Geber86 / E + / Getty-afbeeldingen
Al snel na de eerste verschijning van het nieuwe coronavirus (SARS-CoV-2) dat COVID-19 veroorzaakt, begonnen wetenschappers vaccins te ontwikkelen om de verspreiding van infecties te voorkomen en de pandemie te beëindigen. Dit was een enorme taak, omdat er aanvankelijk weinig bekend was over het virus, en in het begin was het niet eens duidelijk of een vaccin mogelijk zou zijn.
Sinds die tijd hebben onderzoekers ongekende vooruitgang geboekt door meerdere vaccins te ontwerpen die uiteindelijk in een veel sneller tijdsbestek kunnen worden gebruikt dan ooit voor een eerder vaccin is gedaan. Veel verschillende commerciële en niet-commerciële teams over de hele wereld hebben een aantal overlappingen en enkele verschillende methoden gebruikt om het probleem te benaderen.
Algemeen vaccinontwikkelingsproces
De ontwikkeling van het vaccin verloopt in een zorgvuldige reeks stappen om ervoor te zorgen dat het eindproduct zowel veilig als effectief is. Eerst komt de fase van fundamenteel onderzoek en preklinische studies bij dieren. Daarna gaan vaccins naar kleine fase 1-onderzoeken, met een focus op veiligheid, en vervolgens naar grotere fase 2-onderzoeken, met een focus op effectiviteit.
Dan komen veel grotere fase 3-onderzoeken, die tienduizenden patiënten onderzoeken op zowel effectiviteit als veiligheid. Als het er op dat moment nog steeds goed uitziet, kan een vaccin worden ingediend bij de Food and Drug Administration (FDA) voor beoordeling en mogelijke vrijgave.
In het geval van COVID-19 geeft de CDC eerst kwalificerende vaccins vrij onder een gespecialiseerde Emergency Use Authorization (EUA) -status. Dat betekent dat ze beschikbaar zullen zijn voor sommige leden van het publiek, ook al hebben ze niet zo uitgebreid onderzoek ontvangen als nodig is voor een standaard FDA-goedkeuring.
Zelfs na de vrijgave van vaccins onder autorisatie voor noodgebruik, zullen de FDA en de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) blijven volgen op onverwachte veiligheidsproblemen.
COVID-19-vaccins: blijf op de hoogte van de beschikbare vaccins, wie ze kan krijgen en hoe veilig ze zijn.
COVID-19-vaccinupdate
Een COVID-19-vaccin ontwikkeld door Pfizer en BioNTech kreeg op 11 december 2020 een Emergency Use Authorization toegekend op basis van gegevens van de fase 3-onderzoeken. Binnen een week ontving een vaccin dat werd gesponsord door Moderna een EUA van de FDA op basis van gegevens over effectiviteit en veiligheid in hun fase 3-onderzoeken.
Het COVID-19-vaccin van Johnson & Johnson van het farmaceutische bedrijf Janssen bevindt zich in fase 3-onderzoeken en heeft op 4 februari een EUA aangevraagd. De FDA heeft een vergadering gepland om het op 26 februari te bespreken.
AstraZeneca heeft ook voorlopige informatie vrijgegeven over zijn fase 3-onderzoeken, maar heeft nog geen EUA aangevraagd bij de FDA.
Sinds februari 2021 zijn wereldwijd meer dan 70 verschillende vaccins overgegaan naar klinische proeven bij mensen en nog meer vaccins bevinden zich nog in de preklinische fase van ontwikkeling (in dierstudies en ander laboratoriumonderzoek).
In de VS bevindt zich ook een aanvullend COVID-19-vaccinkandidaat van Novavax in fase 3-onderzoeken. Wereldwijd lopen ongeveer een dozijn andere fase 3-onderzoeken. Als ze effectiviteit en veiligheid aantonen, kunnen er uiteindelijk meer vaccins in ontwikkeling worden vrijgegeven.
