จนถึงวันที่ 21 ธันวาคม ประเทศ 17 ประเทศ[upper-alpha 2]และสหภาพยุโรป[99]ได้อนุมัติให้ใช้วัคซีนของบริษัทไฟเซอร์-ไบโอเอ็นเทคคือ tozinameran เป็นการฉุกเฉินบาห์เรนยังอนุมัติให้วางตลาดขายฉุกเฉินสำหรับวัคซีน BBIBP-CorV ของบริษัทไซโนฟาร์ม[83]โดยสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ต่อมาก็ได้ทำเช่นกัน[84]ในสหราชอาณาจักรจนถึงวันที่ 16 ธันวาคม คน 138,000 คนได้รับ tozinameran ในอาทิตย์แรกของโปรแกรมการฉีดวัคซีนของประเทศ[100]ในวันที่ 11 ธันวาคม 2020 องค์การอาหารและยาสหรัฐได้อนุญาตให้ใช้ tozinameran เป็นการฉุกเฉิน[101]อีกอาทิตย์ต่อมา ก็ให้อนุญาตเช่นกันกับวัคซีน mRNA-1273 ของบริษัทโมเดิร์นา จึงเป็นประเทศแรกที่อนุญาตให้ใช้วัคซีน 2 อย่างเป็นการฉุกเฉิน[102][103][104]

เซพีจัดระยะการพัฒนาวัคซีนเป็นสามกลุ่ม คือ (1) ระยะการสำรวจ (exploratory) คือการวางแผนและออกแบบวัคซีนโดยไม่มีการประเมินในสิ่งมีชีวิต (2) พรีคลินิก (preclinical) คือการประเมินในสิ่งมีชีวิตและเตรียมตัวผลิตสารประกอบเพื่อจะทดสอบในมนุษย์ หรือ (3) ที่เริ่มทดสอบความปลอดภัยในมนุษย์อาสาสมัครที่สุขภาพดีระยะที่ 1 แล้ว[27]จนถึงกลางเดือนกันยายน มีวัคซีนแคนดิเดต 321 อย่างที่ได้ยืนยันแล้วว่ากำลังทดลองทางคลินิก หรือว่าเป็นโปรเจ็กต์สำรวจหรือพรีคลินิก[27]

การทดลองระยะที่ 1 โดยหลักทดสอบความปลอดภัยและขนาดยาเป็นเบื้องต้นโดยให้ยาแก่อาสาสมัครสุขภาพดีเป็นสิบ ๆ คน ระยะที่ 2 ซึ่งทำหลังประสบความสำเร็จในระยะที่ 1 จะตรวจปฏิกิริยาของภูมิคุ้มกัน, ขนาดของยา (คือตรวจประสิทธิศักย์โดยใช้ค่าวัดของสารบ่งชี้ทางชีวภาพ คือ biomarker) และผลที่ไม่พึงประสงค์ ปกติทำกับคนเป็นร้อย ๆ คน[105][106]การทดลองระยะ 1-2 ทดสอบความปลอดภัยและการตอบสนองของภูมิคุ้มกันในเบื้องต้นโดยจะกำหนดขนาดที่ได้ผลให้แม่นยำด้วย[106]ส่วนการทดลองระยะที่ 3 ปกติจะมีอาสาสมัครมากกว่า มีกลุ่มควบคุม และทดสอบประสิทธิผลป้องกันโรคของวัคซีน (เป็นการทดลองแบบแทรกแซง คือ interventional) และจะเฝ้าสังเกตผลที่ไม่พึงประสงค์เมื่อใช้ขนาดยาที่ดีสุด[105][106]นิยามของความปลอดภัยของวัคซีน ประสิทธิศักย์ จุดยุติทางคลินิก (clinical endpoint) ในการทดลองระยะที่ 3 อาจต่างกันระหว่างบริษัทต่าง ๆ เช่นการนิยามระดับผลข้างเคียง การติดเชื้อ หรือการแพร่เชื้อ และว่า วัคซีนป้องกันการติดเชื้อโควิดแบบรุนแรงหรือแบบปานกลาง[107][108][109]

วัคซีนที่ได้อนุมัติแล้ว

การทดลองทางคลินิกที่เริ่มในปี 2020

งานวิจัยพรีคลินิก

ในเดือนเมษายน องค์การอนามัยโลกแถลงการณ์โดยเป็นตัวแทนของนักวิทยาศาสตร์กลุ่มต่าง ๆ ทั่วโลกว่าจะร่วมมือกันเพื่อเร่งพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคโควิด[323]โดยชักชวนองค์กรต่าง ๆ รวมทั้งองค์กรที่กำลังพัฒนาวัคซีนแคนดิเดต องค์กรควบคุมและตั้งนโยบายของรัฐ ผู้ให้เงินทุน องร์กรสาธารณสุข และรัฐบาล ให้ร่วมมือกันเพื่อให้สามารถผลิตวัคซีนที่มีประสิทธิผลได้โดยมีปริมาณเพียงพอในการแจกจำหน่ายให้แก่เขตต่าง ๆ ทั้งหมดของโลกโดยเฉพาะเขตที่ยากจน[20]

เมื่อวิเคราะห์ประวัติของอุตสาหกรรมพัฒนาวัคซีนก็พบว่า การพัฒนาจะล้มเหลวในอัตราร้อยละ 84-90[20][78]อนึ่ง เพราะโควิดเป็นไวรัสใหม่ มีลักษณะต่าง ๆ ที่ยังไม่ชัดเจนทั้งหมด และต้องใช้กลยุทธ์และเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อพัฒนาวัคซีน ทุก ๆ ขั้นตอนจึงเสี่ยงไม่สำเร็จสูงมาก[20]

เพื่อประเมินประสิทธิผลที่วัคซีนหนึ่ง ๆ อาจมี ก็จะต้องพัฒนาแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์และสัตว์จำลองซึ่งเฉพาะเจาะจงต่อโควิดที่ไม่เคยมีมาก่อน และสิ่งจำลองเหล่านี้ก็ยังไม่สามารถทดสอบยืนยันกับลักษณะต่าง ๆ ของไวรัสที่ยังไม่ปรากฏ เป็นสิ่งที่ต้องร่วมกันทำโดยกำลังจัดตั้งในปี 2020[20]ในบรรดาวัคซีนแคนดิเดตที่ยืนยันแล้วว่ากำลังพัฒนา บริษัทเอกชนเป็นผู้พัฒนาในอัตราร้อยละ 70 ที่เหลือนักวิชาการ รัฐบาล และองค์กรสาธารณสุขเป็นผู้พัฒนา[27]

ผู้พัฒนาวัคซีนโดยมากเป็นบริษัทเล็ก ๆ หรือทีมนักวิจัยในมหาวิทยาลัยผู้มีประสบการณ์น้อยในการออกแบบวัคซีนให้ประสบความสำเร็จ มีทุนจำกัดเพื่อทำงานทดลองทางคลินิกที่ซับซ้อนและเพื่อผลิตวัคซีนถ้าไม่ได้บริษัทเภสัชภัณฑ์ยักษ์ใหญ่ข้ามชาติเป็นหุ้นส่วน[27][20]ผู้กำลังพัฒนาวัคซีนรวมองค์กรในสหรัฐและแคนาดาซึ่งทั้งสองรวมกันมีงานวิจัยวัคซีนที่แอ๊กถีฟเป็นอัตราร้อยละ 46 ทั้งหมดของโลก เทียบกับเอเชียที่ร้อยละ 36 รวมทั้งประเทศจีน และกับยุโรปที่ร้อยละ 18[20]

การทดลองระยะ 1 ที่วางแผนในปี 2020

วัคซีนแคนดิเดตที่กำลังออกแบบหรือพัฒนาในระยะพรีคลินิกสำหรับโควิดอาจไม่ได้รับอนุมัติให้ศึกษาในมนุษย์ช่วงปี 2020 เพราะเป็นพิษ ไม่มีประสิทธิผลชักนำให้ภูมิคุ้มกันตอบสนอง หรือล้มเหลวในด้านต่าง ๆ ในสัตว์ทดลอง หรืออาจไม่มีทุนพอ[324][325]สำหรับโรคติดเชื้อ โอกาสประสบความสำเร็จของวัคซีนแคนดิเดตในการฝ่าอุปสรรคระยะพรีคลินิกแล้วเข้าสู่การทดลองในมนุษย์ระยะที่ 1 อยู่ในอัตราร้อยละ 41-57[324]

ค่าใช้จ่ายของการทดลองเบื้องต้นในมนุษย์ค่อนข้างสูงสำหรับผู้พัฒนาวัคซีน ประเมินอยู่ที่ 14-25 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 440-786 ล้านบาท)สำหรับโปรแกรมการทดลองระยะที่ 1 ทั่วไป แต่ก็อาจถึง 70 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 2,200 ล้านบาท) ได้เหมือนกัน[324][326]เมื่อเปรียบเทียบกับโรคไวรัสอีโบลาที่ระบาดทั่วระหว่างปี 2013-2016 ซึ่งมีวัคซีนแคนดิเดต 37 ชนิดที่พัฒนาอย่างเร่งด่วน มีเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่ได้รับอนุมัติให้ใช้เป็นวัคซีน โดยมีค่าใช้จ่ายเพื่อยืนยันประสิทธิผลในการทดลองระยะที่ 2-3 ประมาณพันล้านดอลลาร์สหรัฐ (35,292 ล้านบาท)[324]

