Typer av COVID-19-vacciner

Geber86 / E + / Getty Images

Mycket snart efter det nya utseendet på det nya koronaviruset (SARS-CoV-2) som orsakar COVID-19 började forskare arbeta med att utveckla vacciner för att förhindra spridning av infektion och avsluta pandemin. Detta var en enorm uppgift, för det var litet känt om viruset från början, och först var det inte ens klart om ett vaccin skulle vara möjligt.

Sedan dess har forskare gjort oöverträffade framsteg och utformat flera vacciner som i slutändan kan användas på en mycket snabbare tidsram än vad som någonsin gjorts för något tidigare vaccin. Många olika kommersiella och icke-kommersiella team över hela världen har använt en del överlappande och några distinkta metoder för att närma sig problemet.

Allmän process för utveckling av vaccin

Vaccinutvecklingen fortsätter i en noggrann serie steg för att säkerställa att den slutliga produkten är både säker och effektiv. Först kommer fasen av grundforskning och prekliniska studier på djur. Därefter går vacciner in i små fas 1-studier med fokus på säkerhet och sedan större fas 2-studier med fokus på effektivitet.

Sedan kommer mycket större fas 3-studier, som studerar tiotusentals patienter för både effektivitet och säkerhet. Om saker fortfarande ser bra ut vid den tidpunkten kan ett vaccin skickas till Food and Drug Administration (FDA) för granskning och potentiell frisättning.

När det gäller COVID-19 släpper CDC först ut kvalificerade vacciner under en specialiserad EUA-status (Emergency Use Authorization). Det betyder att de kommer att finnas tillgängliga för vissa allmänheter trots att de inte har fått så omfattande studier som krävs för ett standard FDA-godkännande.

Även efter att vacciner släppts under tillstånd för akut användning kommer FDA och Centers for Disease Control and Prevention (CDC) att fortsätta att övervaka eventuella oväntade säkerhetsproblem.

COVID-19-vacciner: Håll dig uppdaterad om vilka vacciner som finns, vem som kan få dem och hur säkra de är.

Vaccinuppdatering COVID-19

Ett COVID-19-vaccin som utvecklats av Pfizer och BioNTech beviljades ett tillstånd för akut användning den 11 december 2020 baserat på data från dess fas 3. Inom en vecka fick ett vaccin sponsrat av Moderna en EUA från FDA baserat på data om effektivitet och säkerhet i deras fas 3-prövningar.

Johnson & Johnsons COVID-19-vaccin från läkemedelsföretaget Janssen är i fas 3-prövningar och ansökte om en EUA den 4 februari. FDA har planerat ett möte för att diskutera det den 26 februari.

AstraZeneca har också släppt preliminär information om sina fas 3-studier, men har ännu inte ansökt om EUA från FDA.

Från och med februari 2021 har över 70 olika vacciner över hela världen gått in i kliniska prövningar på människor. Ännu fler vacciner befinner sig fortfarande i den prekliniska utvecklingsfasen (i djurstudier och annan laboratorieforskning).

I USA deltar också en ytterligare COVID-19-vaccinkandidat från Novavax i fas 3. Test. Cirka ett dussin andra fas 3-studier pågår över hela världen. Om de visar effektivitet och säkerhet kan fler av vaccinerna under utveckling i slutändan släppas.

Även om COVID-19-vacciner har släppts av FDA, kommer inte alla att kunna få ett vaccin direkt, eftersom det inte räcker. Prioritering kommer att gälla vissa människor, som människor som arbetar inom hälso- och sjukvård, invånare i långtidsvård, frontlinjearbetare och vuxna i åldern 65 år och äldre.

När fler vacciner blir tillgängliga och ännu mer information om säkerhet och effekt blir känd kommer fler människor att kunna få dessa vacciner.

Hur fungerar vacciner generellt?

Alla vacciner som är utformade för att rikta sig mot den nya koronavirussjukdomen delar vissa likheter. Alla är gjorda för att hjälpa människor att utveckla immunitet mot viruset som orsakar symtom på COVID-19. På det sättet, om en person exponeras för viruset i framtiden, kommer de att ha en mycket minskad chans att bli sjuk.

Immunsystemaktivering

För att utforma effektiva vacciner utnyttjar forskare de naturliga krafterna i kroppens immunsystem. Immunsystemet är en komplex uppsättning celler och system som arbetar för att identifiera och eliminera smittsamma organismer (såsom virus) i kroppen.

Det gör det på många olika komplexa sätt, men specifika immunceller som kallas T-celler och B-celler spelar en viktig roll. T-celler identifierar specifika proteiner på viruset, binder dem och slutligen dödar viruset. B-celler utför viktiga roller för att skapa antikroppar, små proteiner som också neutraliserar viruset och hjälper till att se till att det förstörs.

Om kroppen stöter på en ny typ av infektion tar det en stund för dessa celler att lära sig att identifiera sitt mål. Det är en anledning till att det tar ett tag att bli bättre efter att du först blev sjuk.

T-celler och B-celler spelar också båda en viktig roll vid långvarig skyddande immunitet. Efter en infektion blir vissa långlivade T-celler och B-celler grundade för att känna igen specifika proteiner på viruset direkt.

Den här gången, om de ser samma virala proteiner, får de rätt att arbeta. De dödar viruset och stänger av återinfektionen innan du någonsin har en chans att bli sjuk. Eller i vissa fall kan du bli lite sjuk, men inte alls lika sjuk som du gjorde första gången du smittades.

Aktivering av långvarig immunitet med vacciner

Vacciner, som de som är utformade för att förhindra COVID-19, hjälper din kropp att utveckla långvarig skyddande immunitet utan att behöva genomgå en aktiv infektion först. Vaccinet utsätter ditt immunsystem för något som hjälper det att utveckla dessa speciella T-celler och B-celler som kan känna igen och rikta viruset - i det här fallet viruset som orsakar COVID-19.

På det sättet, om du utsätts för viruset i framtiden, kommer dessa celler att rikta in sig på viruset direkt. På grund av detta är det mycket mindre troligt att du får svåra symtom på COVID-19 och du kanske inte får några symtom alls. Dessa COVID-19-vacciner skiljer sig åt i hur de interagerar med immunsystemet för att få denna skyddande immunitet igång.

Vaccinerna under utveckling för COVID-19 kan delas upp i två övergripande kategorier:

• Klassiska vacciner: Dessa inkluderar levande (försvagade) virusvacciner, inaktiverade virusvacciner och proteinbaserade subenhetsvacciner.
• Nästa generations vaccinplattformar: Dessa inkluderar nukleinsyrabaserade vacciner (som de baserade på mRNA) och virusvektorvacciner.

Klassiska vaccinmetoder har använts för att tillverka nästan alla vacciner för människor som för närvarande finns på marknaden. Av de fem COVID-19-vaccinerna som har påbörjat fas 3-prövningar i USA från och med december 2020, baseras alla utom ett på dessa nyare metoder.

Levande (försvagade) virusvacciner

Dessa vacciner är en klassisk typ.

Hur de tillverkas

Ett levande virusvaccin använder ett virus som fortfarande är aktivt och levande för att framkalla ett immunsvar. Viruset har dock ändrats och försvagats allvarligt så att det orsakar få, om några symtom. Ett exempel på ett levande, försvagat virusvaccin som många känner till är mässling-, påssjuka och röda hundvaccin (MMR) som ges i barndomen.

Fördelar och nackdelar

Eftersom de fortfarande har levande virus kräver dessa typer av vacciner mer omfattande säkerhetstester, och de kan vara mer benägna att orsaka betydande biverkningar jämfört med de som görs med andra metoder.

Sådana vacciner kanske inte är säkra för människor som har människor med nedsatt immunförsvar, vare sig från att ta vissa mediciner eller för att de har vissa medicinska tillstånd. De behöver också noggrann förvaring för att vara livskraftiga.

En fördel med levande virusvacciner är dock att de tenderar att framkalla ett mycket starkt immunsvar som varar länge. Det är lättare att utforma ett vaccin med ett skott med ett levande virusvaccin än med andra vaccintyper.

