Вакцине против инфекције Ковид-19

Овај текст представља сажети приказ рада објављеног у часопису Клиничка и експериментална имунологија (Clinical and Experimental Immunology) (новембар 2020; вол.202(2); 162‒192), од стране Трегонинга ( Ј.S. Tregoning) и сарадника а који је in extenso објављен ва сајту САНУ. Текст није дословни превод оригиналног текста већ одабир делова који су по мишљењу аутора овог текста најзначајнији за разумевање основне структуре вируса, различитих платформи за креирање вакцина против SARS-CoV-2, предности и мана појединих платформи, питања ефикасности и безбедности вакцина развијених у рекордно кратком времену, проблеми масовне производње и доступност вакцина на глобалном нивоу. Пресек је направљен закључно са септембром 2020, а од тада су поједине вакцине већ регистроване. У том контексту, у тексту су италиком додате најважније одреднице у вези са тренутном регистрацијом вакцина. Међутим, генерално, текст не губи на значају када се има у виду његов основни концепт.

Текст приредио академик Миодраг Чолић.

САЖЕТАК

Од појаве инфекције КОВИД-19 (COVID-19) крајем 2019, кога изазива SARS-CoV-2, дошло је до експлозије у развоју вакцине. Закључно са 24. септембром 2020. започето је претклиничко испитивање невероватно великог броја вакцина (више од 200), од којих је њих 43 ушло у фазу клиничког тестирања. Међу њима су и вакцине базиране на новом приступу који до сада није коришћен за вакцинисање хумане популације. Примена вакцине представља важну стратегију за излазак из тренутног стања пандемије и повратак на пређашње радне, образовне и друштвене активности. Како би се пандемија коронавируса ефикасније контролисала, производњу вакцина треба повећати са малог броја доза намењених за претклиничка тестирања на масовну производњу, довољну за имунизацију целокупне светске популације. За постизање тог циља неопходна је тесна сарадња са произвођачима и регулационим телима. Да би вирус био контролисан, треба уложити напоре на глобалном нивоу, како би се обезбедио равноправан приступ свих земаља ефикасној вакцини. Овај рад покушава да одговори на питање какав је имунитет неопходан да би обезбедио заштиту од SARS-CoV-2 и какве потенцијалне имунопатолошке ефекте вакцина може да подстакне. Описани су профили различитих платформи и предности и мане сваког приступа у дизајнирању вакцине. Рад такође даје осврт на важне кораке које треба направити када се вакцина, која је показала обећавајуће резултате у претклиничким истраживањима, преводи на производни ниво. Проблеми са којима се човечанство суочило током ове пандемије и платформе које се развијају како би се они решили биће од непроцењиве користи за контролу будућих епидемија. Налазимо се у периоду када су након девет месеци од избијања пандемије сакупљени подаци за потребе израде вакцина на основу претклиничких и раних фаза клиничких испитивања. Зато анализа података из ове важне области може помоћи у разумевању предстојећих фаза развоја вакцина.

Имунски одговор на SARS-CoV-2

У новембру 2019. године, у Вухану (Кина) забележена је серија случајева упале плућа. Ово су били први случајеви инфекције КОВИД-19 које је изазвао нови вирус корона – SARS-CoV-2. Генетичка информација о вирусу објављена је већ 10. јануара 2020. године а секвенца генома вируса је дешифрована 13. марта 2020. Од тада почиње припрема и тестирање вакцине против SARS-CoV-2. Закључно са 24. септембром 2020. године, када је направљен пресек стања броја вакцина, констатовано је да је у фази клиничког испитивања више од 200 кандидата а од којих је 43 кандидата у завршној фази. Да би се разумео концепт вакцине неопходно је сагледати нека основна својства вируса, клиничке манифестације КОВИД-19 инфекције и специфичности имунског одговора на SARS-CoV-2.

Коронавируси су необично велики једноланчани RNK вируси са омотачем. Геном SARS-CoV-2 садржи 11 отворених оквира читања (OPF), од којих за многе није доказана функција. Они кодирају протеине омотача (М протеин и виропорин), нуклеокапсидни антиген (N) и S гликопротеин на шиљцима (енгл. spikes) омотача вируса. S гликопротеин (антиген) се везује за рецептор ангиотензин конвертујућег ензима 2 (ACE2) на ћелијама домаћина, који је највише испољен на епителним ћелијама плућа (пнеумоцити типа 2). Након везивања S гликопротеина за ACE2 рецепторе долази до разградње овог вирусног антигена под утицајем ензима протеаза (фурин или трансмембранска серин протеаза тип 2 – TMPRSS2), које се налазе у мембрани ћелија, чиме се омогућава улазак вирусног капсида у ћелију.

Код већине пацијената (око 80 одсто), SARS-CoV-2 узрокује асимптоматску инфекцију или благе симптоме. Најчешћи симптоми су умор, повишена телесна температура, грозница, губитак апетита и упоран кашаљ. Необична карактеристика инфекције SARS-CoV-2 је аносмија (губитак чула мириса и укуса) која је у једној студији забележена код око 64 одсто случајева. Дијагноза се у иницијалном стадијуму болести поставља на основу позитивног теста ланчане реакције полимеразе (PCR) коришћењем секвенци гена специфичних за SARS-CoV-2. Најчешћа клиничка манифестација КОВИДA-19 инфекције је запаљење плућа (пнеумонија) карактеристичних радиографских карактеристика. Међутим, КОВИД-19 је код многих пацијената системска болест праћена тромбозама у крвним судовима, оштећењем срца, бубрега, јетре и других органа. Највећи фактор ризика за тешку клиничку слику обољења од КОВИД-19 имају особе старије животне доби и особе са придруженим болестима и стањима (гојазност, дијабетес, аутоимунске болести, имунодефицијенције).

У имунски одговор на SARS-CoV-2 укључен је урођени (неспецифични имунитет) и адаптивни (специфични имунитет). Први се одмах активира и, ако је ефикасан, доводи до брзе елиминације вируса. Адаптивни имунитет се укључује касније и он је доминантно одговоран за елиминацију вируса када инфекција поприми системски карактер. За елиминацију вируса  важан je такозвани Т ћелијски имунски одговор који је посредован доминантно са двема подврстама Т лимфоцита. CD4 лимфоцити помажу свим другим имунским ћелијама, укључујући и B лимфоцитима, да продукују заштитна антитела,  и/или регулишу имунски одговор, док цитотоксични CD8 лимфоцити убијају сопствене ћелије заражене вирусом. Постоји више подврста CD4 лимфоцита. Активиране Тh1 ћелије су присутне у пацијената које имају повољан клинички одговор док се повећан број Тh2 и Тh17 ћелија повезује са тежом клиничком сликом. Регулаторни Т лимфоцити су важни код опоравка од инфекције.

Хуморални имунски одговор, који је посредован антителима, значајан је у каснијој фази инфекције и спречава поновну инфекцију. Антитела специфична за SARS-CoV-2 су присутна у 80 до 100 одсто оболелих, две недеље од појаве симптома. Ретко се детектују пре седам дана, а највећи титар достижу две до три недеље од инфекције. Продужени период од инфекције до детекције специфичних антитела обично је повезан са тежом формом болести. У раном периоду се стварају антитела IgM i IgA класе, које касније замењују антитела IgG класе. IgG антитела су протективна и дуго су присутна у циркулацији (вероватно и до годину дана), штитећи особу која је прележала КОВИД-19 од поновне инфекције. Реинфекције у краћем периоду описане су али су то по правилу спорадични случајеви. Због тога детекција титра IgG антитела након примене SARS-CoV-2  вакцине представља кључни показатељ за процену њене ефикасности. Осим заштитне улоге, IgG антитела могу имати и нека нежељена својства која се виђају код тешких облика пнеумонија. Ове реакције су узроковане везивањем Fc фрагмената антитела за фагоцитне ћелије, чиме се поспешује запаљење и додатно оштећење ткива.

Вакцине могу изазвати и имунопатолошке манифестације. Нежељене реакције могу се јавити непосредно након примене или могу погоршати вирусну инфекцију ако се она појави после вакцинације. Зато је разумевање механизама ових појава веома битно када се разматрају потенцијално нежељени ефекти на SARS-CoV-2 вакцину, између осталог зато што је временски период од њеног развоја до примене кратак да би се поствакциналне реакције добро упознале. Најзначајнија нежељена реакција на вакцину је индукција акутне аутоимунске болести. Типичан пример је Гиљен Бареов (Guillain-Barré) синдром или нарколепсија који су забележени у појединих особа после примене H1N1 вакцине против свињског грипа. Ради се о веома ретким нежељеним реакцијама које су узроковане унакрсном реактивношћу антитела која су створена на нуклеопротеине вируса са молекулима који се налазе у нервном ткиву. Погоршање болести након примене вакцине забележено је код малих богиња, респираторног синцицијалног вируса или вируса денге. У овим случајевима увек се ради о разбољевању од истог вируса након примене вакцине да то спречи. У оквиру механизама настанка ове појаве разматра се улога специфичних Т лимфоцита или антитела које вакцина на неки начин припрема за другачију реакцију на појаву вирусне инфекције. Ћелијски имунски одговор у имунопатологији на вирусну вакцину укључује Т лимфоците и еозинофиле као и медијаторе које ове ћелије продукују. Осим генетских својстава, на појаву нежељених реакција имунског система на вакцину утиче природа антигена у вакцини као и начин његове припреме. Овакве реакције могу се предвидети и код SARS CoV-2 вакцина ако садрже антиген. Ова претпоставка се темељи на ранијим експерименталним налазима код мишева који су развили тешку пнеумонију након примене SARS-CoV-1 вакцине која је садржала N антиген. Искуства са другим вирусним вакцинама показују да ризик за имунопатолошке манифестације није у вези само са инактивисаним већ и са DNK вакцинама.

