https://frosthead.com

Tajanstveno podrijetlo cjepiva protiv malih boginja

Godine 1796. engleski liječnik Edward Jenner imao je predodžbu. Dok su stotine tisuća oko njega podlegnule blistavoj agoniji malih boginja, Jennerovo oko upadalo je u ružičastu, netaknutu ten Sarah Nelmes, domaće mliječne sluškinje. Na njenoj koži nije bilo nijednog ozljeda koje su mogle navesti gotovo sigurnu smrt trećine oboljelih od malih boginja - osim za njezine ruke, užurbano mužući kravu po imenu Blossom.

Mještani su tu neprijatnost nazivali "kravlje osmero." Ali osim nabora mrlje, Sarah i njezine kolegice dojilje bile su izuzetno bez bolesti. Za Jenner, ovo nije bila slučajnost. Djelujući na malo više od rijetkih promatranja, Jenner je odlučila izvaditi mali uzorak Sarinog gnoja i ubrizgati ga u ruku mladića po imenu James Phipps. Na svačije čuđenje - uključujući Jennerovu - kad je Jenner drugom iglom zabio Phippsa, ovaj put bazirajući na velikoj dozi malih boginja, Phipps je ostao zdrav. Uprkos svim izgledima, rizično postupanje djetetu je dalo čudesan imunitet.

Ovaj revolucionarni (i mahnito neetički) eksperiment katapultirao je svijet u doba onog što bi se moglo nazvati "vakcinacija", riječi čija etimologija sadrži strašno kimanje latinske vake, za "kravu". Boginje bi postala službeno prva bolest osvojena ljudskom medicinom.

„[Iskorjenjivanje malih boginja] pokazuje šta stvarno možemo postići ako imamo odgovarajuće alate za borbu protiv bolesti“, kaže Sabrina Sholts, kustosica antropologije u Nacionalnom prirodoslovnom muzeju, gdje je razvila infekciju usmjerenu na zarazne bolesti “Izložba. "Ali saznanje o bolesti također pokazuje nam koliko je ljudi ubijeno ... i shvaćamo da nema razloga da se to ne ponovi."

Ne samo da postoji mogućnost da se male boginje (ili u najmanju ruku nešto slično) rastu, već su i nepoznate većini, sam izvor ovog revolucionarnog cjepiva u pitanju. Desetljećima su znanstvenici smatrali kako legenda o kravlji osmi kao spasitelju - prvo o Jamesu Phippsu, a zatim i o svijetu - može biti vrlo pogrešna. Ta zagonetna pukotina u povijesti bolesti mogla bi čovječanstvo učiniti ranjivim za buduće epidemije - koliko god to bilo malo vjerojatno.

***********

Krajem 18. stoljeća, boginje, uzrokovane virusom variole, bile su svjetski teror, zahtijevajući stotine tisuća života svake godine. Bolest je bila drevna, pljačkala je stanovništvo barem još u trećem stoljeću prije Krista, a zarazila je neselektivno, ne štedeći ni bogate ni siromašne i ne podrećući muškarce, žene i djecu.

Dakle, kad je Jennerovo "cjepivo" (doista samo gnojno sredstvo protiv virusa) udarilo na scenu, doslovno je prešlo u virus. Do 1813. godine bio je široko dostupan u Europi, Aziji i Americi. Budući da se poksvirusi poput boginja najlakše prenose sa životinje na životinju, znanstvenici su prvi stvorili nove rezerve cjepiva prikupljanjem gnoja iz zaražene stoke. Svaki put kada su zalihe smanjile, znanstvenici su zaokruživali svježe stado prirodno zaraženih životinja i konsolidirali svoje izlučevine.

"Cjepivo je evoluiralo", kaže Inger Damon, koja vodi podružnicu za poxvirus i bjesnoću, u američkim Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti. "Način razmnožavanja - bilo sa strana krava ili zečeva - mijenjao je i unosio srodne viruse u bazen ... [tako] je roj virusa korišten u raznim cjepivima."

Umjetnički prikaz Edwarda Jennera koji cijepi vlastito dijete. Umjetnički prikaz Edwarda Jennera koji cijepi vlastito dijete. (Wikimedia Commons)

1939. godine, istraživač sa Sveučilišta u Liverpoolu po imenu Allan Watt Downie postao je znatiželjan kako će se cjepivo protiv malih boginja s vremenom promijeniti. Danas su cjepiva detaljno proizvedena, a većina (uključujući neke moderne verzije cjepiva protiv malih boginja) sadrži ozbiljno oslabljene verzije zaraznih mikroba ili male, nepotpune djeliće patogena - najniži minimum koji je potreban da se imunološki sustav aktivira. Ovo zaobilazi mogućnost izazivanja stvarne infekcije ili širenja novog uzročnika bolesti unutar ljudske populacije. Ali rano cjepivo protiv malih boginja temeljilo se na virusu koji je u potpunosti sposoban izazvati bolest - jedan manje težak od malih boginja, ali bolest jednaka. I aktivni virusi i dalje su podvrgnuti evolucijskim pritiscima.

