https://frosthead.com

Skrivnostni izvor cepiva proti strupi

Leta 1796 se je angleški zdravnik Edward Jenner domislil. Ko je na tisoče tisočev okoli njega podleželo mehurji, ki so se mučile proti črni osmi, je Jennerjevo oko upadalo po rožnati, neokrnjeni polt Sarah Nelmes, lokalne dojilje. Na njeni koži ni bilo nobenih ležečih poškodb, ki so za skoraj tretjino obolelih zaradi malih okužb pomenile gotovo smrt - razen za roke, ki pridno molzejo kravo z imenom Blossom.

Domačini so grdo trpljenje imenovali "kravje osme". Toda Sarah in njene sopotnice so bile poleg vonja, ki jih je imela, brez bolezni. Za Jenner to ni bilo naključje. Kot nekaj manj kot redkih opazovanj se je Jenner odločila, da bo izvlekla majhen vzorec Sarahine gnojnice in jo vbrizgala v roko mladega fanta, imenovanega James Phipps. Na začudenje vseh - vključno z Jennerjevo - ko je Jenner Phippsa z drugo iglo zataknil Phippsa, tokrat, ko je imel zajeten odmerek malih koz, je Phipps ostal zdrav. Ne glede na vse možnosti je tvegano zdravljenje otroku podelilo čudežno imunost.

Ta revolucionarni (in divje neetični) poskus je katapultiral svet v dobo tega, kar bi se imenovalo "cepljenje", beseda, katere etimologija vsebuje odmevno kimanje latinske vake, za "kravo". Bolezenska strupa bi postala prva bolezen uradno osvojila ljudska medicina.

"[Izkoreninjenje malih strup] kaže, kaj lahko resnično dosežemo, če bomo imeli ustrezna orodja za boj proti bolezni, " pravi Sabrina Sholts, kustosinja antropologije v Nacionalnem prirodoslovnem muzeju, kjer je razvila nalezljivo bolezen, usmerjeno v "Izbruh" "Razstava. "Toda poznavanje bolezni nam tudi pokaže, koliko ljudi je bilo ubitih ... in zavedamo se, da ni razloga, da se to ne bi ponovilo."

Ne le, da obstaja možnost, da bi se strupe (ali vsaj kaj podobnega) spet pojavile, večini pa neznan tudi sam izvor tega revolucionarnega cepiva. Že desetletja znanstveniki mislijo, da je legenda o kavpi kot rešiteljici - najprej o Jamesu Phippsu, potem o svetu - zelo verjetno napačna. Ta zmečkanina v zgodovini bolezni lahko človeštvo pusti ranljivega za prihodnje izbruhe - pa čeprav je malo verjetno.

***********

Konec 18. stoletja je bil ošpic, ki ga je povzročil virus variole, svetovni teror, ki je vsako leto terjal stotine tisoč življenj. Bolezen je bila starodavna, pestila je prebivalstvo vsaj v tretjem stoletju pred našim štetjem, okužila pa se je neselektivno, saj ni varčevala niti bogatih niti revnih in ne bi smela sekati podobno moških, žensk in otrok.

Torej, ko je Jennerjevo "cepivo" (resnično samo gnoj z virusom) prišlo na sceno, je dobesedno prešlo v virus. Do leta 1813 je bil široko dostopen v Evropi, Aziji in Ameriki. Ker se poksvirusi, kot so strupe, najlažje prenašajo z živali na žival, so znanstveniki najprej ustvarili nove rezerve cepiva z zbiranjem gnoja iz okužene živine. Vsakič, ko so se zaloge zmanjšale, so znanstveniki zaokrožili svežo čredo naravno okuženih živali in utrdili svoje izločke.

"Cepivo se je razvilo, " pravi Inger Damon, ki vodi podružnico za poxvirus in steklino v centrih za nadzor in preprečevanje bolezni v ZDA. "Način razmnoževanja - bodisi na straneh krav ali zajcev - spreminjal in vnašal sorodne viruse v bazen ... [tako] je bil roj virusov uporabljen v različnih cepivih."

Upodobitev umetnika Edwarda Jennerja, ki cepi lastnega otroka. Upodobitev umetnika Edwarda Jennerja, ki cepi lastnega otroka. (Wikimedia Commons)

Leta 1939 je raziskovalec z univerze v Liverpoolu z imenom Allan Watt Downie postal radoveden, kako bi se lahko sčasoma spremenilo cepivo proti strupi. Danes so cepiva natančno proizvedena množično in večina (vključno z nekaterimi sodobnimi različicami cepiva proti malih strupam) vsebuje močno oslabljene različice nalezljivih mikrobov ali majhne, ​​nepopolne koščke patogenov - goli minimum, ki je potreben, da se imunski sistem sproži v delovanje. To zaobide možnost povzročitve resnične okužbe ali širjenja novega povzročitelja bolezni znotraj človeške populacije. Toda zgodnje cepivo proti osmam je temeljilo na virusu, ki je v celoti sposoben povzročiti bolezen - enega manj hudega kot ošpice, a vseeno bolezen. In aktivni virusi so še vedno podvrženi evolucijskim pritiskom.

