Szczepionki wektorowe przeciwko SARS-CoV-2 i ich mechanizm działania

Szczepionka przeciwirusowa

17.12.2020 opublikowano w „Nature Medicine” wyniki badań klinicznych wektorowej szczepionki przeciwko SARS-CoV-2 produkcji firmy AstraZeneca. Według nich ma ona zapewniać w dwudawkowym schemacie szczepień poziom ochrony rzędu 60-82%. Różnice te spowodowane są rozbieżnościami w podaniu drugiej dawki szczepionki; podanie dawki przypominającej po 2 tygodniach daje ochronę w ok. 60%, jednak gdy wydłuży się okres ten do 10-12 tygodni, poziom protekcji wzrasta już do 82%. Jedną z hipotez wyjaśniających to stosunkowo niezwykłe zjawisko jest wykorzystanie wektora adenowirusowego jako nośnika informacji genetycznej – zbyt szybkie podanie drugiej dawki może powodować, iż nasz układ odpornościowy będzie „nadmiernie” zajmował się samym wektorem, nie zaś produkcją koronawirusowego białka kolca (S protein) oraz specyficznych przeciwciał skierowanych przeciwko niemu.

Szczepionka ta zarejestrowana jest od 30.12.2020 na terenie Zjednoczonego Królestwa, a od 29.01.2021 ma również warunkowe dopuszczenie do obrotu w krajach UE, w tym i w Polsce. Jaki jest jej mechanizm działania? Podobnie jak szczepionki mRNA jest ona szczepionką genetyczną, natomiast w przypadku szczepionek mRNA, takich jak produkty Pfizer/BioNTech czy Moderna, funkcje transportową pełnią nanocząsteczki lipidowe. W szczepionkach wektorowych do transportu wykorzystano adenowirusy, zmodyfikowane w taki sposób, by nie wywoływały zakażeń człowieka.

Podobnie jak i szczepionki mRNA koncepcja szczepionek wektorowych nie jest nowa. Zasada jako taka została po raz pierwszy opracowana w 1972 roku, a jej zaletą jest indukcja zarówno odpowiedzi humoralnej i komórkowej. Szympansie wektor adenowirusowy, użyty w szczepionce AstraZeneca był również testowany wcześniej w poszukiwaniu potencjalnej szczepionki przeciwko koronawirusowi MERS-CoV, gdzie wykazano jego immunogenność i bezpieczeństwo stosowania u zwierząt i ludzi. Preparat AstraZeneca składa się z niezdolnego do replikacji, szympansiego wektora adenowirusowego nazwanego ChAdOx1, który zawiera sekwencję DNA kodującą pełnej długości białko szczytowe (białko S, ang. spike protein) koronawirusa SARS-CoV-2. Natomiast z genomu usunięto regiony odpowiedzialne za jego replikację, co pozwoliło na uzyskanie wirusa, który nie jest zdolny namnożenia, a więc nie może wywołać choroby. Dodatkowo powodem zastosowania w preparacie AstraZeneca adenowirusa pochodzenia szympansiego, a nie ludzkiego, jest fakt, że ludzkie adenowirusy – wywołujące zakażenia górnych dróg oddechowych – są szeroko rozpowszechnione w populacji, co może powodować wystąpienie naturalnej odporności przeciwko nim. Zjawisko takie mogłoby prowadzić do potencjalnego obniżenia skuteczności szczepionki.

Mechanizm działania szczepionek wektorowych przeciwko SARS-CoV-2 polega na wniknięciu wektora adenowirusowego po podaniu domięśniowym szczepionki w mięsień naramienny górnej części ramienia. We wnętrzu komórek człowieka dochodzi do uwolnienia fragmentu DNA kodującego białko kolca koronawirusa (S protein) i jego translokacji do jądra komórkowego. Następnie zachodzi proces translacji czyli przepisanie DNA na mRNA. W ciągu doby licząc od momentu podania szczepionki dochodzi do syntezy białka S wirusa SARS-CoV-2. Powstałe białko S rozpoczyna pobudzenie odpowiedzi odpornościowej, tak humoralnej, jak i komórkowej zaszczepionego człowieka. Należy wyraźnie podkreślić, iż DNA zawarte w szczepionce nie wbudowuje się do genomu ludzkiego i nie powoduje zmian w ludzkim DNA, czego dowodem jest sam współczesny człowiek poddawany przez tysiące lat kontaktowi z DNA i RNA innych organizmów. Dotyczy to nie tylko podania szczepionki wektorowej, ale i zakażeń „dzikimi” adenowirusami człowieka, powszechnie występującymi w populacji.

W najbliższych tygodniach Europejska Agencja Leków ma zająć się zatwierdzeniem drugiej szczepionki wektorowej wyprodukowanej przez koncern Johnson&Johnson. Preparat ten został już zarejestrowany 27.02.2021 na terenie USA. Co ważne, szczepionka ta ma być podawana tylko w jednej dawce. Trzeba podkreślić, iż pomimo mniejszej skuteczności niż preparaty mRNA, szczepionki wektorowe mają wiele zalet. Są kilkukrotnie tańsze, a również wygodniejsze ze względów organizacyjnych, mogą być bowiem przechowywane w temperaturze 2-8 stopni, a więc w warunkach łańcucha chłodniczego, do których jesteśmy przyzwyczajeni w przypadku wielu innych szczepionek.

Dr hab. n. med. Tomasz Dzieciątkowski

Warto przeczytać: