Jak funguje RNA vakcína?

Proč se vůbec vyvíjí nevyzkoušená RNA vakcína a nejde se cestou klasických vakcín, které už máme vyzkoušené a známe vedlejší účinky?

Jednoduchá odpověď je, že je to rychlejší a levnější. Vývoj "klasické" vakcíny zabere paradoxně více času, byť se to na první pohled jeví jako jednoduchá záležitost. Výhody mRNA vakcíny jsou i v tom, že aktivuje obě ze dvou základních složek naší imunity, dále se třeba nemusí přidávat často kritizovaná (často neprávem) adjuvans. Naopak jasnou nevýhodu určitě představuje nízká teplota (-70°C) skladování a transportu, i když RNA vakcína od firmy Moderna může být skladována jen při -20°C.

Krátkodobých vedlejších účinků je opravdu více než u „klasických“ vakcín (které obsahují přímo virovou bílkovinu), na druhou stranu není pravda, že u klasických vakcín vedlejší účinky známe - vždy se musí testovat pro každou konkrétní vakcínu (bílkovinu) zvlášť a řada kandidátních "klasických" vakcín se vyřadí v některém ze 3. kol testů právě kvůli vysokému procentu těchto vedlejších účinků.

Je to tedy rychlý vývoj, nižší náklady a současné výborné výsledky těchto vakcín zatím ve všech 3 kolech testů, které favorizují tyto vakcíny. Byť samozřejmě je nutné dokončit testování vakcíny, sledovat případné vedlejší účinky i u již očkovaných, a  zájemcům o očkování poskytnout relevantní informace k rozhodnutí nechat se očkovat.

Vývoj vakcín trvá normálně 5-15 let. Jak to, že se najednou podařilo zkrátit vývoj RNA vakcín? Kde se vzal tento urychlovač celého procesu?

RNA vakcíny se začaly zkoumat a vyvíjet již před více než 20 lety - samozřejmě ne na koronavirus, ale na jiné patogeny, a ze všeho nejdříve se zkoušelo jejich uplatnění při léčbě rakoviny. První taková RNA vakcína byla na člověku testována v roce 2009, na myších nebo buňkách pěstovaných "ve zkumavce" ještě daleko dříve.

Postupem času se vychytávaly "mouchy" na obecném principu RNA vakcinace (tj. aby to vůbec fungovalo, první kroky byly samozřejmě hodně problematické), a později (cca 2017) se postupně začaly přidávat pokusy RNA vakcín na proti dalším virům, třeba chřipce, lidskému cytomegaloviru, viru Zika, a dalším. V současné době je řada těchto vakcín v 1. nebo 2. kole (ze 3) klinických testů (např. RNA vakcíny proti CMV, viru Zika, chřipce, vzteklině, rakovině vaječníků)

Potenciál a znalosti pro výrobu RNA vakcíny proti koronaviru tu tedy byly již dříve a s postupujícím časem rostly. Oproti klasickým (proteinovým) vakcínám se RNA vakcíny vyvíjejí daleko rychleji a levněji (těch 5-15 let se vztahuje právě na ty klasické vakcíny). Dalším urychlovačem procesu je samozřejmě i výrazná poptávka díky současné situaci (a taktéž nabídka vhodných dobrovolníků na testování). Nejedná se tedy o nějaké zázračné zkrácení procesu, ale postupný vývoj založený na experimentech a studiích (vč. klinických zkoušek) z předchozího desetiletí.

To samozřejmě neznamená, že RNA vakcína proti Covidu nemusí projít řádným procesem testů a schvalování, vč. dostatečného zaregistrování všech vedlejších příznaků/efektů, aby se lidé nebo lékaři mohli správně rozhodnout, zda (se) očkovat či nikoliv! I když výsledky 3. kola klinických zkoušek na 43 000 dobrovolnících jsou velmi slibné, je také třeba sledovat případné vedlejší efekty dále, a to i v případě již probíhajících očkování.

Mohli byste uvést, proti kterým jiným onemocněním se běžně vakcinuje na stejném principu?

V současnosti proti žádným, RNA vakcína(y) proti novému koronaviru jsou první vakcíny tohoto typu, které prošly úspěšně klinickými testy.

RNA vakcíny proti virům se ale vyvíjejí už několik let, v současnosti jsou ve stádiu 1. kola (ze 3) klinických zkoušek RNA vakcíny proti viru Zika, chřipce, lidskému CMV, vzteklině, a dalším. RNA vakcíny jsou též klinicky testovány pro použití k léčbě rakoviny (už od r. 2009).

Jsou vakcíny nějak "cíleny" na konkrétní typ buněk? Jestliže ne a všechny naše buňky budou vyrábět virovou bílkovinu (kterou pak vystaví na svém povrchu), nemůže pak náš imunitní systém začít napadat buňky celého těla?

Buňky „vystavují“ vyráběné bílkoviny na svém povrchu běžně, včetně virových bílkovin při napadení buňky jakýmkoliv virem. Ostatně to je právě jeden z principů naší specifické imunity, podle kterého náš imunitní systém rozezná, že buňka je napadena. Díky tukovým kuličkám, ve kterých je vakcína uzavřena, ale jejich velkou část pohltí speciální imunitní buňky (tzv. APC, antigen-presenting cells), které jsou přímo určeny k „vystavování“ potenciálně cizích bílkovin, a ty pak v nejbližší mízní uzlině začnou náš imunitní systém „učit“.

V místě vpichu samozřejmě také proběhne nějaký zánět, ale zde imunitní systém reaguje pouze proti buňkám, které daný kousek virové RNA obsahují – stejně, jako při reálné infekci koronavirem či infekci jakýmkoliv jiným virem.

Podle studie na 43 000 dobrovolnících (https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2034577) byly pozorovány reakce v místě vpichu u cca 1% případů. Naopak vážnější vedlejší účinky se projevily spíše na "celkovém stavu" očkovaného a to po druhé dávce vakcíny a u 2% očkovaných. Každopádně tyto účinky (zahrnující např. vysokou teplotu nebo zimnice) byly u těchto osob dočasné a rychle (1-2 dny) pominuly.

Začleňuje se virová RNA z vakcíny do naší genetické informace? Nemůže k tomu dojít např. interakcí s retroviry?

Všechny bílkoviny v buňce se vyrábí mimo jádro buňky, ve kterém je uložená naše DNA. Stejně tak i virová bílkovina, vyráběná podle RNA z vakcíny, a tato RNA do jádra neproniká.

Co se týče retrovirů, tak to jsou RNA viry, které se při svém životním cyklu do naší DNA normálně začleňují (např. HIV). Lze si tedy představit velmi specifickou a ojedinělou situaci, že by nějaký retrovirus mohl „pomoci“ začlenění kousku jakékoliv RNA v cytoplazmě do genomu. Pokud se takovéhoto efektu máme obávat u vakcíny, která obsahuje jeden gen viru a bude se v buňce množit po dobu několika hodin ve dvou dávkách, musíme se potom obávat také běžné infekce skutečným SARS-CoV-2, který obsahuje takových kousků minimálně 10 (viz třeba https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.011) a při své infekci napadne řádově více buněk v lidském těle, stejně jako bychom se měli obávat infekce jakýmkoliv dalším RNA virem (typicky např. vleklé podzimní „rýmičky“).

Je ale pravda, že skoro půlku lidského genomu tvoří geny virů a jim podobné kousíčky, které se tam začlenily v dávné minulosti – většina z nich je nefunkčních, ale tomu zbytku vděčíme mimo jiné třeba za geny vyrábějící naši placentu nebo dokonce za to, že náš imunitní systém je schopen specificky rozeznat jednu jedinou molekulu z miliónů různých kombinací.

Jinak upozorňujeme také na to, že buňka tvořící kousek viru z vakcíny bude nakonec imunitním systémem zničena – stejně, jako se to děje při reálné infekci.

Náš imunitní systém „naučíme“ na virovou bílkovinu. Nemůže díky tomu začít napadat cokoli s podobnou strukturou, co máme v těle třeba běžně (autoimunita atp.)?

Po první reakci imunitního systéemu dochází v lymfatické uzlině dochází k dalšímu "vylaďování" specifity imunitných buněk dalšími drobnými změnami na jejich receptorech. Výsledné ("vyučené") imunitní buňky tak rozpoznávají virovou bílkovinu velmi specificky a rozpoznají ji mezi milióny jiných.  Aby k takovéto reakci došlo, musela by se struktura virové bílkoviny velmi nápadně podobat nějaké lidské bílkovině (o čemž zatím nevíme). V takovém případě bychom ale měli "problém" i při infekci skutečným koronavirem. Je to totiž přesně ten protein, proti kterému imunitní systém jako proti jednomu z mála, může vytvořit efektivní protilátky (je na povrchu viru a ční z něj dostatečně "vysoko").

Jsou všechny vakcíny objednané ČR na Covid RNA vakcínami? Pracují na stejném principu?

Podle aktuálních informací Ministerstva zdravotnictví (22.12.2020) se plánuje v ČR použití vakcíny od 5 různých firem: Pfizer/BioNTech, Moderna, Curevac, AstraZeneca a Johnson & Johnson.

RNA vakcínami, ilustrovanými na našem obrázku, jsou vakcíny firem Pfizer/BioNTech, Moderna a Curevac. U vakcíny od firmy AstraZeneca je princip podobný jen místo RNA používá DNA, a místo tukových kuliček částečně "vypumpovaný" virus běžné respirační infekce (adenovirus). Vakcína firmy Johnson & Johnson pracuje na jiném principu (příslušné kousíčky z virového výběžku SARS-CoV-2 (Covid) na sobě nese právě zmiňovaný nefunkční adenovirus, tato vakcína tedy do těla transportuje již přímo virový protein (na povrchu jiného, nefunkčního viru), nikoliv gen pro něj.

Všechny objednané vakcíny musí úspěšně projít všemi fázemi klinických zkoušek a být schváleny příslušným zdravotním úřadem.

Jak dlouho by mělo být očkování účinné?

Přesnou délku zatím nelze odhadnout, i kvůli tomu, že 3. kolo klinických testů na dobrovolnících proběhlo relativně nedávno (říjen 2020). Zatím (prosinec 2020) lze s určitostí říci, že minimálně 3 měsíce určitě. Jak dlouho vyvolaná imunita trvá se ale musí teprve zjistit, a určitě bude záležet i na proměnlivosti viru. U dříve vyvíjených RNA vakcín (které jsou ale zatím ve stádiu klinických testů) proti vysoce proměnlivému chřipkovému viru získaná imunita poměrně rychle "vyvanula", u méně proměnlivého cytomegaloviru naopak byla/je relativně stabilní.  U RNA vakcíny proti koronaviru se zatím zdá, že by imunita mohla být dlouhodobější, ale je to nutné potvrdit dalšími měřeními.

Měl bych se nechat očkovat, i když už jsem Covid-19 proděl(a)?

Současné poznatky (aktualizace v lednu 2021) ukazují, že po prodělání Covid-19 jsou lidé imunní vůči opakované infekci alespoň 3 měsíce. Je to průměr, takže někteří mohou být imunní déle, někteří krátši dobu, byly zaznamenány i případy opakované infekce koronavirem bez vytvoření jakékoliv imunity, ale to jsou zatím spíše výjimky.
Pokud jste Covid-19 proděl(a), vaše vlastní imunita by tedy mohla po tuto dobu vydržet a teoreticky se po tuto dobu nemusíte očkovat. Na druhou stranu ale data z klinických studií zatím neprokázala, že by očkování lidí, kteří Covid-19 již prodělali mělo v této době nějaké negativní účinky. Jedinné, co je třeba dodržet je odstup minimálně 2 týdny od vymizení příznaků onemocnění (popř. 90 dní v případě, že vám byl Covid-19 léčen monoklonálními protilátkami či krevní plazmou od jiné osoby). Podobný postup doporučuje (30.12.2020) i Česká vakcinologická společnost.
Každý člověk je ale individuální, proto v případě nejistoty či pochybností doporučujeme poradit se s vašim lékařem nebo příslušným vakcinačním odborníkem.

Jací lidé byli při klinických testech vakcíny v kontrolní a očkované skupině (věk, pohlaví, etnikum, apod.)? Jaké byly konkrétní výsledky (úspěch/neúspěch, lehký/vážný či bezpříznakový průběh případné infekce, apod.)? Tato informace je dost podstatná a nikde se neuvádí.

Složení a výsledky testované skupiny u vakcíny firmy Pfizer/BioNTech (43 000 dobrovolníků: https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2034577, jednodušší forma přehledné tabulky je k dispozici na: https://www.pfizer.com/science/coronavirus/vaccine.

Složení a výsledky testované skupiny u vakcíny firmy Moderna (30 000 dobrovolníků): https://www.fda.gov/media/144434/download.

Jak je to s očkováním lidí s potlačenou nebo poškozenou imunitou, autoimunními chorobami, alergiemi nebo roztroušenou sklerózou?

Toto je dotaz spíše na lékařské odborníky a praktické vakcinology, na Biologickém centru se věnujeme základnímu výzkumu a snažíme se v našem obrázku pouze veřejnosti přiblížit, JAK nové a nadějné RNA vakcíny fungují. Obecně ale u těchto skupin lidí nutné počítat s rizikem buď nežádoucích reakcí nebo naopak nízké účinnosti JAKÉKOLIV vakcíny. Doporučujeme konzultovat s lékaři očkovacího centra či vakcinology, odkazujeme též na stanovisko České vakcinologické společnosti z 30.12.2020.

Co udělá vakcína s člověkem, který se potýká s long covid/postcovidovým syndromem? Je tam nějaké riziko? A trochu mimo téma: dá se zpětně zjistit, jestli člověk prodělal třeba před rokem?

Prodělání infekce by se dalo zjistit pomocí testů protilátek za předpokladu, že prodělaná infekce dostatečně stimulovala imunitní systém (+ i sám test protilátek má jen určitou spolehlivost). U většiny osob se zatím dle studií zdá stimulace po prodělání Covidu-19 dostatečná, jak dlouho vydrží zatím známo není, každopádně byly zjištěny výjimky, u kterých došlo k opakované infekci koronavirem.

První dotaz je spíše na lékařské specialisty a možná i na nějakou další studii. Určitě bude platit min. obezřetnost, stejně jako v případě lidí s některými závažnými autoimunními onemocněním, potlačenou imunitou, apod.

Jak zareaguje imunitní systém, pokud v té době budu pozitivní (bez příznaků a nevím o tom)? Může pomoci lépe zvládnout infekci nebo stav zhorší? Resp. měli bychom se před očkováním nechat otestovat a očkovat pouze při neg.výsledku a příp. v jakém časovém horizontu?

Tady je třeba přiznat, že na tuhle otázku zatím odpověď neznáme. V momentě, kdy už infekce skončila před delší dobou (více než 14 dní) je očkování v pořádku, pokud infekce právě probíhá a víte o tom (máte příznaky), určitě se neočkujte, doporučuje se počkat minimálně 14 dní po jejím konci (konci izolace). Dosavadní výsledky (prosinec 2020) naznačují, že po prodělané infekci koronavirem je člověk imunní minimálně 90 dní, i když byly zaznamenány výjimečné případy opětovné infekce koronavirem. Nechat se otestovat před očkováním, pokud jsme bez příznaků onemocnění COVID, není v současnosti podle americké zdravotnické organizace CDC vyžadováno (https://www.cdc.gov/vaccines/covid-19/info-by-product/clinical-considerations.html), v případě nejistoty nebo nespecifických příznaků samozřejmě není chybou. Přesnější odpovědi bude nutno nalézt dalšími studiemi/pozorováním/testy.

Mohu být infekční i po vakcinaci?

To zatím nelze přesně říci, i vzhledem k dosavadní relativně vysoké účinnosti vakcíny, kdy z očkované skupiny "chytilo" COVID-19 jen pár lidí (na rozdíl od kontrolní skupiny). Účinnost RNA vakcín se pohybuje kolem 95%, to znamená, že cca 5% lidí bude náchylných na infekci koronavirem i přes to, že jsou/budou očkováni. Podle klinických studií ale žádný z těchto lidí, kteří "chytili COVID" i přes vakcinaci, neměl závažné příznaky a infekce u nich proběhla jen velmi mírně (u kontrolní, neočkované skupiny byly závažnější příznaky početnější).

Klinické testy obou RNA vakcín (Moderna a Pfizer/BioNTech) explicitně nesledovaly, zda očkovaní lidé by mohli nemoc dále přenášet (třeba bezpříznakově). To ale zkoumaly klinické testy další nadějné vakcíny jiného typu (založené na stejném genu, ale tentokrát v jeho DNA formě a vnášené do buněk pomocí částečně „vypumpovaného“ viru) od firmy AstraZeneca. Ty potvrdily, že virová bílkovina produkovaná buňkami je schopna zabránit šíření infekce pomocí očkovaných lidí (kteří třeba přesto COVID dostanou nebo jsou bezpříznakoví). Vypadá to tedy nadějně i u RNA vakcín, každopádně  na přesnější vyčíslení si budeme muset ještě chvíli počkat.

Co se stane, když vynechám druhou dávku očkování?

Co se týče RNA vakcín, tak ty se liší (mimo jiné) efektivitě po 1. dávce - u vakcíny od firmy Moderna testy prokázaly vysokou účinnost už po 1. dávce (80.2%; po 2. dávce to bylo 94.1%), u vakcíny od firmy Pfinzer/BioNTech byla po první dávce účinnost "jenom" 52%, po druhé 95% (https://www.bmj.com/content/371/bmj.m4826).

U další vakcíny od firmy AstraZeneca (princip je podobný, ale do buněk vnáší gen na DNA uzavřené v částečně "vypumpovaném" viru běžného respiračního onemocnění) je účinnost také vyšší po 2. dávce. Pro tuto konkrétní vakcínu je ale překvapivě nejlepší (účinnost 90%) použít nižší první dávku (1/2 původně plánovaného množství) a druhou zachovat celou.