‘We weten van veel vaccins niet eens hoe ze bescherming bieden’
De hobbelige weg van ontwikkeling van een vaccin
Op 8 juni was de oratie van Cécile van Els, hoogleraar Vaccinologie. Dat haar vakgebied op dat moment enorm actueel en urgent zou zijn, had Van Els acht maanden geleden bij haar benoeming als hoogleraar niet kunnen bevroeden. We vroegen Van Els, werkzaam bij de Universiteit Utrecht en het RIVM, wat er achter de schermen gebeurt tijdens de ontwikkeling van een vaccin.
Door de coronapandemie kijkt de hele wereld vol verwachting naar vaccinontwikkelaars. Wie zijn dat?
‘Er wordt gelukkig op grote schaal samengewerkt. Wetenschappers en kleine biotechbedrijven werken samen met de grote reuzen. Zo combineren ze de fundamentele en specifieke kennis van wetenschappers, met de ervaring van grote bedrijven om vaccins op de markt te brengen. Dat is noodzakelijk om goed beslagen ten ijs te komen. Als er straks een vaccin is, gaan we dat inspuiten bij gezonde mensen hè. Het is absoluut niet de bedoeling om hen ziek te maken.’
Wat is wel de bedoeling van een vaccin?
‘Een vaccin is een veilige manier om het lichaam kennis te laten maken met een ziekmaker. Het lichaam kan zo een afweerreactie opbouwen.’
Hoe lang duurt vaccinontwikkeling meestal?
‘Gemiddeld tien tot vijftien jaar. Het record staat op vijf jaar, voor het vaccin tegen Ebola. Momenteel zijn er meer dan honderd vaccinontwikkelaars bezig met een vaccin tegen COVID-19, de ziekte veroorzaakt door het nieuwe coronavirus SARS-CoV-2. Dat is enorm veel. Ik acht de kans groot dat we het record verbreken. Maar let op, ongeveer 90% van alle potentiële vaccinontwerpen belandt in de prullenbak. Een vaccin maken dat veilig en effectief is, is nog niet zo makkelijk. Voor sommige ziekten lukt het zelfs helemaal niet. De interactie met de gastheer is soms zo ingewikkeld dat het ongelofelijk complex is om een vaccin te ontwikkelen. Dat is natuurlijk niet hoopgevend.’
Ongeveer 90% van alle potentiële vaccinontwerpen belandt in de prullenbak
Hoe is dat voor het nieuwe coronavirus?
‘Ook een vaccin tegen COVID-19 moet aan de voorwaarden voldoen wat betreft veiligheid en effectiviteit. Maar om de ontwikkeltijd toch flink in te korten, gaan een aantal zaken anders. Wetenschappers wisselen kennis over het virus, vaccintechnologieën en testmethoden internationaal uit, die kennis is leidend. Fasen in de vaccinontwikkeling worden verkort en in elkaar geschoven. Bovendien starten fabrikanten al met productie van vaccinkandidaten, voordat men weet of de eindstreep gehaald wordt. Dit kan door internationale compensatie van risico’s voor de private sector. Ik verwacht dat er over een jaar wel een vaccin is. Dit zou uitzonderlijk snel zijn. Maar het is nog maar de vraag of we dan ook begrijpen op grond waarvan dat vaccin precies beschermt. Eerlijk gezegd weten dat van heel weinig vaccins. Op dat vlak staan we pas in de kinderschoenen.’
Zijn bestaande vaccins dan allemaal gelukstreffers?
‘Nee, dat nou ook weer niet. Al sinds het begin van de vorige eeuw wist men dat het lichaam beschermende stoffen aanmaakt na het inspuiten van afgezwakte ziekmakers. Voortschrijdend inzicht is altijd toegepast in vaccinontwikkeling. Maar de exacte basis van de bescherming kennen we vaak niet. Daar ga ik me dan ook op richten in mijn onderzoek. Ik wil de keten van afweerreacties ontrafelen die leiden tot effectieve en duurzame bescherming.’
Hoe werken die afweerreacties?
