Tipos de vacunas contra la COVID-19

Actualmente, existen cinco vías para desarrollar vacunas contra la COVID-19. Además de las vacunas de vector de adenovirus y las vacunas inactivadas que ya han entrado en ensayos clínicos, las vacunas de las otras tres vías técnicas también están entrando en ensayos clínicos. ¿Cuáles son las características de estas cinco vacunas?

1. Vacuna inactivada
Las vacunas inactivadas son la vía técnica más tradicional y clásica: se cultiva el nuevo coronavirus in vitro y luego se inactiva para que no sea tóxico. Sin embargo, los «cadáveres» de estos virus aún pueden estimular al organismo a producir anticuerpos y hacer que las células inmunitarias recuerden la apariencia del virus. Actualmente, tres vacunas inactivadas contra la COVID-19 en China han entrado en investigación clínica. Entre ellas, la vacuna inactivada contra la COVID-19 desarrollada por el Instituto de Productos Biológicos de Wuhan ha entrado en la fase II de investigación clínica.

Tipos de vacunas contra la COVID-19

Las ventajas de las vacunas inactivadas son su método de preparación simple y rápido, y su alta seguridad. Constituyen el método habitual para combatir la transmisión de enfermedades agudas. Son muy comunes. Las vacunas contra la hepatitis B, la polio inactivada, la encefalitis japonesa inactivada y la DPT, comúnmente utilizadas en China, son vacunas inactivadas.

Sin embargo, las vacunas inactivadas también presentan deficiencias, como dosis altas, periodos inmunitarios cortos y vías inmunitarias únicas. La desventaja más grave es que, en ocasiones, causan efectos potenciadores dependientes de anticuerpos (ADE) y agravan las infecciones virales. Las reacciones adversas graves pueden llevar al fracaso del desarrollo de la vacuna.

2. Vacuna vectorial de adenovirus
La vacuna de vector de adenovirus utiliza un adenovirus modificado e inofensivo como portador, cargado con el gen de la proteína S del nuevo coronavirus, para crear una vacuna de vector de adenovirus que estimula la producción de anticuerpos en el cuerpo. La proteína S es la clave para que el nuevo coronavirus invada las células humanas. El adenovirus inofensivo se hace pasar por la proteína S y simula ser feroz para inducir al cuerpo a desarrollar memoria inmunitaria. La nueva vacuna de la corona, que el equipo del académico Chen Wei está realizando ensayos clínicos de fase II, es una vacuna de vector de adenovirus, una ruta tecnológica de vacunas relativamente madura.

Las ventajas de las vacunas de vector de adenovirus son: seguridad, alta eficacia y menor número de reacciones adversas. Esta vacuna tiene un precedente exitoso: anteriormente, la vacuna recombinante contra la enfermedad del virus del Ébola, desarrollada independientemente por el equipo del académico Chen Wei y Tianjin Cansino Biotechnology Co., Ltd., también utilizaba adenovirus como vector.

Esta vacuna también presenta deficiencias. El desarrollo de vacunas de vector viral recombinante debe considerar cómo superar la inmunidad preexistente. Tomemos como ejemplo la vacuna recombinante contra el nuevo coronavirus, que entró en ensayos clínicos. Esta vacuna utiliza el adenovirus tipo 5 como portador, pero la mayoría de las personas se han infectado con este virus durante su crecimiento. Es posible que existan anticuerpos en el organismo que neutralicen el vector del adenovirus, por lo que este podría atacarlo y reducir el efecto de la vacuna. En otras palabras, la seguridad de la vacuna es alta, pero su eficacia podría ser insuficiente.

3. Vacuna de ácido nucleico
Las vacunas de ácido nucleico incluyen las vacunas de ARNm y las vacunas de ADN, que inyectan directamente en el cuerpo humano genes que codifican la proteína S, el ARNm o el ADN, y utilizan células humanas para sintetizar la proteína S en el cuerpo humano y estimular la producción de anticuerpos. En términos sencillos, equivale a entregar un archivo detallado del virus al sistema inmunitario. La vacuna de ARNm contra la COVID-19, aprobada por Modena (Estados Unidos) para ensayos clínicos de fase II, es una vacuna de ácido nucleico.

Las ventajas de las vacunas de ácido nucleico son: no requieren la síntesis de proteínas ni virus durante su desarrollo, su proceso es sencillo y su seguridad es relativamente alta. Las vacunas de ácido nucleico son nuevas tecnologías para la investigación y el desarrollo de vacunas que se están explorando activamente en todo el mundo, y actualmente no existe ninguna vacuna de ácido nucleico en el mercado. Algunos organismos de alto nivel en China están investigando esta vía.