Када су питању нежељене имунопатолошке реакције на вакцину узроковане антителима, најчешће се ради о ефекту имунских антиген-антитело комплекса који могу да изазову запаљенске реакције на местима таложења. Неки вируси, попут Денге, користе антитела за улазак у ћелије. Неки коронавируси, као што је MERS, користе антитела усмерена према S гликопротеину за улазак у ћелију посредством Fc рецептора. Сличне реакције су забележене и код експерименталних животиња вакцинисаних SARS-CoV-1 вакцином и то онда када се синтетишу антитела ниског афинитета. Због свега наведеног, код вакцинисаних SARS-CoV-2 вакцином треба пажљиво пратити евентуални развој имунопатолошких антитела.

Вакцине против SARS-CoV-2

У стратегији борбе против инфекције КОВИД-19 највећи значај се придаје вакцинацији. Приступ креирању вакцина је различит, почев од традиционалног начина применом живих ослабљених вируса, инактивисаних (мртвих вируса), коришћењем протеина или делова протеина вируса, до нових приступа. Нови приступи, од којих се неки први пут користе и због тога изазивају посебну пажњу, укључују примену вирусних вектора и нуклеинских киселина. За било коју од наведених платформи два најважнија фактора су ефикасност и безбедност вакцина. Други проблем је како од развоја ефикасне вакцине у лабораторијским условима прећи на масовну производњу. У сваком случају, полазна разматрања почињу од адекватног избора антигена из палете антигена који су специфични за SARS-CoV-2 , а који имају највећи имуногени потенцијал да створе довољно ефикасан и дуготрајан колективни имунитет.

Први и најзначајнији каднидат је S протеин (Spike protein). Да је он најимуногенији, показала су ранија истраживања на SARS-CoV-1 . Неутралишућа антитела, која се стварају на S протеину, највише се везују за тзв. рецептор-везујући домен. Због тога се та секвенца антигена и користи у неким вакцинама у односу на цео S молекул. Врло је битно да Sантиген у вакцинама задржи своју нативну структуру и у том циљу се користе различити поступци. N антиген је молекул нуклеокапсида вируса, који је такође врло имуноген, а антитела према њему имају дужи полуживот него антитела према S антигену. Постоји сумња да би у извесних особа вакцинисаних N протеином могле да се јаве нежељене реакције које су забележене код SARS-CoV-1. Са друге стране, недектабилност антитела према N антигену може бити корисно код вакцина које садрже S протеин. У стратегији избора најбољег антигена користе се и  пептидне секвенце које стимулишу ефикасан T ћелијски одговор.

За сваку врсту вакцине развијене су специфичне платформе. Детаљи се могу наћи на сајту https://vac‐lshtm.shinyapps.io/ncov_vaccine_landscape/, који обухвата податке сакупљене до септембра 2020. год. као и на вебсајту СЗО. С обзиром да многе фармацеутске компаније производе вакцине које се налазе у фази развоја, рецензиране публикације које се тичу њихових својстава и ефикасности ретко се објављују у потпуности, и због тога јавност о томе добија информације углавном из медија.

Протеинске вакцине се темеље на примени рекомбинантних протеина који су локализовани на површини вируса. По правилу, ове вакцине су сигурне али су слабо имуногене да створе довољан имунитет, због чега је неопходно да се примењују са супстанцама које повећавају имуногеност (адјуванси). Производња рекомбинантних протеина укључује различите рекомбинантне технике генетичког инжењерства, при чему се ген од интереса убацује у бактерије, ћелије сисара или модификоване ћелије биљака као што су ћелије дувана. Свака од ових технологија има предности и мана, али по правилу, пре коришћења протеина неопходна је његова модификација. Једна од протеинских вакцина у развоју јесте вакцина компаније Clover Biopharmaceuticals која користи ћелије сисара за производњу модификованог S протеина SARS-CoV-2 . Компанија Санофи (Sanofi S.A.) развија протеинску вакцину против SARS-CoV-2 коришћењем бацуловируса за експресију S протеина.

