Penciptaan Vaksin Covid-19 (Bhgn 1)

vaksin covid-19

Saintis mencipta vaksin ‘Coronavirus disease 2019’ (COVID-19) untuk melindungi manusia dari dijangkiti virus ‘severe acute respiratory syndrome coronavirus-2’ (SARS-CoV-2) sebelum mereka terdedah kepada virus ini. Dengan kata lain, vaksin adalah bahan yang dapat membantu mencegah dan mengurangkan risiko seseorang daripada dijangkiti dan bukanlah untuk mengubati. Walaupun begitu, sebelum sesuatu vaksin ini dapat digunakan oleh manusia, ia mestilah diluluskan oleh ‘United States Food and Drug Administration’ (FDA).

Pengedaran vaksin di Malaysia juga mesti mendapat kelulusan Bahagian Regulatori Farmasi Negara (NPRA). Tujuannya ialah untuk memastikan vaksin ini adalah berkesan untuk mencegah individu sihat dari memperolehi penyakit berjangkit tersebut dan juga ‘selamat’ diambil. ‘Selamat’ disini bermaksud kesan sampingan vaksin ini tidak serius, ringan dan sembuh dengan segera.

Penghasilan vaksin terbahagi kepada dua peringkat, iaitu pertama ialah penerokaan atau penciptaan dan kedua ialah pembangunan vaksin yang terdiri dari ujian klinikal fasa 1 (20-100 individu), fasa 2 (100-300 individu) dan fasa klinikal 3 (300-3000 individu). Selepas ujian fasa klinikal 3, FDA akan membuat ulasan samada vaksin ini selamat dan berkesan untuk memasuki fasa klinikal 4 yang terdiri dari ribuan individu. Vaksin akan dipasarkan setelah berjaya melepasi fasa klinikal 4.

Tahukah anda bagaimana vaksin COVID-19 ini dicipta atau direka?

Untuk mencipta vaksin secara optimum dan rasional dalam masa yang singkat, saintis memerlukan beberapa maklumat. Pertama, fungsi protein yang membentuk struktur virus ini perlulah diketahui. Kedua, jujukan genom RNA (ribonucleic acid) virus SARS-CoV-2 yang mengkodkan protein-protein yang membentuk partikel virus ini juga perlu diketahui. SARS-CoV-2 protein spike (S) yang berada dipermukaan virus ini akan menambat pada protein ‘angiotensin converting enzyme-2 receptor’ (reseptor ACE2) yang berada dipermukaan sel manusia seterusnya menyebabkan jangkitan berlaku.  

Kajian menunjukkan protein S SARS-CoV-2 menambat lebih kuat pada protein reseptor ACE2 yang berada pada permukaan sel manusia sebanyak 10-20 kali ganda berbanding protein spike SARS-CoV menambat pada reseptor yang sama. Bahagian pada protein S SARS-CoV-2 yang menambat pada protein reseptor ACE2 ini dikenali sebagai ‘tapak penambatan reseptor’ atau ‘receptor binding domain’. Penambatan yang kuat ini mungkin membantu virus ini untuk tersebar dengan lebih mudah dari satu individu ke satu individu yang lain.

Protein reseptor ACE2 ini banyak dijumpai dipermukaan sel dan tisu manusia berikut; paru-paru, jantung, pembuluh darah, buah pinggang, hati dan saluran gastrousus. Terdapat bukti yang menunjukkan protein reseptor ACE2 ini mungkin lebih banyak terdapat pada individu yang mempunyai penyakit diabetes, hipertensi dan jantung koronari.

Gambarajah dibawah ini menunjukkan struktur virus SARS-CoV-2 serta protein S dalam bentuk 3-dimensi dimana tapak penambatan reseptor virus Covid-19 menambat pada protein reseptor ACE2 sel manusia.

Sumber : The Conversation

Kenapa protein spike (S) ini menjadi tumpuan para saintis yang ingin mencipta vaksin terhadap COVID-19? Berdasarkan fakta dari kajian dan pengalaman menyelidiki virus SARS-CoV dan MERS-CoV, protein S ini dikategorikan sebagai molekul yang paling ideal untuk imunoterapi COVID19. Protein S ini adalah sangat imunogenik berbanding protein N, M, and E (gambarajah diatas). Imunogenik bermaksud sesuatu molekul yang dapat memicu imun respon sama ada melalui penghasilan antibodi oleh sel B limfosit atau pertahananan badan oleh sel T limfosit.

