Nová vakcína proti koronavírusu: nedávny pokrok, príležitosti a výzvy

Na zvládnutie nedávnej pandémie COVID-19 alebo možného budúceho prepuknutia koronavírusu je nevyhnutne potrebná bezpečná, účinná, preventívna alebo profylaktická vakcína. Dizajn a uvedenie takejto vakcíny na trh je však mimoriadne zložité.

Za posledných 17 rokov sa vyvinulo niekoľko snáh o vývoj úspešnej vakcíny proti koronavírusom. Doposiaľ však nebola schválená žiadna vakcína. Misia vývoja vakcíny proti chorobe COVID-19 má vysokú prioritu a považuje sa za kľúčový globálny problém.

Dizajn vakcíny priťahoval pozornosť celého sveta a pripisujú sa jej rôzne dôvody na čo najskoršiu realizáciu potenciálnej vakcíny:

Kontrola infekcie: rýchla globalizácia, nárast medzinárodného cestovania, prisťahovalectva a drastické zmeny životného prostredia viedli k nárastu výskytu a šírenia nových vírusov, ktoré môžu spôsobiť chronickú infekčnosť. V tejto súvislosti je očkovanie jedným z hlavných problémov verejného zdravia v boji proti rôznym typom infekčných chorôb. Hlavným cieľom očkovania je, aby ľudia získali vrodenú imunitu a boli chránení pred vysoko nákazlivými patogénmi.

Najbližší vzhľad: V posledných dvoch desaťročiach prepuknutie koronavírusov vážne ovplyvnilo životný štýl, prirodzené ľudské správanie a svetové hospodárstvo. Univerzálny determinant pre vývoj vakcín proti koronavírusom zmizol, pretože SARS a MERS sa po prepuknutí v rokoch 2004 a 2013 pozorujú iba vo veľmi malom rozsahu. V súčasnosti existuje naliehavá potreba vyvinúť vakcínu na boj proti súčasnej pandémii, spôsobené SARS-CoV-2, pretože ide o siedmy koronavírus, ktorý ovplyvňuje človeka a nemožno vylúčiť možnosť vzniku nového koronavírusu v blízkej budúcnosti.

Používanie existujúcich liekov na iné ochorenia: V súčasnosti neexistuje žiadny liek na liečbu COVID-19. Stratégia liečby pacientov s COVID-19 spočíva v podávaní existujúcich liekov na iné ochorenia, čo však môže viesť k rezistencii na patogény, škodlivým vedľajším účinkom a zmareniu snáh navrhnúť vakcínu ako lepšiu voľbu. a bezpečnejšie.

homológia: Počas počiatočného obdobia (január 2019) nového ohniska SARS-CoV-2 sa o tomto vírusu veľa nevedelo, najväčšou výzvou bolo zistenie skutočnej vírusovej štruktúry, molekulárnej biológie, sekvenovania genómov a fylogenetického vzťahu. V súčasnosti sa potvrdzuje, že vírus SARS-CoV-2 má podobné vlastnosti ako vírus SARS-CoV, čo dáva nádej na rýchly vývoj vakcíny, pretože predchádzajúce snahy o jej vývoj sú dostupné v lekárskej literatúre.

Mutácia vírusu: Všeobecne RNA vírusy vykazovali rýchlu rýchlosť mutácií. Avšak v prípade vírusu SARS-CoV-2 sa pozorovalo, že rýchlosť mutácie je pomalšia, a preto je možné dúfať, že infekcia vírusom SARS-CoV-2 sa dá regulovať očkovaním.

Z vyššie uvedených dôvodov môže účinná vakcína proti chorobe COVID-19 hrať dôležitú úlohu pri kontrole šírenia vírusu SARS-CoV-2. Dizajn vakcíny je však zložitou úlohou zahŕňajúcou štúdium rôznych faktorov, ako je stanovenie vírusového génu/proteínu/aminokyseliny, identifikácia účinného antigénu, imunizačná cesta, štúdia zvieracieho modelu, štúdia imunitnej odpovede, klinické skúšky atď.

Vyvíjajú sa a testujú rôzne typy vakcín

V súčasnosti sa na vývoji vírusovej vakcíny SARS-CoV-2 aktívne podieľa veľa medzinárodných farmaceutických biotechnologických spoločností a výskumných organizácií. Vo vývoji je niekoľko druhov vakcín: vírusové vakcíny (živé oslabené alebo inaktivované), vakcíny proti nukleovým kyselinám, vírusové vektorové vakcíny a vakcíny na báze proteínov (s proteínovými podjednotkami a vírusovými časticami).

Vývoj akejkoľvek vakcíny zahŕňa mnoho etáp, čo je dlhý proces, trvajúci najmenej 18 - 36 mesiacov, a ktorý si vyžaduje viacnásobné prerušenia na pozorovanie, analýzu a uzavretie údajov z klinických štúdií. Niektoré testy je však možné v prípade núdze vykonať paralelne (napríklad na zvieracích modeloch a štúdiách na ľuďoch) s vysokým finančným rizikom, aby sa ušetrila doba.

Za rýchly vývoj vakcíny je zodpovedných aj niekoľko ďalších faktorov. Vo vývojových štádiách sú rozhodujúcimi faktormi pre včasné uvoľnenie kandidáta na vakcínu:

testovanie na zvieracích modeloch (testovanie sa vykonáva na myšiach, potkanoch, králikoch, škrečkoch, opiciach rhesus)
stanovenie cesty podania (intranazálne, intramuskulárne, subkutánne, intraperitoneálne)
použitie účinných adjuvancií, ktoré zvyšujú imunitnú odpoveď, poskytujú lepšiu dlhodobú ochranu a uľahčujú potrebu nízkych dávok (hydroxid hlinitý, oligodeoxynukleotidy atď.).

Ideálna vakcína by mala byť schopná:

na generovanie potenciálnej protilátkovej reakcie neutralizujúcej proti rôznym vírusovým kmeňom toho istého patogénu
poskytujú dobrú ochranu pred infekciou a prenosom
na vyvolanie rýchlej imunogénnej reakcie s nižším množstvom antigénu
sa môže bezpečne podávať rôznym vekovým skupinám bez alergických alebo zápalových účinkov.

Aké sú výzvy pri vývoji vakcíny SARS-CoV-2?

S vývojom vakcíny SARS-CoV-2 však súvisí niekoľko ťažkostí:

Vlastnosti vírusu a kapacita virulencie novo získaných vírusov: Oneskorený nástup príznakov a mechanizmus reinfekcie sú základnými výzvami pre novo sa objavujúce vírusy, ktoré si vyžadujú dôkladné štúdie a analýzy, aby sa mohla navrhnúť možná budúca vakcína.

Účinnosť a optimalizácia vakcíny: vývoj vakcíny proti koronavírusom po prepuknutí SARS a MERS sa oneskoril z dôvodu nedostupnosti vhodného zvieracieho modelu, ktorý vykazoval klinické prejavy a obmedzenú závažnosť ochorenia.

Bezpečnosť vakcíny: bezpečnosť vakcíny proti rôznym patogénnym kmeňom možno zistiť opakovanými a rôznymi experimentmi na zvieracích modeloch, ako aj klinickými skúškami, ktoré sa považujú za obrovskú výzvu v krátkodobom vývoji vakcíny SARS-CoV-2.

Návrh vakcíny v priebehu času: návrh vakcíny v krátkom časovom období je najväčšou výzvou na zvládnutie súčasnej pandemickej situácie, pretože zahŕňa celý rad operácií, ako je stanovenie a účinnosť antigénu, imunizačná cesta, štúdie na zvieratách, štúdie na ľuďoch, obavy o bezpečnosť, licencie, patentovanie, hromadná výroba atď. Všetky tieto operácie sú potrebné na vývoj úspešnej vakcíny.

Cielová populácia: návrh vakcíny by mal byť vhodný pre všetky vekové skupiny, zatiaľ čo cieľová populácia pre očkovanie by mala byť prioritou.

Marketing vakcín: Rozšírenie biologického spracovania vakcíny s vysokou čistotou antigénu je tiež hlavnou výzvou, pretože všetky experimenty sa uskutočňujú laboratórnou syntézou alebo produkciou antigénu, teda v malom rozsahu. Produkcia vo veľkom meradle niekedy bráni čistote antigénu počas rýchlej produkcie, čo môže výrazne ovplyvniť bezpečnosť a indukciu bunkovej imunitnej odpovede vakcíny s podstatnými nepriaznivými účinkami. Vakcína by navyše mala mať dostatočný antigén a dlhodobú stabilitu. Zásoba vakcín by mala byť značná a dostupná za minimálne poplatky.

Záverom možno povedať, že vývoj úspešnej vakcíny môže trvať najmenej niekoľko mesiacov alebo dokonca rokov.