Idea szczepień pozostała taka sama

Już starożytni Grecy podczas epidemii ospy prawdziwej zrozumieli, że osoby, które przeżyły infekcję, drugi raz nie chorują. Ta obserwacja wiele wieków później stała się przyczynkiem do umyślnego zakażania ospą, by uniknąć zachorowań. O pionierskich sposobach zwalczania epidemii, idei szczepień i rozwoju wakcynologii opowiada dr hab. n. med. Ernest Kuchar.

Panie doktorze, na czym polegała metoda wariolizacji w pierwszych wiekach jej stosowania?
– Na początku trzeba podkreślić, że dla zastosowania tej metody fundamentalne znaczenie miało zrozumienie tego, czym jest odporność. Starożytni Grecy już w V w. p.n.e. zauważyli, że przechorowanie ospy czarnej – o ile się przeżyło, ponieważ choroba ta siała spustoszenie – nieodwracalnie zmienia ludzki organizm, który odtąd przestaje być podatny na ponowne zakażenie. W ten sposób odkryli pojęcie odporności. Kilkanaście wieków później praktycznym wykorzystaniem tej podstawowej wiedzy stał się zabieg wariolizacji, praktykowany na Wschodzie, szczególnie w Chinach, Indiach i w imperium osmańskim. Polegał na nacięciu skóry zdrowej osoby i wprowadzeniu w ranę odrobiny ropnej wydzieliny z wykwitów chorego na ospę prawdziwą. Chińczycy w X w. mieszankę sproszkowanych strupów wdmuchiwali do nosa wariolizowanej osoby. Ta metoda była jednak stosowana o wiele rzadziej niż skaryfikacja, czyli nacinanie skóry.

W czym lepszy był ten zabieg od uzyskania odporności w sposób naturalny?
– Korzyści z wariolizacji wynikały ze zbiegu trzech czynników. Po pierwsze, wybierano dogodny czas, zakażając dzieci, które są potencjalnie najmniej obciążone innymi chorobami. Za wariolizacją w wieku dziecięcym przemawiał również argument ekonomiczny. Musimy pamiętać, że wówczas człowiek mierzył się z głodem, co sprawiało, że rodzice woleli zaryzykować celowe zakażenie ospą swojego dziecka, kiedy miało dwa lata, niż czekać do momentu, kiedy zachoruje i umrze w wieku 15 lat. Po drugie, drobiny strupów pobierano od osób, które przeszły chorobę łagodnie, czyli z dużym prawdopodobieństwem chorowały na mniej zjadliwy wariant ospy prawdziwej, choć wówczas nie wiedziano o istnieniu dwóch wirusów będących przyczyną choroby, nazwanych później variola major i variola minor. To bardzo blisko spokrewnione wirusy, ale pierwszy doprowadzał do śmierci 30 proc. chorych, a drugi – tylko 1 proc. Intuicyjny wybór „dawcy”, który przebył ospę łagodniej, dawał większą szansę na przeżycie i lżejsze przejście choroby przez osobę wariolizowaną. I wreszcie po trzecie, pacjenci otrzymywali bardzo małą ilość wirusa w nacięte na skórze miejsce. Dziś wiemy, że im mniejsza dawka zakażająca, tym łagodniej przebiega choroba, ponieważ naszemu układowi odporności łatwiej zwalczyć „małego liczebnie wroga”. Dla ludzkiego organizmu najważniejszy jest fakt „pokonania wroga”. Wtedy nabieramy odporności. W czasach przeprowadzania wariolizacji medycy podawali śladową ilość materiału zakaźnego, ponieważ tylko tyle mieściło się na igle. To sprawiało, że wariolizowany chorował łagodniej, a odporność uzyskiwał. Nie można jednak zapominać, że za każdym razem zabieg wiązał się z ryzykiem śmierci pacjenta, jak też prowadził do dalszej transmisji choroby. Niezmiernie istotne jest, że ludzie nauczyli się niejako zarządzać ryzykiem zdrowotnym, dzięki świadomemu działaniu uprzedzającemu. Uznano, że lepiej zakazić się ospą prawdziwą na kontrolowanych warunkach, ponieważ takie rozwiązanie mimo ryzyka daje większe szanse na przeżycie.

W 1720 r. wariolizacja dotarła do Europy.
– Wariolizację do warunków europejskich zaadaptowała brytyjska arystokratka Mary Wortley Montagu, która w 1715 r. przebyła ospę prawdziwą. To wydarzenie zdeterminowało jej dalsze losy. Ówczesna definicja piękna była bardzo prosta. Kobieta nie mogła być „ospowata”, czyli musiała mieć gładką cerę. Przebycie tej choroby zostawiało szpecące blizny, skóra traciła ową gładkość. Możemy jedynie domniemywać, że z tego powodu rodzice wydali Mary za starszego i mało atrakcyjnego dla niej mężczyznę – lorda Montagu. W 1718 r. lady Montagu wyjechała z mężem do Stambułu, gdzie lord objął stanowisko ambasadora na placówce dyplomatycznej. Ambasador brytyjski i jego żona byli bardzo ważnymi osobistościami, co sprawiło, że lady Mary, jako jedna z pierwszych Europejek, miała okazję z bliska przyjrzeć się sułtańskim haremom. Poznała miejscowe obyczaje, które dla arystokratów z Europy stanowiły rodzaj atrakcji turystycznej, zainteresowała się też nieznanym w Europie zabiegiem, a mianowicie wariolizacją. Metoda ta była powszechnie stosowana w haremach. Ryzyko rozprzestrzenienia się ospy w domu, w którym mieszkało sto żon sułtana i tyle samo dzieci, było bardzo wysokie. Zdarzało się również, że władcom podrzucano zakażoną odzież, by dokonać pewnego rodzaju zamachu na sułtana i jego otoczenie. Dzięki przebyciu wariolizacji w dzieciństwie, a później poddawaniu temu zabiegowi swoich towarzyszek i dzieci, sułtan mógł żyć spokojnie. Zainspirowana tym zwyczajem lady Mary zaprosiła do Stambułu lekarza, który nauczył się wariolizacji. Kiedy w 1721 r. rozprzestrzeniała się kolejna epidemia ospy prawdziwej w Londynie, lady Mary była przygotowana. Zdecydowała się poddać wariolizacji swoją córeczkę. Gdy była pewna, że zabieg się udał, opowiedziała o wszystkim swojej przyjaciółce lady Caroline – żonie następcy tronu brytyjskiego, która również postanowiła uodpornić swoje dzieci. W tym jednak przypadku do wykonania zabiegu potrzebna była zgoda króla Jerzego I Hanowerskiego. Władca zwrócił się do doradców, którzy zasugerowali, by najpierw przeprowadzić eksperymentalną wariolizację dziesięciu skazańców. Wszyscy przeżyli, co spowodowało, że wnuki królewskie również zostały uodpornione, a zabieg stał się popularny w całym królestwie. Wariolizacji poddawała się przede wszystkim arystokracja. Kontrolowane zakażanie stało się bardzo kosztowne – 100 funtów, tj. niemal 200 g złota – ponieważ niełatwo było znaleźć odpowiednie źródło wirusa, czyli chorego na łagodniejszą ospę prawdziwą. Kontrolowane zakażenie zmniejszyło jednak śmiertelność na ospę z ponad 20 do około 2 proc.

Dzięki tej metodzie groźnego przebiegu ospy uniknął również Edward Jenner – jedno z tysiąca dzieci wariolizowanych w Anglii w 1751 r. i twórca pierwszej szczepionki.
– Do historii szczepień Jenner wkracza w latach 60. XVIII w. Był wówczas studentem medycyny. Pewnego dnia wstępnie rozpoznał znamiona ospy prawdziwej u kobiety zajmującej się dojeniem krów. Kobieta zaprzeczyła jednak tej diagnozie, tłumacząc, że choruje na tzw. krowiankę, czyli ospę krowią. W ówczesnym środowisku medycznym znano takie wytłumaczenie, lecz nikt dotąd nie traktował słów prostych kobiet poważnie. Jenner zaś postanowił przyjrzeć się zjawisku bliżej. Zaobserwował bowiem, że kobiety, które pracują przy krowach, rzeczywiście nie chorują na ospę prawdziwą. Przechodzą za to niegroźną dla ludzkiego organizmu krowiankę, która objawiała się gorączką i ropnymi wykwitami na rękach. Wreszcie w 1796 r. przeprowadził przełomowy eksperyment. Przez analogię do wariolizacji, którą praktykował jako lekarz, postanowił wykonać podobny zabieg, używając ropy z wykwitów ospy krowiej. Obiektem eksperymentu był kilkuletni wówczas James Phipps, syn ogrodnika. Jenner nie zaraził chłopca materiałem zakaźnym osoby chorej na ospę prawdziwą, ale jako źródło wirusa wykorzystał płyn z pęcherza Sary Nelms – dojarki chorej na krowiankę. Ropę z wykwitu wprowadził do organizmu przez nacięcie na skórze, dokonując tym samym pierwszej wakcynacji. Ciekawa jest przy tym etymologia tego słowa. Vacca to po łacinie krowa, vaccinia zaś oznacza ospę krowią, dlatego my dziś „krowiankujemy”, szczepiąc dzieci i dorosłych. To jednak nie koniec eksperymentu. Po sześciu tygodniach od wakcynacji Jenner zwariolizował, czyli zaraził chłopca ospą prawdziwą. Do tej pory pacjenci po kontrolowanym zakażeniu przechodzili ospę – gorączkowali, mieli wysypkę i zmiany w miejscu nacięcia. Chłopiec nie doświadczył jednak żadnego z tych objawów, co pozwoliło wyciągnąć wniosek, że kontakt z łagodną ospą krowią uchronił go przed śmiertelną ospą prawdziwą. O wynikach swojej obserwacji Jenner napisał do Towarzystwa Medycznego, prekursora dzisiejszego pisma „The Lancet”. Tekstu nie wydano, uznając odkrycie za bzdury. Jenner nie poddał się i dzięki swojej dobrej sytuacji finansowej samodzielnie wydał broszurkę, którą rozesłał do lekarzy w całej Anglii.

Publikacja Jennera szybko zyskiwała popularność.
– Oczywiście, ponieważ Jenner zmienił dotychczasową praktykę medyczną. Obecnie szczepienia nie polegają na zakażaniu ludzi chorobą, ale na podaniu osłabionych drobnoustrojów lub oczyszczonych antygenów. Idea jednak pozostała taka sama. Niezmiennie od czasów Jennera polega na oddzieleniu zjadliwości drobnoustroju od jego immunogenności, czyli uzyskaniu odporności nabytej jak najmniejszym kosztem. Idealna szczepionka zatem uodparniałaby wszystkich w 100 proc., nikomu nie szkodząc. Życie uczy, że nie ma doskonałych preparatów, ale jesteśmy blisko ideału. Szczepionki przeciwko COVID-19 to kontynuacja idei Jennera.

Z jakim ryzykiem wiązał się pionierski eksperyment Jennera?
– Wiedza z dziedziny aseptyki była niewielka. Przede wszystkim źródło „szczepionki” stanowił człowiek, a ponieważ próbki nie oczyszczano, wraz z ospą krowią można było przekazać szczepionemu pacjentowi inne choroby, np. WZW B albo kiłę.

Nie obyło się również bez protestów ludzi, którzy w metodzie Jennera widzieli zagrożenie.
– Można powiedzieć, że ruchy antyszczepionkowe pojawiły się wraz z pierwszą szczepionką. W dużej mierze sprzeciw wobec metody Jennera wynikał z konfliktu interesów. Jak wspomniałem, trudności z pozyskaniem wirusa sprawiały, że wariolizacja była drogim zabiegiem, co pozwoliło wielu medykom znacznie się na niej wzbogacić. Powszechność guzków u dojarek (w zasadzie każda chorowała na krowiankę) była wielokrotnie większa, więc wakcynacja stała się znacznie tańsza. Część ówczesnego angielskiego środowiska medycznego boleśnie odczuła utratę wysokich dochodów. Wielu lekarzy stanęło w opozycji do wakcynacji, blokując m.in. starania Jennera o rozpowszechnienie jego metody. Niemniej jednak Jenner, jak już wspomniałem, na własny koszt wydał broszurę informującą o wakcynacji. Przeciwko nowemu rozwiązaniu uodparniania wytoczono również argumenty religijne. Rozpowszechniono pogląd, że wakcynacja jest narzędziem sprzeciwu wobec woli Boga, który zsyła na ludzi ospę jako zasłużoną karę. Przeciwnicy Jennera wynajęli Jamesa Gillraya, najlepszego wówczas w Anglii karykaturzystę, by stworzył rysunek, który pobudzi wyobraźnię społeczeństwa. Przeciwnicy wakcynacji straszyli, że wprowadzanie zwierzęcego wirusa w ludzki organizm powoduje wyrastanie np. bydlęcych rogów w miejscach wakcynacji, co Gillray zobrazował w swojej karykaturze. Grafika zawiera również obraz ze złotym cielcem. Przeciwnicy Jennera chcieli więc przekazać społeczeństwu, że poddawanie się wakcynacji to oddawanie czci bożkom. Dziś pojawiają się grafiki zestawiające ze sobą obrazy dziecka prowadzonego na szczepienie przeciw COVID-19 z zaciąganym do obozu koncentracyjnego. Ludziom nigdy nie brakowało nierozsądnych pomysłów.

