Znanost v boju z virusom: cepiva, testi in strategije

Na zadnji dan leta 2019 je bila kitajska pisarna Svetovne zdravstvene organizacije obveščena, da so v Vuhanu, glavnem mestu province Hubej, zaznali več deset primerov hude pljučnice neznanega izvora. Le nekaj dni zatem, 5. januarja 2020, so vsem državam poslali obvestilo, v katerem so opisali stanje in ocenili tveganja. Vzroka za pojav pljučnic takrat še niso poznali, prav tako niso vedeli, kako se bolezen prenaša in kakšne posledice ima za obolele.

Hiter odziv znanstvenikov na izbruh bolezni

Vendar so kitajski znanstveniki zelo hitro našli povzročitelja izbruha. Že 10. januarja so določili in objavili celotni genom virusa, ki ga danes imenujemo SARS-CoV-2, takrat pa je bil zaveden le pod zaporedno šifro vnosa v spletno bazo genetskih podatkov, o njegovi zgradbi in delovanju pa ni vedel nihče še skorajda nič.

A znanstveniki po vsem svetu so lahko prav s pomočjo hitre javne objave genoma povzročitelja bolezni začeli z delom. Že v nekaj dneh so razvili teste, s katerimi so lahko potrdili prve primere okužb, ko se je začela bolezen iz Kitajske širiti v druge države, zelo intenzivno pa so začeli razvijati tudi cepivo.

Učinkoviti in standardizirani testi za novi koronavirus so bili na voljo v le nekaj tednih, medtem ko je bilo potrebnega za izdelavo varnega in učinkovitega cepiva bistveno več časa. A postopek razvoja pri cepivu ni bil dolgotrajen zato, ker bi znanstveniki iskali načine, kako najti ustrezne kandidate za cepivo, ampak ker je pri cepivih zgolj določitev molekule, ki bi lahko služila za spodbuditev imunskega odziva, šele začetek dolge poti.

Kot pravita zakonca Uğur Şahin in Özlem Türeci, ki sta v Nemčiji vodila skupino, ki je razvila eno od trenutno najbolj obetavnih cepiv, so do marca izdelali 20 kandidatov, od katerih so jih 5 poslali v testiranje. Prav postopek preverjanja varnosti in učinkovitosti cepiva vzame namreč največ časa. Med drugim je treba izvesti dvojno slepo testiranje, če cepivo v resničnem svetu dejansko bolje ščiti pred okužbo kot zgolj placebo.

Raziskovalci napovedujejo, da bodo imeli za najbolj perspektivna cepiva že kmalu dovolj podatkov, da bodo lahko z veliko zanesljivostjo vedeli, če dejansko delujejo. Neodvisni organi, ki skrbijo za varnost zdravil, bodo rezultate kliničnih študij nato natančno preučili in na osnovi strokovne presoje izdali dovoljenje za uporabo cepiva ali morda zahtevali še dodatna preverjanja.

Nov pristop k razvoju cepiva

Pri cepivih, ki so do sedaj prišla najdlje v razvoju, gre večinoma za povsem nov pristop k cepljenju. Tradicionalno so cepiva temeljila na ideji, da v telo vnesemo dele povzročitelja bolezni, ki so posebej obdelani, da vzbudijo le imunski odziv, ne pa tudi nastanka bolezni. Po novem pristopu v telo ne vnesemo delov povzročitelja bolezni, ampak podatke o zgradbi značilnih delov virusa.

V tovarni cepiv tako ne izdelajo več delov samega virusa, ampak genetske zapise ključnega dela povzročitelja bolezni. To je praviloma značilna beljakovina v ovojnici virusa, s pomočjo katere se veže na človeško celico. Zapis informacije o zgradbi te beljakovine je shranjen v obliki molekule RNK, ki ji, da jo zavarujejo in ji omogočijo, da vstopi v celico, dodajo še lipidno ovojnico.

Ko pride molekula v celico, tam naleti na ribosome, ki so nekakšni celični tiskalniki beljakovin. Za učinkovito delovanje cepiva je pomembno, da je vbrizgana molekula RNK pripravljena tako, da ribosom informacijo, ki je shranjena v njej, brez težav pretvori v beljakovino. Na ta način začnejo v celicah človeškega telesa nastajati značilni deli ovojnice nevarnega virusa, čeprav resničnega virusa (še) ni v bližini.

Imunski sistem tako zazna vsiljivce in jih uvrsti med nevarnosti, na katere morajo biti celice posebej pazljive. Razvijejo se protitelesa, ki delujejo kot nekakšne molekularne nalepke, ki se lahko nalepijo le na vsiljivce, ne pa tudi drugam. Ker je telo pripravilo takšne nalepke oziroma protitelesa že za beljakovino, ki je nastala po prejemu cepiva, bo lahko začelo te iste nalepke lepiti na viruse, takoj ko pride do dejanske okužbe. Z nalepkami označene viruse lahko nato prepoznajo posebne enote celic imunskega sistema, ki napadajo in uničujejo vse, kar je označeno s takšnimi nalepkami. Pri cepljeni osebi je virus tako že takoj po vstopu v telo hitro označen z nalepkami in onesposobljen.

