Árið 1951 varð Max Theiler fyrsti vís­inda­mað­ur­inn til að fá Nóbels­verð­launin fyrir þróun bólu­efn­is. Eng­inn annar hefur hlotið þá við­ur­kenn­ingu fyrir slíkt sam­bæri­legt afrek síðan þá þó að mörg árang­urs­rík bólu­efni hafi litið dags­ins ljós.

Gulu­sótt hefur herjað á mann­kynið í að minnsta kosti fimm hund­ruð ár og í lok nítj­ándu aldar var hún vel þekkt bana­mein margra. Hins vegar var þá lítið vitað um sjálfan sjúk­dóm­inn og sér­fræð­ingar þess tíma héldu að um bakt­er­íu­sýk­ingu væri að ræða og til­raunir voru gerðar til að búa til bólu­efni með það í huga.

Árið 1918, sama ár og spænska veikin varð að far­aldri, töldu vís­inda­menn við Roc­ker­fell­er-­stofn­un­ina sig loks hafa náð að þróa árang­urs­ríkt bólu­efni gegn gulu­sótt. Rann­sóknir Max Theiler leiddu hins vegar í ljós tæpum ára­tug síðar að bólu­efnið væri ekki að skila árangri og fram­leiðslu þess var hætt. Enn leið ára­tugur þar til Theiler náði þeim árangri að þróa virkt og öruggt bólu­efni gegn gulu­sótt og er það notað enn þann dag í dag.

Þetta er aðeins eitt dæmi um hversu langan tíma hefur tekið að þróa bólu­efni við smit­sjúk­dómum í gegnum tíð­ina. Þró­un­ar­ferlið hefur oft spannað mörg ár og jafn­vel ára­tugi. Það þóttu því stór­tíð­indi þegar það tókst að þróa bólu­efni gegn hettu­sótt á aðeins fjórum árum á sjö­unda ára­tug síð­ustu ald­ar. Ekk­ert annað bólu­efni hefur tekið jafn stuttan tíma að þróa.

Þar til nú.

Og það eru margar ástæður fyrir því að bólu­efni gegn COVID-19 er til­búið – um ári eftir að sjúk­dóm­ur­inn var fyrst greindur í fólki. Tvö lyfja­fyr­ir­tæki hafa þegar sótt um mark­aðs­leyfi í nokkrum lönd­um. Um svokölluð neyð­ar­leyfi verður að ræða, vegna þess hve þörfin er brýn. Annað þess­ara fyr­ir­tækja, Pfizer í sam­starfi við BioNtech, hefur þegar hafið dreif­ingu á bólu­efni sínu í Bret­landi.

Krafta­verk segja sum­ir. Vís­inda­legt þrek­virki segja aðr­ir. Pen­ingar og meiri pen­ing­ar. Eng­inn þarf að velkj­ast í vafa um að þeir hafa skipt sköpum við rann­sóknir og þróun bólu­efn­anna gegn COVID-19.

Í raun má segja að tek­ist hafi að búa til bólu­efni á innan við ári sem undir „venju­legum kring­um­stæð­um“ hefði tekið ára­tug. Þó var það ekki þannig að lyfja­fyr­ir­tækin og þeirra sam­starfs­að­ilar væru að stytta sér leið við þró­un­ina, prófun á bólu­efnum sínum eða í fram­leiðsl­unni.

Öll dýrin í skóg­inum eru vinir

Eitt þeirra lyk­il­at­riða sem varð til þess að svo hratt var hægt að þróa bólu­efni er að vís­inda­menn, rann­sókn­ar­stofur og lyfja­fyr­ir­tæki opn­uðu aðgang sín á milli að gögnum sem aflað var um veiruna, s.s erfða­efni hennar og ítar­legar rað­grein­ing­ar. Það lögð­ust sem sagt all­ir, eða að minnsta kosti flest­ir, á eitt í því sam­eig­in­lega verk­efni að útrýma far­aldri kór­ónu­veirunn­ar.

Hvernig bólu­efnið er búið til er annað lyk­il­at­riði. Þær aðferðir sem beitt var eru  nýstár­legar og þar til nú hefur ekk­ert bólu­efni byggt á þeim komið á mark­að.

Aðferðir til að búa til bólu­efni eru fjöl­breytt­ar. Við gerð þeirra hafa til dæmis verið not­aðar bækl­aðar veirur en nokkur þeirra bólu­efna gegn COVID-19 sem lengst eru komin í þróun byggja á erfða­efni (kjarna­sýru) veirunn­ar.

Nýjar aðferðir

 Erfða­efni manna er í DNA-­formi en erfða­efni veirunnar í RNA-­formi. Nýja kór­ónu­veiran er svo í raun ekki sér­stak­lega flók­in. Hún er byggð úr fjórum bygg­ing­ar­prótein­um, fitu­efnum og tæp­lega 30 þús­und kirna RNA-­sam­eind. Í RNA-­sam­eind­inni er geymd upp­skrift að 29 próteinum sem veiran notar bæði sem bygg­ing­ar­ein­ingar en líka sem „vopn í lífs­bar­áttu sinni þegar hún fer inn í frumur [fólks], sýkir þær og nýtir til að fjöl­falda sjálfa sig og síðan kom­ast í aðrar frum­ur,“ líkt og mann­erfða­fræð­ing­ur­inn Agnar Helga­son lýsti svo vel á ráð­stefnu Íslenskrar erfða­grein­ingar í maí.  

