Vnos cepiva v telo pomaga telesu ustvariti zaščito pred boleznijo

Cepivo je visoko reguliran biološki pripravek, ki vzbudi imunski sistem posameznika, da ta razvije imunost proti specifični bolezni. Na ta način cepiva varujejo osebo pred samo boleznijo oz. okužbo. Cepljenje je pravzaprav vnos cepiva v telo, kar imunskemu sistemu pomaga ustvariti zaščito pred boleznijo. Gre za enega izmed najpomembnejših javnozdravstvenih ukrepov, ki pomembno prispeva k preprečevanju in obvladovanju nalezljivih bolezni po svetu. S pomočjo cepljenja so postale številne nalezljive bolezni nadzorovane in obvladljive (npr. davica, rdečke, mumps, ošpice), nekatere pa smo skoraj že izkoreninili (npr. otroška paraliza) oz. smo jih celo izkoreninili (npr. črne koze). Osnovni namen cepljenja je zaščita cepljene osebe pred nalezljivo boleznijo, vendar pa to ni edina pozitivna lastnost, ki jo lahko dosežemo s cepljenjem. Ob visokem deležu cepljenih oseb v neki skupnosti lahko dosežemo t. i. kolektivno ali čredno imunost, kar pomeni, da je delež cepljenih oseb tako visok, da so tudi osebe, ki niso cepljene, pravzaprav zaščitene. Ko govorimo o cepivih, le redko pomislimo na pravno-formalno zaščito takega izdelka. Govorimo namreč o zaščiti intelektualne lastnine, ki je zelo pomembna. Slednja se nanaša na vrsto lastnine, ki izhaja iz človekovega razuma oz. intelekta in katero lahko zaščitimo kot industrijsko lastnino. Ker je cepivo sestavljeno iz več sestavin (zdravilna učinkovina, pomožne snovi, dostavni sistem), je zaščita intelektualne lastnine za cepiva raznovrstna. Zavarujemo lahko samo cepivo, postopek pridobivanja cepiva, določeno pomožno snov oz. zdravilno učinkovino, ki je sestavni del cepiva, formulacijo (dostavni sistem) ali celo distribucijo cepiv (poseben način transporta in shranjevanja). Pri cepivih lahko zavarujemo tudi tržno ime cepiva. (1) V splošnem, kadar govorimo o zaščiti, mislimo na patentno zaščito, za katero velja, da je to izključna pravica fizične ali pravne osebe za izum, ki je nov, na inventivni ravni in je industrijsko uporabljiv. Patenti zagotavljajo zaščito izumov, vendar se moramo zavedati, da niso vsi izumi patentabilni, kar pa je opredeljeno že v osnovni definiciji patenta. Lastnik patenta ima tako ekskluzivno pravico za uporabo izuma, kar pa je omejeno tako časovno (20 oz. največ 25 let) kot tudi geografsko (velja le v državah, v katerih je patent vložen). Patenti so javno objavljeni in so prosto dostopni na medmrežju (SIPO, WIPO, European Patent Office). (2)

RAZVOJ CEPIVA

Cepljenje je poznano že zelo dolgo. Začetki cepljenja segajo v 10. stoletje n. š., ko so Kitajci prvi odkrili posebno metodo cepljenja, imenovano variolacija, ki so jo potem uporabljali še dolga leta. Variolacija se je uporabljala za imunizacijo posameznikov proti virusu črnih koz (3). Ljudi, ki še niso zboleli, so izpostavili materialom, ki so jih odvzeli bolniku oz. nedavno okuženemu posamezniku, in na ta način so ljudje razvili blago, lokalizirano okužbo, katere simptomi so sčasoma izginili. S tem so ljudje uspešno okrevali in razvili odpornost proti tej takrat hudi bolezni. (3) Z zlatimi črkami pa sta v zgodovino cepljenja vpisana tudi Edvard Jenner, ki je v 18. stoletju prvič opravil cepljenje proti črnim kozam, in Louis Pasteur, ki je uporabil cepivo pri dečku, ki ga je ugriznil stekel pes.

EKSPERIMENTALNA FAZA

Ločimo več vrst cepiv:

Živa, oslabljena (atenuirana) cepiva

Proizvajajo jih v laboratorijih s spreminjanjem virusov ali bakterij, ki povzročajo bolezen. Ta vrsta cepiv pravzaprav posnema naravno okužbo in s tem ustvarja močan, dolgotrajen ter učinkovit imunski odziv. Kljub pozitivnim lastnostim pa so tu še nekatere omejitve. Ravno zaradi dejstva, da tovrstna cepiva vsebujejo majhno količino oslabljenega živega virusa, se morajo ljudje z oslabljenim imunskim sistemom in tisti, ki so jim presadili organ, pred cepljenjem posvetovati z zdravnikom. Poleg tega sta shranjevanje in distribucija tovrstnih cepiv zahtevni, saj jih moramo hraniti na hladnem. Primeri cepiv: cepivo OMR (ošpice, mumps, rdečke), cepivo proti rotavirusom, cepivo proti rumeni mrzlici. (4)