Вирусима сличне честице (VLP, Virus-like particle) представљају посебну подврсту протеинских вакцина. То су, у ствари, вештачки конструисане наночестице које подсећају на вирусе, а најчешће садрже доминантни протеин вируса или више протеина из омотача вируса. Протеини се, такође, производе једном од наведених рекомбинантних технологија. Неке од вакцина против SARS-CoV-2, које користе овакву платформу, јесу вакцине компаније Novavax која на VLP (NVX‐CoV2373) има инкорпориран S протеин а за производњу рекомбинантног S протеина користи бакуловирус којим се инфицирају ћелије инсеката за производњу вируса. Прелиминарна испитивања су показала да је вакцина имуногена, тј способна да створи имунитет, али се мора користити са адјувансом. Друга VLP вакцина је вакцина компаније Medicago (NCT04450004) која за експресију S протеина SARS-CoV-2 користи биљне ћелије дувана Nicotiana benthamiana. За адјувансе се користе секвенце нуклеинских киселина вируса, као сто су GpG олигонуклеотиди, које могу да покрену урођени имунитет.

Пептидне вакцине се базирају на примени само делова вирусних протеина за које је претходним истраживањима показано да су имуногени. Наиме, показано је да су у оквиру протеина само поједине пептидне секвенце имуногене и да могу да покрену имунски одговор који је посредован Т лимфоцитима. У оквиру SARS-CoV-2 идентификовано је више таквих пептидних секвенци и зато се покушава да се управо оне искористе за вакцину. Недостатак је што овакав приступ захтева додавање адјуванса у вакцину. Неке од мултипептидних вакцина, које су у поступку клиничких тестирања, јесу вакцине Covaxx (NCTO4545749) или Института „Вектор” (Vector Institute) (NCTO 4527575). Пептиди се користе и у комплексима са вештачким антиген-презентујућим ћелијама које имају наснажнију способност да стимулишу имунски одгвор посредован Т лимфоцитима. За овакав приступ користе се искуства из развоја канцерских вакцина. У случају SARS-CoV-2, у вештачке антиген-презентујуће ћелије убацује се лентивирус који носи кодирајуће секвенце структурних и протеазних протеина. Такве ћелије се затим апликују у облику вакцине субкутано. Два приступа таквим вакцинама развија компанија Shenzhen Geno‐Immune Medical Institute из Кине (NCT04299724 и NCT04276896) и Aivita Biomedical Inc. (NCT04386252).

Инактивисане вакцине се производе према најстаријој технологији, при чему се вирус инактивише формалдехидом, гама или ултравиолентним зрачењем. На том принципу је развијен велики број вакцина против SARS-CoV-2 које су у фази клиничких тестирања. И за ове вакцине је неоходан адјуванс (алуминијум или CpG нуклеотиди). Неке од њих су вакцине Sinovac Biotech (NCT04352608) у којој је SARS-CoV-2 инактивисан бета‐пропиолактоном, Sinopharm из Вухана (ChiCTR2000031809), Bharat Biotech (Индија) и неке вакцине из Бразила, Шкотске и Индонезије. Избор инактивирајућег средства је од кључног значаја за спречавање нежељених ефеката а који су забележени код неких вакцина примењених на овај начин према MERSCoV.

Примена живих вакцина такође припада најстаријем виду вакцинације. У стратегији креирања живих вакцина против SARS-CoV-2 користи се живе атенуисане вакцине, које најближе подсећају на природну инфекцију и по правилу су имуногене и без адјуванса. Codagenix and Serum Institute of India развијају живу атенуисану SARS-CoV-2 вакцину, користећи посебну технологију где се у RNК вируса уграђују секвенце нуклеотида (CpG и UpA) које појачавају имунски одговор.

Када су у питању векторске вакцине, гени који носе шифру за синтезу протеина вируса убацују се у други микроорганизам (вирус или бактерију). Од вирусних вектора најпогоднији су аденовируси, вирус везикуларног стоматитиса (VSV) и модификовани вирус вакциниа (engl. vacciniavirus) Анкара (MVA). Ови вектори или немају способност умножавања (репликације) или се вектор умножава у ћелијама. Избор вектора умногоме утиче на имуногеност вируса. До сада је синтетисано пет не-реплицирајућих векторских вакцина против SARS-CoV-2 и све се базирају на аденовирусу као вектору. Једна од њих је Оксфордска АZD1222 вакцина. Из резултата прве фазе клиничких студија показана је одлична имуногеност како на нивоу хуморалног тако и ћелијског имунитета, а нежељене локалне и системске реакције су биле благе. У сарадњи са Astra Zeneca, вакцина се тестира у Великој Британији (NCTO4444674), Бразилу (ISRCTN89951424) и САД (NCTO4516746) у оквиру фазе II/III клиничких студија. Cansino Biologics (Кина) (ChiCTR2000030906) развија сличну вакцину где је вектор аденовирус 5. Досадашњи резултати су показали добар ћелијски и хуморални одговор и благе нежељене системске реакције. Вакцина се испитује и у Канади (NCTO4398147) у оквиру друге фазе. Компанија Janssen производи вакцину на специфично модификованом не-реплицирајућем аденовирусном вектору користећи искуства из развоја вакцине против вируса еболе и зика. Вакцина је у првој фази клиничке студије у САД, Белгији (NCTO4436276) и Јапану (NCTO4509947). Једна од векторских вакцина из ове групе је и руска вакцина Спутник В која је базирана на коришћењу два аденовирусна вектора. Испитује се у растворном (NCTO4436471) или лиофилозованом облику (NCTO 4437875). Трећа фаза је регистрована у септембру 2020. године (NCTO4530396). Досадашњи резултати су показали високу имуногеност уз присуство блажих нежељених локалних и системских реакција. У серуму вакцинисаних особа детектована су и антитела према аденовирусима из вакцине.

Merck је у сарадњи са Институтом „Луј Пастер” (NCTO4497298) и Универзитетом у Питсбургу (NCTO 4498247) развио вакцину против SARS-CoV-2 која се заснива на вирусним векторима (модификован вирус малих богиња) који се репликују. Досадашњи резултати показују да је вакцина ефикасна и безбедна. Неке вакцине из ове групе  примењују се преко слузокоже носа или путем дигестивног тракта коришћењем пробиотика.

Вакцине засноване на нуклеинским киселинама

Вакцине засноване на нуклеинским киселинама се издвајају зато што у условима ове пандемије могу да се масовно производе за кратко време, истовремено и из више центара и што је њихова производња јефтинија у односу на друге вирусне вакцине. Ове вакцине користе DNK или RNK плазмиде у којима је уграђен ген од интереса. Против SARS-CoV-2 је развијено шест платформи за RNК и четири платформе за DNК вакцине које се тренутно налазе у фази клиничког тестирања.

DNK вакцине се производе коришћењем плазмида прокариота у које је уграђена DNK секвенца за одређени протеин SARS-CoV-2 . Овако конструисаним плазмидом врши се трансфекција у Е. coli заједно са експресионом касетом која омогућава експресију трансгена у хуманим ћелијама. Експресиона касета садржи кључан узводни промотор који управља експресијом трансгена, тзв. Козак секвенцу, инсертован трансген и 3’полиаденилацијски реп (PoluA). Након примене, DNК вакцину преузимају ћелије домаћина на месту имунизације или мигрирајуће антиген-презентујуће ћелије. Да би се изазвао адаптивни имунски одговор, DNK мора да уђе у једро ћелије. На путу проласка кроз цитоплазму DNK активира интрацелуларне рецепторе који стимулишу неспецфичан имунски одговор. Он је битан за развој специфичног имунског одговора на протеин вируса који ће бити синтетисан у ћелији из информације уметнуте у DNK трансген комплекс. Покретање урођене имуности од суштинског је значаја за стимулацију адаптивне имуности DNK вакцина. Пролаз убризгане DNK до нуклеуса је изузетно неефикасан, пошто велика количина DNK не успе да прође ћелијску мембрану или омотач једра. Како би се ублажио овај губитак, DNK вакцине користе посебне платформе за апликацију каква је електропорација и генски пиштољ.

DNK вакцине против SARS-CoV-2 развијене су на платформама које су проистекле из истраживања на другим SARS вирусима. У овом контексту, Inovio  производи вакцину под називом INO‐4800 (NCTO4336410). У претклинчким студијама забележена су неутралишућа антитела и активација специфичних Т ћелија код експерименталних животиња. Генексин (Genexine) из Јужне Кореје (NCTO4445389), Зидас Кадила (Zydus Cadila) из Индије (CTRI/2020/07/026352) и Универзитет Осака из Јапана (NCTO4463472) су започели прву фазу клиничког тестирања DNK вакцина против SARS-CoV-2 .

