Een coronavirus vaccin in 2021

4 mei 2020

Wie moeten het eerst een vaccin krijgen: de mensen die het coronavirus verspreiden of de mensen die het ziekst dreigen te worden van het virus?

Author picture

5 min. read

Wat is de reden dat er meer dan 100 coronavirus vaccins in de maak zijn?

Vaccins hebben een grote kans om te mislukken en meestal gebeurt dat in de latere, -zogeheten klinische fase-, van de ontwikkeling van een vaccin. Die ontwikkeling bestaat uit twee parallel lopende trajecten: het onderzoek of een vaccin veilig en werkzaam is wat resulteert in de toestemming om het vaccin op de markt te brengen en het produceren van zoveel spuitjes vaccin dat iedereen die het nodig heeft het ook kan krijgen. Coronavirus vaccins zijn volstrekt uniek. En ook dat heeft een unieke reden. Alle labs van kanker onderzoekers, hart en vaat onderzoekers, lever en nier onderzoekers en onderzoekers van andere infectieziekten zijn over de hele wereld dicht. De enige labs die open zijn, zijn labs die COVID-19 onderzoeken en het virus, SARS-CoV-2 onder de loep nemen. Verder is er meer geld dan ooit beschikbaar gesteld om oplossingen voor de huidige crisis te vinden. Dat maakte dat elke slimme en briljante onderzoeker in de wereld wel een SARS-CoV-2 project is gestart. Dan kon hij of zij in ieder geval weer het lab in en iets ontdekken wat van belang was. Deze samenloop van omstandigheden heeft nooit eerder plaats gehad. Dit maakt de kans groter dat er ook een vaccin in recordtijd komt.

17000000
Voor de hele bevolking zijn ongeveer
17 miljoen spuitjes nodig

Hoe maak je de keuze wie het eerste een vaccin moeten krijgen?

Onze overheid en vele overheden van landen om ons heen rekenen er op dat er binnen een jaar van nu een vaccin is. De visie overheerst dat ‘social distancing’ maatregelen voor een belangrijk deel in stand moeten worden gehouden tot het moment dat er een vaccin is. Maar wat is belangrijker? Dat het virus zich niet meer kan verspreiden, dan moet je de hele bevolking vaccineren. Of de mensen die niet ziek worden van het virus, dan vaccineer je alleen de 60-plussers. We weten van het SARS-CoV-2 virus dat kinderen zelden geinfecteerd raken en als ze al geinfecteerd worden dan weinig last hebben van het virus. Uit onderzoek van het RIVM blijkt dat het virus niet van hun klasgenootjes komt, maar van hun ouders, oudere zussen en broers of zelfs grootouders, totaal omgekeerd aan griep, waarbij kinderen de ouderen infecteren. Jong volwassenen brengen de infectie vooral over op andere jong volwassenen en die zelfde trend is ook bij ouderen te zien: de bron van infectie van mensen boven de zestig zijn vooral mensen van dezelfde generatie. Als we het virus willen uitbannen, zal iedereen, jong en oud,gevaccineerd moeten worden; als we de meest kwetsbaren tegen ziekte willen beschermen, hoeven alleen de ouderen met en zonder onderliggende ouderdomsziekten gevaccineerd, maar woedt het virus voort. Voor de hele bevolking zijn ongeveer 17 miljoen spuitjes nodig, voor alleen de 60-plussers zo’n 4 miljoen en als je alleen de 70-plussers vaccineert ongeveer 3 miljoen.

Aan wat voor vaccin heeft onze samenleving nu het meeste?

De piek van mensen met een bewezen SARS-CoV-2 infectie, die progressief is en in het ziekenhuis moeten worden opgenomen ligt bij de leeftijdsgroep van 70-79 jaar en de piek van de mensen die sterven aan de infectie ligt tussen de 80 en 89 jaar. Er lijken in de bijna twee maanden dat de epidemie nu aanhoudt maar weinig mensen geinfecteerd. Het onderzoek bij Nederlandse bloeddonoren tussen de 18 en 65 van Sanquin wijst uit dat ongeveer 3.3% is geinfecteerd en in alle leeftijdsgroepen ongeveer even frequent, waarbij dat percentage aanmerkelijk lager ligt in de noordelijke provincies en op lopend tot 8-9% in Brabant en Limburg. Dit wijst erop dat 90% van de bevolking, de ouderen incluis, nog vatbaar is voor infectie en in aanmerking komt voor vaccinatie. Dit wijst erop dat vaccineren van de groep van 60-plussers op dit moment het meest voor de hand ligt, omdat die groep elkaar vooral lijkt te infecteren en ook het hoogste risico loopt op ernstige complicaties van de infecties. Voor de leeftijdsgroep boven de 60 wordt ook vaccinatie tegen influenza, pneumococcen pneumonie en gordelroos al aanbevolen en het SARS-CoV-2 vaccin kan zo ook in het Rijksvaccinatieprogramma worden opgenomen. In 2019 waren er ongeveer 4,3 miljoen Nederlanders boven de 60 jaar, die voor dit vaccin in aanmerking komen. Je zou kunnen overwegen iedereen te vaccineren zonder testen omdat de getallen zo laag zijn.

