Лекарство особого назначения. Как разрабатываются современные вакцины
  • Промышленность

Лекарство особого назначения. Как разрабатываются современные вакцины

  • 8 мин
  • 2 176

Процесс разработки вакцины, как и любого другого лекарства, занимает много времени, требует огромного количества денег и труда большого числа специалистов: учёных, инженеров, руководителей, сотрудников регуляторных органов и других профессий. Отдельно необходимо отметить риски, которые сопровождают процесс разработки вакцины на протяжении всех этапов — от лаборатории до пациента. Даже при успешном завершении первой фазы клинических испытаний вероятность вакцины дойти до рынка составляет лишь 1:15.

1:15

вероятность вакцины, прошедшей клинические испытания, дойти до рынка

Столь низкие шансы проекта на успех обусловлены множеством факторов. Невозможность полностью вникнуть в работу иммунитета, механизмов защиты; отсутствие животных моделей, которые с большой долей вероятности могли бы прогнозировать результаты испытаний на людях; сложность предсказания реакций иммунной системы человека на антигены и другие компоненты вакцины — это лишь некоторые препятствия на пути коммерциализации любой разработки.

Этапы создания

Процесс создания вакцины можно разделить на 5 этапов. На первой стадии определяется кандидатный антиген, полученный исследователями в лаборатории, подбирается состав вакцины и разрабатывается процесс производства небольшого количества вакцины для прохождения доклинических испытаний и первой фазы клинических испытаний.

На втором этапе закрепляется конечная форма, состав вакцины и производственный процесс. Для этого используется широкий спектр аналитических методов. Вторая стадия может длиться больше года и в целом служит подготовительным этапом для следующей ступени.

Третья ступень разработки вакцины заключается в проведении второй фазы клинических испытаний (200—400 человек), определении необходимой дозировки для пациента, создании пилотных или полномасштабных производственных мощностей, способных обеспечить проведение более масштабной третьей фазы клинических исследований. Также документируются результаты первой и второй фазы клинических испытаний. Третья ступень может занимать более двух лет. К её завершению должен быть получен конечный вариант вакцины, который в случае успеха станет коммерческим продуктом.

На четвёртой ступени проводится наиболее масштабная и важная третья фаза клинических испытаний. Кроме того, завершается процесс трансфера производственной технологии на полномасштабную площадку, которая валидируется и сертифицируется по стандартам GMP. Этот этап занимает от 3 до 5 лет и заканчивается в случае успеха подачей заявления на регистрацию вакцины. Успех данного этапа во многом зависит от точности соблюдения всех процедур на этапе клинических испытаний: подбора пациентов (их может понадобиться более тысячи), определения конечных точек и системы документирования исследований.

На последней стадии в регуляторные органы подаётся заявление о регистрации, осуществляется лицензирование продукта и производится запуск производства вакцины. Пятый этап может длиться 1,5—2 года. В итоге мы видим, что весь процесс разработки вакцины может занимать 10—15 лет, если всё идёт по плану. При этом требуются сотни миллионов долларов инвестиций, вероятность возврата которых очень низкая.

10—15 лет

может занимать весь процесс разработки вакцины

Нестандартный процесс

Однако существует множество случаев, когда стандартный процесс разработки вакцины невозможен. Не существует адекватных животных моделей для оценки эффективности вакцины против ВИЧ, малярии и туберкулёза. Результаты, полученные на животных, могут сильно отличаться от реакции человека на вводимый препарат. Поэтому проведение доклинических испытаний необходимо очень тщательно продумывать, чтобы минимизировать риски при старте исследований на людях.

Есть и другие случаи: когда невозможно провести полноценные клинические испытания. К примеру, бешенство у человека является заболеванием со 100%-ной летальностью. При появлении первых признаков болезни, человек обречён на смерть в течение 5—7 дней. В связи с этим стандарт клинических исследований (рандомизированные, контролируемые с участием групп сравнения, не проходящих лечение новой вакциной) является недопустимым с этической точки зрения. В данном случае испытания проводятся на животных и сравниваются с показателями иммунизированных старой вакциной людей.