RNK вакцине се базирају на истом принципу као и DNK вакцине тј. експресије вакциналог трансгена, који у молекулу RNK носи шифру за синтезу вирусног антигена у ћелији домаћина. За разлику од DNK вакцина, експресија RNK вакцина почиње онда када удје у цитосол ћелије, чиме се повећава ефикасност експресије. RNK вакцина такође стимулише неспецифични имунитет обзиром да вирусне RNK препозају рецептори урођене имуности унутар цитоплазме. То некада може имати и нежељени ефекат јер рана синтеза интерферона типа 1 може да инхибира експресију протеина. Због тога се у том циљу у RNК убацују нуклеотидне секвенце које блокирају синтезу интерферона али тако да у потпуности не спрече неспецифични имунски одговор. Постоје две примарне врсте RNК вакцина: информациона RNK (iRNK) и самоамплификујућа RNK (saRNK). Нерепликујуће iRNK вакцине су конструкти направљени да кодирају антиген од интереса и обично имају тзв. 5’капу, UTR регионе, који се не преписују, и poli А rep. 5’капа је неопходна како би се и RNK повезала са еукариотским транслационим комплексом. UTR се бирају како би се оптимизовала експресија RNK протеина а тиме и избегла уградња секвенци које би кочиле транслацију, односно нeпреписивање информације садржане у iRNK у вирусни протеин. iRNK вакцине су конструкти који су направљени коришћењем RNK полимераза порекла из бактериофага и секвенци за транскрипцију DNK на калупу RNK.

Самоамплификујуће RNK вакцине су RNK репликони базирани на геному алфа вируса који су модификовани да кодирају антиген од интереса уместо RNK структурних протеина. Вирусни репликон такође садржи отворени оквир читања (ORF) који кодира четири неструктурна протеина вируса алфа  (nsP1-4) и субгеномски промотор. Неструктурни протеини формирају RNK-зависну RNK полимеразу (RDRP). RDRP комплекс преписује додатне копије вакцине у трансфектованој ћелији. Резултат овога је да самоамплификујућа RNK вакцина индукује синтезу протеина који перзистира дуже него протеини који се преписују са нерепликујућег RNK.

RNK вакцине против SARS-CoV-2 су развијене на платформи вакцина SARS-CoV-1 . У току су тестирања шест таквих вакцина. Прву од њих је почела да развија компанија Модерна (NCTO4283461). У првој фази испитивања на 45 добровољаца, који су примили различите дозе, показана је висока имуногеност, али су код највеће дозе (250 µг) забележени и изразитији нежељени ефекти. Вакцина која је сада у другој фази (NCTO4405076) и трећој фази (NCTO4470427) тестирања, садржи дозу од 100‐µг.

Бионтек (BioNTech) у сарадњи са Фајзером (Pfizer) развија четири кандидата за вакцину засновану на RNK платформи. У питању је iRNA која носи информацију за S протеин, а која је модификована нуклеозидом. Прва и друга фаза клиничког тестирања спроводи се у Немачкој (NCTO4380701) и САД (NCTO4368728), док је испланирано да се трећа фаза спроведе на више места. Од септембра, када је направљен овај пресек, вакцина је већ регистрована у В. Британији, САД и неким другим земљама. Досадашња истраживања су показала развој хуморалног и ћелијског имунског одговора. Компанија CureVac и Народноослободилачка војска (Кина) су такође развили iRNK вакцине које су у фази клиничких тестирања, али до момента писања овог рада нису објављени резултати.

Империјални колеџ у Лондону у сарадњи са компанијом VacEquity Global Health  развија саморепликујућу RNK вакцину која кодира протеин S. Тестирање вакцине на људима, у којима је учествовало 420 добровољаца, започело је у јуну 2020. године (ISRCTN17072692). Арктурус (Arcturus) са седиштем у Сингапуру развија саморепликујућу RNK вакцину, која такође кодира S протеин, налази се у првој фази клиничког тестирања (NCTO4480957).

Разлози за и против различитих платформи

Значајно питање је како проценити која је вакцина најефикаснија и најбезбеднија имајући у виду тако велики број платформи за њихов развој. Већи број вакцина против SARS-CoV-2 које су у развоју, односно у завршној фази клиничких испитивања, засноване су на истраживањима вакцина против других вируса, укључујући и породицу SARS, а које до сада, због малих потреба и недовољних финасијских средстава, нису завршене. Свака пределожена вакцина има своје предности и мане. Вакцине са живим атенуисаним вирусима имају дугачку историју безбедности и ефикасности, али можда нису погодне за масовну производњу у тренутној пандемији због дужине времена потребног да се направи атенуација. Инактивисане вакцине такође имају дугачку историју ефикасности и њихова предност је што се брзо производе. Међутим, неопходна су посебна безбедна изолована постројења за производњу већих залиха вируса. Уз то, постоји и бојазност око појава имунопатолошких манифестација изазваних инактивисаном вакцином, која је примећена код неких других респираторних вируса и у претклиничким моделима вакцина противSARS-CoV-2. Вакцине са рекомбинантним протеинима користе се од осамдесетих година прошлог века. Оваквим вакцинама се стимулише специфичан имунски одговор специфично на најимуногенији протеин вируса али се може изгубити шири обим заштите када дође до озбиљнијих мутација у генима вируса који такве протеине кодирају. Са оваквим протеинским вакцинама спорије се започињу клиничка тестирањa али, ако се покаже ефикасност, имају бржу могућност  лиценцирања. Један од изазова јесте избор праве конформације протеина. S протеин је метастабилан и мање протективан ако се користи у структурном облику непосредно након фузије. Једина пептидна вакцина из Института „Вектор” у Колцову, у Русији, регистрована је за клиничко тестирање (NCTO4527575)  и код ње се користи алуминијум као адјуванс.