วัคซีนที่ไม่เฉพาะเจาะจงโรคโควิด

วัคซีนบางชนิดมีผลที่ไม่เฉพาะเจาะจง (non-specific effects)คืออาจมีประโยชน์เกินนอกเหนือจากโรคที่ป้องกัน[327]

แม้อ้างว่า (มี.ค., มิ.ย. และ ก.ค.) อัตราการตายเหตุโควิดจะต่ำกว่าในประเทศที่ฉีดวัคซีนบีซีจีเพื่อป้องกันวัณโรคเป็นปกติ[328][329][330][331]แต่องค์การอนามัยโลกก็กล่าวในเดือนเมษายนว่า ไม่มีหลักฐานว่าวัคซีนนี้มีผลต้านโควิด[332]ในเดือนมีนาคม 2020 ประเทศเนเธอร์แลนด์ได้เริ่มการทดลองวัคซีนบีซีจีแบบสุ่มเพื่อลดการติดโรคโควิดโดยรับแพทย์พยาบาล 1,000 คน[333]ออสเตรเลียก็ทดลองแบบสุ่มเช่นกันโดยรับแพทย์พยาบาล 4,170 คน[334][335]

การทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุมโดยยาหลอกเพื่อตรวจว่าวัคซีนเอ็มเอ็มอาร์ (ป้องกันโรคหัด-คางทูม-หัดเยอรมัน) สามารถป้องกันแพทย์พยาบาลจากโรคโควิดจะเริ่มในเดือนพฤษภาคม 2020 ที่กรุงไคโรโดยรับอาสาสมัคร 200 คน[336]

วัคซีนบีซีจี

นักวิจัยได้ศึกษาวัคซีนบีซีจีอันอาจมีผลที่ไม่เฉพาะเจาะจง (non-specific effects) เป็นการป้องกันการติดเชื้อไวรัสโควิด-19 หลังจากสังเกตการณ์ว่าอัตราตายและความรุนแรงของโรคจะน้อยกว่าในประเทศกำลังพัฒนา (ที่มักใช้วัคซีนนี้)แต่องค์การอนามัยโลกก็เตือนว่า มีปัจจัยหลายอย่างที่อาจมีผลต่อข้อสังเกตเช่นนี้เช่น อัตราการตรวจโรคโควิดและภาระโรค (disease burden)[337]ในการทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม วัคซีนนี้พบว่ามีผลไม่เฉพาะเจาะจงเป็นการป้องกันการติดเชื้อทางลมหายใจอื่น ๆ[338]

ปัจจุบัน ยังไม่มีหลักฐานพอสนับสนุนข้อสรุปว่า วัคซีนบีซีจีมีประสิทธิภาพป้องกันโควิด[339]ในเดือนตุลาคม มหาวิทยาลัยเอ็กซิเตอร์ (อังกฤษ) ประกาศการทดลองนานาชาติขนาดใหญ่เพื่อศึกษาว่า การให้วัคซีนบีซีจีสามารถลดอันตรายของโควิดต่อบุคลากรทางแพทย์หรือไม่[340][341]ซึ่งเนเธอร์แลนด์ก็ประกาศเช่นเดียวกันในเดือนพฤษภาคมก่อนหน้านั้น[338]

การใช้ตัวเสริม (adjuvant)

จนถึงเดือนกันยายน 2020 วัคซีนแคนดิเดต 11 อย่างที่อยู่ในระยะการทดลองทางคลินิกใช้ตัวเสริมเพื่อเพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน[27]ตัวเสริม หรือ immunological adjuvant เป็นสารที่เลือกใช้กับวัคซีนเพื่อเพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อแอนติเจน เช่นต่อไวรัสโควิดหรือไข้หวัดใหญ่[342]ตรง ๆ ก็คือ ตัวเสริมอาจใช้กับวัคซีนโควิดเพื่อเพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกันและเพิ่มประสิทธิศักย์ในการลดหรือป้องกันการติดเชื้อโควิดในบุคคลที่ได้วัคซีน[342][343]ตัวเสริมอาจมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในเทคโนโลยีที่ใช้ไวรัสโควิดที่ฆ่าแล้ว (inactivated) ในวัคซีนโปรตีนที่ได้จากยีนลูกผสม (recombinant protein) หรือในวัคซีนที่ใช้เวกเตอร์ (vector)[343]เกลืออะลูมิเนียม (aluminum salt, alum) เป็นตัวเสริมแรกที่ใช้ในวัคซีนซึ่งได้อนุมัติ โดยเลือกใส่ในวัคซีนที่ใช้ตัวเสริมเกินร้อยละ 80[343] และได้ใช้มาตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1920เป็นสารที่เริ่มกลไกทางโมเลกุลและเซลล์อย่างหลายหลากเพื่อเพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน รวมทั้งการปล่อยไซโตไคน์ที่เสริมการอักเสบ[342][343]