Hoewel COVID-19-vaccins zijn vrijgegeven door de FDA, zal niet iedereen meteen een vaccin kunnen krijgen, omdat er niet genoeg zal zijn. De prioriteit zal gaan naar bepaalde mensen, zoals mensen die in de gezondheidszorg werken, bewoners van instellingen voor langdurige zorg, eerstelijnswerkers en volwassenen van 65 jaar en ouder.
Naarmate er meer vaccins beschikbaar komen en er nog meer informatie over veiligheid en werkzaamheid bekend wordt, zullen meer mensen deze vaccins kunnen krijgen.
Hoe werken vaccins in het algemeen?
Alle vaccins die zijn ontworpen om de nieuwe coronavirusziekte aan te pakken, hebben enkele overeenkomsten. Ze zijn allemaal gemaakt om mensen te helpen immuniteit te ontwikkelen tegen het virus dat de symptomen van COVID-19 veroorzaakt. Op die manier, als een persoon in de toekomst wordt blootgesteld aan het virus, hebben ze een aanzienlijk kleinere kans om ziek te worden.
Activering van het immuunsysteem
Om effectieve vaccins te ontwerpen, maken onderzoekers gebruik van de natuurlijke krachten van het immuunsysteem van het lichaam. Het immuunsysteem is een complexe reeks cellen en systemen die werken om infectieuze organismen (zoals virussen) in het lichaam te identificeren en te elimineren.
Het doet dit op veel verschillende complexe manieren, maar specifieke immuuncellen genaamd T-cellen en B-cellen spelen een belangrijke rol. T-cellen identificeren specifieke eiwitten op het virus, binden ze en doden uiteindelijk het virus. B-cellen spelen een cruciale rol bij het maken van antilichamen, kleine eiwitten die ook het virus neutraliseren en ervoor zorgen dat het wordt vernietigd.
Als het lichaam wordt geconfronteerd met een nieuw type infectie, duurt het even voordat deze cellen leren hun doelwit te identificeren. Dat is een reden waarom het even duurt voordat u beter wordt nadat u voor het eerst ziek bent geworden.
T-cellen en B-cellen spelen ook beide een belangrijke rol bij langdurige beschermende immuniteit. Na een infectie worden bepaalde langlevende T-cellen en B-cellen klaargemaakt om specifieke eiwitten op het virus meteen te herkennen.
Als ze deze keer dezelfde virale eiwitten zien, gaan ze meteen aan het werk. Ze doden het virus en stoppen de herinfectie voordat je ooit de kans krijgt om ziek te worden. Of, in sommige gevallen, wordt u misschien een beetje ziek, maar lang niet zo ziek als de eerste keer dat u besmet werd.
Activering van langdurige immuniteit door vaccins
Vaccins, zoals vaccins die zijn ontworpen om COVID-19 te voorkomen, helpen uw lichaam om langdurige beschermende immuniteit te ontwikkelen zonder eerst een actieve infectie te hoeven doormaken. Het vaccin stelt uw immuunsysteem bloot aan iets dat het helpt deze speciale T-cellen en B-cellen te ontwikkelen die het virus kunnen herkennen en erop kunnen richten - in dit geval het virus dat COVID-19 veroorzaakt.
Op die manier zullen deze cellen zich onmiddellijk op het virus richten als u in de toekomst aan het virus wordt blootgesteld. Hierdoor heeft u veel minder kans op ernstige symptomen van COVID-19 en krijgt u mogelijk helemaal geen symptomen. Deze COVID-19-vaccins verschillen in hun interactie met het immuunsysteem om deze beschermende immuniteit op gang te krijgen.
De vaccins die voor COVID-19 worden ontwikkeld, kunnen worden onderverdeeld in twee overkoepelende categorieën:
- Klassieke vaccins: deze omvatten levende (verzwakte) virusvaccins, geïnactiveerde virusvaccins en op eiwitten gebaseerde subunitvaccins.
- Vaccinplatforms van de volgende generatie: deze omvatten vaccins op basis van nucleïnezuur (zoals vaccins op basis van mRNA) en virale vectorvaccins.
Klassieke vaccinatiemethoden zijn gebruikt om bijna alle vaccins voor mensen te maken die momenteel op de markt zijn. Van de vijf COVID-19-vaccins die vanaf december 2020 met fase 3-onderzoeken in de VS zijn begonnen, zijn op één na alle gebaseerd op deze nieuwere methoden.
Levende (verzwakte) virusvaccins
Deze vaccins zijn van het klassieke type.
Hoe ze worden gemaakt
Een levend virusvaccin gebruikt een virus dat nog steeds actief en levend is om een immuunrespons op te wekken. Het virus is echter veranderd en ernstig verzwakt, zodat het weinig of geen symptomen veroorzaakt. Een voorbeeld van een levend, verzwakt virusvaccin dat veel mensen kennen, is het mazelen-, bof- en rubellavaccin (MMR), dat in de kindertijd wordt gegeven.
Voor-en nadelen
Omdat ze nog steeds een levend virus hebben, vereisen dit soort vaccins uitgebreidere veiligheidstests en is de kans groter dat ze significante bijwerkingen veroorzaken in vergelijking met die welke met andere methoden worden gemaakt.
Dergelijke vaccins zijn mogelijk niet veilig voor mensen met een verzwakt immuunsysteem, hetzij door het gebruik van bepaalde medicijnen, hetzij door bepaalde medische aandoeningen. Ze moeten ook zorgvuldig worden bewaard om levensvatbaar te blijven.
Een voordeel van levende virusvaccins is echter dat ze de neiging hebben om een zeer sterke immuunrespons uit te lokken die lang aanhoudt. Het is gemakkelijker om een eenmalig vaccin te ontwerpen met een levend virusvaccin dan met sommige andere soorten vaccins.
Bij deze vaccins is het ook minder waarschijnlijk dat er een aanvullend adjuvans nodig is - een middel dat de immuunrespons verbetert (maar dat ook een eigen risico op bijwerkingen kan hebben).
Geïnactiveerde virusvaccins
Dit zijn ook klassieke vaccins.
Hoe ze worden gemaakt
Geïnactiveerde vaccins waren een van de eerste soorten algemene vaccins die werden gemaakt: ze worden gemaakt door het virus (of een ander type ziekteverwekker, zoals een bacterie) te doden. Dan, de doden,geïnactiveerdvirus wordt in het lichaam geïnjecteerd.
Omdat het virus dood is, kan het u niet echt infecteren, zelfs niet als u iemand bent die een onderliggend probleem heeft met uw immuunsysteem. Maar het immuunsysteem wordt nog steeds geactiveerd en activeert het immunologische geheugen op de lange termijn dat u helpt beschermen als u in de toekomst ooit wordt blootgesteld. Een voorbeeld van een geïnactiveerd vaccin in de VS is het vaccin tegen poliovirus.
Voor-en nadelen
Vaccins met geïnactiveerde virussen vereisen meestal meerdere doses. Ze kunnen ook niet zo'n sterke respons uitlokken als een levend vaccin, en ze kunnen in de loop van de tijd herhaalde boosterdoses nodig hebben. Ze zijn ook veiliger en stabieler om mee te werken dan met vaccins tegen levende virussen.
Het werken met zowel geïnactiveerde virusvaccins als verzwakte virusvaccins vereist echter gespecialiseerde veiligheidsprotocollen. Maar ze hebben allebei gevestigde paden voor productontwikkeling en fabricage.
COVID-19-vaccins in ontwikkeling
Geen enkele vaccins die klinische proeven ondergaan in de VS, gebruiken ofwel levende virussen ofwel geïnactiveerde virussen. Er zijn echter verschillende Fase 3-onderzoeken in het buitenland (in China en India) die een geïnactiveerde virusvaccinbenadering ontwikkelen, en er wordt ten minste één vaccin ontwikkeld met behulp van een levende vaccinatiemethode.
Op proteïne gebaseerde subeenheidvaccins
Dit is ook een klassiek type vaccin, hoewel er binnen deze categorie enkele nieuwere innovaties zijn geweest.
Hoe ze worden gemaakt
In plaats van een geïnactiveerd of verzwakt virus te gebruiken, gebruiken deze vaccins eeneen deelvan een pathogeen om een immuunrespons op te wekken.