Mrtva, inaktivirana cepiva

Tovrstna cepiva se proizvajajo z gojenjem bakterij ali virusov v gojišču, čemur sledi inaktivacija le-teh s toploto in/ali kemikalijami (npr. formalin). Običajno ne zagotavljajo tako močne zaščite kot živa oslabljena cepiva, kar pomeni, da bo za zagotovitev zaščite pred patogenom potrebnih več osvežitvenih odmerkov. Prvi odmerek cepiva običajno le pripravi oz. aktivira imunski sistem, medtem ko se imunski odziv, ki zagotavlja zaščito, razvije šele po aplikaciji drugega ali tretjega odmerka. Prednost tovrstnih cepiv je v tem, da nikakor ne morejo povzročiti bolezni niti pri osebah z oslabljenim imunskim sistemom, kljub temu da vsebujejo patogen, ki je inaktiviran. Primeri cepiv: cepivo proti gripi, cepivo proti otroški paralizi, cepivo proti klopnemu meningoencefalitisu, cepivo proti hepatitisu A in B, cepivo proti steklini, cepivo proti koleri, cepivo proti tifusu. (5)

Cepiva iz očiščenih delov mikroorganizmov (angl. subunit vaccines)

V to skupino cepiv uvrščamo čista polisaharidna, konjugirana in rekombinantna cepiva ter toksoide. Čista polisaharidna cepiva so sestavljena iz dolgih verig molekul sladkorja, ki tvorijo povrhnjo kapsulo nekaterih bakterij. Posebnost teh cepiv je, da aktivirajo celice B neodvisno od celic T, kar pomeni, da pretežno nastanejo protitelesa vrste IgM in spominske celice B ter je s tem aktivnost protiteles manjša (kot sicer, če bi prevladala protitelesa vrste IgG). (6) Glavna težava čistih polisaharidnih cepiv je v tem, da se otroci, mlajši od dveh let, ne odzovejo dosledno na prejeti odmerek cepiva zaradi nerazvitosti imunskega sistema. V splošnem velja, da ponavljajoči se odmerki cepiv vodijo v povišanje titra protiteles v krvi. Nasprotno, to ne velja za polisaharidna cepiva ravno zaradi nastajanja protiteles IgM, ki jih naše telo proizvaja najprej po okužbi. Te težave pri čistih polisaharidnih cepivih so rešili s procesom, imenovanim konjugacija, kjer so polisaharid kemijsko vezali na proteinsko molekulo. Na ta način so nastala konjugirana cepiva, ki povečajo imunogenost tudi pri otrocih, mlajših od dveh let, hkrati je imunski odziv odvisen tudi od T-celičnega odziva, titer protiteles pa se povečuje z dodatnimi odmerki. Primeri cepiv: cepivo proti meningokokom, cepivo proti pnevmokokom. (7) Rekombinantna cepiva so cepiva, pridobljena z genetskim inženirstvom. Za izdelavo tovrstnih cepiv se najpogosteje uporabljajo bakterijske celice, kvasovke ali živalske celice (npr. celice ovarijev kitajskega hrčka, CHO), kjer se iz virusa ali bakterije vzame majhen košček molekule DNA, ki se jo nato vstavi v proizvodne celice, nakar pa pride do nastanka proteina, ki je odgovoren za aktivacijo imunskega sistema. Dobljeni protein se nato očisti in uporabi kot učinkovina v samem cepivu. Primer: cepivo proti hepatitisu B, cepivo proti HPV. (8) Toksoidi so cepiva, ki jih pridobivamo iz toksinov bakterij, ki povzročajo določeno bolezen. V prvi vrsti se bakterijski toksini obdelajo s primerno koncentracijo formaldehida, kljub temu pa toksini obdržijo imunogenost. Imunski odziv našega telesa je torej usmerjen na toksin in ne na celoten patogen. Primeri cepiv: cepivo proti davici, cepivo proti tetanusu. (8)

VIRUSNA VEKTORSKA CEPIVA

Gre za relativno novo tehnologijo, ki so jo prvič uporabili v 80. letih prejšnjega stoletja. Prvo cepivo s to tehnologijo je bilo registrirano v obdobju pandemije SARS-CoV-2, in sicer ravno proti novemu koronavirusu. Gre za uporabo spremenjenega virusa (ta kodira za posamezen protein) kot vektorja, ki služi kot dostavni sistem (za dostavo genetskega materiala v celice z namenom aktivacije imunskega odziva). Primer virusa, ki je pogosto uporabljen pri tovrstnih cepivih, je adenovirus oz. različne vrste adenovirusa, za katere velja, da pri človeku ne povzročajo nobene bolezni. (9)

