Coronavaccin

De vaccinrace: welke variant haalt de eindstreep?

Thomas Ellison van het UC Davis Medical Center in Sacramento, Verenigde Staten, is een van de vele onderzoekers die volop jagen op een coronavaccinBeeld Hollandse Hoogte / Polaris Images

Ruim honderd vaccins tegen het coronavirus worden ontwikkeld. Welke variant haalt de eindstreep? ‘Op papier werken ze mooi, maar je moet ze in het lichaam aan de praat krijgen.’

De naam verraadt de nodige ambitie. Met de Operatie Warp Speed (‘sneller dan het licht’) wil president Donald Trump vaart zetten achter de productie van een vaccin tegen het nieuwe coronavirus. Details van het project ontbreken, maar ook hier is het motto ‘America first’, schreef wetenschapsblad Science deze week. In januari 2021 moeten er 300 miljoen doses klaarliggen, precies genoeg voor de hele Amerikaanse bevolking.

Dit plan botst, zacht uitgedrukt, met het streven van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) om van de zoektocht naar een coronavaccin een gezamenlijke inspanning te maken. De WHO probeert het internationale onderzoek te coördineren en afspraken te maken voor de eventuele verdeling van vaccins. Volgens de WHO zijn er nu 110 vaccins in ontwikkeling, waarvan acht de klinische fase hebben bereikt, wat wil zeggen dat ze op mensen worden getest. Dat aantal van 110 moet met een korreltje zout worden genomen, zei een ingewijde in datzelfde Science-artikel: “De helft van die projecten wordt gerund door bedrijfjes van drie onderzoekers, een secretaresse en een hond”.

Niettemin, de meeste deskundigen gaan ervan uit dat deze inspanningen over één à anderhalf jaar tot vaccins voor de gehele wereldbevolking moeten leiden. En wellicht zijn er begin 2021 al voldoende doses – enkele miljoenen – voor specifieke groepen, zoals zorgpersoneel. Tenminste, als alles meezit. Het zou een ongekende prestatie zijn. De geschiedenis leert dat de ontwikkeling van een vaccin vaak vele tegenslagen kent. Doorgaans vergt het een jaar of tien, het record staat met vijf jaar op het ebola-vaccin.

Dan is de vraag: staan er op die lijst van 110 kanshebbers om dit record te breken? Verderop staan vijf types vaccin beschreven. Wat zijn de voors en tegens van elk type?

Gaat u er even voor zitten

Dan moet ik eerst uitleggen hoe het immuunsysteem werkt, reageert Cécile van Els, immunoloog bij het RIVM en tevens hoogleraar vaccinologie aan de Universiteit Utrecht. “Het idee van vaccinatie is om het lichaam op een onschuldige manier kennis te laten maken met een ziekteverwekker zodat de afweer bij een echte infectie sneller in actie kan komen. De vraag is dan: waartegen leer je het immuunsysteem in actie komen en hóe moet het in actie komen?”

Het lichaam kent een aantal verdedigings­linies. Allereerst is er de aangeboren afweer die vreemde indringers met algemene middelen probeert te bestrijden. Maar die alarmeert ook het aangeleerde immuunsysteem, te beginnen met de zogeheten B-cellen die antistoffen ­produceren die specifiek tegen de indringers werkzaam zijn. Van Els: “Het duurt een paar dagen eer die productie op gang komt. Vandaar dat je van een nieuwe infectie ziek wordt. Maar niet alle B-cellen specialiseren zich tot antistoffabriekjes. Het lichaam houdt een deel ervan achter als geheugen voor een eventuele volgende infectie. Dan worden ze alsnog omgebouwd tot fabriekjes.”

Als het virus een lichaamscel is binnengedrongen, kunnen de antistoffen er niet meer bij. Dan nemen de zogeheten celdodende T-cellen, ook wel killer-T-cellen genoemd, het over. Kort gezegd: de activiteit van het virus in de cel, en daarmee de productie van lichaamsvreemde eiwitten, uit zich aan het celoppervlak. Van Els: “Dat oppervlak is een soort display waarop staat ‘ik ben een longcel’. Daar komt nu bij te staan: ‘met iets nieuws’. Voor de T-cel het signaal om deze cel te vernietigen.”

En dan zijn er, in dit grove overzicht, nog de helper-T-cellen. Ook zij registreren vreemde stoffen in een lichaamscel, maar dan gaat het om stoffen die door de cel zijn opgenomen en dus niet in de cel geproduceerd. Deze helper-T-cellen gaan echter niet tot de aanval over maar maken hulpstoffen voor de B- en killer-T-cellen aan. “En ze zorgen ervoor dat de boel weer tot rust komt als de infectie is bestreden.”

Test de verdedigingslinie

De effectiviteit van een vaccin hangt af van het aantal verdedigingslinies dat het activeert, en in welke mate het die activeert. Van Els: “De meeste vaccins zijn gebaseerd op het toedienen van een eiwit van het virus. Deze brengen dus alleen de afweer van B-cellen – die antistoffen maken – en de helper-T-cellen in stelling. De ­linie met de killer-T-cellen blijft onbenut.”

