Szczepionki uratowały ludzkość przed wieloma groźnymi plagami, w tym odrą, polio i ospą. Ale żmudny proces tworzenia i produkcji bezpiecznej, skutecznej szczepionki jest konieczny, ponieważ ryzyko wyrządzenia szkody jest również realne.
Oto łatwy dziś do wyobrażenia scenariusz:
Choroba wirusowa rozprzestrzenia się na całym świecie, powodując wyniszczającą chorobę i śmierć w liczbach coraz wyższych każdego dnia. Naukowcy spieszą się, by opracować szczepionkę w miarę narastania paniki, aż w końcu, w ciągu roku, miliony Amerykanów otrzymują antidotum. Plaga cofa się.
Z wyjątkiem tych, którzy otrzymali jedną ze 120,000 dawek, które przypadkowo zawierały żywego wirusa. Około 40,000 zaszczepionych dzieci zapada na łagodną postać choroby. Dziesiątki zostaje dotkniętych paraliżem, któremu szczepionka miała zapobiec, podobnie jak ponad 100 innych osób, które zarażają się od dzieci. Dziesięć z nich umiera.
Tak tragicznie wyglądały w połowie ubiegłego wieku początki szczepień na polio, czyli chorobę Heinego-Medina, uznawane powszechnie za jedne z najbardziej udanych w historii. Te błędy sprzed lat pomagają wyjaśnić, dlaczego świat musi dziś czekać nawet do dwóch lat na antidotum chroniące przed nowym, potencjalnie śmiertelnym koronawirusem.
„Działamy tak szybko, jak to tylko możliwe” - mówi Brooke Fiala, naukowiec pracujący nad szczepionką w Institute for Protein Design należącym do Uniwersytetu w Waszyngtonie (UW).
Mimo tych zapewnień wiadomo, że przeniesienie szczepionki z laboratorium do produkcji przebiega w ślamazarnym tempie i jest bardzo kosztowne.
„Od pojawienia się pomysłu na jej skład do wprowadzenia szczepionki na rynek upływa zwykle od siedmiu do 10 lat lub więcej i kosztuje to około miliarda dolarów” - mówi dr Gregory A. Poland, dyrektor Mayo Vaccine Research Group.
Takie jest założenie, gdy weźmie się pod uwagę biologię człowieka i procedury opracowane w celu zminimalizowania ewentualnych szkód.
„Podstawową lekcją historii, jeśli chodzi o szczepionki i szczepienia, jest to, że zawsze istniało ryzyko i zawsze będzie ono występowało” - mówi dr David S. Jones z Harvardu.
Patrząc na występujące ryzyko i podejmowane kroki, mające na celu jego złagodzenie, możemy łatwiej zrozumieć, dlaczego jest to tak długi i kosztowny proces.
COVID-19
Laboratoria w akademickich instytutach badawczych znajdowały się na lepszej pozycji startowej w momencie, gdy po raz pierwszy pojawiły się doniesienia o nowym koronawirusie, jaki pojawił się w Chinach. Wiele z tych laboratoriów od lat prowadziło bowiem badania nad wirusami i szczepionkami, w tym nad innymi, pokrewnymi i znanymi nam już odmianami koronawirusów. Badacze z UW, Mayo Clinic, Duke University School of Medicine, Baylor College of Medicine i wielu innych miejsc sięgnęli więc po prowadzone w przeszłości prace lub zagłębili się w prowadzone aktualnie badania poszukując antidotum na wirusa powodującego Covid-19.
W przypadku akademickich laboratoriów medycznych wyposażonych w odpowiednie narzędzia, posiadających technologię i wiedzę niezbędną do produkcji szczepionki, stworzenie odpowiedniego składu gotowego do testowania może zająć zaledwie kilka miesięcy.
Już pod koniec marca kilka miejsc poinformowało, że przygotowuje się do przetestowania nowych szczepionek na zwierzętach lub ludziach. Właśnie na tym etapie proces tworzenia wakcyny spowalnia do tego stopnia, że zaskakuje osoby z zewnątrz, które z medycyną nie mają wiele wspólnego.
„To, nad czym mamy kontrolę, to tworzenie szczepionki. Poruszamy się w tym zakresie z prędkością błyskawicy" - mówi Brooke Fiala z UW - „Nie możemy jednak kontrolować badań na zwierzętach i prób klinicznych”.
Przepisy zwalniają proces, ale są niezbędne
Kroki te są podyktowane przepisami federalnymi, które dotyczą nieodłącznego ryzyka związanego ze szczepionkami. W przeciwieństwie do leczenia już chorych, szczepionki podaje się zdrowym ludziom, aby zapobiec zarażeniu w przypadku narażenia na kontakt z chorobą. Szczepionki zazwyczaj zapewniają tę ochronę, poprzez wprowadzenie do organizmu odrobiny wirusa w celu pobudzenie układu odpornościowego, wytworzenia komórek pamięci immunologicznej oraz przeciwciał, które podejmą walkę z drobnoustrojem, uniemożliwiając lub znacznie utrudniając jego namnażanie się w organizmie człowieka.
Dwa z najczęstszych rodzajów szczepionek, nad którymi pracują laboratoria, zdefiniowane przez Centers for Disease Control and Prevention (CDC), to tzw. „odzjadliwione” lub "osłabione" - wykorzystujące osłabioną formę żywego wirusa, oraz „inaktywowane” – które wykorzystują nieaktywnego, zabitego wirusa. Niektóre próby polegają tez na wprowadzeniu pochodzących od drobnoustrojów cząsteczek łańcucha informacyjnego RNA, co uruchamia proces komórkowy, który z kolei aktywuje odpowiedź immunologiczną.
Opisana na początku szczepionka przeciw polio, stworzona przez dr Jonasa Salka, wykorzystała inaktywowanego wirusa i uzyskała licencję pozwalającą na jej użycie dosłownie kilka godzin po ogłoszeniu wyników badań klinicznych w 1955 r. Niestety, niektóre partie materiału wykorzystywanego do produkcji i pochodzące z jednego laboratorium (Cutter), zawierały żywego wirusa, co doprowadziło do tragicznych rezultatów. Zostały one szybko wycofane z rynku, podczas gdy szczepionki z innych laboratoriów były nadal bezpiecznie podawane.
Lekcje historii
Incydent z Cutter Laboratories był wynikiem błędu produkcyjnego. Gdy inaktywowane szczepionki są wytwarzane prawidłowo, ryzyko leży w niezliczonych zmiennych, które wpływają na reakcję organizmu, w tym na układ odpornościowy danej osoby (który nie jest w pełni rozwinięty u małych dzieci i często osłabiony u osób starszych); stan fizyczny danej osoby (ciąża, schorzenia przewlekłe, przebyte choroby); i środowisko, w jakim przebywa dana osoba (w tym ryzyko zarażenia innymi formami wirusa).
Oto kilka przykładów nieoczekiwanych działań niepożądanych:
Odra: To szeroko rozpowszechnione, wysoce skuteczne szczepienie przeciwko chorobie wieku dziecięcego miało na początku poważne konsekwencje. Tysiące dzieci, które otrzymały szczepionkę na początku lat sześćdziesiątych, a następnie były narażone na wirusa odry, rozwinęły atypową odrę - charakteryzującą się wysoką gorączką, silnym bólem brzucha i zapaleniem płuc - i często wymagały hospitalizacji. Szczepionka ta została wycofana, a późniejsze jej wersje okazały się bezpieczne i skuteczne. WHO donosi, że przypadki odry na całym świecie stanowią niewielki ułamek tego, co kiedyś, chociaż nadal występują jej ogniska, zwłaszcza w krajach rozwijających się oraz ostatnio w krajach wysoko rozwiniętych, co ma związek z ruchem antyszczepionkowym.
Wirus RSV (respiratory syncytial virus): Będący główną przyczyną chorób układu oddechowego u małych dzieci, szczególnie niebezpieczny poniżej 2. roku życia, ten wszechobecny wirus okazał się odporny na szczepienia. Dzieci leczone szczepionką w latach 60. rozwinęły nasiloną postać choroby, cierpiąc na wysoką gorączkę, zapalenie oskrzeli i świszczący oddech. Wiele było hospitalizowanych, kilkoro zmarło .
Według CDC naukowcy dalej próbowali, ale do dziś nie opracowali szczepionki przeciwko RSV nadającej się do użytku publicznego. Niemowlętom szczególnie narażonym na RSV czasami wstrzykuje się przeciwciała, aby pomóc w walce z infekcją.
Gorączka denga: Po doniesieniach o powikłaniach i kilku zgonach związanych z produktem Dengvaxia wiele krajów wstrzymało szczepienia. Francuski producent, Sanofi Pasteur , powiedział później, że szczepionka zagraża osobom, które wcześniej nie były zainfekowane, ze względu na kilka rodzajów wirusa. Agencja FDA zatwierdziła szczepionkę do ograniczonego stosowania dla dzieci w pewnym wieku, żyjących na obszarach endemicznych i wcześniej zakażonych pewną formą wirusa. Można więc powiedzieć, że wirus ten również okazał się odporny na szczepienia.
Pomimo tych i innych doniesień o szkodliwych skutkach, CDC szacuje, że od tylko 2011 r. szczepionki zapobiegły 23.3 milionom zgonów z powodu różnych chorób na całym świecie.
„Ospa zniknęła” - zauważa dr David Jones z Harvardu.
Polio, niegdyś wywołujące paraliż u średnio 35,000 osób rocznie w Stanach Zjednoczonych, uznano za wykorzenione w tym kraju w 1979 r.
