Tylko szczepionka może powstrzymać pandemię. Rozmowa prosto z frontu (naukowego) walki z wirusem

Co będzie szybciej - leki czy szczepionka? "Na ten moment jedyną opcją, która mogłaby znacząco zmienić sytuację na froncie walki z wirusem jest szczepionka. Nie ma żadnego leku, którego skuteczność w zwalczaniu symptomów choroby byłaby jednoznacznie potwierdzona" - opowiada OKO.press Marta Łuksza, specjalistka od modelowania komputerowego pracująca w jednym z najlepszych szpitali w USA.

Docent Łuksza wyjaśnia także, dlaczego szczepionki nie da się zrobić bardzo szybko. Opowiada, jak świat naukowy zareagował na epidemię, ocenia też pracę mediów.

"Na razie nasze życie będzie wyglądało inaczej niż kiedyś i musimy się z tym pogodzić. Będziemy musieli chodzić w maskach i stosować środki ograniczające rozprzestrzenianie się wirusa. Ważne, żeby nie dopuścić do niekontrolowanego wzrostu zakażeń. Bo przy wzroście wykładniczym pop przekroczeniu pewnego progu epidemia jest już nie do opanowania. Żaden system opieki zdrowotnej nie jest przygotowany na zapewnienie opieki tysiącom pacjentów jednocześnie. Więc na razie pozostaje prewencja i czekanie na szczepionkę”.

OKO.press rozmawia z Martą Łukszą pracującą naukowo nad koronawirusem w Nowym Jorku.

Sławomir Zagórski: Pracujesz naukowo w jednej z najlepszych prywatnych uczelni medycznych w Stanach. Położony w sercu Manhattanu The Mount Sinai Hospital cieszy się międzynarodową sławą. Jesteś informatyczką od dawna zaangażowaną w badania biomedyczne. Od kilku tygodni inne prace badawcze zawiesiłaś na kołku – zajmujesz się wyłącznie koronawirusem.

Marta Łuksza*: Tak to u nas wygląda. Mount Sinai to jeden z wiodących szpitali w Nowym Jorku. Mamy teraz bardzo wielu pacjentów chorujących na COVID-19. Praktycznie wszystkie laboratoria badawcze od początku epidemii zawiesiły prace, poza tymi, które mogą zajmować się koronawirusem.

Ja akurat wcześniej zajmowałam się grypą, więc z moim doświadczeniem wirusologicznym mogłam dosyć łatwo przerzucić się na SARS-CoV-2. Pracuję na Wydziale Onkologicznym i mam doświadczenie w kwestii szczepionek nowotworowych i immunologii, także temat koronawirusa wyjątkowo mi pasuje.

Zresztą gdybym nie chciała pracować teraz nad COVID-19, szpital teoretycznie mógłby skierować mnie do pracy z pacjentami – w tej chwili naprawdę brakuje rąk do pracy. Ale wydaje mi się, że bardziej przydam się w walce z epidemią jako naukowiec.

Czym się konkretnie zajmujesz?

Zmiennością genetyczną koronawirusa. Każdy wirus to cząstka składająca się z białek i porcja informacji genetycznej. Wirusy nie są w stanie namnażać się samodzielnie. Nie mają do tego całej maszynerii, jaką posiadają komórki bakterii, roślin, zwierząt czy człowieka. Dlatego muszą dostać się do wnętrza jakiejś komórki i dopiero przestroić jej działanie na własne potrzeby, tzn. na wytworzenie swoich licznych kopii.

Informacja genetyczna, tj. instrukcja funkcjonowania koronawirusa, zapisana jest jego w kwasie rybonukleinowym, w skrócie RNA. Zrozumienie tej instrukcji, czyli ustalenie budowy jego genomu, było podstawą rozpoczęcia jakichkolwiek badań nad lekami czy szczepionką. Zrobiono to bardzo szybko. Genom SARS-CoV-2 poznano już w styczniu 2020.

Widzisz w nim coś szczególnego?

Jest on dość duży – dwa razy większy niż w przypadku wirusa grypy. Jeśli chodzi natomiast o jego zmienność, a więc szybkość z jaką mutuje, to koronawirus zmienia się w czasie wolniej.

Jakie to ma znaczenie?

To ważne zarówno dla opracowywania leków jak i szczepionki. Jeśli wirus zmienia się raz za razem, znacznie trudniej go pokonać. A jeśli mutuje stosunkowo wolno – bo zawsze zachodzą jakieś mutacje, to jest w naturze nieuchronne – to raz przygotowana szczepionka będzie skuteczna przez dłuższy czas.

My właśnie poszukujemy takich miejsc w wirusowym RNA, które mogłyby być celem dla szczepionki i sprawdzamy jak szybko ulegają one zmianom.

Patrzymy, czy wirus ewoluuje w jakimś kierunku, czy widać już jakieś adaptacje.

Przykładem bardzo szybko mutującego wirusa jest HIV. To m.in. dlatego do tej pory nie mamy szczepionki. Wirus grypy też się szybko zmienia. Szczepionki są od lat, ale co roku trzeba je uaktualniać.

Zajmuję się grypą od 8 lat, a od 4 lat doradzam WHO w wyborze szczepionek. Co pół roku robione są analizy, jak ten wirus mutuje, a ja za pomocą modeli matematycznych sprawdzam, które z mutacji dają mu przewagę i jaka szczepionka w danym sezonie będzie najbardziej efektywna.

W przypadku grypy punktem uderzenia jest białko na powierzchni tego wirusa, zwane hemaglutyniną. Wydaje się, że tym razem takim celem będzie też białko na powierzchni koronawirusa, czyli tak zwane białko kolca (ang. Spike), które jest odpowiedzialne za interakcję z receptorami na powierzchni infekowanych komórek.

RNA, które je koduje, w ogóle się nie zmienia?

W sekwencji genetycznej białka Spike jak do tej pory widzimy niewiele zmian, które mogłyby znacząco wpłynąć na właściwości wirusa. Zakładamy, że w chwili, gdy większość populacji uda się zaszczepić i uzyskamy tzw. odpornością zbiorową, wirus nie będzie mógł już dalej zarażać ludzi, bo będziemy mieć przeciwciała. W takim momencie wirus może próbować to „obejść”. Jeśli mu się uda, szczepionka może stracić swoją skuteczność.

W przypadku szczepionki na grypę typu H1N1 z 2009 roku trzeba było ją odnowić dopiero w 2017 roku, czyli po ośmiu latach, a - jak wspominałam wcześniej - koronawirus zmienia się w wolniejszym tempie niż grypa. Jest więc nadzieja, że skuteczna szczepionka na koronawirusa będzie nas w stanie przed nim ochronić przez dłuższy czas, a może nawet na zawsze.

Są też takie szczepionki, których nie zmienia się latami. Np. przeciwko wirusowi zapalenia wątroby typu B.

Masz rację. To zależy od samego wirusa, od tego, czy on w ogóle ma możliwość „ucieczki”. Czy te regiony jego informacji genetycznej, które kodują białka rozpoznawane przez przeciwciała, mogą się zmieniać, czy nie.

Wirusem, który nie potrafi się zmieniać jest też np. odra.

Grypa ucieka dlatego, że wirus atakuje wiele zwierząt – świnie, ptaki, konie?

Nie, to nie ma nic do rzeczy. Wirus grypy, który zaraża ludzi, mutuje szybko. I nawet pojedyncze mutacje w białku hemaglutyniny, do której przyczepiają się przeciwciała, są w stanie zmienić jego właściwości. W efekcie po 2, 3 albo 4 takich mutacjach szczepionka już go nie rozpoznaje.

Swoją drogą dyrektor CDC [Centers for Disease Control and Prevention, czyli amerykańskie centrum chorób zakaźnych] 21 kwietnia udzielił wywiadu, w którym zapowiedział możliwość nadejścia drugiej fali zachorowań na COVID-19 jesienią i zimą 2020, czyli równolegle z sezonem grypowym.

Na stale aktualizowanej liście WHO są dziś aż 73 projekty szczepionki na koronawirusa. 3 z nich, najbardziej zaawansowane, przechodzą już testy na ludziach. Dlaczego te próby kliniczne muszą trwać aż 12 miesięcy?

Szczepionka musi być nie tylko skuteczna, ale także bezpieczna. A upewnienie się, że tak jest, niestety trwa. Wbrew niektórym argumentom tzw. ruchów antyszczepionkowych proces dopuszczania szczepionek do użytku jest bardzo rygorystyczny i nastawiony na maksymalne zredukowanie możliwości wystąpienia efektów ubocznych.

Szczepionka ingeruje w system immunologiczny, który jest bardzo złożonym i potężnym mechanizmem, wbudowanym w nasz organizm. Musimy mieć pewność, że ta ingerencja nie doprowadzi do reakcji niepożądanych takich jak np. reakcje autoimmunologiczne, kiedy to nasz własny system odpornościowy staje się dla nas zagrożeniem. Tak więc tworząc szczepionkę mamy do czynienia z bardzo skomplikowaną układanką.

Podobno w przypadku szczepionek na SARS czy MERS w ogóle nie doszło do prób na ludziach, bo szczepionki szkodziły zwierzętom?

Przede wszystkim wtedy nie doszło do pandemii. To były wyłącznie lokalne epidemie.

Ale teraz mówi się, że to błąd, iż zarzucono tamte prace. Epidemie wygasły, nikt nie chciał inwestować w szczepionki. Tymczasem dziś bylibyśmy o krok dalej w przypadku koronawirusa.

Nie opracowuje się wielu szczepionek. Np. na koronawirusy wywołujące zwykłe przeziębienia. Na pewno jest łatwiej i szybciej jak mamy już przećwiczoną technologię. Ze wspomnianą już grypą H1N1 z 2009 roku problem był mniejszy, bo technologia robienia szczepionek na tę chorobę już istniała. A teraz z koronawirusem wszystko trzeba robić od początku.

Ale umiemy już robić szczepionki DNA i RNA. Do SARS-CoV-2 trzeba wymyślać jakąś nowa, specjalną technologię?

Zwróć uwagę, że technologia produkcji szczepionek RNA jest stosunkowo nowa. Pozwala wprawdzie na szybsze tempo prac, bo nie trzeba tego wirusa hodować np. w kurzych jajkach, jak to robiono latami. Ale to jednak nowa procedura i wciąż nie tak dobrze przećwiczona.

Wszyscy piszą, że cały świat naukowy w obliczu pandemii koronawirusa współpracuje ze sobą jak nigdy dotąd. Zgodzisz się z tym stwierdzeniem?

Niewątpliwie wytworzyło się wiele grup, które dawniej zajmowały się różnymi badaniami i nie współpracowały ze sobą. A dziś, jak tylu badaczy musiało się przebranżowić, to zaczęli też współpracować.

Najlepiej jak masz swoją działkę i możesz ją zastosować w tych nowych badaniach. To znaczy nie musisz się czegoś uczyć od nowa, ale np. tak jak ja: znam się na rekonstrukcji filogenetycznej „drzew” wirusa, więc mogę to robić w innym wirusie.

A ktoś inny zajmował się szczepionkami albo znajdywaniem takich peptydów, które są rozpoznawane przez limfocyty typu T w raku. Więc teraz patrzymy, czy coś takiego miałoby zastosowanie przy projektowaniu szczepionek na koronawirusa.

Powstają projekty, których autorzy zajmowali się czymś podobnym, a teraz szybko składają wnioski o granty, żeby robić zbliżone badania, ale dotyczące COVID-19.

Pieniędzy na prace nad szczepionką na koronawirusa raczej nie brakuje?

Nie. Amerykańskie Narodowe Instytuty Zdrowia (NIH) i wiele innych organizacji teraz nagle oferują pieniądze.

Trump na początku swojej prezydentury zapowiadał, że będą cięcia na naukę, ale one jednak ostatecznie nie doszły do skutku. A w tej chwili jest naprawdę dużo możliwości uzyskania grantów. Są na to miliardy dolarów. Natomiast pewnie ucierpią na tym inne dziedziny nauki.

Twoje badania będą miały znaczenie teoretyczne czy też będą wykorzystane przez jakąś firmę?

Zobaczymy co nam wyjdzie. Może uda się znaleźć lepszy cel dla szczepionki niż białko Spike? Albo zadziałamy na inny mechanizm, co sprawi, że szczepionka będzie uderzać dwutorowo – w Spike i poprzez pewne peptydy, które teraz badamy.

To trudniejszy mechanizm, bo on zależy od typu HLA pacjenta [chodzi o tzw. antygeny zgodności tkankowej ważne np. przy przeszczepach] i to może zależeć już od demografii. Tzn. inaczej na szczepionkę mogą reagować Afroamerykanie, a inaczej przedstawiciele rasy kaukaskiej.

To najlepszy przykład tego, jak wciąż jeszcze mało wiemy o tym wirusie.

Zwróciłeś uwagę na wiadomość, że w Korei niektóre osoby, które chorowały już na COVID-19, później znów miały tę samą infekcję? My naprawdę jeszcze nie wiemy co to znaczy, a nawet czy te badania są wiarygodne. Wszystko jeszcze przed nami,

A jak myślisz, ile czasu po przechorowaniu powinniśmy mieć przeciwciała we krwi?

Tego też nie wiadomo. W przypadku MERS w jednym badaniu u 86 proc. pacjentów odnajdywano je jeszcze prawie 3 lata po zachorowaniu. Ale były też dane, które wskazywały, że poziom przeciwciał po wyzdrowieniu znacząco spadał. Z kolei w przypadku SARS niektóre badania wykazały odporność na wirusa nawet po 15 latach.

Tak więc póki co nie mamy jednoznacznych wyników badań na temat nabytej odporności. Pamiętaj, że pandemia trwa od niedawna i dopiero teraz zaczynamy stosować testy na przeciwciała.

Co będzie szybciej - leki czy szczepionka?

Na ten moment jedyną opcją, która mogłaby znacząco zmienić sytuację na froncie walki z wirusem jest szczepionka. Nie ma żadnego leku, którego skuteczność w zwalczaniu symptomów choroby byłaby jednoznacznie potwierdzona.

W ostatnich dniach pojawiły się badania, które podważyły skuteczność hydroksychlorochiny, czyli leku antymalarycznego z którym wiązano pewne nadzieje [jego skuteczność zachwalał prezydent Donald Trump]. Według tych ostatnich badań lek wręcz negatywnie odbija się na przebiegu choroby.

Na razie życie będzie wyglądało inaczej niż kiedyś, i niestety musimy się z tym pogodzić. Będziemy musieli chodzić w maskach i stosować środki ograniczające rozprzestrzenianie się wirusa. Ważne, żeby nie dopuścić do niekontrolowanego wzrostu zakażeń. Bo przy wzroście wykładniczym, jak przejdzie to przez pewien próg, to jest już nie do opanowania. Żaden system opieki zdrowotnej nie jest przygotowany na zapewnienie opieki tysiącom pacjentów jednocześnie. Więc na razie pozostaje prewencja i czekanie na szczepionkę.

Ile czasu to zajmie – nie wiem.

Dlaczego nie wierzysz w leki?

Bo one pomogą w leczeniu, ale nie powstrzymają pandemii. Na grypę wprawdzie jest lek - tamiflu, ale jego skuteczność jest ograniczona. Z grypą ponadto jest inaczej - od momentu zarażenia do pojawienia się pierwszych objawów mija niewiele czasu, a symptomy – takie jak wysoka gorączka – są dotkliwe, łatwe do zaobserwowania i szybko „uziemiają” pacjenta w domu. Dlatego też grypa wolniej się rozprzestrzenia. W przypadku koronawirusa sytuacja jest zupełnie inna, bo możemy zarażać innych nie mając żadnych symptomów.

Jak oceniasz pracę mediów w związku z epidemią?

Widziałam ostatnio artykuł w „Rzeczpospolitej” o groźnych mutacjach i 3 nowych szczepach. Napisałam komentarz do autora, bo uważam, że takie informacje mogą być teraz szkodliwe dla i tak zaniepokojonych sytuacją czytelników. Wiem, również z własnych badań, że nie ma w tej chwili dowodu na istnienie nowych szczepów, a jedyne co widzimy to mutacje, które zdarzają się zawsze.

Tutaj problemem był jednak przede wszystkim cytowany przez „Rzeczpospolitą” artykuł źródłowy z czasopisma PNAS. To praca niedobra, która spotkała się już dużą krytyką ze strony moich kolegów-naukowców, z konkluzją, że mutacje mogą prowadzić do zmiany w sposobie, w jaki ten wirus będzie się dalej rozprzestrzeniał.

To bardzo ogólne i nieprecyzyjne stwierdzenie. Oczywiście wszystko jest teoretycznie możliwe, ale jak na razie nie ma żadnej rzetelnej analizy, która potwierdziłaby, że rzeczywiście do tego doszło.

Uważam, że na środowisku naukowym spoczywa teraz duża odpowiedzialność za jasne komunikowanie problemów związanych z pandemią. Niestety, media często powtarzają niesprawdzone informacje, a inni od razu nadinterpretują jak to wirus ucieka przed odpornością, mutuje, itd.

W TVN słuchałem niedawno rozmowy z polskim lekarzem pracującym w Mediolanie, w której była mowa o „włoskim szczepie” koronawirusa. Rozumiem, że nie ma czegoś takiego?

Nie. Ostatnio opublikowaliśmy artykuł, którego byłam jednym z autorów. Analizowaliśmy genomy różnych próbek koronawirusa z Nowego Jorku i innych miejsc świata. Na podstawie tych analiz można zrekonstruować drzewo zmienności wirusa. Można też znaleźć przodków wirusów, które są teraz, i na podstawie probabilistycznych metod ustalić najbardziej prawdopodobną lokalizację skąd ten przodek pochodzi.

W ten sposób doszliśmy do wniosku, że większość wirusów z Nowego Jorku przeszło przez Europę, bo mają tego samego przodka, co wirusy, które są w Europie. Co ciekawe, w Seattle, które było pierwszym dużym ogniskiem epidemii w Stanach Zjednoczonych, dominuje mutacja pochodząca bezpośrednio z Chin. A ta tzw. włoska odmiana to pewnie chodzi o kilka mutacji, które są specyficzne dla wirusów krążących we Włoszech. Ludzie się nadal tam zakażają tym wirusem i dalej wykrywa się te pojedyncze mutacje.

Donald Trump od początku mówił o „chińskim wirusie”.

Trump zareagował także na Twitterze na temat naszego artykułu z Mount Sinai. Ale on chyba przeczytał tylko nagłówek w "The New York Times". I napisał „Co to za to fake-news w New York Times, który donosi, że koronawirus pochodzi z Europy, a nie z Chin!” A tytuł w nowojorskim dzienniku był taki, że większość wirusów przyszła do Nowego Jorku poprzez transmisję z Europy. Artykuł nie negował faktu, że wirus został jako pierwszy zaobserwowany w Chinach.

Badając szybkość mutacji wirusa HIV ustalono, że po raz pierwszy zaatakował on ludzi w latach 30. XX wieku. Twoje badania pozwalają też śledzić losy koronawirusa wstecz?

Tak, ale na razie mamy za mało danych i musimy być ostrożni dopasowując do nich nasze parametry. Na razie wszystko wskazuje na to, że początek wirusa przypada na koniec listopada 2019.

*Marta Łuksza pracuje na stanowisku docenta (Assistant Professor) w Icahn School of Medicine, Mount Sinai w Nowym Jorku.