Fas III-studier för ett COVID-19-vaccin pågår i flera länder. ER Productions Limited / Getty Images

När hösten närmar sig snabbt undrar många om loppet för ett vaccin kommer att bära frukt redan i januari 2021.

Jag är en läkare-forskare och specialist på infektionssjukdomar vid University of Virginia, där jag tar hand om patienter och bedriver forskning om COVID-19. Ibland frågas jag hur jag kan vara säker på att forskare kommer att utveckla ett framgångsrikt vaccin för att förhindra COVID-19. När allt kommer omkring har vi fortfarande inte ett för HIV, viruset som orsakar AIDS.

Här är den nuvarande forskningen, där jag tror att vi kommer att vara inom fem månader och varför du kan vara optimistisk när det gäller leverans av ett COVID-19-vaccin.

1. Mänskligt immunsystem botar COVID-19

In så många som 99% av alla COVID-19 fall, patienten återhämtar sig från infektionen, och viruset rensas från kroppen.

En del av dem som har haft COVID-19 kan ha låga nivåer av virus i kroppen i upp till tre månader efter infektion. Men i de flesta fall kan dessa individer inte överföra viruset till andra människor tio dagar efter att först ha blivit sjuk.

Det borde därför vara mycket lättare att göra ett vaccin mot det nya coronavirus än för infektioner som HIV där immunsystemet inte bota det naturligt. SARS-CoV-2 muterar inte det sätt som HIV gör, vilket gör det till ett mycket lättare mål för immunsystemet att dämpa eller för att kontrollera ett vaccin.

2. Antikroppar riktade mot spikprotein förhindrar infektion

Ett vaccin kommer delvis att skydda genom att inducera produktionen av antikroppar mot spikproteinet på ytan av SARS-CoV-2, viruset som orsakar COVID-19.

När en Y-formad antikropp (grön) binder till spikproteinet (blått och brunt) hos SARS-CoV-2, kan coronaviruset inte infektera celler. vdvornyk / iStock / Getty Images Plus

Viruset behöver spikproteinet att fästa vid och komma in i mänskliga celler för att reproducera. Forskare har visat att antikroppar, liksom de som framställts av det mänskliga immunsystemet, binder till piggproteinet, neutraliserar det och förhindrar koronaviruset från att infektera celler i laboratoriekultur.

Vacciner i kliniska studier har visat sig öka antispikantikroppar som blockerar virusinfektion i celler i laboratoriet.

Minst sju företag har utvecklat monoklonala antikroppar, laboratorietillverkade antikroppar som känner igen spikproteinet. Dessa antikroppar går in i kliniska prövningar för att testa deras förmåga att förhindra infektion hos de som exponeras, till exempel genom en hushållskontakt.

Monoklonala antikroppar kan också vara effektiva för behandling. Under en infektion kan en dos av dessa monoklonala antikroppar neutralisera virus, vilket ger immunsystemet en chans att fånga upp och tillverka sina egna antikroppar för att bekämpa patogenen.

3. Spikglykoprotein innehåller flera mål

Spikproteinet har många platser där antikroppar kan binda till och neutralisera viruset. Det är goda nyheter eftersom det med så många utsatta fläckar kommer att vara svårt för viruset att mutera för att undvika ett vaccin.

Flera delar av piggen skulle behöva muteras för att undvika neutraliserande antikroppar mot antikroppar. För många mutationer i spikproteinet skulle ändra dess struktur och göra det oförmöget att binda till ACE2, vilket är nyckeln till att infektera mänskliga celler.

4. Vi vet hur man gör ett säkert vaccin

Säkerheten för ett nytt COVID-19-vaccin förbättras av forskarnas förståelse för potentiella biverkningar av vaccin och hur man kan undvika dem.

En biverkning som tidigare setts var antikroppsberoende förbättring av infektion. Detta inträffar när antikroppar inte neutraliserar viruset utan istället låter det tränga in i celler via en receptor avsedd för antikroppar. Forskare har funnit det av immunisering med spikproteinetkan höga nivåer av neutraliserande antikroppar produceras. Detta minskar risken för förbättring.

Ett andra potentiellt problem som vissa vacciner medför är en allergisk reaktion som orsakar inflammation i lungan, vilket sågs hos individer som fick en vaccin mot respiratorisk syncytialvirus på 1960-talet. Detta är farligt eftersom inflammation i lungluftsutrymmen kan göra det svårt att andas. Men forskare har nu lärt sig hur man utformar vacciner som ska undvikas detta allergiska svar.

5. Flera olika vacciner under utveckling

Den amerikanska regeringen stöder utvecklingen av flera olika vacciner via Operation Varp Speed.

Målet med Operation Warp Speed ​​är att leverera 300 miljoner doser av ett säkert och effektivt vaccin i januari 2021.

Den amerikanska regeringen gör stora investeringar, åtar sig US $ 8 miljarder till sju olika COVID-19-vacciner.

Genom att stödja flera COVID-19-vacciner säkrar regeringen sina satsningar. Endast ett av dessa vacciner behöver bevisa säkert och effektivt i kliniska prövningar för ett COVID-19-vaccin som ska göras tillgängligt för amerikaner 2021.

6. Vacciner som passerar genom fas I- och II-försök

Fas I- och fas II-studier testar om ett vaccin är säkert och inducerar ett immunsvar. Redan resultat hittills från tre olika vaccinstudier är lovande, vilket utlöser produktionen av antikroppsneutraliserande antikropparnivåer som är två till fyra gånger högre än de som ses hos personer som har återhämtat sig från COVID-19.

modern, oxford och Kinesiska företaget CanSino har alla visat säkerheten för sina vacciner i fas I- och fas II-studier.

7. Kliniska fas III-studier pågår

Under en fas III-studie, det sista steget i vaccinutvecklingsprocessen, testas vaccinet på tiotusentals individer för att avgöra om det fungerar för att förhindra infektion med SARS-CoV-2, och att det är säkert.

Vaccinet producerat av Moderna och NIH och vaccin från Oxford-AstraZeneca började fas III-försök i juli. Andra COVID-19-vacciner kommer att starta fas III inom veckor.

8. Accelerera produktion och distribution av vaccin

Operation Warp Speed ​​betalar för produktion av miljoner doser vacciner och stödjer vaccintillverkning i industriell skala redan innan forskare har visat vaccineffektivitet och säkerhet.

Fördelen med denna strategi är att när ett vaccin har bevisats säkert i fas III-studier, finns det redan ett lager av det och det kan distribueras omedelbart utan att kompromissa med den fullständiga bedömningen av säkerhet och effekt.

Detta är en mer försiktig inställning än den Ryssland, som vaccinerar allmänheten med ett vaccin innan det har visat sig vara säkert och effektivt i fas III.

9. Vaccinfördelare kontrakteras nu

McKesson Corp., den största vaccinedistributören i USA, har redan varit kontrakterats av CDC för att distribuera ett COVID-19-vaccin till platser - inklusive kliniker och sjukhus - där vaccinet kommer att administreras.

Jag tror att det är realistiskt att vi någon gång i slutet av 2020 kommer att veta om vissa COVID-19-vacciner är säkra, exakt hur effektiva de är och vilka som bör användas för att vaccinera den amerikanska befolkningen 2021.

Om författaren

William Petri, professor i medicin, University of Virginia

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

Kroppen håller poängen: Hjärnans själ och kropp i läkningen av trauma

av Bessel van der Kolk

Den här boken utforskar sambanden mellan trauma och fysisk och mental hälsa, och erbjuder insikter och strategier för läkning och återhämtning.

Klicka för mer info eller för att beställa

Breath: The New Science of a Lost Art

av James Nestor

Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av andning, och erbjuder insikter och tekniker för att förbättra fysisk och mental hälsa.

Klicka för mer info eller för att beställa

Växtparadoxen: de dolda farorna i "hälsosam" mat som orsakar sjukdomar och viktökning

av Steven R. Gundry

Den här boken utforskar kopplingarna mellan kost, hälsa och sjukdomar, och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.

Klicka för mer info eller för att beställa

Immunitetskoden: Det nya paradigmet för verklig hälsa och radikal anti-aging

av Joel Greene

Den här boken erbjuder ett nytt perspektiv på hälsa och immunitet, som bygger på principer för epigenetik och erbjuder insikter och strategier för att optimera hälsa och åldrande.

Klicka för mer info eller för att beställa

Den kompletta guiden till fasta: läka din kropp genom intermittent, varannan dag och förlängd fasta

av Dr Jason Fung och Jimmy Moore

Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av fasta och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.

Klicka för mer info eller för att beställa