Teraz, gdy naukowcy marzą o zrobieniu tego samego z COVID-19, fazy testowania i weryfikacji działają nieco jak hamulce.
Zmniejszenie ryzyka
Testy przebiegają powoli, ponieważ ludzkie ciało reaguje powoli: wytwarzanie przeciwciał zapewniających odporność zajmuje tygodnie, a wykazanie szkodliwych skutków ubocznych może trwać o wiele dłużej.
„Proces ten jest celowo powolny i przemyślany" - mówi dr Poland z Mayo Clinic - „Wszystko musi być oparte na danych, bogate w nie i zrecenzowane. Skracając proces można napotkać problemy".
W przypadku nadzoru federalnego proces zazwyczaj przebiega przez następujące fazy:
- Badania na zwierzętach : laboratorium testuje szczepionkę na małych zwierzętach (zwykle myszach), aby sprawdzić, czy wyzwala odpowiedź immunologiczną i skutki uboczne.
- Badania kliniczne : jeśli testy te wykażą, że szczepionka bezpiecznie wywołuje zamierzoną odpowiedź immunologiczną, produkt przechodzi do badań klinicznych na ludziach. Te dzielą się na:
- Faza I, obejmująca niewielką grupę (zwykle kilkadziesiąt) ochotników do przetestowania bezpieczeństwa różnych dawek i sprawdzenia, czy wywołują one odpowiedzi immunologiczne.
- Faza II, obejmująca większą liczbę osób (zazwyczaj setki) o cechach podobnych do tych, dla których nowa szczepionka jest przeznaczona.
- Faza III, gdzie szczepionkę podaje się tysiącom ludzi w celu dostarczenia obszernych danych na temat bezpieczeństwa i skuteczności.
Jeśli dane budzą poważne obawy dotyczące bezpieczeństwa lub skuteczności, to na każdym etapie FDA może poprosić o dodatkowe dane lub wstrzymać badania.
„Jeden szkodliwy efekt uboczny i musisz wszystko zacząć od nowa”- mówi dr Poland.
Po zakończeniu wszystkich trzech faz firmy składają wniosek do FDA o licencję na wprowadzenie szczepionki do obrotu. Niektóre przechodzą czwartą fazę, gdy szczepionka jest już podawana - która może obejmować tysiące ludzi w ciągu kilku lat.
Ogólnie rzecz biorąc, zauważa dr Jones: „Ryzyko jest niższe niż w przeszłości, ponieważ proces produkcji jest o wiele lepszy niż kiedyś.”
Można szybciej?
Jesteśmy niecierpliwi i chcemy zwalczyć COVID-19 jak najszybciej. National Institutes of Health (NIH) rozpoczęło 16 marca Fazę I z udziałem 45 ochotników stosując szczepionkę z fragmentami RNA, która nawet nie przeszła pełnego cyklu badań na zwierzętach. Powstała ona na bazie pokrewnych badań na koronawirusach, które zostały poddane takim testom. Szacuje się, że Faza I może trwać około 14 miesięcy.
Opracowanie, badanie i produkcja obejmuje wiele podmiotów: Krajowy Instytut Alergii i Chorób Zakaźnych, firmę biotechnologiczną Moderna, Kaiser Permanente Washington Health Research Institute oraz Koalicję dla Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) z siedzibą w Norwegii.
Takie partnerstwa są niezbędne. Ponieważ proces od koncepcji do wprowadzenia na rynek staje się coraz bardziej skomplikowany i kosztowny na każdym etapie, laboratoria zwykle znajdują partnerów rządowych, filantropijnych i biznesowych, którzy wszystko finansują.
„Tworzenie szczepionek jest trudne, ponieważ ryzyko jest wysokie, terminy są długie i jest to drogie” - mówi Peter Hotez, dziekan National School of Tropical Medicine w Baylor, który nadzoruje tam projekt szczepionki na COVID-19 .
Co więcej, prywatne i rządowe laboratoria w Stanach Zjednoczonych i innych krajach również pracują nad rozwojem szczepionek - i ostatecznie tylko nieliczni prawdopodobnie przejdą testy i wejdą na rynek. Nad szczepionką na Covid-19 pracuje się w Chinach, Niemczech, Francji, Australii, Izraelu i kilku innych krajach.
Naukowcy twierdzą, że możliwe jest przygotowanie nowej szczepionki w ciągu 12–24 miesięcy od rozpoczęcia badań. Mimo to Hotez mówi, że „To optymistyczny scenariusz”.
„Wszyscy mamy rodziny” - mówi dr Poland - „Zależy nam na tym, podobnie jak innym. Jeśli jednak nie będziemy ostrożni, możemy wyrządzić krzywdę ludziom. Musimy o tym pamiętać”.
Na podst. : aamc.org, nih.gov, cdc.gov, fda.gov, wikipedia
opr. Rafał Jurak
