De snelle ontwikkeling van coronavaccins

Toen de ziekenhuizen volliepen met mensen met (ernstige) corona werd duidelijk dat het snel ontwikkelen van een vaccin cruciaal was voor goede bescherming van de bevolking en voor het minimaliseren van het aantal ziekenhuisopnamen. Het moest snel maar ook zorgvuldig. Kon dat wel, sloot het een het ander niet uit?

Voor de ontwikkeling van een vaccin tegen een nieuw, nog onbekend virus is het ontrafelen van de genetische code van zo’n virus noodzakelijk. Dankzij nieuwe, snelle technieken en een ongekende wil tot samenwerking kwam op 11 januari 2020, enkele weken nadat het coronavirus ontdekt en geïsoleerd was, deze genetische code beschikbaar voor alle onderzoekers.

Wereldwijd kon gestart worden met de ontwikkeling van coronavaccins. Vaccinfabrikanten werden op allerlei manieren ondersteund door overheden, universiteiten en internationale gezondheidsorganisaties zoals de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO), de Bill & Melinda Gates Foundation en de Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI). De WHO had een document opgesteld dat beschreef waar coronavaccins precies aan moesten voldoen, en een gestandaardiseerd protocol voor fase III-onderzoek bij mensen. Hiermee gingen de fabrikanten aan de slag.

Een vaccin in elf maanden

In de maand dat de WHO corona tot pandemie uitriep, maart 2020, waren er al zo’n twintig vaccins in ontwikkeling. De eerste vier daarvan werden al bij mensen getest. Op 21 december 2020 gaven het Europese geneesmiddelenagentschap (EMA) en de Europese Commissie toestemming voor voorwaardelijke toelating van het eerste coronavaccin tot de Europese markt, het mRNA-vaccin van Pfizer-BioNTech. Snel daarna volgde een tweede mRNA-vaccin van fabrikant Moderna en twee virale vectorvaccins, een van AstraZeneca in samenwerking met de universiteit van Oxford en een van de Nederlandse farmaceut Janssen, onderdeel van de firma Johnson & Johnson.

Deze ongelooflijke prestatie riep veel vragen op. Kan een vaccin dat zo snel is ontwikkeld wel veilig zijn? Is het wel voldoende getest? Normaal duurt de ontwikkeling van een nieuw vaccin van ontwerp tot markttoelating twaalf tot vijftien jaar (zie figuur). Dit keer was het in elf maanden gelukt.

Tijd winnen bij vaccinontwikkeling

Welke factoren hebben bijgedragen aan die snelle ontwikkeling? Allereerst was de ontwerp- en testfase in proefdieren aanzienlijk korter, doordat men al ervaring met een aantal nieuwe technieken en onderzoek naar de afweer had opgedaan bij de ontwikkeling van vaccins tegen ebola en twee ernstige luchtweginfecties, severe acute respiratory syndrome (SARS) en middle east respiratory syndrome (MERS), veroorzaakt door virussen verwant aan het coronavirus. Verder boekte men forse tijdwinst doordat onderzoeken bij proefpersonen gecombineerd konden worden of tegelijkertijd in plaats van na elkaar uitgevoerd zonder dat dit ten koste ging van de veiligheid. Alle essentiële stappen in het ontwikkeltraject werden wel degelijk uitgevoerd.

Onderzoeksfasen bij de ontwikkeling en productie van vaccins, en de tijdwinst bij de ontwikkeling van coronavaccins. Na de testfase in proefdieren wordt een kansrijk vaccin getest in proefpersonen. In testfase I zijn dit een tiental gezonde volwassen vrijwilligers om te bepalen of het vaccin veilig is en of het een afweerreactie opwekt. In testfase II zijn het een honderdtal proefpersonen uit de doelgroep om de optimale dosering te bepalen. In de laatste fase III zijn het meer dan tienduizend deelnemers om de werkzaamheid, de bescherming tegen ziekte en de veiligheid te bepalen door het aantal coronagevallen (met gedefinieerde klachten en aantoonbaar virus) en het optreden van bijwerkingen te vergelijken tussen een grote groep gevaccineerden en een controlegroep van ongevaccineerden. Gegevens uit alle testfasen en uit het productieproces worden beoordeeld voordat het vaccin tot de markt kan worden toegelaten. Vaccins halen die eindstreep echter lang niet altijd. © Stichting BWM