Testiranje s pomočjo molekularnih nalepk

S pomočjo molekularnih nalepk, kot poenostavljeno pravimo protitelesom, delujejo tudi nekateri testi za potrjevanje prisotnosti virusa. Trenutno so sicer najbolj razširjeni testi z metodo PCR, pri katerih zaznavamo virusno dednino oziroma informacijo, ki je shranjena v molekulah RNK, ki jih ima virus v svoji notranjosti. S posebnim postopkom molekulo RNK najprej prepišemo v DNK, nato pa jo s posebno tehniko pomnožimo. Ključno za izvedbo testa pa je, da sprožimo pomnoževanje le za molekule RNK, ki so značilne prav za ta konkretni virus. Če teh molekul v vzorcu ni, se molekule ne bodo pomnoževale in test bo zato negativen.

Pri testih, ki delujejo s pomočjo protiteles, uporabimo posebne molekularne nalepke, ki se lahko nalepijo le na značilne dele virusa. Test zelo poenostavljeno poteka tako, da vzorec, ki ga testiramo, kapnemo na snov, v kateri so posebne molekularne nalepke. Če se deli vzorca primejo na nalepke, lahko iz tega sklepamo, da so bili v vzorcu virusni delci, ki se lahko združijo le s prav takšnimi nalepkami.

Testi, ki delujejo s pomočjo protiteles oziroma molekularnih nalepk, so trenutno manj zanesljivi kot testi z metodo PCR, a so bistveno cenejši, hitrejši in tehnološko manj zahtevni. Po zadnjih informacijah naj bi jih že dovolj izpopolnili, da jih lahko začnemo bolj množično uporabljati.

Kaj vse že vemo o prenosu virusa

V slabem letu, odkar poznamo novi koronavirus, ni prišlo do velikega napredka le pri izdelavi cepiva in razvoju testov. Postopoma smo spoznavali vse več tudi o delovanju virusa in razvoju bolezni covid-19.

Sedaj vemo, da se virus širi s kapljicami različnih velikosti. Najmanjše (aerosoli) lahko lebdijo v zraku dlje časa in v slabo zračenih prostorih okužijo ljudi tudi, ko kužne osebe ni več v prostoru. Ker že običajne maske dokaj učinkovito preprečijo širjenje kapljic in nastajanje aerosolov, je univerzalno nošenje mask zelo pomembno za zajezitev širjenja epidemije.

Vemo tudi, da je hitrost širjenja okužbe odvisna od povprečnega števila stikov in verjetnosti za prenos okužbe ob stiku. Število stikov lahko zmanjšamo, če delamo od doma, če se ne družimo, če odpovemo nenujne dejavnosti, in če časovno te prostorsko omejimo gibanje. Verjetnost za prenos okužbe pa znižamo z uporabo maske, z ohranjanjem distance, z izogibanjem gneči, z zračenjem prostorov in z umivanjem rok.

Posebej pozorni moramo biti tudi na dogodke superširjenja, ki se običajno zgodijo v slabo zračenih prostorih, kjer okužena oseba glasno govori, poje ali globoko diha, tako da se tvorijo majhne kapljice, ki lebdijo v zraku in okužijo ljudi, ki niso nujno v neposredni bližini prenašalca virusa.

Dolgoročni cilj je eliminacija virusa

Pri tako nalezljivi bolezni, kot je covid-19, je na dolgi rok edina smiselna strategija ta, da poskušamo virus povsem odstraniti iz populacije in nato poskrbimo, da morebitne ponovne izbruhe takoj zaznamo in zamejimo. To bo bistveno lažje, ko bo na voljo učinkovito cepivo, a prav takšen pristop že sedaj izvajajo države, ki jim je uspelo dokaj učinkovito obvladati epidemijo.

Ključno pri postopku eliminacije virusa je, da najprej z učinkovitimi ukrepi pogasimo lokalna žarišča virusa, nato pa skrbno pazimo, da se požar ne bi spet razplamtel. Ker virusa ne moremo zaznati brez uporabe testov, je bistveno, da imamo po eliminaciji vzpostavljeno učinkovito mrežo, ki hitro zazna morebitne nove vnose. Posebej pazljivi moramo biti na mejah. Ob pojavu virusa moramo hitro in odločno ukrepati. Države, ki so najbolj uspešne, to strategijo zelo vestno izvajajo, življenje v njih pa prav zato poteka večinoma dokaj sproščeno.

-