Wetenschappers selecteren zorgvuldig een klein deel van het virus dat het immuunsysteem het beste op gang kan helpen. Voor COVID-19 betekent dit een eiwit of een groep eiwitten. Er zijn veel verschillende soorten subeenheidvaccins, maar ze gebruiken allemaal hetzelfde principe.
Soms wordt een specifiek eiwit, waarvan wordt gedacht dat het een goede trigger is voor het immuunsysteem, gezuiverd van levend virus. Andere keren synthetiseren wetenschappers het eiwit zelf (tot een eiwit dat bijna identiek is aan een viraal eiwit).
Dit in het laboratorium gesynthetiseerde eiwit wordt een 'recombinant' eiwit genoemd. Het hepatitis B-vaccin is bijvoorbeeld gemaakt van dit type specifiek type eiwitsubeenheidvaccin.
U kunt ook horen over andere specifieke soorten eiwitsubeenheidvaccins, zoals vaccins op basis van virusachtige deeltjes (VLP's). Deze omvatten meerdere structurele eiwitten van het virus, maar geen van het genetisch materiaal van het virus. Een voorbeeld van dit type vaccin is het vaccin dat wordt gebruikt om het humaan papillomavirus (HPV) te voorkomen.
Voor COVID-19 richten bijna alle vaccins zich op een specifiek viraal eiwit, het spike-eiwit genaamd, dat een sterke immuunrespons lijkt te veroorzaken. Wanneer het immuunsysteem het spike-eiwit tegenkomt, reageert het alsof het zou zijn het virus zelf zien.
Deze vaccins kunnen geen actieve infectie veroorzaken, omdat ze alleen een viraal eiwit of een groep eiwitten bevatten, niet de volledige virale machinerie die nodig is om een virus te laten repliceren.
De verschillende versies van het griepvaccin zijn een goed voorbeeld van de verschillende soorten klassieke vaccins die beschikbaar zijn. Er zijn versies van beschikbaar die zijn gemaakt van levend virus en van geïnactiveerd virus. Er zijn ook eiwitsubeenheidversies van het vaccin beschikbaar, zowel versies gemaakt van gezuiverd eiwit als versies gemaakt van recombinant eiwit.
Al deze griepvaccins hebben iets andere eigenschappen wat betreft hun effectiviteit, veiligheid, toedieningsweg en hun productievereisten.
Voor-en nadelen
Een van de voordelen van eiwitsubeenheidvaccins is dat ze de neiging hebben om minder bijwerkingen te veroorzaken dan vaccins die een volledig virus gebruiken (zoals bij verzwakte of geïnactiveerde virusvaccins).
Zo gebruikten de eerste vaccins tegen kinkhoest in de jaren veertig geïnactiveerde bacteriën. Latere kinkhoestvaccins gebruikten een subeenheidbenadering en hadden veel minder kans op significante bijwerkingen.
Een ander voordeel van de eiwitsubeenheidvaccins is dat ze al langer bestaan dan nieuwere vaccintechnologieën. Dit betekent dat hun veiligheid in het algemeen beter is vastgesteld.
Eiwit-subunit-vaccins vereisen echter het gebruik van adjuvans om de immuunrespons te versterken, wat zijn eigen potentiële nadelige effecten kan hebben, en hun immuniteit is misschien niet zo langdurig in vergelijking met vaccins die het hele virus gebruiken. Het kan ook langer duren voordat ze zich ontwikkelen dan vaccins die nieuwere technologieën gebruiken.
Vaccins in ontwikkeling voor COVID-19
Het Novavax COVID-19-vaccin is een type subeenheidvaccin (gemaakt van een recombinant eiwit) waarmee in december 2020 fase 3 klinische onderzoeken in de VS zijn gestart. Anderen kunnen in 2021 aan fase 3-onderzoeken beginnen.
Op nucleïnezuur gebaseerde vaccins
De nieuwere vaccintechnologieën zijn opgebouwd rond nucleïnezuren: DNA en mRNA. DNA is het genetische materiaal dat je van je ouders erft, en mRNA is een soort kopie van dat genetisch materiaal dat door je cel wordt gebruikt om eiwitten te maken.