Vroeg starten met productie

De grootste tijdwinst werd geboekt door al te starten met grootschalige vaccinproductie voordat de resultaten uit het testfase III-onderzoek bij proefpersonen bekend waren. Normaal gesproken nemen fabrikanten dit financiële risico niet, maar doordat diverse overheden al op voorhand vaccins bestelden en daarmee garant stonden voor afname, was dit probleem opgelost. Hierdoor konden levering en vaccinatie starten zodra het vaccin op de markt was toegelaten.

Ook het bundelen van krachten versnelde de vaccinontwikkeling. Het kleine biotechbedrijf BioNTech en de universiteit van Oxford, die beide een innovatief vaccin ontwikkeld hadden, gingen allianties aan met respectievelijk Pfizer en AstraZeneca, grote farmaceutische bedrijven die veel ervaring hebben met het op grote schaal produceren en op de markt brengen van vaccins.

Vergunningsprocedure versnellen

Zelfs bij de laatste stap in het ontwikkeltraject van vaccins, het aanvragen van een handelsvergunning (in Europa bij EMA), is het proces in elkaar geschoven. EMA heeft extra personeel ingezet en is, geholpen door experts uit de lidstaten zoals van het College ter Beoordeling van Geneesmiddelen (cbg), al in een vroeg stadium in gesprek gegaan met de vaccinfabrikanten om verwachtingen op elkaar af te stemmen.

Ook werd in deze stap gebruikgemaakt van een zogeheten rolling review-procedure, waarbij dossieronderdelen konden worden ingediend en beoordeeld zodra ze beschikbaar kwamen. Normaal wordt een aanvraag pas in behandeling genomen als het dossier compleet is. Dit bracht de totale beoordelingstijd van de EMA voor het Pfizer-BioNTech-vaccin terug van normaal circa 210 dagen naar 77 dagen, een tijdwinst van drie maanden. De vaccins moesten uiteraard aan dezelfde wettelijke vereisten voor productkwaliteit, veiligheid en werkzaamheid voldoen als andere geneesmiddelen en de voordelen van het vaccin moesten opwegen tegen de risico’s.

Vaccinatiecampagne startklaar

De nationale overheden bereidden zich ondertussen voor op een grootschalige vaccinatiecampagne, zodat wanneer er een coronavaccin op de markt zou komen, het direct kon worden ingezet. Maar welk vaccin zou als eerste de eindstreep halen en hoe daarop in te spelen?

De ontwikkeling van de innovatieve mRNA- en virale vectorvaccins ging weliswaar voortvarend, maar het was onduidelijk of het productieproces op te schalen was, of er snel voldoende hoeveelheden vaccins konden worden geproduceerd en hoe effectief ze zouden zijn.

Daarnaast waren er ook fabrikanten bezig met conventionelere typen vaccins, zoals de eiwitvaccins bekend van griepvaccinatie en vaccins gebaseerd op een levend, verzwakt virus, dat ook wordt gebruikt tegen mazelen en bof. Het voordeel hiervan was dat het beproefde technieken zijn waarmee al met succes talrijke vaccins in grote hoeveelheden zijn geproduceerd. Het nadeel was een langer ontwikkeltraject, bijvoorbeeld doordat het virus eerst op grote schaal moest worden gekweekt.

In de race naar de eindstreep deelden de vaccinfabrikanten hun veiligheids- en immuniteitsdata, een maat voor de werkzaamheid van de vaccins, met wetenschappelijke experts van de Europese lidstaten zodra ze beschikbaar waren. Zo konden de experts inschatten welke vaccins veelbelovend waren en kon de Europese Commissie afnameovereenkomsten afsluiten. De vier innovatieve coronavaccins kwamen als eerste over de finishlijn, vlak na elkaar. De mRNA-vaccins bleken een veel hogere werkzaamheid te hebben dan men van tevoren had gedacht.