Приступи базирани на антиген презентујућим ћелијама нису практични за широку производњу. Са друге стране, DNK и RNК вакцине имају пуно потенцијала у смислу брзине имунског одговора брзог прилагођавања масовној производњи, што се посебно показало значајним у овој епидемији.  DNK вакцине су кроз историју биле мање имугене него вакцине засноване на другим платформама. RNК вакцине нису до сада биле тестиране за инфективне болести и ово је први пут да је једна самоамплификујућа вакцина коришћена за ове намене. RNК може имати проблем у погледу температурне стабилности пошто захтева складиштење на ˗80˚Ц. Вирусне векторске вакцине стигле су најдаље у клиничком испитивању, пошто су чак три кандидата у касној фази клиничких тестирања. Познато је да су безбедне, али могу изазвати нежељене реакције у већим дозама. Једно од питања је већ постојећи имунитет против вектора, посебно када се користи вектор AD5. Зато ће се са великом пажњом пратити која ће платформа и кандидати бити најефикаснији и најбезбеднији.

До краја септембрa 2020. године, многе компаније, које су развиле вакцине против SARS-CoV-2, за потенцијалну примену нису објавиле податке о завршеним тестирањима. Међутим, оно што је до сада објављено указује на то да су вакцине безбедне, али да се нежељене појаве појављују при већим дозама, што су саопштиле Модерна, Кансино, Оксфорд и Бионтек за своје вакцине након прве фазе клиничких испитивања. Ти подаци су били важни да се у наредним фазама доза смањи. За све ове вакцине показано је да су имуногене али је упоредна процена овог параметра отежана због неуједначених методологија за процену имунског одговора у вакцинисаних особа. Оно што даље компликује поређење јесте и објављивање података у форми саопштења за штампу и друге медије уместо публикације резултата у рецензираним часописима. И на крају многе компаније не саопштавају податке о ефикасности тестирања на основу рандомизириног узорка. Такође се ефективност другачије процењује, неки користе параметре смањења обољевања а други смањења броја потврђених случајева.

Прелазак вакцине из фазе клиничког тестирања на масовну производњу

Клиничка тестирања вакцине обично пролазе четири велике фазе, од процене ране безбедности код малог броја волонтера (прва фаза) до опсежног надзора након лиценцирања, односно од добијања дозволе за масовну вакцинацију становништва (четврта фаза). Уобичајено, свака фаза траје месецима, чак годинама, и неопходно је да се заврши пре него што се пређе на следећу фазу. Међутим, у условима пандемије какву је изазвао SARS-CoV-2, постоји потреба да се прелазак из једне у другу фазу убрза. То се постиже сарадњом произвођача, регулаторних тела и етичких одбора, што може период од 10 година да смањи на 18 месеци. Поред тога, фазе се могу спојити, а планирање друге и треће фазе може започети и пре него што прва фаза уопште почне. Треба нагласити да скраћени поступак тестирања намеће додатну потребу за интензивније прикупљање података о безбедности како током тестирања тако и након добијања лиценце за масовну употребу.

Једна од главних препрека на путу да вакцина ублажи ефекте пандемије КОВИД-19 јесте производња довољног броја доза како би се постигао колективни имунитет. Број доза које су неопходне како би се задовољила глобална потреба (по неким прорачунима чак 16 милијарди) умногоме зависи од начина примене. Посебан изазов представља производња вакцине за глобално тржиште у задатим временским оквирима, проблеми логистике (транспорт и чување), производња амбалаже (стаклене бочице) која може да задовољи масовне потребе за дозама, проблем искоришћености великог броја производних постројења након престанка масовне производње вакцине. Ово представља знатан финансијски ризик, посебно у погледу организовања потребног производног погона, у случају да му се не може променити намена у будућности  и да неће моћи да се користи за потребе друге пандемијске вакцине или производњу других биолошких материјала.