Hoe ze worden gemaakt
Deze vaccins gebruiken een klein stukje mRNA of DNA dat in een laboratorium is gesynthetiseerd om uiteindelijk een immuunrespons op te wekken.Dit genetische materiaal bevat de code voor het specifieke virale eiwit dat nodig is (in dit geval het COVID-19-spike-eiwit).
Het genetisch materiaal gaat de lichaamseigen cellen binnen (door specifieke dragermoleculen te gebruiken die ook deel uitmaken van het vaccin). Vervolgens gebruiken de cellen van de persoon deze genetische informatie om het eigenlijke eiwit te produceren.
Deze benadering klinkt veel enger dan het is. Je eigen cellen zullen worden gebruikt om een soort eiwit te produceren dat normaal door het virus wordt gemaakt. Maar een virus heeft veel meer nodig om te werken. Er is geen mogelijkheid om besmet te raken en ziek te worden.
Sommige van uw cellen zullen slechts een klein beetje COVID-19-spike-eiwit maken (naast de vele andere eiwitten die uw lichaam dagelijks nodig heeft). Dat zal uw immuunsysteem activeren om een beschermende immuunrespons te vormen.
Voor-en nadelen
DNA- en mRNA-vaccins kunnen zeer stabiele vaccins maken die voor fabrikanten zeer veilig te hanteren zijn. Ze hebben ook het goede potentieel om zeer veilige vaccins te maken die ook een sterke en langdurige immuunrespons geven.
In vergelijking met DNA-vaccins kunnen mRNA-vaccins een nog groter veiligheidsprofiel hebben. Bij DNA-vaccins bestaat de theoretische mogelijkheid dat een deel van het DNA zichzelf in het eigen DNA van de persoon zou kunnen invoegen. Dit is meestal geen probleem, maar in sommige gevallen is er een theoretisch risico op een mutatie die kan leiden tot kanker of andere gezondheidsproblemen. Op mRNA gebaseerde vaccins vormen dat theoretische risico echter niet.
In termen van productie, omdat dit nieuwere technologieën zijn, hebben sommige delen van de wereld mogelijk niet de capaciteit om deze vaccins te produceren. Op plaatsen waar ze beschikbaar zijn, hebben deze technologieën echter de capaciteit voor een veel snellere vaccinproductie dan eerdere methoden.
Het is deels te wijten aan de beschikbaarheid van deze technieken dat wetenschappers hoopten dat ze zo veel sneller dan in het verleden een succesvol COVID-19-vaccin zouden kunnen produceren.
Vaccins in ontwikkeling voor COVID-19
Onderzoekers zijn al jaren geïnteresseerd in op DNA en mRNA gebaseerde vaccins. In de afgelopen jaren hebben onderzoekers gewerkt aan veel verschillende op mRNA gebaseerde vaccins voor infectieziekten zoals hiv, hondsdolheid, zika en griep.
Geen van deze andere vaccins heeft echter het ontwikkelingsstadium bereikt dat leidt tot officiële goedkeuring door de FDA voor gebruik bij mensen. Hetzelfde geldt voor op DNA gebaseerde vaccins, hoewel sommige hiervan zijn goedgekeurd voor veterinair gebruik.
Zowel het Pfizer- als het Moderna COVID-19-vaccin zijn op mRNA gebaseerde vaccins.Verschillende andere op DNA en mRNA gebaseerde vaccins ondergaan momenteel klinische proeven over de hele wereld.
Virale vectorvaccins
Virale vectorvaccins hebben veel gelijkenis met deze vaccins op basis van mRNA of DNA. Ze gebruiken gewoon een andere manier om het virale genetische materiaal in de cellen van een persoon te krijgen.
Virale vectorvaccins gebruiken een deel van eenandersvirus, een virus dat genetisch gemodificeerd is om niet besmettelijk te zijn. Virussen zijn bijzonder goed in het binnendringen van cellen.
