Prof. Chełmońska-Soyta: – Zaszczepię się

Co to jest odporność?

Odporność, immunitas, to stan organizmu żywego, który pozwala mu odróżniać to, co jest obce od tego, co jest własne i co ważniejsze, odróżniać to, co jest groźne od tego, co groźne nie jest. Inaczej mówiąc, kiedy organizm konfrontuje się z czymś nowym, to układ odpornościowy człowieka czy zwierzęcia potrafi odpowiedzieć na pytania, czy to nowe jest obce i co ważniejsze, czy jest groźne. I jeżeli okazuje się, że jest i obce, i groźne, to wtedy uruchamia mechanizmy, które pozwalają na zwalczanie intruza.  

Obcy i groźny jest koronawirus, z którym zmagamy się od ponad roku.

Koronawirus typu beta (SARS-COV-2) wywołuje chorobę, którą nazwano COVID-19 (Corona-Virus-Disease-19). Ta liczba w nazwie oznacza rok, w którym ją oficjalnie poznaliśmy. Choroba ma bardzo różny przebieg, od postaci przypominającej przeziębienie po ciężką niewydolność wielonarządową organizmu.

Umierają zarówno ludzie młodzi, sprawni, wydawałoby się w pełni zdrowia, jak i ludzie starsi, chorujący przewlekle na inne schorzenia.

Ale też widzimy wyraźnie, że bardziej predysponowane do ciężkich przebiegów i w konsekwencji do śmierci są osoby starsze lub z niedoborami immunologicznymi – nie zawsze wiemy, że te niedobory u danej osoby istnieją, aż do momentu zakażenia i wystąpienia choroby. W mojej ocenie ten wirus ma charakter czynnika selekcyjnego. I zachowuje się jak drapieżnik.

To znaczy?

Eliminuje z populacji osoby, które są słabsze i przede wszystkim starsze, które mają jakieś defekty w odporności, która pozwala na wczesnych etapach zakażenia na wygranie bitwy właśnie z tym, co jest obce i groźne. Jeżeli z jakichś powodów któryś z mechanizmów obronnych organizmu nie działa, wirusowi jest łatwiej wywołać chorobę albo śmierć. Dlatego ten wirus zachowuje się jak drapieżnik – nie wpływa na selekcję, która mogłaby zaburzać rozród, ale na populację osób w większości już po okresie rozrodczym.

Do tej pory wydawało się, że największym wyzwaniem dla współczesnej medycyny jest antybiotykooporność bakterii. Znano też groźne wirusowe choroby jak gorączka krwotoczna ebola, gorączka Nilu, ale od hiszpanki, która wybuchła po I wojnie światowej, ludzkość nie stanęła w obliczu pandemii.

Tylko, że to nie jest zaskakujące dla specjalistów, przede wszystkim wirusologów. Pracuję też w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN i tam na naszych co czwartkowych seminariach wirusolog, profesor Egbert Piasecki, wielokrotnie mówił, że czeka nas pandemia. Pytanie było tylko jedno: kiedy?

Skąd ta pewność?

Wirusy w historii naturalnej człowieka i zwierząt wielokrotnie próbowały dostosowywać się do warunków, a więc do swojego gospodarza. To bardzo specyficzny patogen. Nie jest zdolny do samodzielnego życia, musi więc nieustannie dostosowywać swoją biologię tak, by wciąż znajdować nową przestrzeń do rozwoju, czyli tak dostosować swój mechanizm receptorowy i rozpoznania, by mogło dojść do jego interakcji z komórkami gospodarza. Bo dopiero ta interakcja, czyli wrogie przejęcie komórek gospodarza, daje mu możliwość replikacji, a więc namnażania. I to jest naturalny bieg historii: raz na jakiś czas, w wieloletnich interwałach, niektóre z wirusów „przebijają się” i wywołują pandemię.

Dżuma, czarna ospa, hiszpanka, a teraz koronawirus beta.

A to tylko niektóre epidemie, które znamy z przekazów historycznych. Mentalnie i organizacyjnie powinniśmy być więc przygotowani do takiego – nazwijmy to – spotkania. Naszą słabością okazał się jednak konsumpcyjny, przynajmniej w krajach rozwiniętych, sposób życia. Idzie za nim ograniczanie naturalnych miejsc bytowania zwierząt. To zaś powoduje, że te wirusy, które bytują u zwierząt, łatwiej znajdują możliwość przejścia na człowieka. I dokładnie tak stało się w przypadku koronawirusa wywołującego covid-19. Mamy wiele przykładów takiego działania, epidemia dżumy, która zdziesiątkowała średniowieczną Europę, rozprzestrzeniła się dzięki szczurom. Nie zastanawiamy się nad tym, jak wiele naszych wewnętrznych układów, przede wszystkim odpornościowych, ich mechanizmów molekularnych, ale też sposób funkcjonowania jest wynikiem rywalizacji pomiędzy drobnoustrojami, które z nami kohabitują, naszym układem odpornościowym i nami samymi.

Wspomniała Pani o odporności nieswoistej, a więc wrodzonej. Jak kształtuje się mechanizm odporności nabytej?

Odporność wrodzona to mechanizmy odporności, które dziedziczymy w sposób niezmienny po naszych rodzicach i które w pewien niezmienny sposób działają ograniczając możliwość rozwoju patogenów. Jeśli zjadliwość patogenu nie jest zbyt duża, podobnie jak jego ilość, to te mechanizmy wystarczają do zwalczenia go i co więcej, odbywa się to w sposób bezwiedny. Zdrowy organizm ze sprawnym układem odpornościowym radzi sobie z zagrożeniem niemalże mechanicznie. My dzisiaj rozumiemy te mechanizmy. Są one świetnie opisane, a to dzięki temu, że nastąpił przełom w rozumieniu odporności nieswoistej. Przez wiele lat kojarzyła się głównie z leukocytami, białymi komórkami krwi, które fagocytują, unieszkodliwiając tym samym patogen. Najważniejsza była więc ta fagocytoza, ale wraz z rozwojem badań molekularnych zrozumieliśmy, że nieswoiste mechanizmy odpowiedzi odpornościowej są niezwykle wyrafinowane. To jest ogromny wachlarz różnych możliwości zwalczania drobnoustrojów w sposób nieswoisty. Natomiast odporność nabyta związana jest z obecnością komórek, które mają receptory rozpoznające bardzo konkretne struktury na patogenach. Te komórki to limfocyty. Każdy z nas w momencie narodzin ma ich określoną pulę, ale ich różnorodność pozwala na rozpoznanie praktycznie każdej struktury patogenów, z jakimi ma do czynienia w ciągu swojego życia organizm.

Jak to możliwe?

W trakcie życia osobniczego ludzie i zwierzęta stykają się z różnymi patogenami. Kiedy dochodzi do takiego kontaktu, z puli limfocytów układ odpornościowy wybiera jeden lub kilka, które potrafią rozpoznać struktury molekularne konkretnych patogenów. Wtedy te limfocyty zaczynają się bardzo intensywnie dzielić i są wśród nich komórki, które działają od razu, ale część z tych dzielących się komórek staje się tzw. limfocytami pamięci. I te limfocyty pamięci przy powtórnym kontakcie z takim patogenem działają szybciej. Produkują przeciwciała przeciw-wirusowe lub mnożą się i są zdolne do zabijania komórek zakażonych wirusem. To jest w dużym skrócie mechanizm odporności nabytej, nabywanej w czasie całego życia osobniczego przez człowieka czy zwierzę. I to jest też istota immunizacji, czyli szczepień. Bazujemy na tej pamięci, która rozwija się w trakcie kontaktu z patogenem. Nazywamy ją zresztą pamięcią immunologiczną.

Pierwszy masowo zastosował szczepionkę Napoleon, w czasie kampanii w Egipcie – przeciwko ospie prawdziwej zaszczepiono francuskich żołnierzy. Nie znano wtedy drobnoustrojów, bakterii, wirusów, działano intuicyjnie.

Historia szczepionki przeciwko ospie prawdziwej jest historią niezwykłą, ponieważ wynika z umiejętności i daru obserwacji, którymi są obdarzeni lekarze, potrafiący się przyglądać organizmowi i temu, jak się zachowuje. I Edward Jenner zaobserwował, że kobiety dojące krowy, u których występuje pęcherzykowe zapalenia gruczołu mlekowego, nie chorują na ospę. I skojarzył te dwa fakty w czasach, kiedy nikt nic nie wiedział na temat limfocytów B i T, nie mówiąc o znajomości mechanizmów molekularnych. Jenner zaczął od tego, że wcierał wydzielinę tych pęcherzyków z wymion chorych krów w skórę zdrowych osób i to była właśnie ta genialna obserwacja, która ostatecznie pozwoliła w 1980 roku uznać planetę Ziemia wolną od ospy prawdziwej.

Już nie intuicyjny, ale w pełni świadomy przełom nastąpił wtedy, kiedy Ludwik Pasteur przeprowadził eksperyment na dziecku pogryzionym przez wściekłego psa, ratując chłopcu życie. I od tego czasu mamy z jednej strony triumfalny marsz nauki w walce z groźnymi chorobami wirusowymi, a z drugiej systematyczne straszenie szczepionkami. A przecież dzięki nim praktycznie wyeliminowano nie tylko ospę, ale i polio.

Mam starszego kolegę, który przeszedł chorobę Heinego-Medina. W moim pokoleniu wszyscy byliśmy szczepieni doustną szczepionką przeciwko polio. A ruchy antyszczepionkowe nie są niczym nowym. Swoim studentom pokazuję na wykładach karykaturę, na której zaszczepionym metodą Jennera ludziom wyrastają rogi i kopyta, takie jak u krów.

Ludzie bali się szczepień, bo znając obraz choroby, bali się, że celowe zarażenie nią będzie dla nich groźne. To wcale nie jest tak łatwo zrozumieć i zaakceptować fakt, że wprowadzenie do organizmu osłabionego patogenu, ten organizm chroni.

Ludzie bali się szczepień, bo znając obraz choroby, bali się, że celowe zarażenie nią będzie dla nich groźne. To wcale nie jest tak łatwo zrozumieć i zaakceptować fakt, że wprowadzenie do organizmu osłabionego patogenu, ten organizm chroni. Teraz sytuację komplikuje jeszcze inne zjawisko.

Jakie?

Wiele chorób zostało praktycznie wyeliminowanych, jak wspomniane ospa czy polio, więc to co możemy obserwować, to efekty uboczne szczepień, a nie tych groźnych schorzeń. Rodzice, którzy decydowali się, żeby ich dzieci były szczepione przeciwko chorobie Heinego-Medina wiedzieli, czym ta choroba grozi. Jej skutki były widoczne na ulicach – w latach 50. i na początku 60.  Dzisiaj dzieci na polio nie chorują, rodzice przestali się bać, że ich syn czy córka zostanie kaleką. Łatwo jest więc w takiej sytuacji skupiać się na ubocznych skutkach szczepień, których w całej szczepionej populacji jest naprawdę znikoma ilość.

Co powoduje odczyn poszczepienny i możliwe powikłania?

To samo, co prawdziwą chorobę, przed którą chcemy się chronić tym szczepieniem – patogen. Immunizacja wykorzystuje naturalne mechanizmy zwalczania patogenu, ale przecież my te mechanizmy sztucznie inicjujemy podając szczepionkę. I zapominamy, że w swojej pierwszej fazie są one powiązane z inicjacją procesu zapalnego. Ten proces może mieć charakter miejscowy, w postaci zaczerwienienia, obrzęku i bolesności miejsca wkłucia. Ale może też mieć charakter ogólny. Zawsze jednak wynika on z aktywacji komórek, które chcemy aktywować. Dlatego też wyodrębniamy z populacji osoby, które z powodu niedoborów odporności nie powinny być szczepione.

Immunolodzy i wirusolodzy podkreślają, że właśnie dlatego szczepienia powinny być masowe, bo wtedy takie osoby są chronione poprzez odporność populacyjną.

Dokładnie, to jest nasza odpowiedzialność za słabszych, chorych. Chodzi o to, by te osoby były chronione, a łańcuch epizootyczny został przerwany. To jest możliwe wtedy, kiedy słabsze jednostki są otoczone osobami odpornymi i w ten sposób nie mają kontaktu z niebezpiecznymi patogenami.

A jednak wciąż są ludzie, do których nie dotarła informacja, że Andrew Wakefield został pozbawiony tytułu naukowego i prawa wykonywania zawodu po ujawnieniu oszustwa, jakiego dopuścił się w artykule opublikowanym na łamach „The Lancet”.

Według którego skojarzona szczepionka MMR przeciwko odrze, śwince i różyczce odpowiada za autyzm u chłopców. Cóż, obawiam się, że w dobie mediów społecznościowych, antynaukowych kampanii wykorzystywanych do różnych celów, pewnych postaw czy mówiąc wprost, niebezpiecznej ignorancji, niebezpiecznej, bo ukrytej pod płaszczem pozornie naukowej wiedzy, nie da się wyeliminować. Tym bardziej, że zaraz podniosą się głosy broniące wolności wypowiedzi. Dlatego uważam, że najważniejsza jest edukacja. Powinniśmy, szczególnie my, naukowcy, tłumaczyć innym osobom jak najbardziej przejrzyście mechanizmy immunologiczne. Jak już mówiłam, są one skomplikowane, patogeny wypracowują wiele strategii dotarcia do organizmu i przełamania jego barier odpornościowych. Wirusy takie jak koronawirus interferują przede wszystkim z mechanizmami odporności nieswoistej.

Co to znaczy interferują?

Zaburzają. Nasz układ odpornościowy wykorzystuje naturalne białka przeciwwirusowe, które wpływają na ograniczenie replikacji, czyli namnażanie się wirusa. To interferony, które interferują z cyklem życiowym wirusów. Koronawirus odpowiedzialny za covid-19 zaburza pracę tych białek. Można powiedzieć, że je oszukuje. Wiele wirusów ma niezwykle wyrafinowane mechanizmy molekularnego przeciwstawiania się mechanizmom opornościowym. I wiele wskazuje, że ten również je wykorzystuje, bo przecież bardzo wielu ludzi choruje i umiera. Wiemy też, że jest bardzo dużo nosicieli bezobjawowych, że są osoby, które przechodzą zakażenie łagodnie. Możemy więc zakładać, że u nich wrodzone lub nabyte mechanizmy immunologiczne skutecznie przeciwdziałają czynnikom zjadliwości wirusa.

Na rynku jest już kilka szczepionek. Amerykańską Modernę testowali na sobie jej twórcy, jest Pfizer, rosyjska Sputnik 5. Ale jeden z argumentów przeciwko szczepieniom brzmi: prace trwały bardzo krótko i nie znamy długofalowych skutków tych szczepień.

Dlatego trzeba tłumaczyć nie tylko mechanizmy immunologiczne, ale też wyjaśniać, jak bardzo zmieniła się nauka. Ta szczepionka nie nie powstała od zera. Niektóre z badanych szczepionek przeciwko koronawirusowi były już wcześniej badane na modelach zwierzęcych.

Ta szczepionka nie powstała od zera. Niektóre z badanych szczepionek przeciwko koronawirusowi były już wcześniej badane na modelach zwierzęcych.

Obecny wirus SARS-CoV-2, jak wskazuje sama nazwa, jest drugim koronawirusem, który zaatakował ludzkość. Pierwszym był SARS – zwany dziś SARS-CoV-1, który w latach 2002-03 zabił 800 osób. Obecny koronawirus ma ponad 80 proc. materiału genetycznego pierwszego SARS, którego naukowcy dokładnie przebadali już dekadę temu. Posiadano więc już dosyć dużą wiedzę o tym, jaki jest mechanizm działania tego wirusa. A dostępne szczepionki w głównej mierze oparte są o mechanizm, który wykorzystuje sam wirus. Pierwsza szczepionka, która została oparta o kwas nukleinowy wirusa, wykorzystuje nasze własne komórki do tego, by wyprodukowały białko odpowiedzialne za wnikanie do nich wirusa. Ten wirus robi bowiem dokładnie to samo – produkuje to białko. To jest cel wirusa, który nie jest w stanie żyć samodzielnie i wykorzystuje naszą maszynerię komórkową do tego, by z pomocą naszych białek odtworzyć swój materiał genetyczny i swoją strukturę, co pozwala mu na zakażanie kolejnych osobników.

Do tej pory praca nad szczepionką trwała koło 10 lat, a nie rok.

Wynikało to z tego, że najpierw obserwowano biologię patogenu, potem starano się zobaczyć, które z białek czy innych struktur, którymi dysponuje, są odpowiedzialne za jego chorobotwórczość i wirulencję drobnoustrojów. Kolejnym krokiem były badania w warunkach laboratoryjnych, potem były badania na zwierzętach, a na końcu na zdrowych ochotnikach. W tej chwili jednak dzięki komputerowemu modelowaniu, metodom bioinformatycznym, omiksowym, jesteśmy w stanie bardzo szybko przewidzieć, które struktury danego patogenu będą w najlepszy sposób rozpoznawane przez nasz układ odpornościowy. Dlatego czas produkcji szczepionek tak się skrócił, niezależnie od presji związanej ze skalą pandemii i jej wpływem na całą naszą rzeczywistość.

Kolejny straszak: szczepionka zawiera materiał genetyczny wirusa, który będzie się łączył z naszym DNA, zmieniając je nieodwracalnie. Można oczywiście kpić, że będą nam rosły skrzydła albo rogi, ale jak tłumaczyć ludziom, że to fałszywy, nienaukowy argument przeciwko szczepionce.

Rzeczywiście wykorzystujemy materiał genetyczny tego wirusa w szczepionkach Pfizera i Moderny. Powstała w Wielkiej Brytanii Astra-Zeneca też go ma, tyle tylko, że jest on inaczej opakowany. W tych pierwszych znajduje się on w otoczce lipidowej, co pozwala mu łatwiej wniknąć do komórki. W szczepionce brytyjskiej umieszczono go w otoczce adenowirusa, który nie jest groźny dla człowieka. Mechanizm działania jest jednak taki sam: materiał genetyczny wirusa zostaje przetransportowany do komórki, a dokładnie do cytoplazmy. To ważne, bo wszystko rozgrywa się poza jądrem, które zawiera nasz materiał genetyczny. To zaś oznacza, że szczepionka nie ingeruje w materiał genetyczny naszych komórek somatycznych i rozrodczych, bo wszystko się dzieje w cytoplazmie na matrycy kwasu nukleinowego messenger RNA wirusa, czyli mRNA. Jego obecność w cytoplazmie komórki powoduje, że zaczyna ona produkować białko wirusowe, które jest odpowiedzialne za element strukturalny nazywany koroną tego wirusa.

Czyli to co się przyczepia do naszych komórek?

Dokładnie, ta struktura jest odpowiedzialna za interaktywność z receptorem ACE, a więc za moment połączenia i następnie wejścia wirusa do komórki. W naturalnym zakażeniu wirusy są formowane w komórce, do której się dostały, prowadząc do jej rozpadu. Dzieje się tak, bo wirus ją sobie podporządkowuje, wykorzystując całą maszynerię cytoplazmy do produkcji swoich własnych białek. W przypadku szczepionki, mRNA wirusa wprowadzony do cytoplazmy indukuje produkcję białka wirusowego, które jest rozpoznawane jako obce. Rozwija się odporność swoista i powstaje pamięć immunologiczna o białku wirusowym, które jest odpowiedzialne za wnikanie wirusa do komórek. W przypadku naturalnego kontaktu z wirusem, organizm osób zaszczepionych może bardzo szybko zareagować, wytworzyć przeciwciała swoiste dla tego patogenu i w ten sposób skutecznie bronić się przed chorobą.

Ostatni argument przeciwników szczepień – te szczepionki powstały z komórek abortowanych płodów.

To nieprawda. Nie wykorzystuje się do produkcji szczepionek abortowanych płodów. Badania prowadzi się na liniach komórkowych. Tak jest w przypadku badań nad lekami, nad wieloma chorobami z nowotworami na czele. Te linie komórkowe pochodzą z bardzo różnych źródeł, ale ich cechą wspólną jest zdolność do nieograniczonych podziałów. Jedną z takich linii dały komórki nowotworu, na który chorowała i z powodu którego zmarła Afroamerykanka Henrietta Lacks. To komórki linii HeLa, będącej źródłem takich nieustająco dzielących się komórek, dzięki której był możliwy postęp w onkologii i uratowano miliony istnień ludzkich. Są też linie wyprowadzone z komórek embrionalnych. I rzeczywiście jedną z takich linii wyprowadzono z płodu abortowanego w 1972 roku, ale proszę mi wierzyć, nikt nie morduje dzieci, żeby robić z nich szczepionki. Ta linia posłużyła wstępnym badaniom nad szczepionkami anty-SARS-CoV-2, ale także służy wielu innym eksperymentom w ratowaniu ludzi, bo tak należy traktować postęp medycynie, który bez badań byłby niemożliwy. Ta historyczna linia o embrionalnym pochodzeniu jest bezcenna, ponieważ komórki z niej uzyskane mają naturalną zdolność do nieograniczonych podziałów, a w przeciwieństwie na przykład do linii komórek wyprowadzonych z nowotworów, ich naturalna zdolność do namnażania nie wynika z nagromadzonych mutacji. Ludzkie komórki embrionalne są „zdrowe” i dlatego są tak wartościowe, ale odkrycie komórek macierzystych pochodzenia nie-embrionalnego sprawiło, że w coraz większej liczbie eksperymentów zastępują one historyczne linie komórek pochodzenia embrionalnego.

Zaszczepi się Pani?

Tak, mam profil na Facebooku i tam sobie zrobiłam zakładkę, że zaszczepię się najszybciej jak to możliwe. Jak wspomniałam, pracuję też w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk, który jest placówką medyczną, gdzie pracuje się z materiałem od ludzi, doświadczalnym, jest też tam laboratorium covidowe. Mam więc już skierowanie na szczepienie i czekam na termin.

rozmawiała Katarzyna Kaczorowska