Финансирање је кључни део процеса развоја вакцине и тек ће бити сагледани укупни трошкови. Осим сопствених трошкова које улажу компаније, велики део финансирања се обезбеђује из других извора (државни фондови, донација великих корпорација, стварање посебних фондова, донација и других извора). Многе мале до средње велике биотехнолошке компаније, од којих ниједна нужно нема капацитет за велику производњу, баве се производњом вакцина. Један од приступа за решење јесте преношење послова на уговорне производне организације (CMO), које понекад могу имати проблема при лиценцирању јер не могу да задовоље захтеване стандарде. Неке компаније су инвестирале у производне капацитете или граде нове производне погоне на другим местима.

Интегрисање националних програма финансирања ради равноправног обезбеђења приступу глобалним ресурсима вакцина је од виталног значаја. Постоји забринутост да ће богате земље монополизовати почетне производне серије вакцина, тако што ће својим унапред нарученим поруџбинама надмашити производни капацитет. Могуће је да ће бити неопходно осмислити алтернативне моделе лиценцирања као што је оснивање друштвено одговорних предузећа или производње из једног центра (чворишта) у сарадњи са више мрежа, (тзв. spoke and hub) производња. На пример, за вакцину Универзитета у Оксфорду и њиховог произодног партнера АстраЗенека  дата је лиценца Институту за серуме у Индији, највећем светском произвођачу вакцина, према произведеним дозама, а Империјални колеџ у Лондону основао је компанију са друштвеном одговорношћу како би омогућио једнаку доступност вакцине свима.

Да би постали лиценцирани производи, вакцине морају проћи анализу регулационих тела, чије су активности регулисане законом. Постоји низ националних и међународних тела која се баве овом проблематиком. Овај процес обично може потрајати прилично дуго, међутим, у току пандемије КОВИД-19 произвођачи и регулаторна тела покушавају да заврше све активности за издавање лиценце у року од 18 месеци почев од фебруара 2020. Сведоци смо да је тај процес лиценцирања вакцина против SARS-CoV-2  скраћен на 10 месеци имајући у виду да је неколико вакцина већ одобрено за вакцинацију.

Проблеми са којима смо се суочили током ове пандемије и платформе вакцина које се развијају за њено решавање од непроцењивог су значаја за контролу појаве будућих епидемија. У овом тренутку се не може рећи која је платформа најбоља, јер оно што најбоље функционише током једне епидемије можда није најбоље за другу, нити је подједнако ефикасно за сваку популацију. Оно што највише треба размотрити по питању расположивих платформи јесте брзина тестирања у односу на могућности да се вакцина примени. За неке неке платформе, нпр. RNK вакцине, које се брзо производе и које су ушле у завршну фазу тестирања (неке и одобрене) ограничења у погледу масовне производње последица су непознанице о дуготрајности ефеката и ризика од нежељених појава у дужем временском периоду. Још једно питање које треба размотрити јесте шира стандардизација тестова, што је данас отежано употребом различитих методологија. За контролу SARS-CoV-2 потребна је сарадња између научно-истраживачких организација широм света. И на крају, поуке које ће се извући из ове пандемије неће нужно бити ефикасне за неку другу пандемију. У том контексту се уклапа мисао немачког стратега Хелмут фон Молтке (Helmuth von Moltke) који је рекао: „Ниједан план не преживљава контакт са непријатељем”.

ЗАКЉУЧАК

Још увек је превише рано да би се закључило који је присутуп најбољи за контролу КОВИД-19 инфекције применом вакцина. Расправа у академским круговима на ову тему без темељног познавања свих аспеката вакцине није никакво решење и више може да донесе штете него користи. Чињеница да се применом великог броја старих и нових платформи дошло до развоја вакцина која су у фази клиничких испитивања нешто је што до сада није забележено у савременој вакцинологији.  Посебан аспект представљају нове платформе вакцина засноване на примени нуклеинских киселина, које до сада нису коришћене за вакцинацију хумане популације а које треба да издрже изазове везане за високу ефикасност и безбедност. Проблем постаје посебно значајан када се разматра дужина временског периода за који се могу дати адекватни одговори на ова питања, а који је изузетно скраћен у условима хитне потребе сузбијања КОВИД-19  пандемије. Остају битна питања:  шта је успешна вакцина, начин на који треба давати вакцину  и ко треба да има приоритет. Одговор делом зависи од разултата студија ефикасности без обзира што је СЗО дала груби нацрт процена ефикасности. Зато се у закључку може истаћи да је ово је изузетно важно поглавље у развоју вакцина, обележено широком сарадњом и партнерством у трци против вируса.