Beeld Photo News

Dat zet ook de vaccins met het geïnactiveerde virus op achterstand. En ook de DNA- en RNA-vaccins (zie verderop)? “Nee, deze niet. De genetische vaccins zetten de cel aan tot ­eiwitproductie. Die activiteit is aan de buitenkant te zien. Dus in principe boren zij daarmee ook de killer-T-celactiviteit aan.” 

In principe? “Tja, op papier werken die vaccins heel mooi, maar je moet ze in het lichaam en in de cel aan de praat zien te krijgen. Ook de alarmbellen van het aangeboren immuunsysteem moeten op het juiste moment afgaan. Dat is in de praktijk allemaal nog niet gelukt.”

We kennen het belang van die T-celrespons bij het nieuwe coronavirus ook niet goed, zegt Anke Huckriede, hoogleraar vaccinologie aan de RU Groningen. “We weten dat de antistoffen belangrijk zijn, maar niet of hun respons toereikend is. Maar ja, ik zou al heel blij zijn als we over een jaar een eiwitvaccin hebben dat 50 procent bescherming biedt.”

De grote kanshebbers

Beide hoogleraren zijn het meest enthousiast over de vaccins waarbij genetische informatie van het coronavirus met een ander, onschuldige virus wordt ingebracht. Van Els: “Die hebben toch enige virale activiteit waardoor ze alle linies aanboren.” Ze kunnen sneller door het ontwikkelingsproces, zegt Huckriede. “De producenten hebben ervaring met dit principe, en hebben met vergelijkbare vaccins tegen andere infectieziektes al enkele tests doorlopen. Het ziet er hoopvol uit. In Oxford, waar ze met dit type vaccin de klinische fase zijn begonnen, schatten ze de kans dat het gaat lukken op 80 procent. Dan zouden ze eind dit jaar enkele miljoenen doses kunnen hebben. Het is een gerenommeerd lab, ik heb geen reden om aan die uitspraak te twijfelen.”

VACCINTYPES

De wereldgezondheidsorganisatie (WHO) houdt bij hoeveel vaccins tegen het coronavirus in ontwikkeling zijn. De teller staat nu op 110. Het zijn vaccins in alle bekende varianten.

Levend verzwakt virus

Het klassieke vaccin bevat het virus zelf, alleen niet in vol ornaat maar in verzwakte vorm. Het pokken­vaccin is van deze variant, net als de vaccins tegen bof, mazelen of rode hond. Het grote voordeel: het immuunsysteem leert het virus in al zijn facetten kennen en trekt daarom bij het aanleren van een ­afweerreactie alle registers open. Deze vaccins zijn daardoor zeer ­effectief en geven vaak ook een blijvend resultaat. Er zit wel een ­risico aan. Het virus moet voldoende verzwakt zijn, anders lopen mensen door de inenting zelf de ziekte op en overlijden er misschien aan. Maar ook niet té ­verzwakt: dan geeft het geen ­immuunrespons. Het vinden van die balans, en vooral het aantonen dat deze werkzaam én veilig is, vergt veel tijd. Vandaar dat het ­verzwakte virus in deze race niet populair is: op de WHO-lijst van 110 staan er slechts drie.

Geïnactiveerd virus

Iets meer in trek is het vaccin met een dood virus – biologen spreken liever van een geïnactiveerd virus; ze betwijfelen of virussen wel ­leven. Met zo’n geïnactiveerd virus loop je niet het risico dat het zich in het lichaam gaat vermeerderen en de gevaccineerden ziek maakt. Althans, dat is de theorie. In de praktijk is het een hele kunst om te garanderen dat alle virussen in het vaccin uitgeschakeld zijn. Eén dosis bevat miljarden virussen. Die moeten zo goed als allemaal op non-actief zijn gezet, anders heeft ook dit vaccin een averechts effect. Voor het griepvaccin kan een ongevaarlijke variant van het virus worden ingezet, voor corona bestaat zo’n variant nog niet. Niet­temin worden al drie van dergelijke vaccins – alle uit China – op mensen getest.

Eiwit-vaccin

Je hoeft niet het hele virus aan te bieden, je kunt ook een vaccin maken met een markant stukje ervan. Zo’n veertig kandidaten volgen deze koers en de meeste zijn gebaseerd op het zogeheten spike-eiwit, waarmee het virus zich toegang tot de luchtwegcellen verschaft. Het voordeel is dat zo’n vaccin eenvoudig in grote hoeveelheden is te produceren, maar het is de kunst om het eiwit zo te kiezen en te maken dat het een goede immuunrespons geeft. In de praktijk valt dit tegen. Hulpstoffen, zogeheten adjuvanten, kunnen het vaccin, en daarmee het immuunsysteem nog een boost geven. Het griepvaccin is van dit type.