Ko je Downie primerjal virusno vsebnost cepiva proti strupi, ki je do danes poznana pod imenom "virus vakcinije", z vzorcem kravje osice, izoliranega neposredno od goveda, je presenečeno ugotovil, da sta si različni. Sorodno, da - vendar zagotovo ni isto.

To je na žalost odprlo precej pločevinke črvov. Oba vzorca sta bila dovolj različna, da se je zdelo zelo neverjetno, da se cepiva, trenutno cepivo proti majhnim strupom, izvirajo iz kravje okužbe. To je Downieja in njegove sodelavce pustilo neprijetno vprašanje: Kaj na svetu so v zadnjih 150 letih vbrizgali v naročje milijonov ljudi?

Zaradi znanstvenih zapisov so nekateri znanstveniki ugibali, da je bil lahko tudi drug virus, imenovan konjska os, ki okužuje konje in krave, prednik virusa cepiva. Tudi Jenner je v prvotni publikaciji razmišljal o kopitskih izvorih čudežnega droga, saj ugiba, da je najbolj zaščitna pot prenosa cepiva konj do krave do človeka.

Kolikor je znanost napredovala, področje virologije še ni imelo pravega orodja, s katerim bi lahko v celoti odgovorili na odgovore. V tem času so cepiva - kljub svoji mračni predniki - delala čudeže. In tako so znanstveniki z previdno slepo skomignili v skrivnostni izvor medicinskega čudeža tisočletja izjemno velik zatič in nadaljevali. Kmalu se je zdelo, da je človeštvo s pomočjo cepiv zmagalo v več stoletni bitki z okužbami. Maja leta 1980 je Svetovna zdravstvena organizacija zmagoslavno razglasila, da je "boginja mrtva."

Svetovni spomin je kratek. Ko so male strupe izginile iz bolnišničnih oddelkov, je to storil tudi iz glasov javnosti. Sčasoma je tehnologija napredovala do točke, ko je bilo končno mogoče znova odpreti največji prehladni primer in odkriti prave korenine cepiva proti črnim strupom. Toda zakaj ne bi pustili, da spi spek? Nadloga malega ošesa je bila zbrisana z zemlje zemlje - karkoli je bilo v cepivu, naj bo to krava ali konj ali konfeti - je bilo to sploh pomembno?

Toda doba malih strug še zdaleč ni končana. Kljub temu da so bile male strupe izkoreninjene, vsaj dva laboratorija - ena v Rusiji in ena na sedežu CDC v Atlanti v državi Georgia - še vedno skriva vzorce virusa variole. Skrbi zaradi prihodnjega izbruha presegajo nesrečno laboratorijsko nesrečo: Sodobne tehnike urejanja genov so omogočile izgradnjo smrtonosne lookalike iz nič. Zdaj bolj kot kdaj koli prej je grožnja bioterorizma velika.

Ker so pred skoraj štirimi desetletji prenehala rutinska prizadevanja za cepljenje, bi bila velika večina sodobnega svetovnega prebivalstva popolnoma ranljiva zaradi nepričakovane pandemije. Kjer koli se lahko okuži od 30 do 88 odstotkov ljudi, ki so bili izpostavljeni virusu, umrla bo skoraj tretjina tistih, ki zbolijo za boleznijo. Šele julija 2018 je FDA odobrila prvo zdravilo za zdravljenje malih strup. Cepljenje ostaja edino drugo orodje, ki ga imamo na razpolago - in če bi prišlo do izbruha, bi milijone Američanov, vključno z nosečnicami in ljudmi z virusom HIV ali ekcemom, izključilo cepljenje.

Sodobno cepivo proti majhnim strupom, ki vsebuje virus vakcinije. Nekatere različice cepiva namesto aktivnih uporabljajo oslabljene viruse. Sodobno cepivo proti majhnim strupom, ki vsebuje virus vakcinije. Nekatere različice cepiva namesto aktivnih uporabljajo oslabljene viruse. (Wikimedia Commons)

Ustvarjanje novega ali izboljšanega cepiva bi lahko pomagalo, vendar je delo z omejenimi zalogami malih koz (na primer na CDC ali v Rusiji) nepraktično in izjemno nevarno. Namesto tega z manj virulentnim bližnjim sorodnikom lahko raziskovalci varno in učinkovito posežejo po plačilni umazaniji. Če je bila konjska okužba virus, ki je v 18. stoletju sprožil cepljenje, bi morale sodobne raziskave biti konji - a najprej svet potrebuje dokaze.

