Över 35 företag och akademiska institutioner tävlar om att skapa ett vaccin för att stoppa coronapandemin. Minst fyra av dem har redan kandidater som de har testat på djur. Minst ett av dessa, producerad av det Bostonbaserade bioteknikföretaget Moderna, har redan gått in i en fas där vaccinet testas på människor. Det pågår även utveckling av vaccin i Sverige. Lundaföretaget Red Glead Discovery tror att de har en kandidat att gå vidare med i augusti eller september.

Utvecklingen går nu mycket fort. Förklaringen till detta är till stor del tack vare tidiga kinesiska ansträngningar att sekvensera det genetiska materialet från Sars-CoV-2, viruset som orsakar COVID-19. Kina delade sekvensen i början av januari vilket gjorde det möjligt för forskargrupper runt om i världen att låta växa det levande viruset och studera hur det invaderar mänskliga celler och gör oss sjuka.

"Prototyp"-patogener gav försprång

Men det finns också en annan anledning till att man kommit igång så fort. Även om ingen kunde ha förutspått att nästa infektionssjukdom som hotar världen skulle orsakas av ett coronavirus, influensa anses i allmänhet utgöra den största risken för pandemi, har vaccinologer i förväg börjat jobba med "prototyp”-patogener.

– Att vi har varit så snabba på att ta fram dessa kandidater bygger mycket på tidigare arbete med att förstå hur man utvecklar vacciner för andra coronavirus, säger Richard Hatchett, VD för den Oslobaserade ideella organisationen Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, eller Cepi, till The Guardian.

Coronavirus har orsakat två andra nyligen förekommande epidemier: severe acute respiratory syndrome, eller Sars, i Kina mellan 2002 och 2004 och Middle East respiratory syndrome, eller Mers, som började i Saudiarabien 2012.

I båda dessa fall påbörjades arbetet med vaccin som senare skrotades när en större epidemi uteblev. Ett företag, Maryland-baserade Novavax, har nu återanvänt ett av de vaccin som påbörjats för att istället rikta in det mot Sars-CoV-2. De hävdar att de har flera kandidater redo att testas på människor under våren. Moderna byggde under tiden på tidigare arbete med Mers-viruset som utfördes vid US National Institute of Allergy and Infectious Diseases i Bethesda, Maryland.

Sars-CoV-2 delar någonstans mellan 80 och 90 procent av det genetiska materialet från Sars-viruset, vilket förklarar namnet på det nya coronaviruset. Båda består av en remsa av ribonukleinsyra, eller RNA, inuti en sfärisk proteinkapsel som är täckt med "spikar". Spikarna låser sig vid receptorer på ytan av celler som beklär den mänskliga lungan, det handlar om samma typ av receptor i båda fallen, vilket gör att viruset kan bryta sig in i cellen. Väl inne kapar den cellens reproduktionsmaskineri för att producera fler kopior av sig själv innan den bryter ut ur cellen igen och dödar den i processen.

I princip fungerar alla vaccin på samma sätt

I princip fungerar alla vaccin på samma sätt. De presenterar en del av eller hela patogenen för det mänskliga immunsystemet, vanligtvis i form av en injektion och i en låg dos, för att få systemet att producera antikroppar mot patogenen. Antikroppar är ett slags minne som vårt immunsystem har och som efter att ha framkallats en gång snabbt kan mobiliseras igen om personen utsätts för viruset i dess naturliga form.

Traditionellt har immunisering åstadkommits genom användning av levande men försvagade former av viruset, eller en del av eller hela viruset efter att det har inaktiverats av värme eller kemikalier. Men båda metoderna har nackdelar. Den levande formen av viruset kan fortsätta att utvecklas i värden vilket potentiellt kan återskapa en del av dess virulens och göra mottagaren sjuk.

En del av vaccinprojekten som nu är igång för att motverka COVID-19 använder de här beprövade metoderna medan andra använder modernare teknik. Ett sådant exempel är just Moderna som istället bygger vaccin på genetiska instruktioner baserat på budbärar-RNA, eller mRNA.

Tre faser i kliniska studier

De kliniska studier som nu påbörjas sker vanligtvis i tre faser. Den första, som involverar ett dussintal friska frivilliga, testar vaccinet ur säkerhetssynpunkt och övervakar eventuella negativa effekter. Den andra, som hundratals personer som vanligtvis befinner sig i en del av världen som drabbats av sjukdomen, undersöker hur effektivt vaccinet är, och i den tredje och sista fasen görs samma sak men omfattar flera tusen personer. Många kandidater slås ut i de här faserna och oftast finns bara ett fåtal kvar i slutändan.

Det finns ett antal olika skäl till att många kandidater försvinner. Antingen är vaccinet osäkert eller ineffektivt, eller både och. Det är viktigt att säkerställa att vaccinet verkligen har god effekt och det här är det främsta skälet till att kliniska prövningar inte kan hoppas över eller påskyndas. Det som kan snabba upp processen är om tillsynsmyndigheterna har godkänt liknande produkter tidigare. Det årliga influensavaccinet är ett exempel på detta där det finns en slags stomme klar och endast en eller ett fåtal moduler måste uppdateras varje år.

Förhopping om vaccin om 18 månader

Dessvärre är ju Sars-CoV-2 en helt ny patogen hos människor och det innebär att många av de tekniker som används för att bygga vacciner också är relativt otestade. Inget vaccin tillverkat av genetiskt material, vilket är Modernas angreppssätt, har hittills godkänts. Det här innebär att vaccinkandidaterna för COVID-19 måste behandlas som helt nya vacciner.

Det är av dessa skäl som det hittills har tagit upp mot ett decennium att ta en vaccinkandidat hela vägen från prototyp till godkännande enligt rådande lagstiftning. Men, med det sagt går utveckligen oerhört fort just nu, det gäller bara att ha rimliga förväntningar.  Förhoppningen är att ha ett vaccin klart om ungefär 18 månader, vilket i sammanhanget är extremt snabbt.