Met de hulp van eengeïnactiveerdvirus (zoals een adenovirus) het specifieke genetische materiaal dat codeert voor het COVID-19 spike-eiwit wordt in de cellen gebracht. Net als bij andere soorten mRNA- en DNA-vaccins, produceert de cel zelf het eiwit dat de immuunrespons activeert.
Vanuit technisch oogpunt kunnen deze vaccins worden gescheiden in virale vectoren die kopieën van zichzelf in het lichaam kunnen blijven maken (replicerende virale vectoren) en vaccins die dat niet kunnen (niet-replicerende virale vectoren). Maar het principe is in beide gevallen hetzelfde.
Net als andere soorten vaccins op basis van nucleïnezuur, kunt u COVID-19 zelf niet krijgen door een dergelijk vaccin te krijgen. De genetische code bevat alleen informatie om één COVID-19-eiwit te maken, een eiwit dat je immuunsysteem stimuleert, maar waar je niet ziek van wordt.
Voor-en nadelen
Onderzoekers hebben iets meer ervaring met virale vectorvaccins in vergelijking met nieuwe benaderingen zoals die op basis van mRNA. Deze methode is bijvoorbeeld veilig gebruikt voor een vaccin tegen ebola en er is onderzoek gedaan naar vaccins voor andere virussen zoals hiv. Momenteel is er echter geen licentie voor toepassingen voor mensen in de VS.
Een voordeel van deze methode is dat het in tegenstelling tot andere nieuwe vaccintechnologieën gemakkelijker kan zijn om een single shot-methode voor immunisatie te produceren. In vergelijking met andere nieuwere vaccintechnieken, kan het ook gemakkelijker zijn om aan te passen voor massaproductie in veel verschillende faciliteiten over de hele wereld.
Vaccins in ontwikkeling voor COVID-19
Het AstraZeneca-vaccin is gebaseerd op een niet-replicerende virale vector. Janssen, het farmaceutische bedrijf van Johnson & Johnson, heeft ook een COVID-19-vaccin ontwikkeld op basis van een niet-replicerende virale vector en het bedrijf heeft bij de FDA een aanvraag voor Emergency Use Authorization ingediend. (Het is de enige die momenteel in de VS fase 3-onderzoeken ondergaat die een one-shot-methode is).
Hebben we verschillende COVID-19-vaccins nodig?
Uiteindelijk wordt gehoopt dat er meerdere veilige, effectieve vaccins beschikbaar zullen komen. Een deel van de reden hiervoor is dat het voor een enkele fabrikant onmogelijk zal zijn om snel genoeg vaccin vrij te geven om de bevolking van de hele wereld te dienen. Het zal veel gemakkelijker zijn om wijdverbreide vaccinaties uit te voeren als er verschillende veilige en effectieve vaccins worden geproduceerd.
Bovendien zullen niet al deze vaccins exact dezelfde eigenschappen hebben.Hopelijk zullen er meerdere succesvolle vaccins worden geproduceerd die kunnen helpen om aan verschillende behoeften te voldoen.
Sommige vereisen bepaalde bewaarcondities, zoals diepvriezen. Sommige moeten worden geproduceerd in zeer hoogtechnologische faciliteiten die niet overal ter wereld beschikbaar zijn, maar andere gebruiken oudere technieken die gemakkelijker kunnen worden gereproduceerd. En sommige zullen duurder zijn dan andere.
Sommige vaccins blijken mogelijk een langere immuniteit te bieden in vergelijking met andere, maar dat is op dit moment niet duidelijk. Sommige blijken misschien beter te zijn voor bepaalde populaties mensen, zoals ouderen of mensen met bepaalde medische aandoeningen. Zo zullen levende virusvaccins waarschijnlijk niet worden geadviseerd aan iemand die problemen heeft met zijn immuunsysteem.
We hebben nu echter niet genoeg gegevens om deze vaccins goed te vergelijken wat betreft hun effectiviteit (en hopelijk minimale veiligheidsproblemen). Dat zal met de tijd duidelijker worden.
Naarmate de vaccins beschikbaar komen, is het voor zoveel mogelijk mensen van cruciaal belang om zich te laten vaccineren. Alleen door zulke inspanningen zullen we echt een einde kunnen maken aan de pandemie.