Contoh bahan yang imunogenik adalah virus, bakteria, molekul-molekul protein yang membentuk virus atau bakteria tersebut, berbagai mikrob lain atau racun yang dikeluarkan oleh mikrob tersebut. Tapak penambatan reseptor pada protein S ini dikenali sebagai antigen. Antigen ialah molekul yang dapat mendorong sel B limfosit untuk menghasilkan antibodi spesifik terhadap antigen ini. Antibodi spesifik ini akan mengikat pada antigen pada protein S virus SARS-CoV-2, seterusnya meneutralkan atau memusnahkan virus coronavirus ini.

Perbandingan protein S SARS-CoV-2 dengan SARS-CoV, MERS-CoV dapat dilakukan kerana ketiga-tiga protein S ini mempunyai peratusan keirasan yang tinggi. Tujuan perbandingan ini dilakukan adalah untuk mencari terapi pencegahan dan perubatan COVID-19. Kajian struktural antibodi dan protein S SARS-CoV dan MERS-CoV menunjukan perlekatan antibodi dengan protein S virus ini merencatkan perlekatan protein S ini dengan protein reseptor pada sel manusia.

Fakta ini menunjukkan antibodi yang terhasil sebagai respon terhadap protein S ini dapat menghalang virus ini dari menjangkiti sel manusia. Antibodi yang terhasil dari respon molekul tapak penambatan reseptor protein S SARS-CoV didapati bertindakbalas dengan tapak penambatan reseptor protein S SAR-CoV-2. Antiserum yang diperolehi dari respon tapak penambatan reseptor protein SARS-CoV juga didapati dapat meneutralkan atau memusnahkan virus SARS-CoV-2. Antiserum ialah darah yang mengandungi antibodi spesifik terhadap sesuatu molekul antigen. Fakta-fakta ini menambahkan keyakinan saintis untuk membangunkan bahagian tapak penambatan reseptor protein S SARS-CoV-2 sebagai vaksin yang dapat mencegah COVID-19.

Sel Memori – Imun sistem

Untuk kita memahami bagaimana vaksin dapat mencegah penyakit berjangkit dari menjangkiti diri kita, kita perlulah mengenali apakah sel memori ini terlebih dahulu. Imun sistem badan kita mempunyai beberapa sistem pertahanan badan yang dapat melindungi badan kita dari dijangkiti kuman.

Darah mengandungi sel-sel pertahanan badan yang terdiri daripada sel makrofaj, sel B limfosit dan sel T limfosit. Sel makrofaj ini berfungsi untuk menelan kuman dan menghadamkan kuman. Kuman yang terhadam ini dikenali sebagai antigen dan akan meransangkan penghasilan antibodi spesifik untuk penyakit ini. Antibodi spesifik yang dihasilkan oleh sel B limfosit ini akan menambat pada kuman dan memusnahkan kuman ini. Sel T limfosit pula berfungsi untuk menyerang sel-sel yang telah dijangkiti oleh kuman ini.

Secara amnya, badan kita memerlukan beberapa hari untuk merangsangkan imun sistem ini apabila dijangkiti oleh kuman. Setelah jangkitan pertama, sistem pertahanan tubuh akan mengingati cara melindungi tubuh dari penyakit ini. Tubuh kita akan menyimpan beberapa sel T limfosit dan sel B limfosit yang dipanggil sel memori. Sel T memori mengandungi maklumat mengenai antigen tertentu dan tetap berada di dalam plasma darah walaupun jangkitan telah lama berlaku.

Sel T memori ini akan dirangsangkan penghasilannya apabila tubuh kita dijangkiti sekali lagi dengan kuman yang sama. Apabila molekul antigen pada kuman ini dikenal pasti, sel B memori pula akan menghasilkan antibodi untuk menyerang dan memusnahkan kuman ini.

Vaksin membantu sistem imun kita untuk bertindak lebih efektif bagi melawan jangkitan kuman tertentu. Apabila vaksin untuk penyakit tertentu diberikan kepada kita, sistem imun badan akan mengenali molekul vaksin ini sebagai kuman yang menyebabkan penyakit ini dan akan merangsangkan sistem imun kita seperti yang dibincangkan diatas.

Kemudian, tubuh kita akan menyimpan beberapa sel T limfosit memori dan sel B limfosit memori terhadap kuman ini. Tujuannya ialah untuk mengingati cara bagaimana hendak melawan kuman ini sekirannya kita terdedah dan dijangkiti oleh kuman ini sekaligus menyelamatkan kita dari memperolehi penyakit yang disebabkan oleh kuman ini.

Persoalannya, adakah sel T memori dan sel B memori ini kekal selamanya didalam badan kita? Jika kekal, maka berdasarkan kepada teori, kita tidak perlu divaksin berkali-kali untuk mendapat perlindungan terhadap penyakit tertentu. Hasil penyelidikan yang telah dijalankan menunjukkan sel memori akan mati atau dalam bahasa saintifik, ia akan mengalami ‘apoptosis (cell death) selepas tempoh masa tertentu. Kajian mengenai sel memori ini masih aktif dilakukan oleh saintis kerana tidak banyak yang diketahui mengenai sifat sel-sel memori ini.

Buat masa sekarang, saintis masih tidak mengetahui samada imun respon (sel T dan antibodi) yang dihasilkan akibat suntikan vaksin COVID-19 akan kekal dalam tubuh manusia selamanya atau hanya dalam tempoh tertentu. Kajian pengawasan atau ‘surveillance study’ jangka masa panjang akan memberi jawapan kepada persoalan ini. Walau bagaimanapun, hasil kajian menunjukkan antibodi dalam tubuh manusia yang dijangkiti virus COVID-19 hanya kekal dari beberapa bulan ke beberapa tahun (lihat rencana penulis tentang imuniti kelompok).

Keberkesanan vaksin (Vaccine Effectiveness) vs Efikasi (Efficacy)

Jenis-jenis vaksin COVID-19 yang penulis akan ceritakan pada bahagian 2 mempunyai keberkesanan vaksin yang berbeza-beza diantara 70-95%. Apakah yang dimaksudkan dengan keberkesanan vaksin (vaksin effectiveness)? Adakah vaksin yang mempunyai keberkesanan 95% lebih baik dari vaksin yang mempunyai keberkesanan 70%?

Secara amnya, keberkesanan dan efikasi (efficacy) sesuatu ubat atau vaksin ialah keupayaan ubat atau vaksin tersebut untuk melawan atau mencegah penyakit, tetapi sebenarnya kedua-duanya menggunakan kaedah pengukuran yang melibatkan dua persekitaran berbeza. Efikasi yang diukur dalam fasa ujian klinikal mencerminkan atau menjadi unjuran keberkesanan vaksin tersebut dalam dunia sebenar, tetapi kadang-kadang mungkin juga tidak.

Sebagai contoh, vaksin yang mempunyai efikasi 90% dalam fasa ujian klinikal bermaksud terdapat 90% pengurangan kes penyakit tersebut dikalangan individu yang diberikan vaksin berbanding yang tidak divaksin atau diberikan ‘placebo’.

‘Placebo’ ialah bahan yang tidak memberi kesan terapeutik dan diguna dalam ujian klinikal untuk dibandingkan dengan vaksin yang dicipta. Efikasi ialah ukuran yang diperolehi hasil daripada ujikaji klinikal dimana persekitarannya adalah terkawal. Disebabkan itu efikasi tidak selalu mencerminkan keberkesanan dalam dunia yang sebenar.

Ujian klinikal dicipta dengan amat teliti dimana selalunya sukarelawan yang mengambil vaksin tersebut tidak mempunyai masalah kesihatan atau mengambil ubat dan sebarang kesan sampingan akan dipantau dengan teliti. Kategori umur yang merangkumi sesuatu populasi juga akan diambil kira semasa ujian fasa klinikal ini dilakukan. Didalam kes penyakit COVID-19, adalah mustahak untuk memastikan sukarelawan ini tidak terjangkit dengan virus ini sebelum disuntik. Ini adalah kerana jika virus telah ada didalam badan sukarelawan, jangkitan tetap akan berlaku dan ini akan mengurangkan efikasi vaksin tersebut.