La tecnología de esta vacuna es demasiado nueva y no existe un precedente exitoso, por lo que no sé dónde podría haber una falla en el proceso de desarrollo. Desde una perspectiva industrial, aunque el proceso de producción en sí no es complejo, la mayoría de los países del mundo tienen una base relativamente débil en este campo, y aún no se ha establecido una cadena de suministro de producción en masa estable y controlable. Por lo tanto, sus deficiencias son: no existe un precedente exitoso, la mayoría de los países no pueden producir a gran escala y podría ser difícil distribuirla a países de bajos ingresos debido a su alto precio.

4. Vacuna de proteína recombinante
La vacuna de proteína recombinante, también conocida como vacuna de subunidad recombinante de ingeniería genética, utiliza métodos de ingeniería genética para producir en masa la proteína S, que probablemente sea un antígeno del nuevo coronavirus, e inyectarla en el cuerpo humano para estimular la producción de anticuerpos. Equivale a producir por separado los componentes clave de muchos nuevos coronavirus, no un virus completo, y a transferirlos al sistema inmunitario. China domina la producción a gran escala de proteínas de vacunas de alta calidad y pureza, una vía técnica que permite producir vacunas rápidamente a gran escala.

Las ventajas de las vacunas de subunidades recombinantes son: seguridad, alta eficiencia y producción a gran escala. Esta vía tiene un precedente exitoso, y la vacuna de subunidades de ingeniería genética más exitosa es la vacuna contra el antígeno de superficie de la hepatitis B.

La desventaja de las vacunas de subunidades recombinantes es la dificultad de encontrar un sistema de expresión adecuado. Su antigenicidad se ve afectada por el sistema de expresión seleccionado, por lo que este debe seleccionarse cuidadosamente al preparar la vacuna.

5. Vacuna vectorial del virus de la influenza atenuada
La vacuna vectorial atenuada contra la influenza utiliza una vacuna atenuada contra el virus de la influenza, aprobada para su comercialización como portadora, que porta la proteína S del nuevo coronavirus y coestimula la producción de anticuerpos contra ambos virus en el cuerpo humano. En resumen, esta vacuna es un virus de fusión formado por el virus de la influenza de baja toxicidad que lleva la «capa» de la proteína S del nuevo coronavirus, lo que puede matar dos pájaros de un tiro y prevenir la influenza y el nuevo coronavirus. Cuando la epidemia de neumonía por coronavirus se superpone con la influenza, su importancia clínica es muy grande. Dado que el virus de la influenza atenuado es fácil de infectar la cavidad nasal, esta vacuna solo puede administrarse por goteo nasal.

Las ventajas de la vacuna vectorial del virus de la influenza atenuado son: una vacuna previene dos enfermedades, vacunación menos frecuente y método de vacunación sencillo.

Las vacunas de virus vivos atenuados son un tipo de vacuna muy importante. Las vacunas vivas atenuadas que solemos tener son: la vacuna viva atenuada contra la encefalitis japonesa, la vacuna viva atenuada contra la hepatitis A y la vacuna viva atenuada contra el sarampión. Sin embargo, la desventaja de las vacunas vivas atenuadas es que su desarrollo es largo.

Cabe señalar que esta ruta técnica no atenúa directamente el nuevo coronavirus en una vacuna, porque requiere un cultivo de virus a largo plazo y una atenuación y detección de pasajes; utiliza una vacuna de virus de influenza atenuada como portador. , La proteína S causante de la enfermedad del nuevo coronavirus se transfiere a la vacuna de virus de influenza atenuada a través de métodos de bioingeniería, de modo que se puede ahorrar una gran cantidad de tiempo de cultivo, pasaje, atenuación y detección de virus.

¿Cuál es la dificultad en el desarrollo de una vacuna?

La investigación y el desarrollo de una nueva vacuna contra la neumonía por coronavirus enfrentan muchas dificultades y obstáculos.

Dificultad uno: reconocer el nuevo virus
Para derrotar a un nuevo virus, los científicos primero deben reconocerlo y comprenderlo. El nuevo coronavirus es el tercer coronavirus que ha causado infecciones humanas a gran escala mediante transmisión entre especies en los últimos 18 años. Los dos anteriores son el SARS y el MERS.

La experiencia en investigación con virus similares puede ayudarnos a comprender mejor los nuevos virus. Lamentablemente, hasta la fecha no se han desarrollado vacunas ni fármacos para un tipo específico de coronavirus, y ni el SARS ni el MERS cuentan con fármacos específicos ni vacunas comercializadas con éxito. En comparación con otros virus, aún sabemos poco sobre las características biológicas, el proceso de infección, la patogenicidad del nuevo coronavirus y la respuesta inmunitaria del cuerpo humano. Nos llevará mucho tiempo comprender a fondo el nuevo coronavirus.