Tvö þeirra þriggja lyfja­fyr­ir­tækja sem komin eru lengst í þróun sinna bólu­efna nota svo­kall­aða mRNA-­tækni sem felst í því að ein­angra eitt prótein henn­ar. En þegar því er svo sprautað í fólk veik­ist það ekki heldur myndar lík­am­inn mótefni.

Upp­skriftin að erfða­efni veirunnar var fljótt aðgengi­leg öllum vís­inda­mönnum og það áður en hún var farin að breið­ast mikið út fyrir Kína svo vitað sé. Þess vegna gátu vís­inda­menn hafið und­ir­bún­ing að gerð bólu­efnis fljót­lega eftir að veiran upp­götv­að­ist. Og hin nýja aðferð, að nota erfða­efni veirunnar en ekki veikl­aða veiru eða hluta af veikl­aðri veiru, hafði einnig verið í þróun lengi.

Pen­ingar og meiri pen­ingar

Enn ein skýr­ingin er pen­ing­ar. Þegar vís­inda­menn voru að fást við sjúk­dóma á borð við ebólu, sem herj­aði á á árunum 2014-2015, vant­aði pen­inga til rann­sókn­anna. Þess vegna gekk þróun lyfja og bólu­efnis mjög hægt.

En núna flæða pen­ing­arnir inn. Og einn helsti mis­skiln­ing­ur­inn varð­andi þróun bólu­efnis gegn COVID-19 er sá að hún hafi haf­ist dag­inn sem far­ald­ur­inn braust út.

„Heims­byggðin hefði átt að gera bet­ur,“ segir Sarah Gil­bert, pró­fessor við Oxfor­d-há­skóla og arki­tekt­inn að bólu­efni því sem skól­inn er að þróa í sam­starfi við lyfja­fyr­ir­tækið Astra Zeneca. Í kjöl­far ebólu-far­ald­urs­ins ein­settu vís­inda­menn­irnir við Oxfor­d-há­skóla sér að gera betur næst þegar far­aldur bryt­ist út. Þeir settu saman áætlun um hvernig takast mætti á við „sjúk­dóm X“ – sjúk­dóm sem myndi spretta upp og herja á fólk að því er virð­ist fyr­ir­vara­laust.

Sá sjúk­dómur reynd­ist vera COVID-19.

„Við reyndum að und­ir­búa okkur svo að við gætum brugð­ist mjög hratt við og haft til­búið bólu­efni á sem skemmstum tíma, segir Gil­bert í sam­tali við BBC. „Und­ir­bún­ings­vinn­unni var ekki lokið en við vorum komin langt á veg.“

Gerðu grunn og bættu við hann

Það sem vís­inda­menn­irnir vildu gera var að skapa vís­inda­legan grunn, bygg­ing­ar­ein­ingu, sem væri sveigj­an­legur þegar hinn óþekkti sjúk­dómur myndi koma fram á sjón­ar­svið­ið.

Oxfor­d-hóp­ur­inn notar ekki hefð­bundna aðferð við að þróa sitt bólu­efni en heldur ekki þá sömu og Pfizer og Moderna nota – þau tvö fyr­ir­tæki sem þegar hafa sótt um mark­aðs­leyfi í Evr­ópu, í Banda­ríkj­unum og víð­ar. Þess í stað bjuggu vís­inda­menn skól­ans til það sem þeir kalla hinu mjög svo óþjála nafni: ChAdOx1. Þeir tóku algenga kvef­veiru sem sýkti simpansa og gerðu úr henni bygg­ing­ar­ein­ingu fyrir bólu­efni gegn næstum því hverju sem er. Áður en COVID-19 far­ald­ur­inn braust út höfðu 330 manns fengið bólu­efni byggt á ChAdOx1 gegn ýmsum veiru­sjúk­dómum á borð við inflú­ensu og zika.

Þar sem kvef­veiran er upp­runnin í simpönsum og hefur verið erfða­breytt getur hún ekki orsakað sýk­ingu í fólki. Upp­skrift hennar er, fræði­lega séð, svo hægt að breyta til að kalla fram við­brögð ónæm­is­kerf­is­ins. Eða eins og vís­inda­menn­irnir segja í stuttu máli: ChAdOx1 er í grunn­inn eins og smá­gerður póst­burð­ar­mað­ur. Allt sem þarf svo að gera er að breyta inni­haldi pakk­ans sem hann afhend­ir.

Sjúk­dómur X

„Við vorum að und­ir­búa okkur fyrir sjúk­dóm X, við höfðum verið að bíða eftir sjúk­dómi X, og mig grun­aði strax að veiru­sýk­ingin sem upp kom í Kína gæti verið sá sjúk­dóm­ur,“ segir Gil­bert en hún og teymi hennar hófust handa í byrjun jan­úar við að afla gagna og hefja rann­sóknir á veiru­sýk­ing­unni sem komið hafði upp í Wuhan-­borg í Kína.

Þau gátu ekki ímyndað sér að sjúk­dóm­ur­inn yrði að far­aldri en þau vildu nota þetta tæki­færi til að láta reyna á ChAdOx1-­tækn­ina.

Og vís­inda­menn voru ekki alveg á byrj­un­ar­reit hvað þessa til­teknu veiru varð­aði. Þeir segja „heppi­legt“ að hún hafi verið úr hinni þekktu kór­ónu­veiru­fjöl­skyldu en veirur úr henni höfðu valdið far­öldrum árin 2002 (SARS) og árið 2012 (MER­S). Það var því vitað tölu­vert um hvernig veiran kæmi til með að haga sér og einnig var vitað hvert helsta vopn hennar en jafn­framt Akki­les­ar­hæll væri: Gadda-­prótein­ið.

„Við vorum með for­skot,“ segir Andrew Poll­ard, annar pró­fessor í Oxfor­d-teym­inu. Kór­ónu­veirur draga nafn sitt af útliti sínu. Þær líta í raun út eins og gadda­bolt­ar. Í kór­ón­unni sem umlykur þær eru gaddar sem þær nota til að kom­ast inn í frumur lík­am­ans. Vís­inda­menn vissu að fræði­lega séð gæti bólu­efni byggst á því að fá ónæm­is­kerfið til að ráð­ast gegn gödd­un­um. Oxfor­d-teymið hafði þegar notað ChAdOx1-grunn­inn til að þróa bólu­efni gegn MERS.

Í fyrstu vant­aði fjár­magn til rann­sókn­anna og það var ekki fyrr en í apríl að pen­ing­arnir fóru að streyma inn. Til­raunir á dýrum voru fyrst gerðar og í lok apríl hófust próf­anir á bólu­efn­inu í mönn­um. Engu skrefi í þró­un­ar­ferl­inu var sleppt en vegna fjár­magns var hægt að hefja hvert þeirra á fætur öðru. Á loka­stigi rann­sókna tóku yfir 30 þús­und manns þátt í próf­un­um.

Einn stór mis­skiln­ingur

En fyrst hægt var að þróa bólu­efni á svo skömmum tíma, hvers vegna er það ekki oftar gert?

Það er mis­skiln­ingur að það verði að taka ára­tug að þróa bólu­efni, segir lækn­ir­inn Mark Tos­hner sem hefur tekið þátt í rann­sóknum á bólu­efnum við Cambridge-há­skóla. Á tíu ára þró­un­ar­tíma­bili er mik­ill „dauður tími“ þar sem „ekk­ert er að ger­ast“. Bið­staða.

Gríð­ar­legur tími fer í að sækja um styrki og ann­ars konar fjár­mögn­un. Þeim umsóknum er oft hafnað og það þarf að sækja um aftur eða ann­ars stað­ar. Þá þarf að sann­færa fólk um að taka þátt í próf­un­um, semja við lyfja­fram­leið­endur og þar fram eftir göt­un­um. Tos­hner segir að þetta allt verði til þess að það geti liðið mörg ár á milli rann­sókn­ar­stiga.

„Ferlið er ekki langt af því að það þarf að vera það eða af því að það er örugg­asta leið­in, heldur af því að við búum í hinum raun­veru­lega heim­i,“ segir hann við BBC.

Þá hefur leyf­is-­ferl­inu einnig verið hraðað og það svo um mun­ar. Á meðan bólu­efni Oxfor­d-teym­is­ins var enn í prófun hófu eft­ir­lits­að­ilar að skoða þegar fram komin gögn. Þetta símat á rann­sókn­ar­gögn­unum hefur því stytt ferl­ið. Umsóknir um leyfi eru svo sann­ar­lega ekki látnar bíða dög­um, vikum eða mán­uðum saman áður en farið er vand­lega yfir þær. Þær fara efst í bunka eft­ir­lits­að­ila og eru eflaust merkt­ar: Áríð­andi.

„Leitin að bólu­efni tók yfir líf mitt,“ við­ur­kennir Ter­esa Mal­be, rann­sak­andi við Oxfor­d-há­skóla, í sam­tali við tíma­ritið Nat­ure. Hún tók þátt í þróun bólu­efn­is­ins frá upp­hafi. „Ég hef aldrei unnið jafn mikið í líf­inu. Ef ég gæti farið aftur í tím­ann og gefið sjálfri mér ráð í byrjun jan­úar myndi ég segja: Taktu nokkra frí­daga.“

Þannig hefur því eflaust verið farið með fjöl­marga vís­inda­menn um heim allan sem hafa lagt gríð­ar­lega mikið á sig til að finna lækn­ingu eða bólu­efni gegn COVID-19, sjúk­dómnum sem eng­inn vissi af fyrir ári en mun von­andi láta í minni pok­ann fyrir vís­ind­unum fljót­lega.

Litli gadda­bolt­inn verður senn afvopn­að­ur.