Nekateri raziskovalci so storili korake v tej smeri. V 70. letih se je majhna peščica znanstvenikov odločila, da bo ponovno preizkusila razmerje med sevom cepiva proti cepivom in konjsko osjo. Ena skupina je lahko pokazala spodbudno stopnjo povezanosti med konjsko osjo in starim brazilskim sevom cepiva, ki naj bi bil pridobljen iz Francije sredi 1800-ih. Toda ta ugotovitev je bila le delček znanstvenega radarja in v desetletjih, ki so sledila, je bil dosežen majhen napredek.

Vendar je nedavni napredek tehnologije ponovno okrepil preiskavo. Znanstveniki, kot je Damon na CDC, skupaj z neodvisno ekipo, ki jo je vodil virolog Jose Esparza z univerze v Marylandu, so začeli zbirati stara cepiva proti majhnim strupom iz muzejev in laboratorijev z vsega sveta, da bi analizirali genetske sekvence, ki jih vsebuje. Z virusnimi genomi bodo raziskovalci lahko pravočasno zasledili prednike cepiva nazaj in sčasoma določili vir - ali verjetno tudi vire - teh zaščitnih artefaktov.

Delo še traja, pravi Esparza, vendar je prepričan, da je konjenica v nekem trenutku vstopila v mešanico. Njegova ekipa je zbrala 15 vzorcev cepiva in jih štela, največ iz zgodnjih 1900-ih, nedavno pa je objavila genetsko analizo cepiva iz leta 1902, ki je zelo podobno konjski osmi. Podobnost je nepopolna, pravi Esparza, vendar skupaj te ugotovitve zagotavljajo močan dokaz, da je konjska vloga igrala vlogo pri proizvodnji cepiva proti osmam.

Esparza te nove ugotovitve imenuje "lekcija o ponižnosti." Jenner se je zaradi vsega svojega genija verjetno streljal v temi. (Čeprav je mogoče, da je imel nekaj namigov, kot to navaja zgodba o njegovem odkritju.) Mogoče ne bi razumel tankosti cepljenja kot danes - vendar pogosto, pravi Esparza, moramo razviti rešitve, ne da bi vedel vsaka znanstvena podrobnost. Zdaj je čas, da nadomestimo: tehnologija je končno sposobna najti odgovore na medicinsko težavo, za katero je treba trditi, da jo je mogoče rešiti.

"Zame kot znanstvenik ni nič bolj zanimivega kot reševanje problema, " pravi Esparza. "Samo želim najti resnico."

Pomembno je, dodaja Esparza, četudi se svet ne bi bali ravno pred okužbo, bi lahko številni drugi virusi v družini "okuž" še vedno zaskrbljeni tako za ljudi kot za prostoživeče živali. Mnoge živali imajo svoj okus poxvirusa, vključno z opicami, prašiči in celo mehkužci. Za nekatere od teh bolezni (čeprav še ne vse) je znano, da so zoonotične, se iz divjih živali pretakajo v človeško populacijo. Zaščita živali in ljudi zahteva intimno poznavanje zadevnih virusov. Kot je dejal Esparza, je lahko boljše razumevanje cepiva proti osmam, vse do muhastih štirinožnih korenin, eno najmočnejših orodij za preprečevanje celotne družine znanih bolezni.

Še več, malo je verjetno, da se bodo ljudje srečali z vsemi poxvirusi, ki nam bodo v prihodnosti lahko povzročili težave. "Nekateri ocenjujejo, da smo v naravi odkrili manj kot 1 odstotek obstoječih virusov, " pravi Esparza. »Osla se izkoreninijo. A svet je poln virusov, ki čakajo, da ga odkrijejo. "

Medtem pa porota še vedno ni v zvezi s sorazmernimi prispevki konj, krav in njihovih ustreznih poxvirusov k izkoreninjenju malih koz - toda konj je bil zagotovo temen konj te dirke. Medtem ko se razprava nadaljuje, ali bi morali začeti verbalno preiti z "cepiv" na "kopitarje"? Ne samo še, pravi Damon. Krave in dojilje so bile ne glede na to, kakšen sev so bile še vedno sestavni del Jennerjevega odkritja. Blossomova zapuščina ostaja nedotaknjena - za zdaj.

Skrivnostni izvor cepiva proti strupi