Sekarang kita lihat pula bagaimana keberkesanan vaksin diukur. Keberkesanan vaksin yang sebenar diukur setelah satu populasi divaksin. Ini dilakukan selepas semua fasa klinikal telah selesai.  Didalam satu populasi yang divaksin, mungkin terdapat individu yang tidak sihat dan mengambil ubat disebabkan sakit kronik, umur yang pelbagai serta bagaimana vaksin disimpan dan disuntik setiap hari pada individu juga mempengaruhi keberkesanan sesuatu vaksin untuk mencegah penyakit.

Sebagai contoh, jika individu tersebut telah dijangkiti virus sebelum disuntik vaksin, kemungkinan dia tetap akan mendapat penyakit tersebut apabila divaksin. Keberkesanan vaksin dapat dilihat hasil dari kajian ‘surveillance data’ atau data pengawasan imunisasi berdasarkan pemerhatian jangka panjang. Faktor-faktor yang mempengaruhi keberkesanan vaksin satu populasi dalam sesebuah negara adalah diantaranya seperti berikut; berapa ramai yang menerima vaksin, bangsa, pola kesihatan individu yang mengambilnya, samada mengambil ubat untuk penyakit tertentu dan juga kumpulan umur.

Bagaimana Pfizer/BioNTech menetapkan vaksin mereka mempunyai keberkesanan 90%?

Menurut siaran akbar Pfizer/BioNTech dan berita di “The British Medical Journal” pada 9 November 2020, vaksin Pfizer/BioNTech mungkin lebih dari 90% efektif dalam mencegah COVID-19 pada sukarelawan yang telah dipastikan tidak dijangkiti virus COVID-19 sebelum memasuki ujian klinikal fasa 3. Kumpulan penyelidik mereka menganalisa keputusan ujian klinikal ini dan mendapati 94 orang dijangkiti virus COVID-19 setelah mendapat suntikan dos kedua.

Kajian klinikal fasa 3 yang bermula pada bulan Julai 2020 ini mempunyai sebanyak 44,000 sukarelawan dan sebanyak 39 000 individu telah memperolehi dos vaksin mRNA kedua atau ‘placebo’ sehingga 8 November 2020. Kadar efikasi vaksin ini adalah lebih daripada 90% dalam individu yang divaksin selepas hari ke tujuh mendapat suntikan dos kedua. Ini menunjukkan perlindungan maksimum dicapai 28 hari selepas disuntik dengan dos pertama. Vaksin Pfizer/BioNTech ini diambil dalam dua dos suntikan dengan jarak masa 21 hari. Walau bagaimanapun, sehingga penulis membuat rencana ini, artikel mengenai kaedah ujikaji dan keputusan data klinikal fasa 3 masih belum diterbitkan.

Namun, vaksin yang dicipta tidak semestinya memerlukan keberkesanan yang sangat tinggi atau 100%. Sebagai contoh, influenza vaksin hanya mempunyai keberkesanan diantara 40%-60% tetapi masih dapat menyelamatkan beribu-ribu manusia setiap tahun. Sebagai seorang yang beragama Islam, penulis percaya sebagai manusia kita mempunyai pengetahuan yang terbatas, tetapi kita boleh berusaha dan buat yang termampu untuk kebaikan manusia didunia dan selebihnya DOA serta tawakal.

Rujukan

  1. SARS-CoV-2 SPIKE PROTEIN: an optimal immunological target for vaccines – Translational Medicine
  2. Imunisasi: Fakta dan Kemusyikilan – Myhealth
  3. Drug Development Process: Clinical Research – FDA
  4. What does 90 Percent Effective Mean for Pfizers Covid-19 vaccines – Quarts
  5. What Difference Between Efficacy and Effectiveness ?- Gavi
  6. The role of apoptosis in the development and function of T lymphocytes. Cell Res. 2005 Oct;15(10):749-69. doi: 10.1038/sj.cr.7290345
  7. Memory Functions and Death Proneness in Three CD4+CD45RO+ Human T Cell Subsets. J Immunol July 1, 2002, 169 (1) 39-48; https://doi.org/10.4049/jimmunol.169.1.39

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

eighteen + thirteen =

Open

Close