Dlaczego tak trudno jest zrobić uniwersalną szczepionkę przeciw grypie?

Mar 16 2020
Każdego roku należy opracować wersję szczepionki przeciw grypie, aby zrekompensować zmiany zachodzące w wirusie grypy rok wcześniej. Czy kiedykolwiek będziemy mieli jednorazową szczepionkę przeciw grypie?
Simone Groper otrzymuje szczepionkę przeciw grypie w aptece Walgreens w 2018 roku w San Francisco. Justin Sullivan/Getty Images

Coroczny zastrzyk przeciw grypie chroni przed niektórymi rodzajami grypy, zwykle tymi, które zachorowały rok wcześniej. Ale jeśli pojawi się nowy szczep grypy , zastrzyk może na niego nie zadziałać. Dlatego świętym Graalem medycyny jest stworzenie uniwersalnej szczepionki przeciw grypie.

Uniwersalna szczepionka przeciw grypie nie może pojawić się wystarczająco szybko, zwłaszcza dla szczególnie wrażliwych populacji, takich jak dzieci, osoby starsze i osoby z obniżoną odpornością. Według Światowej Organizacji Zdrowia co roku na grypę sezonową umiera ponad 650 000 osób na całym świecie . Grypa sezonowa kosztuje również amerykański system opieki zdrowotnej i całe społeczeństwo, całkiem sporo, około 11,2 miliarda dolarów w 2018 roku .

A te liczby nie obejmują osób, które zaraziły się koronawirusem, chorobą o podobnych objawach do grypy , która jest wywoływana przez inny typ wirusa z kilku szczepów wirusa grypy. Według Światowej Organizacji Zdrowia na dzień 12 marca potwierdzono 125 048 przypadków i 4613 zgonów z powodu koronawirusa . Kilka firm ściga się z opracowaniem szczepionki na koronawirusa .

Dlaczego więc tak trudno jest opracować szczepionkę na grypę, skoro zagrożenie i oddziaływanie są tak wielkie? Ma to związek z faktem, że grypa jest niesamowicie przebiegła. „Trudno sobie wyobrazić bardziej rozwiązłego wirusa” – mówi dr Greg Polska , rzecznik Amerykańskiego Towarzystwa Chorób Zakaźnych (IDSA) oraz profesor medycyny i chorób zakaźnych w Mayo Clinic w Rochester w stanie Minnesota, zauważając, że biliony nowych szczepów może rozwijać się w ciągu zaledwie kilku minut. „Na szczęście 99,999% nie ma sprawności genetycznej, nie może przetrwać”.

Jednak te, które pozostaną, mogą zadać dość poważny cios. Ci, którzy przeżyli, doświadczają przesunięcia antygenowego lub dryfu antygenowego. Te, które przechodzą przesunięcie antygenowe, przekształcają się w nowe szczepy, które mogą przekształcić się w grypę pandemiczną, taką jak H1N1 i ptasia grypa . Według Centrów Kontroli i Prewencji Chorób (CDC) rzadko się to zdarza, biorąc pod uwagę cztery pandemie grypy w ciągu ostatnich 100 lat .

Dla porównania, dryf antygenowy występuje cały czas w przypadku grypy, powodując wiele drobnych zmian wirusowych, co utrudnia twórcom szczepionek przybicie nawet rocznego wirusa grypy prosto na głowę. „Tak więc dzieje się tak, że około ćwierć miliona wirusów jest izolowanych każdego roku i sekwencjonowanych, aby dać nam wyobrażenie o tym, co krąży” – mówi Polska. „Opracowanie i dystrybucja szczepionki przeciw grypie zajmuje około sześciu miesięcy. Do tego czasu wiele szczepów doszło do punktu, w którym nie mają prawie żadnej ochrony”.

Warto tutaj zauważyć, że nawet źle dobrana szczepionka zmniejsza nasilenie objawów i długość ogólnej choroby, więc nadal ważne jest, aby szczepionkę podawać co roku. Lepiej być przykutym do łóżka przez trzy dni niż siedem lub, co gorsza, skończyć w szpitalu!

Rzeczywiście, istnieje wiele przeszkód na drodze do opracowania uniwersalnej szczepionki przeciw grypie, ale wiele firm biotechnologicznych i naukowców pracuje obecnie nad ich pokonaniem. „Cały pomysł polega na tym, aby opracować szeroko neutralizujące przeciwciała” – mówi Polska, zauważając, że te przeciwciała idealnie chroniłyby przed każdym szczepem grypy.

Jak działa wirus grypy

Duży problem w opracowaniu dokładnej szczepionki sezonowej polega na tym, że zmienia się ona tak bardzo i tak szybko. Kwestia ta jest jeszcze bardziej skomplikowana przy opracowywaniu uniwersalnej szczepionki, ponieważ istnieje o wiele więcej zmian do rozważenia.

Mówiąc najprościej, wirus grypy składa się z białek H i N oraz łodygi. Obecne szczepionki próbują uderzyć w białka H i N, których wirus używa do przyłączania się i infekowania ludzkich komórek. Problem w tym, że te dryfują i przesuwają się cały czas. Dla porównania „część łodygi jest stosunkowo niezmienna” – wyjaśnia Polska. „Wariant polega więc na tym, że nie zmienimy sposobu, w jaki technologicznie wytwarzamy szczepionki przeciw grypie, na tę część wirusa, która nie dryfuje i nie przesuwa się?”

Inną złożonością jest to, że wirusy grypy infekują tylko najbardziej zewnętrzne komórki wyściełające drogi oddechowe. Nie replikują się w całym ciele, co jest znane jako replikacja systemowa. „Jeżeli spojrzysz na szczepionki, które zapewniają dobrą odporność na całe życie, takie jak odra, jedną z różnic jest to, że rodzaj powrotu do zdrowia po infekcji ogólnoustrojowej jest inny i znacznie lepszy niż rodzaj infekcji w powierzchownych komórkach układu oddechowego drzewo”, wyjaśnia dr Jeffery Taubenberger, wirusolog w Narodowym Instytucie Alergologii i Chorób Zakaźnych. „Jest coś, czego nie rozumiemy, w jaki sposób odporność na poziomie błony śluzowej tworzy długotrwałą odporność. Ten rodzaj ochronnej odporności jest trudny do ustalenia. Musimy znaleźć sposoby na wzmocnienie odpowiedzi immunologicznych błony śluzowej, aby zapewnić nam lepszą ochronę z tego rodzaju szczepionek”.

Postępy w szczepionkach przeciw grypie

Gdy ta złożona koncepcja zostanie opracowana, może okazać się pomocna w opracowaniu uniwersalnych szczepionek na inne dolegliwości układu oddechowego, takie jak koronawirus. „Myślę, że kiedy zrozumiemy więcej na temat odpowiedzi immunologicznej i odpowiedzi pamięciowej w przypadku infekcji błon śluzowych grypą, pomogłoby to również w wysiłkach związanych ze szczepionką przeciwko tym wirusom” – wyjaśnia Taubenberger.

Przy odrobinie szczęścia jeden lub więcej z wielu obecnie prowadzonych prac nad szczepionkami zakończy się sukcesem. Wersja opracowana przez firmę farmaceutyczną SEEK niedługo wejdzie w badania kliniczne III fazy , a własny zespół dr Taubenbergera ma nadzieję rozpocząć badania kliniczne na ludziach nad ich szczepionką w 2020 roku. Nie oczekuj, że uniwersalna szczepionka przeciw grypie będzie gotowa zbyt wcześnie, chociaż, ponieważ jest to żmudne przedsięwzięcie, które wymaga wielu prób, aby uzyskać zgodę FDA. „Zazwyczaj zajmuje to 10 lub więcej lat i kosztuje około 1 miliarda dolarów” – wyjaśnia Polska.

Teraz to jest przerażające

Pandemia grypy H1N1 z 1918 r . (znana również jako hiszpańska grypa ) zainfekowała 500 milionów i zabiła 50 milionów na całym świecie. Było to oczywiście zanim pojawiły się antybiotyki do leczenia wtórnych infekcji bakteryjnych związanych z grypą. Nie było również szczepionek, które zapobiegałyby infekcji i zmniejszały nasilenie.