadzono już w marcu.

Aby preparat do szczepień był dopuszczony do użytku, musi przejść wszystkie fazy procesu badawczego, które składają się z testów przedklinicznych, badań klinicznych faz 1-3 oraz badań końcowych.

Etapy badań to kolejno:

• Testy przedkliniczne – testy dotyczą działania szczepionki na komórki oraz zwierzęta doświadczalne.
• Badania bezpieczeństwa 1. fazy – szczepionka podawania jest niewielkiej grupie ludzi w celu oceny bezpieczeństwa dla zdrowia i wyznaczenie dawkowania, a także by potwierdzić, że preparat stymuluje układ immunologiczny.
• Rozszerzone badania 2. fazy – szczepionka podawana jest setkom uczestników podzielonych na grupy wiekowe, by oszacować, czy działa u nich w odmienny sposób. Dalszym testom podlega bezpieczeństwo i skuteczność preparatu w wywoływaniu odpowiedzi odpornościowej w organizmie.
• Badania skuteczności 3. fazy – szczepionkę przyjmują tysiące osób i obserwowane jest, ilu z nich mimo to zarazi się wirusem w porównaniu do odsetka osób, które otrzymały placebo. Pozwala to sprawdzić, czy preparat chroni przed zachorowaniem. Według zaleceń FDA z czerwca 2020 roku nowo opracowana szczepionka musi być efektywna u 50 procent osób, które ją otrzymały. Badania 3. fazy muszą być na tyle duże, by potwierdzić, że wywołuje stosunkowo rzadkie efekty uboczne, które mogły być przeoczone na wcześniejszych etapach prac.
• Wczesne lub ograniczone zatwierdzenie – dotyczy preparatów, w których przypadku ominięto oczekiwanie na wyniki badań 3. fazy. To m.in. szczepionki stworzone w Chinach i Rosji. Ich stosowanie budzi wątpliwości światowych ekspertów, ponieważ może stwarzać poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego.
• Zatwierdzenie – dopuszczenie szczepionki do użycia w danym kraju wymaga podjęcia odpowiednich decyzji na podstawie zgromadzonych materiałów badawczych. W obecnych czasach pandemii szczepionka przeciw koronawirusowi może zyskać dopuszczenie warunkowe do użycia w warunkach awaryjnych (emergency use authorization, EUA) z jednoczesnym zaleceniem prowadzenia dalszych badań przyjmujących ją osób, które mają na celu definitywne potwierdzenie jej skuteczności i bezpieczeństwa.

W ramach prac nad preparatami farmaceutycznymi wyróżnia się też:

• Badania kombinowane – łączenie badań faz 1 i 2 oraz 2 i 3 metoda przyspieszania prac nad preparatami, chętnie stosowana przez firmy biofarmaceutyczne.
• Badania wstrzymane – w przypadku zaobserwowania przez naukowców nieprawidłowości podczas prowadzonych prac, np. niepokojących objawów u uczestników, prowadzenie badań można czasowo zatrzymać, by wznowić je po wyjaśnieniu wątpliwości.

ZOBACZ: To potwierdzone: szczepionka Moderny działa na mutacje koronawirusa