Dessa vacciner är också mindre benägna att kräva användning av ytterligare adjuvans - ett medel som förbättrar immunsvaret (men som också kan ha sin egen risk för biverkningar).

Inaktiverade virusvacciner

Dessa är också klassiska vacciner.

Hur de tillverkas

Inaktiverade vacciner var en av de första typerna av allmänna vacciner som skapades. De skapas genom att döda viruset (eller någon annan typ av patogen, som en bakterie). Sedan, de döda,inaktiveradvirus injiceras i kroppen.

Eftersom viruset är dött kan det inte riktigt smitta dig, även om du är någon som har ett underliggande problem med ditt immunsystem. Men immunsystemet aktiveras fortfarande och utlöser det långsiktiga immunologiska minnet som hjälper dig att skydda dig om du någonsin utsätts i framtiden. Ett exempel på ett inaktiverat vaccin i USA är det som används mot poliovirus.

Fördelar och nackdelar

Vacciner som använder inaktiverade virus kräver vanligtvis flera doser. De kan inte heller framkalla en lika stark respons som ett levande vaccin, och de kan kräva upprepade boosterdoser över tiden. De är också säkrare och mer stabila att arbeta med än med levande virusvacciner.

Att arbeta med både inaktiverade virusvacciner och försvagade virusvacciner kräver dock specialiserade säkerhetsprotokoll. Men de har båda väletablerade vägar för produktutveckling och tillverkning.

COVID-19 Vacciner under utveckling

Inga vacciner som genomgår kliniska prövningar i USA använder levande virus eller inaktiverade virusmetoder. Det finns dock flera fas 3-studier som äger rum utomlands (i Kina och Indien) som utvecklar inaktiverade virusvaccinmetoder, och minst ett vaccin utvecklas med hjälp av en levande vaccinmetod.

Proteinbaserade subenhetsvacciner

Dessa är också en klassisk typ av vaccin, även om det har skett några nyare innovationer inom denna kategori.

Hur de tillverkas

Istället för att använda inaktiverat eller försvagat virus använder dessa vacciner endelav en patogen för att inducera ett immunsvar.

Forskare väljer noggrant en liten del av viruset som bäst kommer att få immunsystemet igång. För COVID-19 betyder detta ett protein eller en grupp proteiner. Det finns många olika typer av underenhetsvacciner, men alla använder samma princip.

Ibland renas ett specifikt protein, ett som anses vara en bra utlösare för immunsystemet, från levande virus. Andra gånger syntetiserar forskare proteinet själva (till ett som är nästan identiskt med ett viralt protein).

Detta lab syntetiserade protein kallas ett "rekombinant" protein. Till exempel är hepatit B-vaccinet tillverkat av denna typ av specifik typ av proteinunderenhetsvaccin.

Du kan också höra om andra specifika typer av proteinunderenhetsvacciner som sådana baserade på virusliknande partiklar (VLP). Dessa inkluderar flera strukturella proteiner från viruset, men inget av virusets genetiska material. Ett exempel på denna typ av vaccin är det som används för att förhindra humant papillomvirus (HPV).

För COVID-19 riktar sig nästan alla vacciner mot ett specifikt viralt protein som kallas spikproteinet, ett som verkar utlösa ett starkt immunsvar. När immunsystemet möter spikproteinet, svarar det som om det vore ser själva viruset.

Dessa vacciner kan inte orsaka någon aktiv infektion, eftersom de bara innehåller ett viralt protein eller en grupp proteiner, inte det fullständiga virala maskineriet som behövs för att ett virus ska kunna replikeras.

De olika versionerna av influensavaccinet ger ett bra exempel på de olika typerna av klassiska vacciner som finns tillgängliga. Det finns versioner av den som är gjorda av levande virus och från inaktiverat virus. Dessutom finns proteinsubenhetsversioner av vaccinet tillgängliga, både de som är gjorda av renat protein och de som är gjorda av rekombinant protein.

Alla dessa influensavacciner har lite olika egenskaper vad gäller effektivitet, säkerhet, administreringsväg och deras krav för tillverkning.

Fördelar och nackdelar

En av fördelarna med proteinsubenhetsvacciner är att de tenderar att orsaka färre biverkningar än de som använder helvirus (som i försvagade eller inaktiverade virusvacciner).

Till exempel använde de första vaccinerna mot kikhosta på 1940-talet inaktiverade bakterier. Senare kikhostevacciner använde en subenhetsmetod och var mycket mindre benägna att orsaka betydande biverkningar.

En annan fördel med proteinsubenhetsvaccinerna är att de har funnits längre än nyare vaccinteknik. Detta innebär att deras säkerhet överlag är bättre etablerad.

Proteinsubenhetsvacciner kräver dock användning av adjuvans för att öka immunsvaret, vilket kan ha sina egna potentiella negativa effekter. De kan också ta längre tid att utveckla än vacciner med nyare teknik.

Vacciner under utveckling för COVID-19

Novavax COVID-19-vaccinet är en typ av subenhetsvaccin (tillverkat av ett rekombinant protein) som inledde kliniska fas 3-studier i USA i december 2020. Andra kan gå in i fas 3-studier 2021.

Nukleinsyrabaserade vacciner

De nyare vaccinteknologierna bygger på nukleinsyror: DNA och mRNA. DNA är det genetiska materialet du ärver från dina föräldrar, och mRNA är en slags kopia av det genetiska materialet som används av din cell för att tillverka proteiner.

Hur de tillverkas

Dessa vacciner använder en liten del av mRNA eller DNA syntetiserat i ett laboratorium för att slutligen utlösa ett immunsvar. Detta genetiska material innehåller koden för det specifika virusprotein som behövs (i detta fall COVID-19 spikproteinet).

Det genetiska materialet går in i kroppens egna celler (genom att använda specifika bärarmolekyler som också är en del av vaccinet). Sedan använder personens celler denna genetiska information för att producera det faktiska proteinet.

Detta tillvägagångssätt låter mycket skrämmande än det är. Dina egna celler kommer att användas för att producera en typ av protein som normalt tillverkas av viruset. Men ett virus behöver mycket mer än det för att fungera. Det finns ingen möjlighet att bli smittad och bli sjuk.

Vissa av dina celler kommer bara att göra lite COVID-19 spikprotein (förutom de många andra proteiner som din kropp behöver dagligen). Det aktiverar ditt immunsystem för att börja bilda ett skyddande immunsvar.

Fördelar och nackdelar

DNA- och mRNA-vacciner kan göra mycket stabila vacciner som är mycket säkra för tillverkare att hantera. De har också den goda potentialen att göra mycket säkra vacciner som också ger ett starkt och långvarigt immunsvar.

Jämfört med DNA-vacciner kan mRNA-vacciner ha en ännu större säkerhetsprofil. Med DNA-vacciner finns det den teoretiska möjligheten att en del av DNA kan infoga sig själv i personens eget DNA. Detta skulle vanligtvis inte vara ett problem, men i vissa fall finns det en teoretisk risk för en mutation som kan leda till cancer eller andra hälsoproblem. Men mRNA-baserade vacciner utgör inte den teoretiska risken.

När det gäller tillverkning, eftersom det är nyare teknik, kanske vissa delar av världen inte har kapacitet att producera dessa vacciner. Men på platser där de är tillgängliga har dessa tekniker kapacitet för mycket snabbare vaccinproduktion än tidigare metoder.

Det beror delvis på tillgängligheten av dessa tekniker som forskare har hoppats på att producera ett framgångsrikt COVID-19-vaccin så mycket snabbare än vad som har gjorts tidigare.

Vacciner under utveckling för COVID-19

Forskare har varit intresserade av DNA och mRNA-baserade vacciner i många år. Under de senaste åren har forskare arbetat med många olika mRNA-baserade vacciner för infektionssjukdomar som HIV, rabies, Zika och influensa.

Ingen av dessa andra vacciner har dock nått utvecklingsstadiet som leder till officiellt godkännande av FDA för användning hos människor. Detsamma gäller DNA-baserade vacciner, även om vissa av dessa har godkänts för veterinärmedicinska användningar.

