Hlavní složkou vakcín, které jsou aktuálně dostupné, tedy registrované v České republice, je mRNA, která v organismu umožňuje tvorbu antigenu glykoprotein Spike (S), jež je klíčový pro průnik koronaviru do buněk. Další vakcíny, jsou založeny i na jiných principech účinnosti. Žádná z vakcín, a to ani vakcíny na bázi adenovirů, však nemá potenciál způsobit diseminované (rozptýlené) virové onemocnění, ani u oslabených jedinců, protože neobsahuje části viru.
V současné době je v určité fázi vývoje více než 270 kandidátních vakcín. Každá vakcína musí projít preklinickým a klinickým hodnocením. Laboratorní vývoj a preklinické hodnocení zahrnuje definování fyzikálních, chemických a biologických vlastností vakcíny, její základní imunogenitu (schopnost navodit tvorbu protilátek) a bezpečnost.
Ve fázi klinického hodnocení (tj. hodnocení po podání vakcíny lidem – dobrovolníkům) je v současnosti více než 55 vakcín. Klinické hodnocení zahrnuje čtyři fáze. V prvních třech fázích se hodnotí především tolerance vakcíny lidským organismem (místní i celková) a rozšířená bezpečnost, řeší se množství antigenu ve vakcíně, nejvhodnější vakcinační schéma, velikost a počet dávek. Dále se hodnotí účinnost vakcíny, délka ochrany s případnou nutností přeočkování a interakce s jinými běžně podávanými vakcínami.
Čtvrtá fáze klinického hodnocení probíhá až po schválení vakcíny a její aplikaci v populaci. Tato fáze je dlouhodobá a hodnotí se například nežádoucí účinky či přetrvávání dlouhodobé ochrany.
Vyvíjejí se tyto čtyři typy vakcín
Inaktivované nebo živé oslabené virové vakcíny
Tyto vakcíny používají formu viru SARS-CoV-2, kde je živý virus oslaben (tzv. živé vakcíny) nebo inaktivován, tedy usmrcen (tzv. inaktivované vakcíny). Takový virus nezpůsobuje onemocnění, ale přesto generuje (vyvolává) imunitní odpověď. Mechanismus inaktivované vakcíny využívají v současné době i některé týmy pro vývoj vakcín proti onemocnění covid19. Mezi tyto výrobce patří například čínské nebo indické společnosti Sinopharm, Sinovac či Bharat Biotech International. Masovou výrobu plnohodnotného viru, který je následně inaktivován, je ale třeba dokonale zabezpečit proti úniku.
U živých a inaktivovaných vakcín je třeba vybalancovat riziko, že mohou stimulovat imunitní systém až příliš, a velmi silná reakce v určitém orgánu může příslušný orgán poškodit.
U tohoto druhu vakcín může nastat problém také s vytvořenými protilátkami. Některé z protilátek se vážou na virus ve správných místech a zneškodní ho. Jiné protilátky se mohou navázat na jiných místech a virus nevyřadí z činnosti, ale pouze označí. Takto označený virus pak přiláká bílé krvinky, které ho pohltí a tímto způsobem uchrání před ostatními složkami imunity. Virus se tak může v bílé krvince množit a vyvolat onemocnění. Cílem tedy je, aby se po podání vakcíny tvořily zejména zneškodňující protilátky. Tyto vakcíny patrně nebudou v Evropě registrovány.
Virové vektorové vakcíny
Tento druh vakcín používá jiný oslabený nepatogenní virus jako vektor neboli nosič. V případě vakcín proti onemocnění covid-19 je takovým virem nejčastěji adenovirus, který je upraven a slouží jako vektor potřebné genetické informace. Geneticky upravený adenovirus se dostane do buněk, které pak na základě vnesené genetické informace produkují proteiny koronaviru. Jako reakci na tyto proteiny začne tělo generovat bezpečnou imunitní odpověď. Nevzniká tedy onemocnění, ale je stimulována imunitní odpověď, která v ideálním případě chrání příjemce před budoucími setkáními se skutečným virem.
Výhodou vektorových vakcín je, že se dají snadno a relativně levně vyrobit. Vytvořený vektor se dá použít pro různé vakcíny, liší se vždy jen genetickou informací. Rovněž je výhodou skutečnost, že do organismu nepřijde celý virus způsobující dané onemocnění, ale pouze vektor s potřebnou genetickou informací.
Nevýhodou lidských adenovirů je, že mají širokou cirkulaci a mohou způsobit běžné nachlazení/chřipku. Někteří lidé si uchovávají protilátky, které mohou být namířené proti vakcíně, která je pak neúčinná.
Lidské adenovirové vektory jsou použity například u vyvíjené vakcíny CanSino Biologics. Je zde použit adenovirový sérotyp 5 (Ad5). V jedné studii uvedené v článku na webu The Scientist bylo zjištěno, že imunitu proti Ad5 má velký počet účastníků ještě před podáním vakcíny. Starší účastníci měli na vakcínu výrazně nižší imunitní odpověď, což by znamenalo, že u nich vakcína nebude tak dobře fungovat. Různé populace a různé věkové skupiny budou mít různé úrovně imunity proti Ad5. S věkem také člověk hromadí imunitu vůči více sérotypům. Vakcíny s Ad5 mohou být tedy méně účinné u starších lidí.
Ad5 byl například využit při práci na vakcíně proti HIV.
Pro vývoj vakcíny Janssen Pharmaceutica od společnosti Johnson & Johnson se používá vzácnější podtyp adenoviru Ad26.
Vakcína Sputnik V5 obsahuje Ad26 i Ad5. Cílem je obejít tímto způsobem nevýhody vakcín s virovým vektorem, kdy po podání první dávky je druhá dávka již méně účinná díky tvorbě protilátek po podání první dávky.
Jako alternativa k lidskému adenoviru je opičí adenovirus. Tento adenovirus používá pro vakcínu společnost AstraZeneca.
Vektorové vakcíny stimulují silnou imunitní odpověď, což je také jedna z jejich nevýhod. V ojedinělých případech mohou následovat i extrémní reakce, horečka a křeče. Děti reagují na vektorové vakcíny silněji než dospělí. U těchto vakcín se vždy hledá rovnováha tak, aby dobře fungovaly a zároveň měly co nejméně nežádoucích účinků. Tyto vakcíny mohou být v budoucnosti v Evropě registrovány. Zatím se tak stalo v případě vakcíny společnosti AstraZeneca.
Vakcíny na bázi bílkovin (proteinů)
Vakcíny tohoto druhu používají k bezpečnému vytvoření imunitní odpovědi neškodné fragmenty proteinů nebo proteinových obalů napodobujících virus SARS-CoV-2. Tyto proteinové částice jsou vpraveny do těla a stimulují imunitní odpověď.
Proteinové vakcíny jsou bezpečné, ale mohou být málo imunogenní, tj. nestimulují dostatečnou tvorbu protilátek. Často potřebují ke zlepšení své účinnosti další látky, tzv. adjuvans.
Příkladem proteinové vakcíny proti covid-19 je vakcína vyvíjená společností Novavax, která má jeden ze svých výrobních závodů v České republice. Další společností, která vyvíjí proti covid-19 proteinovou vakcínu, je Anhui Zhifei Longcom Biopharmaceutica.
Vakcíny na bázi virových částic (VLP) jsou podmnožinou proteinových vakcín. V tomto případě se nejedná o oslabené nebo mrtvé viry, ale o jejich napodobeniny, které jsou vyráběny pomocí nanočástic. VLP obsahují pouze povrchové bílkoviny virů, ale ne jejich geny. Tyto vakcíny tedy nemohou v žádném případě způsobit onemocnění, proti kterému očkujeme. Ve vývoji vakcín proti onemocnění covid-19 používá VLP společnost Medicago Inc. Tyto vakcíny mohou být v budoucnosti v Evropě registrovány. Nejdříve se tomu stane v případě vakcíny společnosti NOVAVAX.
DNA a RNA vakcíny
U těchto vakcín je využívána uměle syntetizovaná DNA (deoxyribonukleová kyselina) nebo RNA (ribonukleová kyselina), podle nichž si organismus sám vytvoří příslušné proteiny původce choroby a na tyto proteiny pak vzniká bezpečná imunitní odpověď organismu. Po vniknutí DNA vakcíny do buňky je genetická informace uložená ve dvoušroubovici DNA přepsaná do jednoduché šroubovice RNA, která pak slouží jako matrice pro syntézu potřebných proteinů původce choroby.
U DNA vakcín je problémem, že očkovací látka musí proniknout přímo do nitra buněk, mimo které nefunguje. Ani poté nemusí být imunitní odpověď dostatečně silná a je potřeba imunitní reakci posílit pomocí adjuvans.
RNA vakcíny poskytují přímo matrici pro syntézu bílkovin. Jejich nevýhodou je, že RNA je podstatně křehčí než DNA a v organismu se rozkládá. RNA tedy potřebuje v těle ochranu, kterou tvoří obal z tukových molekul. Mechanismus RNA vakcín je uplatňován při vývoji vakcín proti covid-19 společnostmi BioNTech/Fosun Pharma/Pfizer a Moderna/Národní institut pro alergie a infekční onemocnění.
Výhodou DNA a RNA vakcín je relativně snadná, rychlá a levná výroba ve velkých množstvích a dobrá bezpečnost. Některé z těchto vakcín jsou již v Evropě registrovány, jedná se o vakcíny společností BioNTech/Fosun Pharma/Pfizer a Moderna.
Marcela Alföldi Šperkerová