CEPIVA, KI VSEBUJEJO NUKLEINSKE KISLINE

Delimo jih na cepiva na osnovi plazmide DNA in mRNA cepiva. Gre za relativno novo tehnologijo pri razvoju cepiv. Prvo mRNA cepivo, ki je bilo razvito s pomočjo te tehnologije in tudi registrirano, je cepivo proti SARS-CoV-2. Uporabljena informacijska RNA vsebuje spremenjene nukleozide, hkrati pa je obdana z lipidno ovojnico, ki omogoča dostavo mRNA v celico. Slednja kodira za določeno beljakovino (pri cepivu proti SARS-CoV-2 je to protein S), kar pomeni, da sama molekula mRNA daje informacijo našim celicam, kako ustvariti beljakovino, ki bo potem sprožila imunski odziv. Sledi nastanek nevtralizirajočih protiteles, kar prispeva k zaščiti proti okužbi. (10) Cepiva na osnovi plazmidne DNA vsebujejo majhen del/sekvenco molekule DNA, imenovan plazmid, ki vsebuje gene, ki kodirajo proteine iz patogena. Izdelava tovrstnih cepiv je dobro poznana in uveljavljena, kar omogoča hiter razvoj cepiv. Izredno pomembna lastnost je tudi dobra stroškovna učinkovitost (angl. cost-effectiveness), saj je proizvodnja takih cepiv relativno poceni. Trenutno na tržišču še ni registriranega cepiva na osnovi plazmidne DNA, so pa vsekakor obetajoča in jih lahko pričakujemo že v bližnji prihodnosti. (11)

PREDKLINIČNO PRESKUŠANJE

Ko se izbere ustrezen antigen oz. zdravilna učinkovina in je cepivo pravzaprav izdelano, sledi predklinično preskušanje cepiva. Pri tem se uporabljajo tkivno-celični kulturni sistemi, značilno pa je tudi testiranje na živalih z namenom določanja varnosti in imunogenosti eksperimentalnega cepiva. Pri predkliničnem testiranju določamo torej in vitro ter in vivo lastnosti cepiv. Živalski modeli so pravzaprav nekakšen približek človeka, saj je dogajanje v njihovem organizmu dokaj podobno. To je zelo pomembno, saj tovrstna preskušanja dajejo dragocene informacije o cepivu in uspešno predklinično preskušanje pomeni vstopnico za nadaljnja klinična preskušanja. Ti podatki pomagajo pri odločitvah o izbiri načina odmerjanja in aplikacije cepiva. Neklinične študije morajo podati oceno imunskega odziva (titer nevtralizirajočih protiteles in opsonofagocitna aktivnost), ki vodi v zaščito pred okužbo. V primeru, da je cepivo sestavljeno iz več kot enega antigena (npr. cepivo proti oslovskemu kašlju), je treba oceniti imunski odziv na vsak posamezen antigen. Kljub tej navidezni podobnosti med živalskim modelom in ljudmi pa je obnašanje cepiv pri ljudeh pogosto različno in na ta način živalski model ne predvidi imunogenosti in učinkovitosti pri ljudeh. Največkrat se v ta namen uporabljajo transgene miši (tj. miš, katere genom je spremenjen), podgane in opice. Običajno trajajo tovrstne raziskave eno do dve leti. (12)

KLINIČNO PRESKUŠANJE

Šele ko je v zadostni meri dokazana varnost preiskovanega cepiva, se lahko začne preskušanje na ljudeh (prostovoljcih). Če želi proizvajalec cepiva začeti klinično preskušanje, mora vložiti vlogo za odobritev kliničnega preskušanja pri pristojnem nacionalnem organu države, v kateri želi izvajati preskušanje. Pri tem morajo upoštevati načela dobre klinične prakse, ki zajemajo načela o zasnovi študije, beleženju rezultatov in poročanju o njih z namenom zagotovitve etičnosti preskušanj ter znanstveno utemeljenih dokazov. Prva faza kliničnega preskušanja zajema nekaj 10 zdravih prostovoljcev (običajno največ 100), kjer je glavni cilj ocena varnosti in imunskega odziva. V tej fazi se določajo tudi odmerki cepiva. V drugo fazo kliničnega preskušanja je vključenih več kot 100 prostovoljcev, kjer se ocenjuje imunski odziv na večjem številu ljudi. Od te faze naprej so vključeni ljudje z značilnostmi, podobnimi kot pri tistih, katerim je preiskovano cepivo tudi namenjeno. Mednje uvrščamo tudi kronične bolnike (sladkorna bolezen, srčno-žilna obolenja), ki imajo sicer večje tveganje za težji potek bolezni. Raziskovalci določajo optimalen odmerek cepiva in število odmerkov, ki naj bi jih posameznik prejel za zagotovitev zaščite. Tretja faza kliničnega preskušanja vključuje več tisoč prostovoljcev in se izvaja v več državah hkrati, kar pomeni, da je preskušanje multicentrično. Običajno imamo na eni strani kontrolno skupino, ki prejema placebo (npr. fiziološka raztopina), na drugi strani pa testno skupino, ki prejema dejansko cepivo. Poleg tega so tovrstna preskušanja randomizirana (ljudje, ki sodelujejo v kliničnih raziskavah, so naključno razvrščeni v eno izmed naštetih skupin), s placebom kontrolirana in dvojno slepa, kar pomeni, da niti preiskovanci niti zdravniki, ki beležijo rezultate raziskave, dejansko ne vedo, kaj je posameznik prejel (placebo ali cepivo). (13)