Både Pfizer- och Moderna COVID-19-vaccinerna är mRNA-baserade vacciner. Flera andra DNA- och mRNA-baserade vacciner genomgår för närvarande kliniska prövningar runt om i världen.

Virala vektorvacciner

Virala vektorvacciner har mycket likhet med dessa vacciner baserat på mRNA eller DNA. De använder bara ett annat sätt att få in det virala genetiska materialet i en persons celler.

Virala vektorvacciner använder en del av aannorlundavirus, ett som har modifierats genetiskt för att inte vara smittsamt. Virus är särskilt bra på att komma in i celler.

Med hjälp av eninaktiveradvirus (såsom ett adenovirus) det specifika genetiska material som kodar för COVID-19 spikproteinet förs in i cellerna. Precis som för andra typer av mRNA- och DNA-vacciner producerar själva cellen proteinet som kommer att utlösa immunsvaret.

Ur en teknisk synvinkel kan dessa vacciner separeras i virala vektorer som kan fortsätta att göra kopior av sig själva i kroppen (replikerande virala vektorer) och de som inte kan (icke-replikerande virala vektorer). Men principen är densamma i båda fallen.

Precis som andra typer av nukleinsyrabaserade vacciner, kan du inte få COVID-19 själv från att få ett sådant vaccin. Den genetiska koden innehåller endast information för att göra ett enda COVID-19-protein, ett som uppmanar ditt immunsystem men som inte gör dig sjuk.

Fördelar och nackdelar

Forskare har lite mer erfarenhet av virusvektorvacciner jämfört med nya tillvägagångssätt som baserade på mRNA. Den här metoden har till exempel använts på ett säkert sätt för ett vaccin mot ebola, och den har genomgått en studie för vacciner mot andra virus som HIV. Det är dock för närvarande inte licensierat för några applikationer för människor i USA.

En fördel med denna metod är att det kan vara lättare att producera en enda skottmetod för immunisering i motsats till andra nya vaccinetekniker. Jämfört med andra nyare vaccintekniker kan det också vara lättare att anpassa sig till massproduktion vid många olika anläggningar runt om i världen.

Vacciner under utveckling för COVID-19

AstraZeneca-vaccinet är baserat på en icke-replikerande virusvektor. Johnson & Johnsons läkemedelsföretag Janssen har också utvecklat ett COVID-19-vaccin baserat på en icke-replikerande virusvektor och företaget ansökte om tillstånd för akut användning från FDA. (Det är den enda som för närvarande genomgår fas 3-prövningar i USA som är en one-shot-metod).

Behöver vi olika COVID-19-vacciner?

I slutändan hoppas man att flera säkra, effektiva vacciner blir tillgängliga. En del av anledningen till detta är att det är omöjligt för någon enskild tillverkare att snabbt släppa tillräckligt med vaccin för att tjäna befolkningen i hela världen. Det blir mycket lättare att utföra en omfattande vaccination om flera olika säkra och effektiva vacciner produceras.

Dessutom kommer inte alla dessa vacciner att ha exakt samma egenskaper. Förhoppningsvis kommer flera framgångsrika vacciner att produceras som kan hjälpa till att möta olika behov.

Vissa kräver vissa lagringsförhållanden, som djupfrysning. Vissa behöver produceras i mycket högteknologiska anläggningar som inte finns i alla delar av världen, men andra använder äldre tekniker som lättare kan reproduceras. Och vissa blir dyrare än andra.

Vissa vacciner kan visa sig ge längre immunitet jämfört med andra, men det är inte klart för närvarande. Vissa kan visa sig vara bättre för vissa befolkningsgrupper, som äldre eller personer med vissa medicinska tillstånd. Till exempel kommer levande virusvacciner antagligen inte att rekommenderas för alla som har problem med sitt immunsystem.

Vi har dock inte tillräckligt med data nu för att korrekt kunna jämföra dessa vacciner när det gäller deras effektivitet (och förhoppningsvis minimala säkerhetsproblem). Det kommer att bli tydligare med tiden.

Eftersom vaccinerna görs tillgängliga är det nyckeln för så många människor som möjligt att vaccineras. Endast genom sådana ansträngningar kommer vi verkligen att kunna avsluta pandemin.