Gdzie są te nowe szczepionki?

Rolą układu odpornościowego człowieka, którego działanie omawiam w różnych miejscach tej strony, jest ochrona organizmu przed intruzami i likwidowanie ich, zanim znajdą jakiś punkt zaczepienia. Od roku 1796, kiedy Edward Jenner odkrył, że zaszczepienie ludzi wirusem ospy krowiej może ustrzec ich przed zachorowaniem na bardziej śmiercionośną ospę prawdziwą, wiele groźnych chorób zostało opanowanych dzięki zastosowaniu szczepionek. A skuteczność szczepionek zależy w końcu od układu odpornościowego.

Ospa stanowiła zwykle prawdziwie śmiertelną plagę. To właśnie ospa, a nie działania militarne, zabiła największą liczbę Indian w obu Amerykach od czasu pierwszego kontaktu z Europejczykami (w epizodzie, który, obawiam się, nigdy nie wejdzie do współczesnej poprawnej politycznie historii, Lewis i Clark wzięli ze sobą podczas swej bohaterskiej ekspedycji szczepionkę przeciw ospie z zadaniem zaszczepienia tylu Indian, ilu tylko zdołają). Dzisiaj wirus ospy prawdziwej jest pierwszym zarazkiem chorobotwórczym zupełnie wyeliminowanym z Ziemi (ostatnie próbki przechowywane w laboratoriach mają być wkrótce zniszczone). Taką siłę może mieć odpowiednio zastosowany program szczepień.

Wszystkie składowe układu odpornościowego – limfocyty B, limfocyty T, przeciwciała i tak dalej – działają dzięki swoistej geometrii. Oznacza to, że identyfikują one swoje cele, ponieważ kształty ich cząsteczek pasują do cząsteczki intruza. Po stoczonej bezpośredniej bitwie niewielka liczba limfocytów B i T noszących „klucz” pasujący do „zamka” intruza krąży nadal w układzie krwionośnym.

Te tak zwane komórki pamięci stanowią szybką obronę przed następnymi inwazjami. To właśnie komórki pamięci nadają odporność na całe życie po przebyciu niektórych chorób, jak świnka czy odra, i celem szczepienia jest właśnie wytworzenie takich komórek.

Dzisiejsze wysiłki nad przekroczeniem barier technologicznych szczepień podejmowane są na trzech frontach. Są to: (1) badania podstawowe, zmierzające do zrozumienia działania układu odpornościowego, (2) badania nad udoskonaleniem istniejących szczepionek i uzyskiwaniem ich przeciwko większej liczbie chorób i (3) polityczne strategie rozwiązywania problemów demograficznych związanych z chorobami zakaźnymi.

Chociaż orientujemy się w niektórych z głównych cech układu odpornościowego, w naszej wiedzy są olbrzymie luki. Układ ten jest niezwykle skomplikowany i często nie potrafimy odpowiedzieć na szczegółowe pytania w rodzaju: „Dlaczego (lub jak) cząsteczka X spełnia funkcję Y?”. Na przykład celem szczepienia jest wytworzenie komórek pamięci, a naukowcy nadal wiodą zawzięte spory na temat, w jaki sposób szczepionki wytwarzają komórki pamięci i jak długo one żyją. Sprawa ta nie jest jedynie czczą ciekawostką – odpowiedzi są sprawą decydującą dla powstania skutecznych szczepionek. Wiemy, że niektóre szczepionki wyzwalają odpowiedź odpornościową, lecz nie udaje się im zapewnić długotrwałej ochrony organizmu, a w pewnych przypadkach czynią osobę jeszcze bardziej niż przedtem wrażliwą na chorobę. Musimy zrozumieć, dlaczego zawodzą, aby w przyszłości znaleźć lepsze sposoby działania.

Zdarza się czasami, że klucz układu odpornościowego pasuje do więcej niż jednego zamka intruza. Tak stało się z oryginalną szczepionką przeciwko ospie – białka wirusa ospy krowiej były na tyle podobne do białek ospy prawdziwej, że komórki pamięci, które rozwinęły się w odpowiedzi na infekcję spowodowaną wirusem ospy krowiej, wprowadzane były do akcji w przypadku zakażenia ospą prawdziwą. Wiele szczepionek zawiera wirusy zabite, lecz mające nadal na sobie białka identyfikujące je. Komórki pamięci dopasowują się do tych białek martwego wirusa, by następnie atakować wirusy żywe, przenoszące takie cząsteczki.

Jedna ze szczególnie fascynujących dziedzin badań dotyczy dokładnej identyfikacji w wirusie lub bakterii białka, które atakować będzie układ odpornościowy, a następnie podawania tego białka jako szczepionki. Próbuje się również wprowadzić geny tego białka do nieszkodliwego wirusa, który wyzwoli odpowiedź odpornościową. I tak jak w przypadku zabitych wirusów, komórki pamięci będą potem atakować białka niesione już przez intruza. Jeśli technika dostrajania odpowiedzi odpornościowej do określonych białek stanie się powszechna, pozwoli wyeliminować wiele skutków ubocznych i niebezpieczeństw związanych z obecnie istniejącymi szczepionkami. Zabity wirus mógł nie być zupełnie martwy, jak sądzono, i wobec tego okazywał się niebezpieczny, lecz samo białko nie może wywołać choroby. W dodatku technika ta omija inny problem związany z odpowiedzią odpornościową. Układ odpornościowy zwykle rozpoznaje i reaguje na wiele białek intruza, lecz jedynie kilka z nich może rzeczywiście decydować o rozwoju choroby. Przez skoncentrowanie się na białkach niezbędnych dla cyklu rozwojowego intruza szczepionka może być o wiele bardziej skuteczna.

Na koniec powinienem zauważyć, że główne problemy, przed jakimi stoją w przyszłości programy szczepień, nie są natury naukowej, lecz politycznej. Problem leży w tym, że szczepionki wytwarza się głównie w krajach uprzemysłowionych, natomiast największe zapotrzebowanie na nie jest w krajach biedniejszych. Do niedawna kompanie farmaceutyczne opracowujące szczepionki ustalały na nie wysokie ceny w krajach uprzemysłowionych, subsydiując w ten sposób ceny w krajach biedniejszych. Lecz wraz ze wzrostem kosztów opieki zdrowotnej kraje rozwinięte stają się mniej skłonne do ponoszenia tych kosztów i w związku z tym badania nad szczepionkami przeciwko głównym zabójcom, takim jak malaria, są zagrożone.