Informácie

Prečo vývoj vakcíny trvá tak dlho?

Prečo vývoj vakcíny trvá tak dlho?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hlavnou zásadou vakcíny je vziať deaktivovaný vírus, „ukázať“ ho imunitnému systému, aby sa mohol „naučiť“, ako vyzerá, takže ak a keď na nás skutočný vírus zaútočí, náš imunitný systém je už pripravený na to. Vakcíny boli vyvinuté pomocou tejto myšlienky dokonca v osemdesiatych rokoch 19. storočia.

Ak je to tak, prečo si vývoj vakcíny, napríklad proti Covid-19, vyžaduje toľko času a úsilia? (a prečo existuje niekoľko variantov s rôznou mierou spoľahlivosti?) Ide len o vyváženie toho, ako silne poškodíme pôvodný patogén, priveľké poškodenie a naše telo sa nemusí naučiť správne identifikátory a pri malom poškodení a môže byť stále aktívne dosť na to, aby spôsobil chorobu?


Odpoveď Roni Saiby dobre vysvetľuje, čo zahŕňa súčasný vývoj očkovacích látok a prečo si vyžaduje toľko úsilia, ale chcem sa priamo zaoberať otázkou, prečo nemôžeme jednoducho pestovať nejaký vírus, zabíjať ho ultrafialovým žiarením a mať ochranný prvok. vakcína.

Odpoveď je, že nie všetky imunitné reakcie na vírusové antigény sú užitočné v boji proti infekciám tohto vírusu. V niektorých prípadoch to môže byť škodlivé; protilátky proti vírusu dengue jedného sérotypu sa naviažu na vírusové častice iného sérotypu, ale nie sú schopné ich inaktivovať. Pripojenie protilátok k aktívnym vírusom robí ich absorpciu bunkami efektívnejšou a infekcie, kde dochádza k tomuto zosilneniu závislému od protilátok, sú závažnejšie ako prvé infekcie dengue.

Niektoré vírusy vyvinuli mechanizmy, ako to využiť. Dôvod, prečo sa musíme každý rok očkovať proti chrípke, je ten, že vírusy chrípky predstavujú na konci svojho glykoproteínu „knoflík“, ktorý môže zmeniť jeho štruktúru a stále si zachovať funkciu. Táto časť je pre imunitný systém oveľa „viditeľnejšia“ ako časti vírusu, ktoré nedokážu tolerovať zmeny, takže imunitná odpoveď na túto variabilnú časť je konkurencieschopnejšia a bráni imunitnej odpovedi, ktorá by poskytovala dlhodobú ochranu. Z tohto dôvodu sa intenzívne skúmajú konzervované vakcíny zamerané na stonky. SARS-CoV-2 môže mať tiež mechanizmus falšovania imunity: „špičkové“ glykoproteíny zodpovedné za väzbu ACE2 receptora a vstup do bunky sa čiastočne premenia na svoju post-väzbovú formu. Protilátky, ktoré viažu "postfúznu" formu proteínu, neinaktivujú vírus a táto forma vyčnieva viac, takže môže slúžiť na súťaž o imunitnú pozornosť s predfúznou formou, ktorá by poskytla ochranu, ak by bola viazaná protilátkami.

V tomto poslednom príklade môžeme vidieť, že vakcína vyrobená z usmrtených častíc vírusu SARS-CoV-2 by bola zbytočná, ak by sa všetky spike proteíny premenili do postfúzneho stavu. Vakcíny mRNA preto nekódujú prirodzený špičkový proteín, ale mutovanú verziu, ktorá sa nemôže tak ľahko previesť do stavu po fúzii:

S-2P je stabilizovaný vo svojej prefúznej konformácii dvoma po sebe nasledujúcimi substitúciami prolínu v aminokyselinových pozíciách 986 a 987

Záverom, vírusy a imunitný systém sú veľmi komplikované. Na niektoré vírusy pôsobia jednoduché vakcíny, na iné nie. Keď nefungujú, dôvod je vždy iný, ale dúfajme, že som poskytol všeobecné porozumenie problémom pozadia.

ÚPRAVY: Toto sa netýka zvyšku mojej odpovede, ale chcem reagovať na odpoveď Ilmari Karonen a v komentári nie je dostatok miesta.

Pohľad na časovú os vývoja vakcíny proti SARS-CoV-2 dáva veľmi zavádzajúci dojem o tom, ako dlho to vo všeobecnosti trvá. Je to preto, že ~ 90 % vývojovej práce už bolo vykonaných predtým, ako bol COVID-19 vôbec identifikovaný, za 18 rokov od vypuknutia epidémie SARS-CoV-1 v roku 2002. Vakcíny proti SARS boli vyvinuté a testované až do fázy I skúšok, ale nemohol pokračovať ďalej, pretože vírus bol odstránený. Diskutoval som o tom v predchádzajúcej odpovedi na podobnú otázku, ale na rozšírenie/preformátovanie uvádzame niektoré z toho, čo sme vedeli a mali sme k dispozícii 17. marca 2020, keď sa začína „časová os očkovania proti očkovacej látke covid“:

  1. Identifikoval receptor ako ACE2 a vedel, že protilátky zacielené na receptor viažucu doménu (RBD) proteínu spike neutralizujú vírus. Protokoly na testovanie, či sú pravdivé aj pre SARS-CoV-2, už boli vyvinuté a validované. Bez toho by bolo oveľa viac experimentov pokusov a omylov a falošných štartov s kandidátmi vakcín, ktorí vyzerali sľubne, ale nevyšli pri testovaní.
  2. Zvieracie modely. Pre COVID-19 neexistuje prirodzene sa vyskytujúci modelový organizmus. Je to jemné, pretože vírusom sa môžu nakaziť aj iné zvieratá a u niektorých sa kvôli tomu vyvinú chorobnosti. Tieto sú však dostatočne odlišné od toho, čo vidíme u ľudí, že niečo, čo chráni pred reakciami, ktoré vidíme u zvieraťa, nemožno považovať za ochranu pred reakciami, ktoré spôsobujú problémy u ľudí. Pokiaľ ide o SARS, vedci vyvinuli transgénne myši, ktoré používali ľudskú verziu ACE2, a ukázali, že ochorenie, ktoré dostali zo SARS, je analogické s ochorením, ktoré postihlo ľudí. Trvalo to niekoľko rokov a kolónia bola stále k dispozícii, keď bol vírus spôsobujúci prepuknutie vo Wu-chane identifikovaný ako podobný SARS a vedci začali hľadať zvieracie modely. Okrem toho, v rozhovore pre This Week in Virology, ktorý momentálne nemôžem nájsť, jeden z udržiavateľov tejto kolónie povedal, že od jej vypnutia a eutanázie všetkých transgénnych myší, keď pandémia začala, ich delili mesiace alebo týždne. takže ak by bolo financovanie o niečo prísnejšie, pravdepodobne by sme teraz nevedeli tento konkrétny rozhovor.
  3. Ako stabilizovať predfúznu formu špičkových proteínov koronavírusu bolo stanovené z práce na vakcínach SARS a MERS.

Okrem toho sa nahromadilo veľké množstvo rôznych znalostí o funkciách koronavírusu a imunitných reakciách na ne, čo urýchlilo vývoj a zvýšilo dôveru vo výsledky, čo umožňuje agresívnejšiu výrobu a testovanie kandidátskych vakcín.

Historicky vývoj vakcíny trval roky alebo desaťročia výskumu, kým sa identifikovala potreba. Testovanie je v mnohých prípadoch stále dlhšie, ale súčasný prípad je veľmi neobvyklý.


Aj keď sú existujúce odpovede skvelé a pokrývajú mnohé problémy s vývojom vakcín, mám pocit, že nedokážu vyriešiť (alebo aspoň dostatočne zdôrazniť) základnú mylnú predstavu v jadre otázky:

Ak je to tak, prečo to trvá toľko času a úsilia vyvinúť vakcínu, napríklad proti covid-19?

Odpoveď na túto otázku je jednoduchá: vývoj vakcíny áno nie zabrať veľa času. To, čo zaberie veľa času, je testovanie vakcínu a uistite sa, že nemá žiadne nepredvídané vedľajšie účinky.

