A SARS-CoV és a MERS-CoV ellen máig nem sikerült kifejleszteni a vakcinát. Mi lesz a SARS-CoV-2-vel?
Világszerte és Magyarországon is gőzerővel folyik egy COVID-19 ellen bevethető védőoltás kifejlesztése. Miközben még fél éve sincs, hogy a SARS-CoV-2 vírus megjelent, majd tarolni kezdett az emberek között, máris potenciális védőoltásokat tesztelő klinikai vizsgálatokhoz toboroznak önként jelentkezőket. Az Egyesült Államokban múlt héten be is oltották az első egészséges jelentkezőt egy kísérleti koronavírus-vakcinával. Az oltóanyagot 6 hét alatt 45 önként jelentkező fogja megkapni. Az emberkísérletet az allergiák és fertőző betegségek elleni küzdelemnek dedikált amerikai intézet (NIAID) engedélyezte az Egyesült Államokban. Noha az efféle kísérletezés előfeltétele lenne, hogy egy kipróbálásra szánt oltóanyagot először állatokon teszteljenek, az NIAID mégis szentesítette ezek átugrását, hogy hamarabb álljon rendelkezésre a világjárvány elleni vakcina Amerikában. A potenciális oltóanyag elkészítéséhez az amerikai szakértők kalkulációi szerint még így is 12-18 hónapra lehet majd szükség.
Az amerikai optimizmus annak fényében különösen túlzónak tűnhet, hogy a fertőzöttek körében körülbelül 10 százalékos halálozási aránnyal pusztító 2003-as SARS-vírus és a még letálisabb, 2012-es terjedése idején a betegek több mint harmadának a halálát okozó MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome coronavirus) ellen éveken keresztül próbáltak vakcinát fejleszteni, és ez máig sem sikerült. A részleges eredményeket taglaló tudományos cikkekben a sikertelenséget többnyire annak tulajdonítják, hogy sem a SARS-CoV, sem a MERS-CoV koronavírus nem okozott a mostanihoz hasonló világjárványt, így a hosszadalmas és rendkívül drága kísérletezgetéshez senki nem biztosította a szükséges fedezetet. Ezúttal azonban nem ez a helyzet, mert bár a mostani járványt okozó SARS-CoV-2 vírus arányaiban korántsem öl meg annyi embert, de lényegesen sikeresebben terjed, így egyrészt az egész világ érdeke, hogy legyen rá hatékony ellenszer, másrészt összességében több emberéletet követel, mint távolabbi rokonai.
A többi koronavírus ellen sem sikerült vakcinát fejleszteni
A SARS-CoV és a MERS-CoV elleni oltóanyag kifejlesztését azonban korántsem csak a pénzhiány akadályozta. Jankovics István virológus, a WHO hazai influenzalaboratóriumának korábbi vezető főorvosa a Qubitnek elmondta: a sikertelenségben jelentős szerepet játszott az is, hogy a jól bevált oltóanyaggyártási technológiákkal nem is nagyon sikerült a SARS-CoV és a MERS-CoV ellen vakcinát gyártani. Az előbbi vírusnál például már ott elbukott a próbálkozás, hogy a kórokozó kétszer is meg tudta fertőzni ugyanazt a kísérleti állatot. A SARS betegséget (severe acute respiratory syndrome, azaz súlyos akut légzőszervi szindróma) okozó SARS-CoV vírussal pedig jobbára az volt a gond, hogy nem bizonyult kellően immunogénnek, vagyis a klasszikus oltóanyagok nem váltották ki a kívánt immunreakciót. Ezek fényében kérdéses, hogy a működési mechanizmusában a SARS-vírushoz különösen hasonlító SARS-CoV-2 vírus ellen mikorra és milyen oltóanyagot lehetne kikísérletezni.
A vakcinálás lényege, hogy egy adott kórokozóval szemben még azelőtt immunreakciót vált ki, hogy annak lehetősége nyílna megtámadni a szervezetet. Vagyis az oltóanyag arra szolgál, hogy a természetes fertőzéshez hasonló folyamatot generáljon. A szervezet természetes úton úgy válhat védetté egy kórokozóval szemben, hogy miután az első megfertőződés, illetve az abból való kilábalás során ellenanyagokat termel, a későbbi megfertőzésre a kórokozónak már esélye sincs. A vakcinák esetében mindezt elölt vírusokkal kellene elérni, márpedig azok nem minden vírus esetében elég erősek ahhoz, hogy a kívánt mértékű, vagyis a természeteshez hasonló védettséget kialakítsák. A SARS-CoV és a mostani járványt okozó SARS-CoV-2 vírusok esetében az sem kizárt, hogy a kórokozók olyan tulajdonságaikkal is nehezítik a vakcinagyártást, amelyek eddig még ki sem derültek.
