Inledning - hotet från nästa pandemi

Det senaste århundradet har världen drabbats av flera allvarliga pandemier: spanska sjukan 1918, asiaten 1957, Hongkonginfluensan 1968, hiv-pandemin, svininfluensan 2009 och senast covid-19. Alla dessa påminner oss om att pandemier är återkommande, och experterna är eniga - det är inte en fråga om en ny pandemi kommer, utan när.

I takt med att befolkningen ökar och livsstilen förändras ökar också risken. Avskogning, globalisering, intensivt resande, tätare kontakt mellan människa och djur samt klimatförändringar gör det lättare för nya virus att sprida sig. Forskare använder termen 'Disease X' som symbol för nästa ännu okända patogen med pandemipotential.

WHO har identifierat ett antal mikrobiella familjer (WHO, 2022) med särskilt hög risk att mutera och orsaka en framtida pandemi. Bland dessa finns influensavirus, filovirus (t.ex. ebola), coronavirus och bakterier som orsakar allvarliga luftvägsinfektioner.

Vacciner - det mest kraftfulla vapnet

Vacciner är centrala i kampen mot pandemier. De skyddar inte bara individen från att bli sjuk utan kan också minska smittspridningen, vilket är avgörande för att bryta en epidemiologisk kedja. Ett effektivt pandemivaccin måste göra båda delarna.

För att illustrera detta använder man det så kallade grundreproduktionstalet (Anderson & May, 1991), R₀ - det vill säga hur många andra varje smittad individ i genomsnitt för smittan vidare till. Ett vaccin som förhindrar både sjukdom och vidare smittspridning kan drastiskt sänka det effektiva R-talet.

Till exempel: Antag att grundreproduktionstalet (R₀) är 3, dvs. varje infekterad person smittar i snitt tre andra.

Utan vaccin: Rₑ = 3
Med parenteralt vaccin (50 % minskad smittsamhet):Rₑ = 1,5
Med mukosalt vaccin (90 % minskad smittsamhet): Rₑ = 0,3

Resultatet: En 5-faldig minskning i virusets spridningskraft med mukosalt vaccin jämfört med ett injicerbart.

Mukosala vacciner, som ges via näsan eller munnen, stimulerar immunförsvaret där många infektioner börjar - i slemhinnorna. Till skillnad från injicerade vacciner, som främst inducerar IgG i blodet, framkallar mukosala vacciner både IgG och sekretoriskt IgA (sIgA). sIgA är specialiserade antikroppar som verkar på ytan av slemhinnor och binder till viruspartiklar för att blockera deras förmåga att fästa vid och infektera epitelceller. Detta förebyggande skydd vid infektionsporten är avgörande för att hindra viruset från att etablera sig, och därmed också från att spridas vidare i samhället. Genom att kombinera sIgA-baserat mukosalt skydd med systemisk IgG-immunitet får individen ett dubbelverkande immunförsvar, vilket är särskilt effektivt mot luftvägsburna virus som sprids snabbt.

Covid-19 visade tydligt vad som händer när vacciner inte helt bryter smittspridningen (CDC, 2021). Trots god skyddseffekt mot svår sjukdom kunde smittan fortgå i populationen. Ett vaccin som däremot även aktiverar immunförsvaret i slemhinnor (t.ex. näsan) kan blockera viruset redan vid inträdet och därmed ha större effekt på spridningen.

Vacciner som kan utvecklas och produceras snabbt

När ett nytt virus upptäcks gäller det att snabbt kunna ta fram ett fungerande vaccin. Plattformsteknologier - som mRNA, DNA, vektorbaserade eller bakteriebaserade vacciner (Pardi et al., 2018) - gör det möjligt att byta ut den genetiska koden utan att starta om hela utvecklingen. Det kan spara månader, vilket i en pandemi kan vara avgörande.

En viktig del i beredskapen är att dessa plattformar redan är testade för flera olika patogener - man använder influensa, coronavirus eller andra modeller som proxy för framtida Disease X. Ju fler bevis man har för att plattformen fungerar i olika scenarier, desto snabbare kan man skala upp när det väl gäller.

Produktion och logistik - från test till miljarder doser

Ett effektivt pandemivaccin måste kunna produceras i mycket stora volymer på kort tid. Det får inte vara beroende av exklusiva komponenter, begränsade råvaror eller sårbara leveranskedjor. Produktion i bakterier, med enkla odlingssteg och stabila processer, kan vara en lösning.

Under covid-19 såg vi hur flaskhalsar i tillverkning och distribution bromsade tillgången (Wouters et al., 2021), särskilt i låginkomstländer. Ett pandemivaccin måste vara billigare att tillverka, ha hög avkastning per batch och fungera även i enklare miljöer.

Enkel administration för massvaccination

Även om ett vaccin är effektivt och producerat i stora mängder så måste det också nå människorna snabbt. Vacciner som ges med nål kräver ofta utbildad vårdpersonal, kylkedjor och flera doser - en logistisk utmaning.

Nästa generations pandemivaccin behöver vara nålfritt, kräva minimal logistik och kunna administreras av individen själv. En enkel nässpray eller ett torrt pulver som ges i näsan utan kylförvaring kan innebära en revolution. Under covid-pandemin såg vi exempel på hur logistiken kring injektion fördröjde vaccintäckningen i vissa regioner - detta måste lösas inför nästa gång. En ytterligare fördel är möjligheten till egenadministration i hemmet. Tidigare i år godkändes det första vaccinet som får administreras av individen själv i hemmet. I en pandemisituation skulle ett nasalt vaccin som distribueras direkt till hushållen kunna användas utan vårdpersonal och utan att behöva besöka kliniker - vilket ytterligare skulle minska smittspridningsrisken och öka vaccinationstakten dramatiskt.

Slutsats - framtidens pandemivaccin

Det mest efterfrågade pandemivaccinet är ett som ges som nässpray eller nasal torrformulering. Det ska vara enkelt att tillverka, lätt att lagra och distribuera, snabbt att anpassa till nya mutationer, och framför allt - det ska kunna stoppa både sjukdom och smittspridning.

Forskningen går snabbt framåt (Graham, 2020). Genom att validera flexibla teknologiplattformar i förväg, testa dem på flera sjukdomar och bygga produktionskapacitet redan innan nästa hot uppstår, står vi bättre rustade inför Disease X. När den dagen kommer måste vi kunna svara snabbare än viruset sprids.

Referenser

Anderson, R. M., & May, R. M. (1991). Infectious Diseases of Humans: Dynamics and Control. Oxford University Press.

CDC. (2021). Science Brief: COVID-19 Vaccines and Vaccination. Centers for Disease Control and Prevention.

Graham, B. S. (2020). Rapid COVID-19 vaccine development. Science, 368(6494), 945-946.

Pardi, N., Hogan, M. J., Porter, F. W., & Weissman, D. (2018). mRNA vaccines - a new era in vaccinology. Nature Reviews Drug Discovery, 17(4), 261-279.

WHO. (2022). R&D Blueprint: List of Blueprint priority diseases. World Health Organization.

Wouters, O. J., Shadlen, K. C., Salcher-Konrad, M., et al. (2021). Challenges in ensuring global access to COVID-19 vaccines: production, affordability, allocation, and deployment. The Lancet, 397(10278), 1023-1034.