Pozrime sa napríklad na vakcínu Pfizer/BioNtech COVID-19, keďže je v poslednej dobe v správach. Aby som ušetril čas a úsilie pri výskume, vygooglil som „časovú os očkovacej látky pfizer covid“ a našiel som tento článok z Financial Review, ktorého časovú os ďalej zhrniem nižšie:

  • 17. marca 2020: Oznamujú sa plány na vývoj vakcíny.
  • 29. apríla 2020 (o šesť týždňov neskôr): Začínajú sa prvé testy na ľudských dobrovoľníkoch. V tomto bode je vývoj vakcíny v zásade dokončenýa očkovacia látka už pravdepodobne prešla počiatočnými testami s použitím in vitro bunkové kultúry a testované osoby na zvieratách, aby sa ubezpečili, že sa zdá, že aspoň niečo robí a nič nemá samozrejme zlé vedľajšie účinky. (Prvé pokusy na ľuďoch sa uskutočňujú so štyrmi rôznymi variantmi vakcíny, pretože vývojári chcú samozrejme minimalizovať riziko, že budú musieť začať od nuly v prípade, že sa jeden konkrétny variant ukáže ako neúčinný alebo nebezpečný.)
  • 1. júla 2020 (o dva mesiace neskôr): Oznámené sú predbežné výsledky prvých testov na ľuďoch. Na ďalšie testovanie sa vyberie jedna obzvlášť sľubná kandidátska vakcína zo štyroch počiatočných variantov.
  • 2. december 2020 (o päť mesiacov neskôr): Spojené kráľovstvo je prvou krajinou, ktorá schválila používanie vakcíny prostredníctvom systému „priebežného hodnotenia“, ktorý umožňuje dočasné schválenie novej očkovacej látky na núdzové použitie pri epidémii, aj keď ešte stále prebieha. ďalšie testovanie. Žiadosti o podobné povolenia na núdzové použitie sa v súčasnosti posudzujú v iných krajinách vrátane USA a Kanady.

Takže v podstate aj v tomto extrémne zrýchlenom núdzovom testovacom a schvaľovacom režime (ktorý sa vtesnal do mesiacov, čo by normálne trvalo roky), skutočný vývoj vakcíny trval menej ako 20 % celkového času od počiatočného plánovania po schválenie. Všetko ostatné je len testovanie, testovanie a ďalšie testovanie.

Teraz už ostatné odpovede celkom dobre pokryli dôvody, prečo je všetko toto testovanie potrebné, ale dovoľte mi poskytnúť rýchle zhrnutie pre úplnosť:

  • Vakcíny určené pre ľudí je potrebné testovať na ľuďoch, pretože iba tak je možné zaistiť, aby fungovali a boli bezpečné pre ľudí. Bunkové kultúry a zvieracie modely nemôžu nikdy poskytnúť úplne presný obraz o tom, ako bude vakcína interagovať s kompletným imunitným systémom v skutočnom ľudskom tele.

  • Pretože sú všetky ľudské telá odlišné, každú novú očkovaciu látku (alebo inú lekársku starostlivosť) je potrebné testovať na čo najväčšom počte rôznych ľudí s čo najväčším počtom rôznych vekových skupín, etnického pôvodu, existujúcich podmienok atď., Aby sa zaistilo že neexistujú žiadne škodlivé vedľajšie účinky, ktoré sa prejavujú iba v malej podskupine populácie.

  • Tiež pri testovaní vakcíny je jednou z najdôležitejších vecí, ktoré treba potvrdiť, že skutočne bráni ochoreniu. Pretože by však bolo hrubo neetické úmyselne vystavovať testované osoby nebezpečnej infekcii, jediným spôsobom testovania je očkovať veľa dobrovoľných testovaných osôb a čakať, kým sa niektorí z nich prirodzene vystavia tejto chorobe (a potom porovnať očkované testované subjekty s neočkovanou kontrolnou skupinou). Toto čakanie trvá nejaký čas a keďže (pre väčšinu chorôb) sa väčšina testovaných osôb aj tak nikdy nedostane do kontaktu a neinfikuje, znamená to, že je potrebných oveľa viac subjektov.

  • Pretože testovanie na ľuďoch je vo svojej podstate riskantné (ale nevyhnutné), nikto nechce podstupovať zbytočné riziko podania úplne netestovanej vakcíny veľkému počtu ľudí. Stále však musí byť testovaný veľký počet ľudí, aby sa potvrdilo, že vakcína je bezpečná pre každého. Z tohto dôvodu sa testovanie vždy vykonáva vo viacerých fázach: najskôr len s malým počtom dobrovoľníkov, potom (ak sa v počiatočných testoch neobjavia závažné problémy) s o niečo väčšou skupinou a potom s ešte väčšou skupinou a tak ďalej. Pretože však každú novú fázu je možné začať až po zozbieraní dostatočných údajov z predchádzajúcej fázy, niekoľkonásobne sa tým znásobí už aj tak dlhé trvanie testovania.

FWIW, väčšina rovnakých problémov sa týka všetkých nových liečebných postupov, nielen očkovacích látok. Vývoj a testovanie nových liekov je tiež notoricky pomalý a drahý z takmer rovnakých dôvodov - a aj napriek tomu existuje veľa prípadov, keď boli závažné vedľajšie účinky zistené až vtedy, keď bol liek už na trhu.

Jeden problém, ktorý sa konkrétne týka vakcín, je ten, že ide o preventívne opatrenia, ktoré je potrebné podávať veľkej časti zdravej populácie, nielen už infikovaným ľuďom. (Aj keď iba vakcinácia konkrétnych skupín s vysokým rizikom nie je vo všeobecnosti dostačujúca na zabezpečenie imunity stáda.) To znamená, že ich bezpečnosť je potrebné testovať na výrazne vyššom štandarde (pretože vakcínu bude dostávať oveľa viac ľudí) a ako je uvedené vyššie, stanovenie ich účinnosti vyžaduje väčšiu skupinu testovaných osôb (pretože nie všetci jedinci budú vystavení tejto chorobe).

Každopádne, výsledok toho všetkého je taký keby nebolo všetkého tohto testovania a opätovného testovania, mohli sme mať vakcínu proti COVID-19 v aprílialebo možno skôr. (Moderna začala s vývojom vakcín už v januári a prvé pokusy s ľuďmi v marci.) Ale aj napriek globálnej pandémii, testovanie je stále potrebné zaistiť, aby vakcíny, ktoré sa nakoniec schvália a široko používajú, skutočne robili to, čo majú, a aby akékoľvek vedľajšie účinky, ktoré môžu mať, neboli horšie ako infekcie, ktorým predchádzajú.


BTW, táto potreba rozsiahleho testovania na ľuďoch na potvrdenie bezpečnosti a účinnosti očkovacej látky aj potom, čo bola vyvinutá, nie je len dôvodom, prečo aj jedna spoločnosť často vyvinie niekoľko počiatočných kandidátov na očkovaciu látku súčasne, ale je tiež jedným z hlavných dôvodov ( okrem jednoduchého kapitalizmu) prečo rôzne spoločnosti vyvíjajú toľko rôznych konkurenčných vakcín. V zásade dokonca aj spoločnosti, ktoré začali s vývojom a testovaním vakcín neskoro, mohli dlho dúfať, že budú prvé na trhu, ak by testovanie ukázalo vážne problémy s vakcínami ich konkurencie.

Samozrejme, existujú aj ďalšie dôvody: druhá, tretia, štvrtá atď. Spoločnosť, ktorá schválila očkovanie, môže tiež očakávať, že získa slušný podiel na trhu, najmä ak je očkovacia látka lacnejšia, účinnejšia a/alebo jednoduchšie skladovať a prepravovať ako alternatívy. Mnohé krajiny môžu tiež uprednostniť použitie lokálne vyvinutej a vyrobenej vakcíny, ak je dostupná, aby sa obmedzila ich závislosť od zahraničných dodávateľov.


Aj keď je pravda, že v niektorých prípadoch sa používajú deaktivované vírusy (napríklad vírusy usmrtené teplom), vakcíny Pfizer a Moderna sú v skutočnosti vakcíny mRNA. Nižšie uvedený obrázok z webovej stránky Oxford podrobne opisuje procesy spojené s vývojom vakcíny založenej na DNA. Táto stránka Moderna obsahuje aj video, ktoré podrobne popisuje ich prístup. Pfizer má aj pekné video vysvetľujúce proces vývoja vakcíny mRNA.
Ako vidíte, nie je to jednoduchý proces. Predpokladom oboch ich riešení je znalosť genómovej sekvencie SARS-CoV-2 (v tomto prípade je genómom jednovláknová RNA). Vyžaduje si to určitý čas, kým sa to urobí, a keď sú údaje k dispozícii, je potrebné počkať, kým ich do určitej miery overia ostatní. Je zaujímavé, že video Moderna hovorí, že za 42 dní mali vakcínu pripravenú na ľudí.