Kad je Downie usporedio virusni sadržaj cjepiva protiv malih boginja, koji je do danas poznat pod nazivom "vaccinia virus", s uzorkom kravlje ospice izoliranim izravno od goveda, iznenadio se kad je otkrio da su različiti. Srodno, da - ali svakako nije identično.

Ovo je, nažalost, otvorilo sasvim limenku glista. Dva uzorka bila su dovoljno različita da se činilo vrlo nevjerojatnim da se vakcinia, trenutno vakcina protiv malih boginja, spusti iz kravlje osme. Ovo je ostavilo Downieja i njegove kolege uznemirujućim pitanjem: Što su, naime, ubacili u naručje milijuna ljudi posljednjih 150 godina?

Prolaskom kroz povijesne zapise neki su znanstvenici nagađali da je drugi virus zvan konjski os, za koji se zna da zaražava i konje i krave, možda predak virusa vakcinije. Čak je i sam Jenner razmišljao o kopitnom podrijetlu svog čudo-lijeka u svojoj izvornoj publikaciji, nagađajući da bi najzaštitniji put prijenosa cjepiva mogao biti konj do krave čovjeku.

Koliko je znanost napredovala, područje virologije još nije imalo pravi skup alata za potpuno izlučivanje odgovora. U međuvremenu, cjepiva - i pored svoje mutne predake - činila su čuda. I tako su, oprezno slegnuvši ramenima, znanstvenike stavili iznimno veliku osovinu u tajanstveno podrijetlo medicinskog čuda tisućljeća i nastavili dalje. Ubrzo, činilo se da je čovječanstvo, uz pomoć vakcinije, pobijedilo u stoljetnoj borbi s boginjama. U svibnju 1980., Svjetska zdravstvena organizacija trijumfalno je proglasila, da je boginja mrtva.

Svjetska uspomena je kratka. Kao što je boginja nestala iz bolničkih odjeljenja, tako je to činila i iz svijesti javnosti. Na kraju je tehnologija napredovala do točke kad je napokon bilo moguće ponovno otvoriti najveći hladni slučaj i otkriti prave korijene cjepiva protiv malih boginja. Ali zašto ne pustiti da spava spava? Bič malih boginja obrisan je s lica zemlje - što god bilo u tom cjepivu, bilo da je dobiveno od krave ili konja ili konfetija - je li to uopće bilo važno?

No, doba malih boginja daleko je kraj. Iako je boginja tehnički iskorijenjena, najmanje dva laboratorija - jedan u Rusiji i jedan u sjedištu CDC-a u Atlanti u državi Georgia - još uvijek sadrže uzorke virusa virusa. A zabrinutosti zbog buduće epidemije daleko nadilaze nesrećnu laboratorijsku nesreću: Moderne tehnike uređivanja gena omogućile su od nule izgraditi smrtonosnu lookalike. Sada više nego ikad prijeti opasnost od bioterorizma.

Budući da su prije gotovo četiri desetljeća prestali rutinski napori cijepljenja, velika većina moderne globalne populacije bila bi u potpunosti ranjiva na neočekivanu pandemiju. Bilo gdje od 30 do 88 posto ljudi izloženih virusu može se zaraziti, a gotovo trećina obolelih od bolesti će umrijeti. Tek je u srpnju 2018. FDA odobrio prvi lijek za liječenje malih boginja. Vakcinacija ostaje jedini drugi alat koji nam stoji na raspolaganju - a ako bi došlo do epidemije, milijuni Amerikanaca, uključujući trudnice i ljude s HIV-om ili ekcemima, bili bi isključeni od cijepljenja.

Moderno cjepivo protiv malih boginja koje sadrži virus vakcinije. Neka verzija cjepiva sada koristi oslabljene viruse umjesto aktivnih. Moderno cjepivo protiv malih boginja koje sadrži virus vakcinije. Neka verzija cjepiva sada koristi oslabljene viruse umjesto aktivnih. (Wikimedia Commons)

Stvaranje novog ili poboljšanog cjepiva moglo bi pomoći, ali rad s ograničenim trgovinama malih boginja (poput onih na CDC-u ili u Rusiji) je nepraktično i krajnje opasno. Umjesto toga, alat s manje virulentnim bliskim rođakom mogao bi pomoći istraživačima na siguran i učinkovit način pogoditi prljavštinu. Dakle, ako je konjska kuga bila virus koji je započeo cijepljenje u 18. stoljeću, suvremena istraživanja trebala bi se kretati kopnom - ali prvo, svijetu je potreban dokaz.

Neki su istraživači poduzeli korake u tom smjeru. U 1970-ima mala šačica znanstvenika odlučila je još jednom istražiti odnos između cjepiva cjepiva protiv vakcinije i konjske osme. Jedna je skupina uspjela pokazati ohrabrujući stupanj povezanosti između konjske osme i starog brazilskog soja cjepiva, navodno porijeklom iz Francuske sredinom 1800-ih. Ali ovo je otkriće samo napuknuće znanstvenog radara, a malo je napretka postignuto u desetljećima koja su uslijedila.

No, nedavni napredak tehnologije ubrzao je istragu. Znanstvenici poput Damona iz CDC-a, zajedno s neovisnim timom na čelu s virologom Joseom Esparzom sa Sveučilišta u Marylandu, započeli su sakupljati stara cjepiva protiv malih boginja iz muzeja i laboratorija iz cijelog svijeta kako bi analizirali genetske sekvence sadržane u njima. Pomoću virusnih genoma istraživači će biti u mogućnosti pratiti predake cjepiva unatrag i na kraju utvrditi izvor - ili vjerojatno - izvore tih zaštitnih artefakata.

Rad je u tijeku, kaže Esparza, ali uvjeren je da je konjska boginja ušla u mješavinu u nekom trenutku. Njegov je tim sastavio 15 uzoraka cjepiva i brojio ih je, najviše s početka 1900-ih, a nedavno je objavio genetsku analizu cjepiva iz 1902. godine koja ima slične konjske osme. Sličnost je nesavršena, kaže Esparza, ali zajedno ti nalazi daju snažne dokaze da je konjska boginja igrala ulogu u proizvodnji cjepiva protiv malih boginja.

Esparza ove nove nalaze naziva "lekcijom poniznosti". Jenner je, za svoga genija, vjerojatno pucao u mraku. (Iako je moguće da on ima nekoliko nagovještaja nego što se iz ispričanih priča o njegovom otkriću podrazumijeva.) On nikako nije mogao razumjeti sitnice cijepljenja kao danas - ali često, kaže Esparza, moramo razviti rješenja ne znajući svaki znanstveni detalj. Sada je vrijeme za nadoknadu: tehnologija napokon ima moć pronaći odgovore na medicinski problem koji samo tvrdi da je riješen.

"Za mene, kao znanstvenika, nema ništa zanimljivije od rješavanja problema", kaže Esparza. "Samo želim pronaći istinu."

Ono što je važno, dodaje Esparza, čak i ako se svijet ne plaši samo od malih boginja, mnoštvo drugih virusa u obitelji „boginje“ još uvijek može biti razlog za zabrinutost ljudi i divljih životinja. Mnoge životinje imaju svoj okus pox virusa, uključujući majmune, svinje, pa čak i mekušce. Za nekoliko ovih bolesti (iako nisu sve) poznato je da su zoonotske, prelazeći iz divljine u ljudsku populaciju. Zaštita i životinja i ljudi zahtijeva intimno znanje o virusima u pitanju. Prema Esparzi, bolje razumijevanje cjepiva protiv malih boginja, sve do njegovih mutnih četveronožnih korijena, moglo bi biti jedno od naših najmoćnijih oruđa za sprječavanje čitave obitelji poznatih bolesti.

Štoviše, malo je vjerojatno da će se ljudi susresti sa svim poxvirusima koji bi nam mogli smetati u budućnosti. "Neki procjenjuju da smo u prirodi otkrili manje od 1 posto postojećih virusa", kaže Esparza. "Riječne boginje se iskorjenjuju. Ali svijet je pun virusa koji čekaju da ga otkriju. "

U međuvremenu, žiri je još uvijek na relativnom doprinosu konja, krava i njihovih pripadajućih poxvirusa u iskorjenjivanju malih boginja - ali konjska je ospica sigurno bila tamni konj ove rase. Kako se rasprava nastavlja, trebamo li započeti verbalni prijelaz s "cjepiva" na "kopitare"? Ne samo još, kaže Damon. Krave i mliječne sluškinje, bez obzira na napon koji su nosile, još uvijek su sastavni dio Jennerovog otkrića. Blossomovo nasljeđe ostaje netaknuto - za sada.

Tajanstveno podrijetlo cjepiva protiv malih boginja