‘Eerst start de vroege afweer in het lichaam, ook wel de aangeboren afweer. Dit is een soort inbraakalarm. Het herkent binnendringers en zet alle alarmbellen aan om de rest van het afweersysteem wakker te schudden. Daarna volgt de belangrijkste reactie, de late afweer, ook wel aangeleerde afweer. Die ruimt de ziekmaker heel specifiek en effectief op én onthoudt hem in het geheugen. Deze afweerreactie is heel grondig, maar allesbehalve snel. Pas na enkele dagen, of soms zelfs weken, komt hij volledig tot stand. Met een vaccin kunnen we dat kunstmatig in gang zetten, zonder tijdsdruk. Ons afweersysteem slaat de ziekmaker alvast op in het geheugen. De eerstvolgende keer dat de ziekmaker jou infecteert, herkent het geheugen van de aangeleerde afweer hem direct en kan dan sneller actie ondernemen. Zo heb je een grote voorsprong ten opzichte van de ziekmaker.’
Dat willen we allemaal wel voor het nieuwe coronavirus en dus kijkt de hele wereld nu hoopvol naar vaccinontwikkelaars. Wat gebeurt daar?
‘Allereerst is kennis over het virus nodig, en dan met name over de interactie met ons lichaam en afweersysteem. Waar komt zo’n ziekmaker ons lichaam binnen en welke onderdelen zijn daarbij essentieel? Zodra dat bekend is, kan het vaccinkandidaat worden gebouwd. Daarna onderzoeken wetenschappers of het product veilig is en tot een afweerreactie leidt. Dat gebeurt in proefdieren. Zo ontstaat een selectie van de meest veelbelovende vaccinkandidaten.’
Testen wetenschappers een potentieel vaccin altijd in proefdieren?
‘Ja, dat gebeurt altijd. Om aan te tonen of een vaccinconcept daadwerkelijk beschermt, moeten wetenschappers een gevaccineerd organisme experimenteel besmetten met de echte ziekmaker. Als we nog geen behandeling hebben, zoals bij SARS-CoV-2, kunnen we uiteraard geen mensen besmetten met de ziekmaker. Dat kan grote gevolgen hebben. Daarvoor zijn nu nog proefdieren nodig. Ook worden proefdieren gebruikt om de veiligheid van het product te testen. Pas als schadelijke effecten zijn uitgesloten, testen wetenschappers het product op mensen.’
We hebben mogelijk verschillende vaccins nodig voor bepaalde doelgroepen, bijvoorbeeld ouderen of mensen met een chronische ziekte’
Hoe gaat dat in zijn werk?
‘Uiteraard begint dat met kleine groepen, enkele tientallen volwassen proefpersonen en lage hoeveelheden vaccin, dat is fase 1. We testen dan vooral veiligheid. Daarna, in fase 2, richten we ons meer op de werking van het vaccin in grotere aantallen proefpersonen, enkele honderden. We onderzoeken in welke dosis en hoe vaak we het vaccin moeten toedienen. Bovendien testen we in fase 2 in de doelgroep, bijvoorbeeld ouderen.’
Wie is de doelgroep voor een vaccin tegen COVID-19?
‘Er worden vaccins ontwikkeld voor allerlei leeftijdsgroepen en doelgroepen. Mensen met chronische ziekten hebben mogelijk andere afweerreacties dan gezonde mensen, dus misschien ook een ander vaccin nodig. Dat kan ook gelden voor ouderen. Tijdens ouder worden verandert het immuunsysteem. Het zou kunnen dat ouderen daardoor een krachtiger vaccin nodig hebben voor een goede afweerreactie.’
Wanneer beschouwen we een vaccin als klaar?
‘Als het vaccin veilig én effectief is. Dat laatste kunnen wetenschappers aantonen - in fase 3 - door twee hele grote groepen te maken. Het gaat dan om enkele duizenden proefpersonen, in een populatie waarin idealiter de ziekmaker circuleert. Eén groep krijgt het vaccin en de andere groep niet. De hamvraag is dan: wordt de gevaccineerde groep minder vaak ziek dan de niet-gevaccineerde groep? Zo ja, dan is het vaccin klaar.’