Is een vaccin voor ouderen moeilijker te maken dan een vaccin voor jongeren?

Het grootste probleem met een vaccin dat specifiek bedoeld is voor een doelgroep boven de 60 jaar, is het immuun systeem van ouderen dat verslechtert met het stijgen van de leeftijd. En juist de ouderen treft dit virus het hardst. Deze slechte afweer op oudere leeftijd leidt ertoe dat allerlei ziekten uit de jeugd zoals kinkhoest op oudere leeftijd terugkeren en vragen om re-vaccinatie. Daarnaast leidt het slechter functionerend immuunsysteem op oudere leeftijd tot het onvoldoende goed aanmaken van beschermende antistoffen en T cellen na vaccinatie boven 60 jaar. En dat kan in het ergste geval leiden tot geen enkele bescherming tegen de infectie en tot het ernstiger beloop van de ziekte door het virus, zoals dat wordt gezien bij griep. Dit is de reden dat er vaccins worden gemaakt die de afweer van ouderen versterken door bijvoorbeeld de dosis van het vaccin te verhogen of stoffen, -adjuvantia-, toe te voegen die de afweer bij gelijke dosis versterken. Over het algemeen wordt een vaccin eerst voor volwassenen ontwikkeld en op die groep getest en dan pas aan kinderen en ouderen gegeven, omdat er altijd juist in die twee groepen zorgen zijn over bijwerkingen. De uitdaging met het vaccin tegen SARS-CoV-2 is om een vaccin heel snel te ontwikkelen dat beschermt in mensen met een slechter immuunsysteem en ook veilig is en dit vaccin klaar te hebben voor gebruik voordat een tweede golf zich voordoet: iets wat nooit eerder is gepresteerd.

Waar hangt de snelheid van ontwikkeling van een vaccin vooral van af?

De snelheid waarmee het SARS-CoV-2 vaccin kan worden ontwikkeld zal voor een belangrijk deel afhangen van de vraag hoe goed de SARS-CoV-2 infectie in een diermodel lijkt op de infectie bij de mens. Zo’n model is niet alleen belangrijk in de fase voordat het vaccin voor het eerst in mensen op veiligheid wordt getest (First-in-Humans Studie) maar ook in de late klinische fase als het niet mogelijk blijkt om een grote trial te doen om de werkzaamheid van het vaccin bij mensen aan te tonen. Dit is niet zo onwaarschijnlijk als we het beloop van de epidemie wereldwijd in ogenschouw nemen. Het kan zijn dat de epidemie over is, waardoor er geen gecontroleerde trial gedaan kan worden in een land of in een streek waar nog veel mensen geinfecteerd raken. Zelfs als er in bepaalde delen van de wereld nog steeds een epidemie gaande is, kan het een probleem worden om een zogeheten Fase III trial te doen die nodig is om een licentie te krijgen om het vaccin aan iedereen die het vaccin nodig heeft aan te kunnen bieden. Dat komt omdat er dan bijvoorbeeld 10 of 20 vaccins veilig blijken maar waarvan nog niet bekend is of het ook mensen beschermt en die moeten allemaal getest. Er ontstaat dan een competitie voor trial deelnemers.

Is veiligheid van een vaccin even belangrijk zo niet belangrijker dan hoe goed het werkt?

Ten slotte is van belang of het vaccin als middel niet erger is dan de kwaal. Het bleek bij een vaccin tegen het SARS virus gemaakt met behulp van een virus vector dat het injecteren van dit vaccin in fretten er toe leidde dat delen van de lever afstierven. Ook werd aangetoond dat antistoffen tegen bepaalde delen van het S eiwit een ernstige aandoening van de long veroorzaakte bij een SARS-CoV infectie bij rhesus apen. Dit wijst erop dat er zorg voor moet worden gedragen dat het vaccin geen antistoffen opwekt die de infectie verergeren in plaats van voorkomen. Een goed infectie model in dieren is met andere woorden van essentieel belang is om zowel de werkzaamheid van het vaccin aan te tonen als de bijwerkingen te voorspellen voordat het vaccin op mensen wordt getest. Veiligheid van het vaccin mag niet het kind van de rekening worden, immers het effect van vaccinatie is niet terug te draaien en bijwerkingen van het SARS-CoV-2 vaccin zouden aanleiding kunnen zijn voor nog meer verzet tegen kindervaccinatie, hoe ongegrond dan ook.

Hoe is de stand van zaken met een diermodel voor de SARS-CoV-2 infectie en COVID-19

Om de ontwikkeling van een SARS-CoV-2 vaccin te versnellen moet een diermodel aan een aantal voorwaarden voldoen. De diersoort moet vatbaar zijn voor infectie met hetzelfde virus dat ziekte veroorzaakt bij mensen. De infectie in de betreffende diersoort met een verscheidenheid aan ziekteverschijnselen bij de dieren veroorzaken, waarbij het merendeel van de dieren alleen ene lichte bovenste luchtweg infectie krijgt en een substantieel deel van de dieren een progressieve infectie van de lage luchtwegen met de dood tot gevolg. Het beste voor de ontwikkeling van het vaccin is als het proefdier klein is en makkelijk te fokken. Dit geldt vooral voor de selectie van verschillende kandidaat-vaccins en de schatting van de dosis en het beste schema van injecties om bescherming te krijgen in verreweg het grootste deel van de dieren. Liefst gebruiken hiervoor een muis. Als we de muisexperimenten hebben afgerond is er een tweede model wenselijk waarbij het dier zoveel mogelijk op een mens lijkt, meestal een lagere aapsoort, zoals makaken. De eerste informatie is dat er nog geen goed muis,rat of hamstermodel is. Zo’n model is ook nodig om te kunnen voldoen aan wat de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) de ‘Two Animal Rule’ noemt, waarbij de effectiviteit van het vaccin in een knaagdier en in een groter meer op de mens lijkend dier wordt bewezen en waarop de dosis die in de mens goede afweer opwekt in die twee dieren beschermt tegen een experimentele infectie. Tot nu toe lijkt er alleen een goed apenmodel te zijn. Een Chinese groep van het Peking Union Medical College in Beijing heeft een rhesus makaak model gepubliceerd waarbij het SARS-CoV-2 virus zich in de bovenste luchtwegen vermenigvuldigt maar alleen een milde pneumonie veroorzaakt. Een tweede model in cynomolgus makaken ziet er beter uit en is ontwikkeld door onderzoekers van de Erasmus Universiteit. Zij bestudeerden de infectie in 4 jonge makaken in de leeftijd van 4-5 jaar en vier oude in de leeftijd van 15-20 jaar.

In de neuskeelholte vermeerderde het virus zich beter bij de oude dan bij de jonge dieren en op COVID-19 lijkende pneumonie werd gezien bij een oud en een jong dier.

Hoe sneller de epidemie over is hoe langer het zal duren voordat er een vaccin is

De eerste generatie SARS-CoV-2 vaccins moet de 60-plussers beschermen tegen de progressieve vormen van COVID-19 die ouderen in het ziekenhuis en op de IC doet belanden. De snelheid waarmee een SARS-CoV vaccin op de markt komt, zal sterk afhangen van de diermodellen om de beschermende werking van vaccins aan te tonen en om toxische effecten uit te sluiten. Verder hangt het van de incidentie van de infectie in endemische SARS-CoV-2 gebieden af of er een klinische trial voor effectiviteit met genoeg statistische kracht kan worden gedaan. Als dat niet zo is, zal het opnieuw van de diermodellen afhangen of aannemelijk kan worden gemaakt dat het vaccin werkt. Tenslotte zal het vaccin in voldoende mate voorradig moeten zijn om aan de wereldwijde vraag te voldoen.

Over Jaap Goudsmit

Jaap Goudsmit is arts en viroloog verbonden aan de Harvard T.H. Chan School of Public Health en wetenschappelijk directeur van het Human Vaccines Project, een NGO die onze afweer tegen ziekte probeert te doorgronden zodat er sneller en betere vaccins kunnen worden gemaakt.

Jaap Goudsmit