Sin embargo, el SARS y el MERS han mejorado nuestra comprensión del coronavirus. Tras el brote, científicos chinos completaron rápidamente la secuenciación genética del nuevo coronavirus y el aislamiento de la cepa, sentando una base sólida para la investigación y el desarrollo de vacunas.

Dificultad 2: El virus se transformará
El nuevo coronavirus es un virus de ARN altamente glicosilado, lo que significa que es fácil de transformar y provocar que la vacuna falle.

La glicosilación es una modificación postraduccional de proteínas, extensa, compleja y variable, que desempeña un papel importante en las células y el organismo. Algunos investigadores han comparado los sitios de glicosilación de virus con envoltura comunes: el virus de la hepatitis C tiene de 4 a 11 sitios de glicosilación, el virus de la influenza tiene de 5 a 11 sitios de glicosilación, el virus del Ébola de Pulmón tiene de 8 a 15 sitios de glicosilación, y el VIH tiene hasta 20 a 30 sitios de glicosilación.

Estos sitios de glicosilación hacen que el virus sea propenso a diversas mutaciones. Una vez glicosilado, el virus se disfraza. Los anticuerpos producidos tras la inyección de la vacuna podrían no identificar con precisión el virus en el cuerpo y, por lo tanto, no podrían prevenirlo. El sitio de glicosilación del VIH es de 3 a 6 veces mayor que el del virus de la influenza, lo cual constituye una de las principales razones del retraso en el desarrollo de la vacuna contra el SIDA.

Las últimas investigaciones demuestran que el nuevo coronavirus es una partícula esférica altamente glicosilada con una estructura enorme, ¡con al menos 66 sitios de glicosilación! El sitio de glicosilación del nuevo coronavirus es al menos el doble que el del VIH, lo que también dificulta enormemente el desarrollo de una vacuna.

Dificultad tres: La vacuna podría ser perjudicial para los humanos
La nueva vacuna contra el coronavirus es un arma para que los humanos combatan el virus, pero el efecto ADE puede agravar el daño a los humanos. ADE significa que, cuando el cuerpo se infecta con un patógeno, el anticuerpo neutralizante original no solo no puede impedir que el virus invada las células humanas, sino que algunos virus pueden reproducirse o infectar significativamente con la ayuda de anticuerpos específicos, causando daños patológicos más graves. El efecto ADE se ha convertido en uno de los principales obstáculos en las décadas de ardua investigación y desarrollo de vacunas contra el dengue.

Los científicos han descubierto el efecto del ADE en experimentos con primates para el desarrollo de vacunas contra el SARS: si los monos se vacunan con la “vacuna recombinante vaccinia-SARS” que expresa la proteína de pico del virus del SARS y luego se infectan con el virus del SARS, la lesión pulmonar aguda aumentará. . En vista de la estructura de la proteína de pico y el mecanismo de infección similares del nuevo coronavirus y el virus del SARS, la vacuna contra el nuevo coronavirus también tiene el riesgo de ADE y debe considerarse y estudiarse cuidadosamente en el diseño de la vacuna.

Sin embargo, recientemente hay buenas noticias al respecto. El 6 de mayo, científicos chinos tomaron la iniciativa al publicar los resultados de experimentos con animales de la vacuna contra el nuevo coronavirus en la prestigiosa revista académica internacional «Science»: «Desarrollo rápido de la vacuna inactivada del virus SARS-CoV-2″. Los investigadores desarrollaron una vacuna candidata inactivada purificada contra el nuevo coronavirus para su uso en experimentos con animales. Entre ellos, en 4 monos rhesus del grupo de dosis alta no se detectó el virus en la garganta, el ano ni los pulmones, y no se observó ADE al séptimo día después de la infección.

Además de las tres dificultades mencionadas, podrían surgir muchas dificultades inesperadas en el desarrollo de nuevas vacunas contra el coronavirus que deberán superarse una por una, ya que nadie puede garantizar el éxito del desarrollo de la vacuna. El VIH es un virus ARN. Se han desarrollado vacunas desde la década de 1980 y, hasta la fecha, no han tenido éxito.

Sin embargo, el desarrollo de la vacuna contra la COVID-19 china avanza sin contratiempos, lo que genera confianza en los resultados de la investigación y el desarrollo. Wang Junzhi, académico de la Academia China de Ingeniería, afirmó: «Hasta la fecha, las cinco principales direcciones técnicas chinas para las vacunas avanzan sin contratiempos. Investigación y desarrollo de la vacuna contra la COVID-19 china».