Na rozwój wakcynologii silnie wpłynęło kolejne wielkie odkrycie – wynalezienie szczepionki przeciwko wściekliźnie przez Louisa Pasteura.
– Wszystko zaczęło się od wykrycia bakterii. W swoim laboratorium Pasteur miał hodowlę drobnoustrojów, które poddawał różnym czynnikom fizycznym (gotował je bądź zabijał formaliną). W ten sposób odkrył, że można pozbawić je właściwości chorobotwórczych. Udowodnił, że podanie ich w tej postaci nie wpływa negatywnie na zdrowie zwierząt, które wykorzystywał do testów, ale je uodparnia. Szczepionka opracowana przez Louisa Pasteura wywoływała więc miejscowy stan zapalny, co uruchamiało odpowiedź immunologiczną organizmu. W ten sposób otrzymał szczepionkę przeciwko wściekliźnie i zainicjował prace nad wieloma innymi cennymi szczepionkami, m.in. przeciwko różyczce, odrze, śwince.

W drugiej połowie XX w. wakcynolodzy opracowali kolejną przełomową metodę wytwarzania szczepionek, zwaną odwrotną wakcynologią. Na czym ona polega?
– Chorobotwórczość niektórych bakterii jest związana z polisacharydową otoczką, której układ odpornościowy nie potrafi rozpoznać. Przez wiele lat nie można było stworzyć szczepionki przeciw meningokokom serogrupy B. Otoczka tej bakterii jest podobna do naszych neuronów, a organizm nie chce atakować „swoich” antygenów. Podanie zaś szczepionki wykonanej w sposób „tradycyjny” groziłoby ciężkimi odczynami autoagresyjnymi, ponieważ organizm mógłby uczulić się na antygeny podobne do własnych. Odwrócono więc sytuację. Nie zbadano gotowego antygenu, ale genom meningokoka, co pozwoliło wytypować białka jako potencjalne antygeny, zamiast polisacharydowej otoczki. I to się sprawdziło, w taki sposób powstała wyczekiwana szczepionka przeciwko meningokokom serogrupy B.

Czy wynalezienie odwrotnej wakcynologii posłużyło do stworzenia technologii mRNA stosowanej dziś w niektórych szczepionkach przeciw COVID-19?
– W obu przypadkach zaczęto od badania genomu, czyli tak naprawdę RNA lub DNA. Można więc powiedzieć, że metoda odwróconej wakcynologii ułatwiła wprowadzenie szczepionek opartych na mRNA. Jak jednak wspomniałem, w przypadku szczepionek przeciwko meningokokom B jako antygen wprowadzamy gotowe białko, uzyskane za pomocą inżynierii genetycznej. Szczepionki mRNA natomiast to jeszcze bardziej zaawansowana technologia, ponieważ nie podajemy antygenu, ale przepis na jego wytworzenie. Warto dodać, że w opracowaniu mRNA ogromną rolę odrywają Polacy. Jeden z patentów, który leżał u podstaw tej technologii, opracował prof. Jacek Jemielity.

Czy ulepszenie i opracowanie szczepionek przeciwko COVID-19 możemy porównać z osiągnięciem, jakim było wynalezienie szczepionki przeciwko ospie prawdziwej przez Edwarda Jennera?
– Myślę, że nie można tego porównać, bo mRNA to po prostu kolejna technologia wytwarzania szczepionek. Jenner dokonał przełomu, gdyż wymyślił ideę szczepień polegającą na tym, że lepiej w sposób kontrolowany zarazić pacjenta o wiele mniej groźnym dla organizmu ludzkiego wirusem i tym samym wyposażyć go w odporność na groźną, czasami śmiertelną chorobę. Podejście Jennera wpłynęło również na rozwój umiejętności kontrolowania ryzyka. Dzięki temu dziś wiemy, że musimy świadomie ocenić ryzyko i wybrać rozwiązanie, które jest najkorzystniejsze dla naszego zdrowia.

Dr hab. n. med. Ernest Kuchar to specjalista chorób zakaźnych, kierownik Kliniki Pediatrii z Oddziałem Obserwacyjnym WUM i przewodniczący Polskiego Towarzystwa Wakcynologii.

Wywiad Adriana Boguskiego z Ernestem Kucharem opublikowano w Miesięczniku Okręgowej Izby Lekarskiej w Warszawie „Puls” 2/2022.

Przeczytaj także: „Ataki na personel medyczny”.