Другой пример — сибирская язва, которая может быть очень опасна для человека в случае отсутствия адекватного лечения, предсказать её появление невозможно. Многие государства, в числе которых Россия и США, рассматривают сибирскую язву как потенциальное биологическое оружие. Однако количество случаев заражения человеком крайне мало, что не позволяет набрать достаточное количество испытуемых для оценки эффективности на людях. Поэтому эффективность оценивается на моделях животных, а безопасность оценивается на небольшой группе здоровых добровольцев.

Учитывая стандартный процесс разработки вакцины и сложности, с которыми приходится сталкиваться разработчикам, можно представить насколько трудной является задача создания эффективной и безопасной вакцины от COVID-19. Командам разработчиков приходится сталкиваться с такими проблемами, как необходимость проведения клинических исследований в крайне сжатые сроки, слабая изученность возбудителя, отсутствие эффективного лечения заболевания, потребность в очень быстром создании больших производственных мощностей, психологическое давление и изнуряющий труд. Несмотря на это, сегодня ведётся разработка достаточно большого числа проектов, предлагающих свой вариант вакцины.

По данным ВОЗ, существует 76 кандидатных вакцин, находящихся на разных стадиях готовности. За 5 месяцев пандемии до клинических испытаний смогли дойти целых 5 вакцин. Остальные,  а их 71, находятся либо на стадии «доклиники», либо на более раннем этапе. Возникает вопрос: как 5 проектам удалось пройти путь разработки, который стандартно может длиться годами?

Дело не только в чрезвычайности ситуации, плотном взаимодействии с регуляторными органами и ускоренном процессе принятия решений. Если пристальнее рассмотреть эти 5 проектов, станет ясно, что 4 из них основаны на платформенных технологиях. Это значит, что исследователям необходимо разработать лишь часть вакцины — определить антиген, который будет учить иммунную систему обнаруживать коронавирус. Этим антигеном может быть небольшая безвредная часть вируса (фрагмент оболочки или белок), которая крепится к носителю — другой молекуле, доставляющей антиген в кровь (Sinovac). Носитель, как правило, хорошо изучен, так как применялся ранее для создания других вакцин. В случае вакцин на основе вирусного вектора (CanSino Biological) берётся безвредный вирус, которому вшивают ген белка коронавируса. При попадании вируса в клетки человека данный белок начинает экспрессироваться, помогая иммунитету обнаруживать SARS-CoV-2. Примерно так же работают иРНК- и ДНК-вакцины (Inovio, Moderna), которые вместо вируса используют молекулу иРНК.

Павел Абрамов, сотрудник НИИ канцерогенеза, лаборатория молекулярной биологии вирусов:

«Разработка новой вакцины — это долгий и затратный процесс. В обычных условиях создание лицензированной вакцины может занимать годы из-за высоких издержек и частых отрицательных результатов исследований. Такой подход является постепенным и требует последовательного выполнения каждого шага, необходимого для разработки вакцины. В условиях пандемии данный подход меняется. От разработчиков требуется быстрое и параллельное выполнение множества исследований без ожидания подтверждения результатов других исследований. При этом требования к эффективности и безопасности вакцин не меняются. Такое ограничение сильно снижает количество препаратов-кандидатов. В любом случае критерии успешности вакцины будут определять регуляторные органы, исходя из текущей ситуации.

При этом быстрое и стабильное производство вакцины сегодня возможно. На примере вируса гриппа мы можем наблюдать, как применение современных технологий производства инактивированных вакцин (egg- and cell-based platform) позволяет в достаточно короткие сроки производить вакцины, включающие те штаммы вируса, которые прогнозируются в предстоящем сезоне».

Источники:
финансовый отчёт Pfizer, годовой отчёт Merck, годовой отчёт GSK, годовой отчёт AstraZeneca, годовой отчёт Valneva

Читайте ещё