Rozdiely v účinnosti môžu prameniť z viacerých faktorov:

  1. Aký vektor sa používa na dodanie vakcíny
  2. Ako je mRNA vyladená na produkciu Spikeho glykoproteínu
  3. Fyziológia jedincov, ktorí dostávajú očkovaciu látku

a mnoho ďalších faktorov, ktoré presahujú rámec jednej odpovede a môžu byť vlastníckymi znalosťami výrobcov.

Ďalším významným doplnkom faktora „času“ sú klinické skúšky. Spoločnosti Pfizer a Moderna vyžadujú dve dávky s časovým odstupom 3 až 4 týždňov na účely skúšok fázy I. Keďže tieto vakcíny sa rýchlo vyvíjajú a vy ste uprostred globálnej pandémie, máte iba 1 šancu na klinickú skúšku (a následné zisky) a musíte si to uvedomiť. Na zdravie svojich občanov musia myslieť aj rôzne národné regulačné orgány. Existuje teda obrovský tlak na to, aby sa tieto testy vykonali správne, a zdá sa, že globálny konsenzus v tomto prípade trvá trochu dlho trvanie klinického testovania.

Pokiaľ ide o poslednú otázku, nie, žiadna z očkovacích látok Oxford, Pfizer alebo Moderna sa nezaujíma o poškodenie pôvodného patogénu, pretože sa nedodáva žiadny patogén.


Prečo očkovacia látka môže poskytnúť lepšiu imunitu ako skutočná infekcia

Vakcíny majú oproti prírodným infekciám výhody. Jednak môžu byť navrhnuté tak, aby zamerali imunitný systém na špecifické antigény, ktoré vyvolávajú lepšie reakcie.

Dve nedávne štúdie potvrdili, že ľudia, ktorí boli predtým infikovaní SARS-CoV-2, vírusom, ktorý spôsobuje COVID-19, môžu byť reinfikovaní týmto vírusom. Je zaujímavé, že títo dvaja ľudia mali rôzne výsledky. Osoba v Hong Kongu nevykazovala žiadne príznaky pri druhej infekcii, zatiaľ čo prípad z Rena v Nevade mal už druhýkrát vážnejšie ochorenie. Nie je preto jasné, či imunitná odpoveď na SARS-CoV-2 ochráni pred následnou reinfekciou.

Znamená to, že vakcína tiež nedokáže ochrániť pred vírusom? Rozhodne nie. Po prvé, stále nie je jasné, aké časté sú tieto reinfekcie. Ešte dôležitejšie je, že slabnúca imunitná odpoveď na prirodzenú infekciu, ako ju vidíme u pacienta z Nevady, neznamená, že nemôžeme vyvinúť úspešnú ochrannú vakcínu.

Akákoľvek infekcia spočiatku aktivuje nešpecifickú vrodenú imunitnú odpoveď, pri ktorej biele krvinky vyvolávajú zápal. To môže stačiť na odstránenie vírusu. Ale pri dlhších infekciách sa aktivuje adaptívny imunitný systém. Tu T a B bunky rozpoznávajú odlišné štruktúry (alebo antigény) odvodené od vírusu. T bunky môžu detegovať a zabíjať infikované bunky, zatiaľ čo B bunky produkujú protilátky, ktoré neutralizujú vírus.

Počas primárnej infekcie - to znamená, že je človek prvýkrát infikovaný konkrétnym vírusom - sa táto adaptívna imunitná odpoveď oneskorí. Trvá niekoľko dní, kým sa imunitné bunky, ktoré rozpoznávajú špecifický patogén, aktivujú a expandujú, aby zvládli infekciu.

Niektoré z týchto T a B buniek, nazývaných pamäťové bunky, pretrvávajú dlho po vyliečení infekcie. Práve tieto pamäťové bunky sú kľúčové pre dlhodobú ochranu. Pri následnej infekcii rovnakým vírusom sa pamäťové bunky rýchlo aktivujú a vyvolajú robustnú a špecifickú odpoveď na zablokovanie infekcie.

Očkovacia látka napodobňuje túto primárnu infekciu, poskytuje antigény, ktoré stimulujú adaptívny imunitný systém, a vytvára pamäťové bunky, ktoré je možné rýchlo aktivovať v prípade skutočnej infekcie. Pretože však antigény vo vakcíne pochádzajú z oslabeného alebo neinfekčného materiálu vírusu, existuje len malé riziko závažnej infekcie.

Lepšia imunitná odpoveď

Vakcíny majú oproti prirodzeným infekciám ďalšie výhody. Po prvé, môžu byť navrhnuté tak, aby zamerali imunitný systém proti špecifickým antigénom, ktoré vyvolávajú lepšie reakcie.

Napríklad vakcína proti ľudskému papilomavírusu (HPV) vyvoláva silnejšiu imunitnú odpoveď ako infekcia samotným vírusom. Jedným z dôvodov je to, že vakcína obsahuje vysoké koncentrácie vírusového obalového proteínu, čo je viac, ako by sa vyskytlo pri prirodzenej infekcii. To spúšťa silne neutralizujúce protilátky, vďaka čomu je vakcína veľmi účinná pri prevencii infekcie.

Prirodzená imunita proti HPV je obzvlášť slabá, pretože vírus používa rôzne taktiky, aby sa vyhol imunitnému systému hostiteľa. Mnoho vírusov, vrátane HPV, má proteíny, ktoré blokujú imunitnú odpoveď, alebo jednoducho ležia na nízkej úrovni, aby sa vyhli detekcii. Vakcína, ktorá poskytuje dostupné antigény v neprítomnosti týchto iných proteínov, nám môže umožniť kontrolovať reakciu spôsobom, ktorý prirodzená infekcia nedokáže.

Imunogenicitu vakcíny - teda jej účinnosť pri vytváraní imunitnej odpovede - je tiež možné doladiť. Prostriedky nazývané adjuvans typicky naštartujú imunitnú odpoveď a môžu zvýšiť imunogenicitu vakcíny.

Okrem toho je možné kontrolovať dávku a spôsob podávania, aby sa podporili vhodné imunitné reakcie na správnych miestach. Tradične sa vakcíny podávajú injekciou do svalu, dokonca aj proti respiračným vírusom, ako sú osýpky. V tomto prípade vakcína generuje takú silnú odpoveď, že protilátky a imunitné bunky sa dostanú na slizničné povrchy v nose.

Úspech perorálnej vakcíny proti detskej obrne pri znižovaní infekcie a prenosu detskej obrny sa však pripisuje lokalizovanej imunitnej reakcii v čreve, kde sa replikuje poliovírus. Podobne dodanie vakcíny proti koronavírusu priamo do nosa môže prispieť k silnejšej slizničnej imunite v nose a pľúcach, ktorá ponúka ochranu v mieste vstupu.

Pochopenie prirodzenej imunity je kľúčové

Dobrá vakcína, ktorá zlepšuje prirodzenú imunitu, vyžaduje, aby sme najskôr porozumeli našej prirodzenej imunitnej odpovedi na vírus. Doteraz boli neutralizačné protilátky proti SARS-CoV-2 detegované až štyri mesiace po infekcii.

Predchádzajúce štúdie naznačujú, že protilátky proti príbuzným koronavírusom zvyčajne trvajú niekoľko rokov. Klesajúce hladiny protilátok sa však nemusia vždy prejaviť oslabením imunitných reakcií. A sľubnejšie je, že nedávna štúdia zistila, že pamäťové T bunky vyvolali reakcie proti koronavírusu, ktorý spôsobuje Sars, takmer dve desaťročia po infekcii ľudí.

Zo zhruba 320 vakcín vyvíjaných proti COVID-19 môže byť vakcína, ktorá podporuje silnú odpoveď T buniek, kľúčom k dlhotrvajúcej imunite.

Tento článok je znova publikovaný z Konverzácie pod licenciou Creative Commons. Prečítajte si pôvodný článok.


MÝTUS: Ak som už mal COVID-19, nepotrebujem očkovaciu látku.

FAKT: Ľudia, ktorí ochoreli na COVID-19, môžu mať z očkovania stále prospech. Kvôli vážnym zdravotným rizikám spojeným s COVID-19 a skutočnosti, že je možná opätovná infekcia COVID-19, môže byť ľuďom odporúčané, aby sa zaočkovali proti COVID-19, aj keď už boli chorí na COVID-19.

V súčasnosti nie je k dispozícii dostatok informácií na to, aby bolo možné povedať, či alebo ako dlho sú ľudia chránení pred ochorením COVID-19 potom, ako ho majú (prirodzená imunita). Skoré dôkazy naznačujú, že prirodzená imunita proti COVID-19 nemusí trvať veľmi dlho, ale na lepšie pochopenie toho sú potrebné ďalšie štúdie. Niekoľko subjektov v štúdii Pfizer, ktorí boli predtým infikovaní, bolo očkovaných bez škodlivých účinkov. Niektorí vedci sa domnievajú, že vakcína ponúka lepšiu ochranu pred koronavírusom ako prirodzená infekcia.


Zdieľajte tento obsah

SINGAPUR: Viac ako 70 tímov na celom svete teraz spolupracuje na testovaní rôznych kandidátov na vakcínu proti závažnému akútnemu respiračnému syndrómu Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), ktorý spôsobuje COVID-19.

Napriek tomu, že tempo výskumu je mimoriadne vysoké, vedci stále odhadujú, že výroba vakcíny, od inovácie po prístup, bude trvať najmenej 12 až 18 mesiacov. Táto časová os obsahuje upozornenie „ak všetko pôjde dobre“.

Verejnosti sa to zdá ako dlhé čakanie. Väčšina vakcinológov, ktorí študujú a vyvíjajú vakcíny, to však považuje za veľmi optimistické. Bežne trvá viac ako 10 rokov, kým sa kandidát vakcíny stane schválenou vakcínou vo verejnom imunizačnom programe.

Vývoj vakcíny je komplexný a finančne rizikový. Kandidát na očkovaciu látku môže zlyhať v ktoromkoľvek bode vývoja. Nechať niekoľko kandidátov uspieť v klinických skúškach sa považuje za najlepší prípad.

Je dôležité pochopiť, že v súčasnosti máme iba experimentálnych kandidátov na vakcíny, ktorí nie sú pripravení na skoré použitie. Kandidát na očkovaciu látku nie je potvrdenou ľudskou vakcínou.

Pred získaním regulačného schválenia a licencovania na uvedenie na trh a rozsiahleho použitia musí prejsť etickými kontrolami a vyhodnotiť jeho bezpečnosť a účinnosť v klinických štúdiách na zvieratách.

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Fajčiari, máte vyššie riziko infekcie COVID-19

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Lekárnici môžu urobiť viac v prvej línii boja proti COVID-19

Výrobné závody vakcín musia byť vopred skontrolované a schválené pre sterilné výrobné podmienky, kontroly kvality a výroba sa musí zvýšiť tak, aby podporovali potenciálne miliardy dávok vakcín.

Je potrebné, aby boli zavedené politiky verejného zdravia a rozhodnutia o financovaní národných verejných programov. Musia byť zavedené následné štúdie na podrobné monitorovanie dlhodobej bezpečnosti a účinnosti očkovacej látky pomocou rozsiahlej imunizácie.

To je ešte dôležitejšie pre zrýchlenú vakcínu používajúcu novú technológiu proti novému vírusu.

ZRÝCHĽOVANIE PARALELNE

V súvislosti s pandémiou COVID-19 vedci, regulačné orgány, vláda a vedúci predstavitelia priemyslu úzko spolupracujú na urýchlení koordinácie rôznych požiadaviek tak, aby bežali súbežne s niektorými kandidátmi očkovacích látok, ktorí už prešli klinickými skúškami.

Izraelský vedec pracuje v laboratóriu výskumného ústavu MIGAL v Kirjat Šmona v hornej časti Galiley v severnom Izraeli, kde prebieha úsilie o výrobu vakcíny proti koronavírusu. (JALAA MAREY/AFP)

INTERAKTÍVNE: Všetky klastre COVID-19 na internátoch a staveniskách

Získajte večerný informačný bulletin CNA

Majte prehľad o hlavných správach a oznámeniach, ktoré ste urobili počas pracovného dňa.

Neplatná emailová adresa

Zdá sa, že zadaná e -mailová adresa je neplatná.

Okrem vedúcej úlohy Svetovej zdravotníckej organizácie bola v roku 2017 založená Koalícia pre inovácie v pripravenosti na epidémiu Wellcome Trust, Nadácia Billa a Melindy Gatesových a niekoľko vlád a investovala do niekoľkých projektov, ktoré majú pomôcť urýchliť rozvoj ochorenia COVID- 19 vakcín.

Časové harmonogramy štúdií na zvieratách a ľuďoch sa stláčajú, ale vždy starostlivo zvažujú potenciálne riziká.

U kandidátov na vakcínu vyvinutých pomocou známejších a hodnotenejších technológií sa niektoré klinické štúdie na ľudských dobrovoľníkoch začali skôr a prekrývali sa so štúdiami na zvieratách, ktoré sa zvyčajne vykonávali pred štúdiami na ľuďoch. Niektoré oblasti sa však nedajú skrátiť ani urýchliť, ako napríklad priebežný zber údajov o bezpečnosti o vedľajších účinkoch.

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Päť úvah o jasnej odpovedi na koronavírus

PREČÍTAJTE si: Komentár: Ako sa Wuhan zmobilizoval, aby prežil viac ako 70-dňové zablokovanie COVID-19-a vrátil sa

Regulačné kontroly sa zrýchľujú. Namiesto toho, aby regulačné agentúry požadovali predloženie všetkých informácií z dokončených klinických skúšok, sú teraz pripravené priebežne prijímať údaje.

Aby sa ušetril čas potrebný na analýzu a diskusiu, „kapitoly“ údajov z klinických skúšok možno odosielať na preskúmanie v reálnom čase, namiesto toho, aby ste museli čakať na koniec s odoslaním obvyklej úplnej „knihy“ údajov po dokončení všetkých skúšok.

Každá vakcína má svoj vlastný profil výhod a rizík. Regulačné orgány musia byť aktualizované a agilné, aby zvládli toleranciu rizika a potenciálne výhody týchto naliehavo potrebných nových technológií.

V niektorých krajinách sa urýchľujú aj výrobné plány. V USA už prebiehajú plány na rozšírenie výroby na výrobu obrovského množstva určitých kandidátskych vakcín.

Bill Gates verejne podporoval rozvoj výrobnej kapacity pre niektorých kandidátov na vakcínu, ktorí práve začínajú s klinickými skúškami, pričom si je vedomý toho, že nie všetci kandidáti prejdú cieľovou čiarou.

Takáto skorá výroba s vopred vykonanými kontrolami kvality môže skrátiť týždne až mesiace na výrobu miliárd dávok vakcín potrebných na zníženie pokračujúcich ľudských a ekonomických nákladov.

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Kolaps COVID-19 prekonal akúkoľvek recesiu za posledných 150 rokov

FILE FOTO: Muž a dieťa nosia ochranné masky a pozerajú sa na prázdne police konzervovaných potravín a instantných rezancov, keď si ľudia robia zásoby jedla. Potom, čo Singapur zvýšil výstražnú úroveň pred vypuknutím koronavírusu na oranžovú. (REUTERS/Edgar Su)

Okolo financovania a spravodlivej distribúcie všetkých vyvíjaných vakcín sa vynára niekoľko otázok. Čo to bude stáť? Bude sa vakcína považovať za spoločné dobro pre všetkých ľudí? Bude technológia zdieľaná? Ktoré krajiny a ktoré skupiny obyvateľstva majú prioritu, aby najskôr získali prístup?

Táto posledná otázka vyvoláva obavy, ak si krajiny s pokračujúcim šírením nemôžu dovoliť očkovací program. Bude potrebné silné vedenie, globálne riadenie a kolektívny záväzok k sociálnej spravodlivosti.

AKO FUNGUJÚ VAKCÍNY

Všetky vakcíny fungujú na základe rovnakých princípov. Zdravému človeku (očkovanému) sa podá kúsok zárodku alebo samotný zárodok, aby dal „hlavu hore“ svojmu imunitnému systému, aby mohol neskôr vírus rozpoznať a vhodne s ním bojovať.

Ak sa človek neskôr vystaví skutočnému vírusu, jeho imunitná pamäť sa aktivuje skôr, aby vírus zabila a zabránila jeho šíreniu. Vakcinovaný zostáva zdravý, často si neuvedomuje, že by bol vystavený hrozbe.

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Možno je čas zaplatiť viac za dodávky potravín a potravín

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Uzamknutie a izolácia znejú jednoducho - ale udržať ľudí doma nie je ľahká odpoveď

Výber najlepšieho „obrázku“ (antigénov) vírusu SARS-CoV-2, ktorý sa ukáže nášmu imunitnému systému, s cieľom stimulovať správnu imunitnú pamäť a vhodné protilátky, je to, kde vedcov skutočne stojí výzva.

Dobrá, bezpečná a účinná vakcína SARS-CoV-2 musí presne zachytávať dôležité vlastnosti tohto vírusu, aby sa vytvorila najlepšia imunitná pamäť. V ideálnom prípade by vakcína ukázala imunitnému systému celý proces infekcie SARS-CoV-2, aby mohol vyvinúť spôsoby, ako napadnúť vírus na rôznych frontoch.

Je však náročné geneticky oslabiť SARS-CoV-2 tak, aby to spôsobilo infekciu, ale nie samotnú chorobu.

Väčšina výskumníkov vakcín sa preto obrátila na technológie, ktoré môžu nášmu imunitnému systému predložiť rôzne obrázky alebo kúsky SARS-CoV-2.

Desiatky farmaceutických a výskumných laboratórií po celom svete sa uchádzajú o vývoj vakcíny. (Foto: AFP/Thibault Savary)

Veľa výskumov sa zameralo na spike proteíny tvoriace „korunu“ alebo „korónu“ SARS-CoV-2. To sa zdá byť zásadné v tom, ako sa vírus prichytáva k ľudským bunkám a ako ich infikuje.

Začíname sa učiť, že špicatý proteín je liberálne „ozdobený“ cukrami. Zdá sa, že zobrazovanie správnych cukrov na vakcínach je dôležité, aby sa imunitnému systému ukázal správny „obraz“.

Niektorí kandidáti na vakcínu v súčasnej dobe obsahujú genetický kód (RNA alebo DNA) špičkového proteínu. Naše bunky potom preložia genetický kód, aby sa v tele vytvoril špičkový proteín.

Ďalšou metódou je vloženie génov SARS CoV-2 do bezpečnej licencovanej vírusovej vakcíny na dodanie časti SARS CoV-2 pomocou dobre známeho neškodného vírusu.

Možno nebudeme schopní vyvinúť vakcínu, ktorá by očkovaným osobám poskytovala dokonalý obraz o tomto víruse. Ale aj čiastočne účinná a bezpečná vakcína môže byť veľmi cenná. Vakcína nemusí zastaviť všetky prípady alebo symptómy, ale môže zabrániť závažným respiračným ťažkostiam a úmrtiam.

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Ako si zachovať zdravý rozum v čase preťaženia informáciami COVID-19

PREČÍTAJTE SI: Komentár: Ochorenie COVID-19 Borisa Johnsona ho posilnilo

Keď sa mnoho ľudí stane imunnými - či už očkovaním alebo prežitím infekcie - vírus nemôže infikovať dostatok vnímavých ľudí na množenie. Táto populačná „imunita stáda“ je potrebná na ukončenie epidémie alebo na zabránenie získania trakcie.

POTREBA ROZMANITOSTI A NIEKOHO ŠŤASTIA

Aj keď existuje mnoho spôsobov, ako urobiť kandidátov na vakcínu, zatiaľ nevieme, ako vybrať víťazov. Vedci sa okrem toho stále majú čo učiť o tom, ako sa tento nový vírus správa.

Pri hľadaní dobrej vakcíny proti novému vírusu, ktorý len spoznávame, zostáva kus šťastia. Naše šance sa však zlepšili s bezprecedentným počtom kandidátov na vakcínu, ktoré sa vyvíjajú, a s vedeckým svetom tak zameraným na COVID-19.

Obrovský ľudský, sociálny a ekonomický dopad tejto pandémie znamená, že by sme nemali nechať kameň na kameni a masívne investovať do širokého spektra kandidátov na vakcínu, aby sme našli dobré, bezpečné a účinné vakcíny.

Vedúci významného ruského výskumného centra uviedol, že vedci z prísne tajného laboratórneho komplexu v Kolcove pri sibírskom meste Novosibirsk vyvinuli niekoľko prototypov vakcín proti koronavírusu. (foto: AFP/Alexander NEMENOV)

Mnoho kandidátov na vakcínu SARS-CoV-2 skúma používanie nových technológií. To help shorten clinical trial duration and reduce the number of human volunteers, some research groups are studying the use of molecular technologies to complement clinical trials.

There is also hope that the similar explosion of studies for safe, effective medicines to treat COVID-19, including anti-viral medicines and potential antibody treatments, will yield positive results. These are likely to arrive much sooner than a vaccine.

The unfortunate surge of clinical experience in managing severe respiratory distress with COVID-19 could also lead to other best practices to improve patient outcomes where capacity is available.

MEANWHILE, CARRY ON

A COVID-19 vaccine will unfortunately not be available this year. If all goes well, a vaccine or even a few vaccines will be rolled out in 2021.

For now, other public health measures are essential to save lives, including early case detection, contact tracing, isolation and quarantine.

We must practise frequent hand washing, physical distancing, staying at home, avoiding crowded places, and wearing face masks if we really need to go out.

COVID-19 is testing our collective scientific ingenuity, our individual responsibilities and social compact at a national and global level.

We must stay committed to our individual contributions and believe in our collaborative power in science to help develop and deliver long-term solutions.

BOOKMARK THIS: Our comprehensive coverage of the coronavirus outbreak and its developments

Download our app or subscribe to our Telegram channel for the latest updates on the coronavirus outbreak: https://cna.asia/telegram

Dr Tippi Mak is Academic Visiting Expert at the Centre of Regulatory Excellence, Duke-NUS Medical School, Consultant at the SingHealth Duke-NUS Global Health Institute, and Board Director of the Vaccine and Infectious Disease Organization - International Vaccine Centre at the University of Saskatchewan, Canada.

Professor Ooi Eng Eong is Deputy Director at the Emerging Infectious Diseases Programme, Duke-NUS Medical School and Co-Director at the Viral Research and Experimental Medicine [email protected] Duke-NUS.

Professor John CW Lim is Executive Director at the Centre of Regulatory Excellence, Duke-NUS Medical School, Policy Core Lead at the SingHealth Duke-NUS Global Health Institute, and Chairman of the Singapore Clinical Research Institute & National Health Innovation Centre.


Why will it take so long to develop a COVID-19 vaccine?

This article was published more than 1 year ago. Some information in it may no longer be current.

A participant in a COVID-19 vaccine trial receives an injection in Kansas City, Mo., on April 8, 2020.

otázka: I’ve read that it could be one to two years before we have a vaccine that will guard against COVID-19. Why is it going to take so long?

Odpoveď: The development of any vaccine can be compared to a long and challenging marathon with an uncertain outcome – and that is especially true when dealing with a new pathogen.

The purpose of a vaccine is to expose the body’s immune system to some portion of the virus so it can prepare in advance for a real attack. For instance, a vaccine might include an antigen, or protein, from the surface of the virus. But finding the antigen that will trigger an effective immune response is easier said than done.

Príbeh pokračuje pod reklamou

“Science cannot be rushed,” says Rob Kozak, a clinical microbiologist at Sunnybrook Health Sciences Centre in Toronto. Researchers must follow well-established regulatory protocols that are designed to ensure a therapy is both effective and safe.

Viruses are constantly mutating and evolving. The strain of a virus circulating in Canada might be slightly different from the one in China or Europe. This means the antigen must produce immunity against all strains, or variants, of the virus.

Once an antigen is selected, it has to be tested in animals before human trials can begin. Finding the appropriate animal model also presents challenges. The animal needs to respond to the virus – and the vaccine – in the same way as people.

Fortunately, researchers can look to previous vaccine studies for clues on how to respond to the current pandemic, including selecting appropriate animal models and viral targets.

The COVID-19 illness is caused by a coronavirus, officially known as SARS-CoV-2. In recent years, humanity has been challenged by two other deadly coronaviruses – Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) in 2003 and Middle East Respiratory Syndrome (MERS) in 2012. During both of these outbreaks, researchers started to develop vaccines. In the case of SARS, the work was never completed partly because the virus ceased to pose an immediate threat it seems to have morphed and disappeared. MERS vaccine trials are continuing.

Previous SARS research reinforces the importance of doing thorough testing in animal models before any potential vaccine is given to human volunteers.

Príbeh pokračuje pod reklamou

In one study, an experimental SARS vaccine made lab animals worse, says Arinjay Banerjee, an emerging-viruses researcher at McMaster University in Hamilton.

“This study showed that when mice were vaccinated and then challenged with the pathogen, there was an enhancement of the infection,” he says. “The vaccinated mice developed disease more rapidly and died more rapidly than the unvaccinated mice.”

Another study revealed that some investigational SARS vaccines produced negative side effects in some types of animals (such as ferrets) but not in others (such as mice). For that reason, many researchers are convinced that a vaccine should be tested in two different types of animals, Kozak says.

All this preclinical work is time consuming. Laboratory animals require specific time periods to develop a response to the vaccine and then to react to the virus. The clock cannot be made to run faster, Kozak says. And if an experimental vaccine fails, a research team could find itself again at the starting gate.

After a vaccine has successfully passed animal testing, it is then tried in a small group of healthy volunteers. This is known as a phase-one clinical trial. It’s basically a safety check to make sure the vaccine does not cause serious side effects.

If the vaccine clears this critical hurdle, trials are expanded gradually to include more people who are observed for longer periods of time in order to gain a better understanding of its risks and benefits.

Príbeh pokračuje pod reklamou

Scientists around the world are already exploring various ways to deliver a COVID-19 vaccine. “Each of them have their advantages and disadvantages,” Kozak says.

“To be honest, I don’t think we are going to have just one vaccine,” he adds. “In fact, I hope we don’t. I hope we have three or four amazing candidates that all work basically as well as each other, and that could be critically important because you don’t want to be dependent on only one company to provide for the world.”

Like other experts, Dr. Kozak estimates it will take between one to two years to develop a vaccine. And once a vaccine does exist, special production facilities will have to gear up operations to meet the global demand. That, too, will take time.

All of which means that a “quick fix” vaccine is not on the immediate horizon.

Paul Taylor is a Patient Navigation Adviser at Sunnybrook Health Sciences Centre. He is a former Health Editor of The Globe and Mail. Find him on Twitter @epaultaylor and online at Sunnybrook’s Your Health Matters.

Príbeh pokračuje pod reklamou

Sign up for the Coronavirus Update newsletter to read the day’s essential coronavirus news, features and explainers written by Globe reporters.


The Children's Vaccine Initiative: Achieving the Vision (1993)

For the purposes of this chapter, the process of vaccine research and development (R&D) is described as if the process occurs in an ordered, chronological fashion. In this somewhat simplified view, vaccine research begins only after a careful assessment of public health priorities. Work conducted in the basic research laboratory forms the scientific foundation for all subsequent investigation. Applied R&D then moves to the clinical research setting, and from there to pilot production and full-scale manufacture. The vaccine must then be purchased, distributed, and used. Finally, a surveillance system is established to monitor immunization coverage, efficacy, and any adverse health effects related to vaccine administration. The surveillance system also may detect fluctuations in disease incidence or new disease entities requiring a realignment of public health priorities.

In reality, the stages of vaccine development are not so neatly divided. For instance, although basic research is the starting point, it does not end when applied R&D begins basic research findings continue to inform the process of vaccine development, even during clinical testing. Likewise, findings at the applied and clinical levels feed observations and questions back to the basic research laboratory.

In Chapter 5, the committee examined broad questions of market potential and technical feasibility, both of which influence the decision to invest in the development of new or improved vaccines. After this decision to invest in a vaccine is taken, vaccine manufacturers are then frequently faced with a range of impediments as a product moves through the

successive steps of development.

This chapter describes the various phases of vaccine development and a number of obstacles that can arise in this process. These barriers can discourage initial investment or prevent the vaccine from advancing beyond a certain stage. At every step, commercial manufacturers weigh the likelihood of product success against its market potential.

PRIORITY SETTING

The decision-making process for the development and production of vaccines should be guided by an assessment of critical public health needs. Priorities should be established and the desired vaccine characteristics should be defined. In this way, the vast resources of the U.S. and international public and private sectors can be directed to a set of common and complementary goals.

There have been major efforts over the past decade to establish priorities for vaccine development (Institute of Medicine, 1986a,b National Institute of Allergy and Infectious Diseases, 1992a,b World Health Organization, 1991 World Health Organization/Children's Vaccine Initiative, 1992c). As discussed in Chapter 3, much of the basic vaccine research conducted by the National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) targets the development of priority vaccine candidates identified in 1986 by the Institute of Medicine (Institute of Medicine, 1986a,b National Institute of Allergy and Infectious Diseases, 1992a,b), and much progress has been made (National Institute of Allergy and Infectious Disease, 1992b).

At present, new efforts are under way to develop priorities for vaccine R&D. The Task Force on Priority Setting and Strategic Plans of the World Health Organization's (WHO's) Children's Vaccine Initiative (CVI) recently completed a major cost-effectiveness assessment of vaccine-development priorities, and the WHO/United Nations Development Program's (UNDP) Program for Vaccine Development maintains a list of priority areas for vaccine development. In addition, the World Bank, as part of the World Development Report of 1993, Investing in Health (World Bank, 1993), is using Disability Adjusted Life Years to estimate the burden of disease and priorities for intervention.

Whatever priorities are set by the public sector, the ultimate decision to develop and manufacture a vaccine for general use in the United States rests entirely with the commercial vaccine manufacturers (see Chapters 3, 4 and 5 and Appendix H). Commercial manufacturers vigorously pursue the development of those products with market potential (see Chapter 4). Vaccines used exclusively in the developing world hold little promise of

significant returns on investment, and companies are reluctant to invest in developing such high-risk and commercially unattractive products (see Chapter 5).

The committee believes that priority setting and characterization of desired vaccine products is a critical stage of vaccine development, particularly for vaccines of low commercial interest but acute public health need. In this regard, the committee urges all groups involved in vaccine R&D for international public health applications to focus on a common and complementary set of vaccine priorities.

BASIC AND APPLIED RESEARCH

The fundamental scientific advances that make vaccine development possible arise from basic research. The full implications and ultimate applications of discoveries made in the basic research laboratory may be unanticipated, even by the investigators involved. Basic research relevant to vaccine development includes such things as the identification and isolation of the protective antigens of a specific pathogen, methods for DNA cloning, the creation of new vector systems, and the development and immunologic evaluation of new adjuvant systems.

Basic research is conducted primarily by federally funded academic and government scientists. Once a basic scientific finding is thought to have significant and practical applications, the research moves on to applied R&D (the exploratory development phase). Much applied research and almost all product-development activity are conducted by private industry. Both biotechnology firms and vaccine manufacturers invest in developing new technologies to deliver and enhance the quality and efficacy of vaccines. Unfortunately, some CVI-specific vaccine technologies (e.g., heat stabilization of viral vaccines) are unlikely to be pursued by U.S. firms, because such technologies would have little comparative advantage in the domestic market. The committee believes that additional incentives can be provided to university-based researchers, commercial vaccine manufacturers, and biotechnology companies to stimulate the development of such technologies and their subsequent handoff from basic research to the product-development stages. Possible incentives are discussed in Chapter 7.

CLINICAL EVALUATION

Good vaccines must meet basic criteria of safety, purity, potency, and efficacy. When a product has completed preclinical studies (usually

involving animal models) and the sponsor is considering clinical trials in humans, an Investigational New Drug (IND) application is submitted to the U.S. Food and Drug Administration (FDA). The IND application contains information on the vaccine's safety, purity, potency, and efficacy (see Appendix C). These parameters are then evaluated in clinical trials, which are usually carried out in four phases (Table 6-1). Phase I trials are short-term studies involving a small number of subjects and are designed primarily to evaluate the safety of the candidate vaccine, its ability to induce an immune response (immunogenicity), the optimal dose range, and the preferred route of administration to achieve the most effective immune response. Studies are usually conducted in individuals at low risk of acquiring natural infection in order to avoid confusing results.

Following the successful completion of phase I trials, phase II trials are conducted these may involve up to hundreds of subjects. Phase II trials are usually double-blind studies with a placebo-control group phase II trials expand the evaluation of the safety and immunogenicity of the vaccine and may include the responses of individuals at risk of acquiring the infection. For a treatable pathogen, trials can be conducted in susceptible adults under controlled conditions to assess the ability of the vaccine to confer protection against experimental challenge. The results of these pilot studies can provide the information necessary to proceed with phase III studies.

Phase III trials are usually conducted in a double- or single-blind, placebo-controlled, randomized manner and in hundreds to thousands of individuals at risk for acquiring the infection or disease. Because of the lengthy observation period that may be required, the longer-term safety of the vaccine can also be assessed in a large number of subjects. Such trials are expensive, require a well-developed health infrastructure and large study groups (sometimes in non-U.S. populations), and, as with all stages of clinical investigation, demand experienced personnel and laboratory capacity for surveillance. Additional expenses are incurred if testing of live attenuated or live recombinant vaccines requires isolation facilities for phase I and II trials. Study design, data collection, and analysis are all of critical importance for ensuring the quality of trial results for licensing a candidate vaccine.

Phase IV trials may be conducted after a product is licensed, as part of postmarketing surveillance. They provide information about the safety and effectiveness of the vaccine in the general population, usually under normal (nonstudy) conditions.

Clinical trials are time-consuming (sometimes taking years), complex, and costly. Clinical trials for CVI vaccines, which are targeted for infants and young children, will be more challenging and time-consuming than those for vaccines designed for adults and older children. The safety and immunogenicity of many CVI vaccines will need to be demonstrated in trials


A key consideration is funding – public and private cash has been poured into the race for a Covid vaccine, pushing aside the usual financial concerns facing pharmaceutical companies. What’s more, demand and urgency are high.

“The fact that governments pre-bought the vaccines meant that people could take greater risks with what they did at an earlier stage without having to take one step at a time,” said Stephen Evans, professor of pharmacoepidemiology at the London School of Hygiene & Tropical Medicine.

Traditionally, vaccines are developed by weakening it or killing a virus, or by producing part of the virus in the lab. However this is time consuming.

Instead, both the Oxford University/AstraZeneca and Pfizer/BioNTech vaccines were developed using different “platform technologies” that involve slotting genetic material from the virus into a tried and tested delivery package. Once introduced into the human body this genetic material is used by the protein-making machinery in our cells to churn out the coronavirus “spike protein”, triggering an immune response.

This approach was aided by the speed at which scientists in China identified and shared the genetic sequence of the new coronavirus, and work that was already under way on other coronaviruses.

But while such platform technologies are a non-traditional approach, that does not mean they are untested.

“The mRNA vaccine platform technology [which the Pfizer/BioNTech vaccine uses] has been in development for over two decades,” said Dr Zoltán Kis, of Imperial College London.

The use of platform technologies not only means a vaccine can be rapidly developed, and that more is known about its safety profile from the start, but production is faster and cheaper as existing production processes can be used.

Another consideration is that while in traditional vaccine development the phases of clinical trials are carried out in sequence, in the case of the Covid vaccines they have overlapped, making the process faster.

“Vaccine manufacturing has also been carried out in parallel with the clinical trials, hoping that trials will succeed,” said Kis.

Evans added that the large trial sizes and duration was reassuring. “I have seen no corners that have been cut,” he said.

Finally, advances in tech have streamlined data-recording, while the advent of social media has made it easier to recruit trial participants – something aided by a strong public desire to help.

“It normally takes weeks or months to recruit to a study. This one, it kind of happened overnight,” said Prof Adam Finn, a vaccine expert at the University of Bristol and an investigator on the Oxford/AstraZeneca trials.


Vaccine Q&A: How Long Does It Take to Make Vaccines?

In this post, we focus on how long it takes to develop and manufacture vaccines – particularly those designed to protect against COVID-19.

To address those questions, we spoke with Jennifer Pancorbo, director of industry programs and research at NC State’s Biomanufacturing Training and Education Center. Pancorbo is an expert in vaccine manufacturing, with particular expertise in viral vector vaccine development and production processes.

This post is part of a series of Q&As in which NC State experts address questions about the vaccines on issues ranging from safety to manufacturing to how the vaccines will be distributed.

The Abstract: How long does it take to make vaccines?

Jennifer Pancorbo: There are two ways to interpret this question. Do you mean actually manufacturing a vaccine that is already created? Or do you mean designing a new vaccine?

Developing a new vaccine from scratch takes considerable time. It depends a lot on how much information is available about the disease itself, how the disease infects people and spreads, and so on. But it traditionally has taken 5-10 years to get a new vaccine. That makes it truly amazing that we already have one authorized vaccine for COVID-19, and are evaluating stage 3 clinical trial data on others. It speaks volumes about the efforts put into pandemic preparedness and response.

As for actual manufacturing time, that can be affected by the type of vaccine being made – though this isn’t really relevant for COVID-19, since all of the vaccines being considered for COVID-19 take about the same amount of time to manufacture.

If we are talking about a vaccine that has already been tested and approved, we could generalize and say that one batch of vaccine, consisting of a couple thousand doses, may take 2-6 weeks to go from starting with raw materials to being a completed vaccine in a vial or syringe.

TA: What types of vaccines are the most promising COVID-19 vaccine candidates?

Pancorbo: mRNA and adenovirus vaccines seem to be the most promising candidates at this time. Those two production systems lend themselves well to rapid design and that is probably why those candidates are coming out first.

We may or may not see a candidate vaccine made with a more traditional technology in the future. It is hard to tell, and may depend a lot on how the initial vaccines work and how much room is left in the market for a different candidate.

TA: How long does it take to make conventional vaccines? And why does it take so long?

Pancorbo: Again there are two angles here.

First, from the stand point of design, it takes a while to understand the disease, its path of infection and spread, in order to find a way to stop it. Also, once an idea to alert the immune system of the invader is conceived, then you need to test the candidate to make sure the conceptual idea works. Once that is acceptable, then you need to establish a manufacturing process that lends itself to large scale production… all those steps take time.

Second, from the stand point of manufacturing, most vaccines are biologicals – meaning they are produced with help from a microorganism. And that means you need time for the microorganisms to grow and get the job done. Here’s a general overview of the process:

Scanning electron microscopy image of SARS-CoV-2. Image credit: National Institute of Allergy and Infectious Diseases-Rocky Mountain Laboratories, NIH

To produce a vaccine using a biological system, you first select a suitable host. This is typically a well-known organism like bacteria or yeast. Then the genetic material of the host is engineered to provide instructions for the expression of the desired vaccine. In other words, you engineer the organism to make the vaccine for you. The newly engineered organism is then grown in sufficient quantities to be used for production purposes. Once expression is completed by the organism, our vaccine is separated from everything else the organisms produce using operations like filtration. The last step is to mix the purified vaccine with the excipients –or those other components that add stability to the vaccine and allow us to safely transport and store it. The formulated vaccine is then filled into multi-dose vials or single-use syringes for administration.

And there is one more thing, once all the above is completed, then each batch produced must be tested for identity, purity and potency to make sure everyone receives a quality product. As you can imagine, all that takes weeks per batch.

TA: And how long does it take to make mRNA vaccines?

Pancorbo: I am not sure anyone knows this accurately at this point, since no mRNA vaccine has been manufactured before at any scale close to what will be required for COVID-19. I am going to dare say that it will take at least a couple of weeks per batch.

[Editor’s note: Pancorbo followed up with us after this post was first published to offer some additional insight into the manufacturing process for mRNA vaccines, including the Pfizer and Moderna vaccines. We’ve inserted that information as the following paragraph.]

These vaccines, both Pfizer and Moderna’s, start with making a template. (The template itself is made with help from an organism and needs to be purified prior to use.) The template is then used to create the naked mRNA that constitutes the main vaccine ingredient. The naked mRNA is purified and packed into small spheres made of very specific types of fat. These spheres are called liposomes, and they are then formulated, filled into multi-dose vials and made ready for distribution.

TA: What about adenovirus vaccines?

Pancorbo: Again, we don’t have an adenovirus vaccine in the market, so my response is the same as what I said about mRNA vaccines.

TA: How long will it take manufacturers to scale up production once a vaccine has been approved by the FDA?

Pancorbo: Most of the companies you hear about on TV have already started doing this “at risk,” so they can manage demand.

Once you find a device that works you cannot really go to your local grocery store to get one.

At-risk manufacturing means you don’t have approval, or you don’t know if the vaccine is going to work, but to reduce or eliminate waiting time to get to the market, you move forward with scale up, construction, manufacturing, etc. The risk is that the investment will not be returned if the vaccine is ineffective or if it is not approved.

It may take several years to scale up a production process like this to the levels required for COVID-19. It involves testing production in a larger vessel. Testing the purification equipment in a larger footprint – and this may get tricky as making soup for four people is not the same as making soup for 100 people. Another bottleneck is equipment and raw material availability. Once you find a device that works you cannot really go to your local grocery store to get one. The same is true for the basic raw materials and supplies – both need time to react to the larger demand.

TA: How much vaccine manufacturing takes place in the U.S.? Do we rely on importing vaccines, or do we have the capacity to make our own?

Pancorbo: Not much vaccine manufacturing takes place in the U.S., really. Traditionally, vaccines were manufactured in other places around the world. After the 2009 flu pandemic our government put a considerable investment into increasing vaccine manufacturing in the U.S., but the larger manufacturers – like Sanofi – are headquartered outside our borders.

TA: How long do you think it will take manufacturers to make enough vaccine to reach everyone who can be vaccinated?

Pancorbo: I would think it will take until late 2021 or mid-2022 to see a significant amount of the population vaccinated.

TA: Will you get the vaccine once it’s available?

Pancorbo: Áno. The approval process followed by FDA is very thorough and trustworthy. And, particularly for COVID-19, a lot of information about the vaccine candidates has been made public from early on, which gives me an additional confidence in the process.


How will vaccine recipients be informed about the benefits and risks of any vaccine that receives an EUA?

FDA must ensure that recipients of the vaccine under an EUA are informed, to the extent practicable given the applicable circumstances, that FDA has authorized the emergency use of the vaccine, of the known and potential benefits and risks, the extent to which such benefits and risks are unknown, that they have the option to accept or refuse the vaccine, and of any available alternatives to the product. Typically, this information is communicated in a patient “fact sheet.” The FDA posts these fact sheets on our website.


How long does it take to make vaccines?

Scanning electron microscopy image of SARS-CoV-2. Credit: National Institute of Allergy and Infectious Diseases-Rocky Mountain Laboratories, NIH

In this post, we focus on how long it takes to develop and manufacture vaccines—particularly those designed to protect against COVID-19.

To address those questions, we spoke with Jennifer Pancorbo, director of industry programs and research at NC State's Biomanufacturing Training and Education Center. Pancorbo is an expert in vaccine manufacturing, with particular expertise in viral vector vaccine development and production processes.

This post is part of a series of Q&As in which NC State experts address questions about the vaccines on issues ranging from safety to manufacturing to how the vaccines will be distributed.

The Abstract: How long does it take to make vaccines?

Jennifer Pancorbo: There are two ways to interpret this question. Do you mean actually manufacturing a vaccine that is already created? Or do you mean designing a new vaccine?

Developing a new vaccine from scratch takes considerable time. It depends a lot on how much information is available about the disease itself, how the disease infects people and spreads, and so on. But it traditionally has taken 5-10 years to get a new vaccine. That makes it truly amazing that we already have one authorized vaccine for COVID-19, and are evaluating stage 3 clinical trial data on others. It speaks volumes about the efforts put into pandemic preparedness and response.

As for actual manufacturing time, that can be affected by the type of vaccine being made—though this isn't really relevant for COVID-19, since all of the vaccines being considered for COVID-19 take about the same amount of time to manufacture.

If we are talking about a vaccine that has already been tested and approved, we could generalize and say that one batch of vaccine, consisting of a couple thousand doses, may take 2-6 weeks to go from starting with raw materials to being a completed vaccine in a vial or syringe.

TA: What types of vaccines are the most promising COVID-19 vaccine candidates?

Pancorbo: mRNA and adenovirus vaccines seem to be the most promising candidates at this time. Those two production systems lend themselves well to rapid design and that is probably why those candidates are coming out first.

We may or may not see a candidate vaccine made with a more traditional technology in the future. It is hard to tell, and may depend a lot on how the initial vaccines work and how much room is left in the market for a different candidate.

TA: How long does it take to make conventional vaccines? And why does it take so long?

Pancorbo: Again there are two angles here.

First, from the stand point of design, it takes a while to understand the disease, its path of infection and spread, in order to find a way to stop it. Also, once an idea to alert the immune system of the invader is conceived, then you need to test the candidate to make sure the conceptual idea works. Once that is acceptable, then you need to establish a manufacturing process that lends itself to large scale production… all those steps take time.

Second, from the stand point of manufacturing, most vaccines are biologicals—meaning they are produced with help from a microorganism. And that means you need time for the microorganisms to grow and get the job done. Here's a general overview of the process:

To produce a vaccine using a biological system, you first select a suitable host. This is typically a well-known organism like bacteria or yeast. Then the genetic material of the host is engineered to provide instructions for the expression of the desired vaccine. In other words, you engineer the organism to make the vaccine for you. The newly engineered organism is then grown in sufficient quantities to be used for production purposes. Once expression is completed by the organism, our vaccine is separated from everything else the organisms produce using operations like filtration. The last step is to mix the purified vaccine with the excipients –or those other components that add stability to the vaccine and allow us to safely transport and store it. The formulated vaccine is then filled into multi-dose vials or single-use syringes for administration.

And there is one more thing, once all the above is completed, then each batch produced must be tested for identity, purity and potency to make sure everyone receives a quality product. As you can imagine, all that takes weeks per batch.

TA: And how long does it take to make mRNA vaccines?

Pancorbo: I am not sure anyone knows this accurately at this point, since no mRNA vaccine has been manufactured before at any scale close to what will be required for COVID-19. I am going to dare say that it will take at least a couple of weeks per batch.

TA: What about adenovirus vaccines?

Pancorbo: Again, we don't have an adenovirus vaccine in the market, so my response is the same as what I said about mRNA vaccines.

TA: How long will it take manufacturers to scale up production once a vaccine has been approved by the FDA?

Pancorbo: Most of the companies you hear about on TV have already started doing this "at risk," so they can manage demand.

At-risk manufacturing means you don't have approval, or you don't know if the vaccine is going to work, but to reduce or eliminate waiting time to get to the market, you move forward with scale up, construction, manufacturing, etc. The risk is that the investment will not be returned if the vaccine is ineffective or if it is not approved.

It may take several years to scale up a production process like this to the levels required for COVID-19. It involves testing production in a larger vessel. Testing the purification equipment in a larger footprint—and this may get tricky as making soup for four people is not the same as making soup for 100 people. Another bottleneck is equipment and raw material availability. Once you find a device that works you cannot really go to your local grocery store to get one. The same is true for the basic raw materials and supplies—both need time to react to the larger demand.

TA: How much vaccine manufacturing takes place in the U.S.? Do we rely on importing vaccines, or do we have the capacity to make our own?

Pancorbo: Not much vaccine manufacturing takes place in the U.S., really. Traditionally, vaccines were manufactured in other places around the world. After the 2009 flu pandemic our government put a considerable investment into increasing vaccine manufacturing in the U.S., but the larger manufacturers—like Sanofi—are headquartered outside our borders.

TA: How long do you think it will take manufacturers to make enough vaccine to reach everyone who can be vaccinated?

Pancorbo: I would think it will take until late 2021 or mid-2022 to see a significant amount of the population vaccinated.

TA: Will you get the vaccine once it's available?

Pancorbo: Yes. The approval process followed by FDA is very thorough and trustworthy. And, particularly for COVID-19, a lot of information about the vaccine candidates has been made public from early on, which gives me an additional confidence in the process.


Pozri si video: Tisková konference k informacím o vakcíně společnosti AstraZeneca (Septembra 2022).


Komentáre:

  1. Carrick

    In my opinion you are mistaken. Môžem to dokázať. Napíš mi v PM, budeme hovoriť.

  2. Jamil

    Niečo na mňa neexistujú žiadne osobné správy, chyby ....

  3. Fermin

    Tal nepočul

  4. Launcelot

    the phrase Excellent and is timely

  5. Kijar

    Prepáčte, prekážalo mi to... Rozumiem tejto otázke. pozývam do diskusie.

  6. Dia

    On this day, like the hand



Napíšte správu