PRIDOBITEV DOVOLJENJA ZA PROMET

Po uspešno zaključenem kliničnem preskušanju proizvajalec zaprosi za pridobitev dovoljenja za promet z zdravilom oz. s cepivom pri regulatornem organu. Na področju Evropske unije je to Evropska agencija za zdravila (EMA). Pred tem pripravi obsežen dosje, imenovan skupni tehnični dokument (CTD), v katerem so navedeni podatki o kakovosti cepiva ter podatki o predkliničnih in kliničnih študijah, ki dajejo podatke o varnosti in učinkovitosti cepiva. Odbor za zdravila za uporabo v humani medicini (CHMP) pri Evropski agenciji za zdravila je odgovoren za znanstveno ovrednotenje te dokumentacije. Poleg tega oceni tudi razmerje med koristjo in tveganjem za cepivo, ki je v postopku pridobivanja dovoljenja za promet. V primeru, da so vsi navedeni podatki ustrezni in cepivo pridobi pozitivno mnenje Evropske agencije za zdravila ter vse potrdi tudi Evropska komisija, se obvestilo o dovoljenju za promet objavi v Uradnem listu Evropske unije. Evropska agencija za zdravila takoj objavi tudi poročilo o oceni zdravila oz. cepiva za humano uporabo, ki ga sestavi CHMP, in svoje mnenje o razmerju med koristjo in tveganjem, kjer seveda navaja razloge v korist izdaje dovoljenja za promet. (14)

SPREMLJANJE VARNOSTI IN UČINKOVITOSTI CEPIVA PO PRIDOBITVI DOVOLJENJA ZA PROMET

Gre za 4. fazo kliničnega preskušanja oz. farmakovigilanco, ki se izvaja v celotnem obdobju uporabe cepiv. Vključuje vse dejavnosti, ki so povezane z odkrivanjem, reševanjem in preprečevanjem sicer redkih neželenih dogodkov cepiv. Čeprav se varnost cepiv zelo vestno preverja že pred pridobitvijo dovoljenja za promet, je to področje izrednega pomena, saj se nekateri neželeni učinki pojavijo šele po daljšem obdobju spremljanja. V ta namen se pripravljajo posebna poročila za preučevanje neželenih dogodkov, ki jih obravnava znanstveni odbor za oceno tveganja na področju farmakovigilance pri Evropski agenciji za zdravila, ki lahko potrdi tudi odvzem dovoljenja za promet, če npr. oceni, da je tveganje za neželene učinke večje od koristi cepiva. (15)
Tako kot zdravila tudi cepiva vsebujejo zdravilno učinkovino (aktivna snov) in pomožne snovi. Zdravilna učinkovina je lahko preprosta biomolekula (npr. peptidi, proteini, polisaharidi …) ali kompleksna struktura, kot so npr. oslabljeni ali inaktivirani mikroorganizmi ali njihovi delci. Zdravilna učinkovina je pravzaprav antigen, tj. snov, ki reagira z imunskim sistemom in v telesu sproži nekakšen imunski odziv, sicer pa se veže na posebno mesto na protitelesih, in sicer na epitop. S pomožnimi snovmi uravnavamo fizikalno-kemijske lastnosti cepiva. Seznam pomožnih snovi z njihovimi vlogami in primeri je prikazan v spodnji preglednici (16).

Zgodovinsko gledano je razvoj cepiv pripomogel k manjši umrljivosti zaradi nalezljivih bolezni. Nekatere bolezni smo s cepljenjem uspeli celo izkoreniniti, kar pa nam brez tega zagotovo ne bi uspelo. Cepiva so torej kakovostni, varni in učinkoviti pripravki, ki omogočajo, da se zaščitimo pred nevarnimi okužbami, ki bi potencialno lahko ogrozile naše zdravje. Le s cepljenjem lahko dosežemo t. i. čredno imunost in zaustavimo napredovanje oz. sploh pojav epidemije.