DNA- of RNA-vaccin

Je hoeft zelfs het eiwit niet aan te bieden, je kunt ook de genetische code ervoor in het vaccin stoppen en de cellen van de gastheer het werk laten doen. Dat kan met DNA, dat door de machinerie van de cel wordt afgelezen in zogeheten boodschapper-RNA, waarna het eiwit wordt gebouwd. Of direct met RNA dat in de cel meteen met het bouwen aan de slag gaat. Voordeel: als je die code weet, is het eenvoudig te produceren. Probleem: hoe zorg je dat die DNA-sliertjes niet door het immuunsysteem worden geweerd? En: hoe krijg je ze in voldoende mate de cel binnen? Daar is wel wat ervaring mee, met de immuuntherapie tegen kanker, maar een effectief vaccin is toch andere koek. Sommige onderzoekers verpakken het DNA of RNA in vetbolletjes, in de hoop dat lichaamscellen deze lekkere hapjes niet willen versmaden. Bij muizen werkt het, bij de mens valt het tegen. De DNA-vaccins heten veelbelovend te zijn, een kwart van de kandidaten is van ­deze categorie (één in de klinische fase), maar een werkzaam vaccin is er nooit uitgekomen. Een kwestie van tijd? Of is het, zoals vakblad Science laatst schreef, ‘omdat we van deze vaccins de teleurstellingen nog niet hebben meegemaakt?’

Virale vector

Veel vaccinmakers bouwen de ­genetische code bij een onschuldig virus in, een verkoudheidsvirus bijvoorbeeld, dat nog eens extra kreupel is gemaakt. Virussen zijn er immers in gespecialiseerd om hun genetische materiaal in cellen van de gastheer over te brengen en de cellen als eiwitfabrieken te gebruiken. Met zo’n ‘virale vector’ breng je dan de code voor bijvoorbeeld het spike-eiwit in. Een ander groot voordeel is dat deze vaccinmakers meestal ervaring hebben opgebouwd met hun ­eigen virale vector. Iedereen heeft zijn eigen ‘platform’. Een nieuw vaccin lijkt een kwestie van ‘plug and play’: zet de goede code op het boodschappervirus en testen maar. De praktijk is weerbarstiger. Zo is het niet vanzelfsprekend dat met de code in het vreemde virus het eiwit geheel natuurgetrouw wordt gemaakt. Niettemin, door de ervaringen met het platform kunnen grote stappen in de ontwikkeling worden ­gezet. Er zijn met deze variant ­vaccins tegen ebola en andere ­coronavirussen (Sars en Mers) gemaakt, maar telkens was de epidemie op het moment van uittesten (bijna) verdwenen. Er zijn nu zo’n 25 kandidaten. De universiteit van Oxford zit al in de klinische fase, Janssen Vaccines uit Leiden nadert dat punt. 

Je hebt pas een vaccin als het voldoende effectief is, en veilig, zegt Van Els. “Zonder één van die twee heb je geen vaccin.” De veiligheid is getest in dierproeven en in de eerste fase van de klinische studies waarin de doses telkens iets wordt opgevoerd. En de vraag is: zijn er schadelijke bijwerkingen?

Het bewijs van effectiviteit is andere koek. Idealiter dien je het vaccin toe, wacht een tijdje en besmet vervolgens met het virus. Is de geïnfecteerde niet ziek geworden, dan werkt het vaccin. Huckriede: “Dit wordt met proefdieren gedaan, maar om mensen bewust te besmetten met een experimenteel virus, terwijl er tegen dit potentieel dodelijke virus geen therapie bestaat, is een brug te ver.”

Je kunt mensen wel vaccineren en afwachten hoevelen na een paar maanden ziek zijn geworden, maar met de huidige, lage besmettingsgraad levert dat nauwelijks bruikbare gegevens op. “Je moet dan afgaan op andere gegevens”, zegt Huckriede. “Hoeveel antistoffen of T-celimmuniteit is er door het vaccin aangemaakt? En denken wij als immunologen dat zo’n hoeveelheid genoeg bescherming biedt?”

Dat blijft lastig, zegt Van Els. “Je kunt testen op de kwaliteit en hoeveelheid van de antistoffen. Maar het blijft de vraag of zo’n test­resultaat in de praktijk ook beschermend werkt.” Volgens de officiële protocollen moet de effectiviteit in grote groepen bewezen worden. Maar, zegt ze: “Je kunt je voorstellen dat we in deze situatie, als de epidemie over een jaar nog niet is uitgeraasd, het vaccin een ­emergency status zouden kunnen geven. En mogelijk eerder gaan inenten.”

Lees ook: 

De race naar een coronavaccin is geen sprint, maar een marathon

Hanneke Schuitemaker van Janssen Vaccines benadrukt dat de wereld geduld moet hebben. 'De biologie laat zich niet dwingen.’

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden