Springa in

Laboratorier vid akademiska forskningsinstitutioner hade ett bra utgångsläge för att leta efter ett vaccin snart efter att det nya coronaviruset rapporterades för första gången i Kina i januari. Många av dessa laboratorier har i åratal bedrivit forskning om virus och vaccinutveckling, inklusive former av coronavirus. Forskare vid bland annat UW, Mayo Clinic, Duke University School of Medicine och Baylor College of Medicine använde sig av tidigare och pågående projekt för att fokusera på att stoppa det virus som orsakar COVID-19.

Pol Poland på Mayo upprepar andra laboratorieledares tankar när han säger: “Vi har teknik och expertis. Vi har utvecklat patent. Låt oss hoppa in.”

För akademiska medicinska laboratorier med den grundläggande forskningen, de vetenskapliga verktygen och den mänskliga expertisen kan det bara ta månader att ta fram ett vaccin för testning. Flera rapporterade i slutet av mars att de förberedde sig för att testa vacciner på djur eller människor. Det är där processen saktar in i en grad som förvånar utomstående.

“Vi rör oss så snabbt som mänskligt möjligt.”

Brooke Fiala
University of Washington Institute for Protein Design

“Det vi har kontroll över är utvecklingssidan. Vi rör oss blixtsnabbt genom den nu”, säger Fiala vid UW. “Det vi inte kan kontrollera är djurstudier och kliniska prövningar.”

Dessa steg dikteras av federala bestämmelser som behandlar den inneboende risken med vacciner: Till skillnad från behandlingar för sjukdomsoffer administreras vacciner till friska människor för att avvärja sjukdom om de utsätts för viruset. Vacciner ger vanligtvis detta skydd genom att ge människor en liten del av viruset för att utlösa ett immunsvar.

Två av de vanligaste typerna av vacciner som laboratorier arbetar med, enligt definitionen från Centers for Disease Control and Prevention (CDC), är “försvagade”, som använder en försvagad form av viruset, och “inaktiverade”, som använder en dödad version av viruset. En del av insatserna bygger dock på att man sprutar in budbärar-RNA-molekyler för att producera ett protein som utlöser en cellulär process som aktiverar ett immunsvar.

Salks poliovaccin använde ett inaktiverat virus och godkändes för allmänt bruk några timmar efter det att resultaten av de kliniska försöken tillkännagivits 1955. Vissa partier från ett av produktionslaboratorierna, Cutter Laboratories, innehöll det levande viruset, vilket ledde till tragiska resultat. Cutterpartierna drogs tillbaka från marknaden, medan vacciner från andra laboratorier fortsatte att administreras på ett säkert sätt.

Historiska lärdomar

Den så kallade Cutter-incidenten involverade ett produktionsfel. När inaktiverade vacciner tillverkas korrekt ligger riskerna i de otaliga variabler som påverkar kroppens reaktion, inklusive personens immunförsvar (som inte är fullt utvecklat hos små barn och ofta försvagat hos äldre), fysisk kondition (är de gravida eller sjuka?) och miljö (inklusive exponering för andra former av viruset).

“Riskerna med vacciner är lägre nu än tidigare eftersom produktionen är mycket bättre än tidigare.”

David S. Jones, PhD
Harvard University

Här är några exempel på oväntade biverkningar:

Masel: Denna utbredda, mycket effektiva vaccination mot barnsjukdomen började med några allvarliga konsekvenser. Tusentals barn som fick ett särskilt inaktiverat vaccin i början av 1960-talet och sedan utsattes för det egentliga mässlingsviruset utvecklade atypisk mässling – som kännetecknas av hög feber, svår buksmärta och lunginflammation – och behövde ofta läggas in på sjukhus. Det vaccinet drogs tillbaka och senare versioner av vacciner med försvagat virus visade sig vara säkra och effektiva. Världshälsoorganisationen rapporterar att mässlingsfallen i världen är en liten bråkdel av vad de var för flera decennier sedan, även om de fortfarande är vanliga i många utvecklingsländer.

Respiratoriskt syncytialvirus (RSV): Detta utbredda luftvägsvirus har visat sig vara motståndskraftigt mot vaccinering. Barn som behandlades med ett vaccin på 1960-talet utvecklade en förstärkt form av sjukdomen och drabbades av hög feber, bronkopneumoni och väsande andning. Många av dem fick läggas in på sjukhus och två avled.

“Det satte fältet tillbaka i flera år”, sade Poland, eftersom forskare och tillverkare “var rädda” för att försöka igen.

Forskare har sedan dess försökt men fortfarande inte utvecklat ett RSV-vaccin för allmänt bruk, enligt CDC. Spädbarn med särskilt hög risk för RSV injiceras ibland med en antikropp för att hjälpa till att bekämpa infektionen.

Denguefeber: Filippinerna stoppade ett skolbaserat vaccinationsprogram 2017 efter rapporter om komplikationer och flera dödsfall kopplade till produkten Dengvaxia. Den franska tillverkaren, Sanofi Pasteur, sade senare att vaccinet utgjorde en risk för personer utan tidigare infektion av någon av sjukdomens fyra stereotyper och att det faktiskt ökade risken för att barnet skulle få en allvarligare form av sjukdomen. Den amerikanska läkemedelsmyndigheten FDA godkände vaccinet förra året för begränsad användning: för barn i vissa åldrar, som bor i endemiska områden och som tidigare har smittats av en form av viruset.

Trots dessa och andra rapporter om skadliga effekter uppskattar CDC att vacciner sedan 2011 har förhindrat 23,3 miljoner dödsfall till följd av sjukdomar i världen. “Smittkopporna är borta”, konstaterar Jones. Polio, som en gång skylldes för att ha förlamat i genomsnitt 35 000 människor per år i USA, förklarades utrotad i landet 1979.

Nu när forskarna drömmer om att göra detsamma med COVID-19, drar test- och revideringsfaserna åt bromsen.

Reduktion av riskerna

Vaccinprovningen går långsamt eftersom människokroppen reagerar långsamt: Det tar veckor att producera de antikroppar som ger immunitet, och det kan ta längre tid att visa skadliga bieffekter.

“Regleringsvägen är tänkt att vara långsam, medveten och reflekterande”, säger Poland. “Datainriktad, datainformerad och expertgranskad. Om man kortar ner det kan man få problem.”

Med federal tillsyn går processen vanligtvis igenom dessa faser:

Djurförsök: Ett laboratorium testar vaccinet på små djur (vanligtvis möss) för att se om det utlöser ett immunsvar och biverkningar.

Kliniska försök: Om dessa tester visar att vaccinet på ett säkert sätt ger upphov till de avsedda immunsvaren övergår produkten till kliniska prövningar på människor, vilket förklaras av CDC och FDA:

• Fas I, som omfattar en liten grupp (vanligtvis flera dussin) frivilliga för att testa säkerheten hos olika doser och se om de ger upphov till immunsvar.
• Fas II, som utökas till fler personer (vanligtvis hundratals) “som har egenskaper (t.ex. ålder och fysisk hälsa) som liknar dem som det nya vaccinet är avsett för”. Målet är att fastställa säkerhet och immunsvar i en mer varierad uppsättning försökspersoner.
• Fas III, att ge vaccinet till tusentals människor för att få fram data om säkerhet och effektivitet (mätt till exempel genom hur många som insjuknar i sjukdomen i ett område där viruset finns).

Under dessa processer använder forskarna kontrollgrupper som inte får vaccinet, och de gör justeringar i leveransmetod, dos och frekvens baserat på resultaten. I varje skede säger FDA att “om data ger upphov till betydande farhågor om antingen säkerhet eller effektivitet” kan myndigheten begära mer information eller ytterligare en omgång studier – eller avbryta studierna.

“Om vi inte är medvetna och försiktiga kan vi skada människor. Det måste vi komma ihåg.”

Gregory A. Poland, MD
Mayo Clinic

“Allt som behöver hända är en enda betydande skadlig biverkning och man måste börja om från början”, säger Poland.

När alla tre faserna är avslutade ansöker företagen hos FDA om licens för att marknadsföra och offentligt administrera vaccinet. Vissa vacciner genomgår en fjärde fas för att studera effekterna medan vaccinet administreras offentligt – en process som kan omfatta tusentals människor under flera år.

Totalt sett, konstaterar Jones från Harvard, är riskerna med vacciner lägre nu än tidigare eftersom produktionen är mycket bättre än tidigare.”

Kan det gå snabbare?

Ansträngningar pågår för att påskynda processen för att bekämpa COVID-19.

The National Institutes of Health (NIH) inledde den 16 mars en fas I-prövning med 45 frivilliga människor som använde ett budbärar-RNA-vaccin som inte genomgick en hel omgång av djurförsök först. NIH sade att forskarna “snabbt kunde utveckla” vaccinet genom att anpassa pågående forskning om ett vaccin mot “besläktade coronavirus” som hade varit föremål för djurförsök. NIH uppskattar att fas I skulle kunna pågå i ungefär 14 månader.

Partikulärt talande är projektets blandning av offentliga och privata partner: NIH uppger att utveckling, undersökning och tillverkning av vaccinet involverar National Institute of Allergy and Infectious Disease, bioteknikföretaget Moderna, Kaiser Permanente Washington Health Research Institute och Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI), ett globalt partnerskap med säte i Norge.

Dessa partnerskap är viktiga. Eftersom processen från idé till marknad blir mer komplicerad och dyrare för varje steg, hittar laboratorierna vanligtvis statliga, filantropiska och affärsmässiga partner för att finansiera studierna, revideringarna och godkännandena, med privata företag som vanligtvis tar på sig den slutliga tillverkningen och distributionen. CEPI räknar med att det kommer att kosta 2 miljarder dollar att få flera COVID-19-vacciner på prov.

“Utveckling av vaccin är ett svårt område att vara i eftersom risken är hög, tidsramarna är långa och det är dyrt”, säger Peter Hotez, MD, dekanus vid Baylors National School of Tropical Medicine, som övervakar ett COVID-19-vaccinprojekt där.

Det finns dessutom privata och statliga laboratorier i hela USA och i andra länder som också arbetar med vaccinutveckling – och i slutändan är det bara ett fåtal av dem som kommer att klara sig igenom testerna och komma ut på marknaden. Kinas Academy of Military Medical Sciences rapporterar att man börjat rekrytera frivilliga för en klinisk prövning av ett vaccin. De tyska företagen BioNTech (som samarbetar med Pfizer) och CureVac säger att de planerar att inleda kliniska prövningar redan denna månad. Sanofi Pasteur i Frankrike forskar om ett vaccin med expertstöd och finansiellt stöd från det amerikanska hälsovårdsdepartementet.

Forskare vid universitetslaboratorier säger att det är möjligt att få ett nytt vaccin mot coronavirus redo för offentlig användning inom 12 till 24 månader från det att forskningen påbörjades, vilket federala tjänstemän planerar. Hotez säger dock att det är ett optimistiskt scenario.

Forskarna hoppas att de kan uppfylla prognoserna. “Alla vi har också familjer”, säger Poland. “Vi är lika angelägna om att få detta gjort som alla andra.

“Men samtidigt kan vi skada människor om vi inte är medvetna och försiktiga. Det måste vi komma ihåg.”