Hogy készül egy vakcina?
A vakcinációt, vagyis a mesterséges immunizálás alapelvét Edward Jenner angol orvos fejlesztette ki 1796-ban. Pácienseit megfertőzte az akkoriban emberéletek ezreit követelő fekete himlőnél veszélytelenebb tehénhimlővel. A beoltottak szervezetében aktiválódott immunsejtek, valamint az immunrendszer által termelt ellenanyagok hatékonyan védtek a veszélyesebb betegség kialakulásával szemben is. A vakcinakészítés klasszikus folyamatának Jennert idéző három alapvető lépése máig nem változott túl sokat:
Izolálás: A vakcinagyártáshoz először is kell egy vírus, de nem akármilyen, hanem egy fertőzött ember szervezetéből nyert és speciális körülmények között megtisztított vírus, úgynevezett master seed. Ilyen vírusizolációt sikerült számos sikeres külföldi izoláció után magyar kutatóknak is végrehajtaniuk március 17-én.
Tenyésztés: Az így nyert kórokozót aztán speciális szövettenyészeten fel kell szaporítani. Ehhez többnyire zöldmajmok vesesejtjeit, illetve különféle emberi tumorsejtvonalakat használnak. Egyelőre nem világos, hogy a COVID-19 megbetegedésekért felelős vírusból egységnyi szövettenyészeten mennyit lehet kitermelni. Ha ugyanis csak keveset, akkor sokáig tart, mire megfelelő mennyiség áll rendelkezésre a vírusból. Ezt a vírus mennyiséget tisztítani kell, majd az élő vírusokat a megfelelő technikával inaktiválni, el kell ölni.
Szerológia: A klasszikus oltóanyaggyártás utolsó lépéseként, magyarázza Jankovics doktor, a szerológiai vizsgálatok során ki kell deríteni, mekkora mennyiséget kell használni az elölt vírusból a sikeres vakcináláshoz. Ahhoz, hogy ez kiderüljön, a kitenyésztett és elölt vírusokból szuszpenziót kell készíteni, majd ezt egyre növekvő mennyiségben állatokba oltva ki kell deríteni, hogy a különböző mennyiségek mekkora immunválaszt váltanak ki. Az így kapott adatokat a természetes fertőzés által az emberi szervezetben kiváltott immunválasszal összehasonlítva kapjuk meg az elölt vírussal való vakcináláshoz szükséges mennyiséget.
Ezeket a lépéseket nemcsak megúszni nem lehet, de siettetni sem nagyon. A 2009-ben nagy riadalmat okozó H1N1-világjárvány esetében pandémiát okozó, a becslések szerint világszerte mintegy 700-1400 millió embert megfertőző influenzavírus azért váltott ki pánikot, mert 1918-ban az influenzavírusnak ugyancsak a H1N1 törzse okozta a tízmilliók életét követelő spanyolnátha-járványt. Akkor a kutyafuttában előállított oltóanyaghoz olyan immunválaszfokozót adagoltak, ami túlságosan felerősítette a szervezet reakcióját. Bár a kóros immunológiai reakció nem okozott maradandó károsodásokat, a beoltottak szervezete a saját fehérjéikkel szemben is ható ellenanyagot termelt.
A modern eljárások leginkább elméletben működnek
A vakcinagyártásnak vannak egészen 21. századi módszerei is, amelyekkel az oltóanyaggyártás folyamata jelentősen felgyorsítható. Ezek azonban – bármilyen reménykeltően hangzanak is a COVID-19-járvány elleni küzdelemben – egyelőre leginkább elméletben léteznek. A fehérje-, valamint a nukleinsav-alapú vakcinákhoz egyáltalán nincs szükség magára a vírusra, legfeljebb csak addig, amíg a teljes felépítését nem sikerül apró részletekbe menően felderíteni. Ezután, vagyis a vírus jellegzetes fehérjéinek illetve örökítőanyagának szekvenálása után elég a ma már rendelkezésre álló technológiákkal szintetikusan előállítani a kiválasztott vírusrészletet, és azt felhasználni az immunizáláshoz. Ily módon nincs szükség a hosszadalmas tenyésztgetésre, ráadásul szakemberek szerint egy ilyen modern vakcina nemcsak hatékonyabb, de biztonságosabb is lehetne, mint hagyományos társai. Ráadásul rövid időn belül tonnaszámra lehetne őket gyártani.
A SARS-CoV-2 koronáján például, monda a Qubitnek Jankovics, van is egy olyan speciális fehérje, amely alapjául szolgálhatna egy efféle modern oltóanyagnak. A szintetikus fehérjét elég beoltani, és a feltételezések szerint ez is kiválthatja a megkívánt immunválaszt.
A nukleinsavalapú vakcinák esetében ugyanez az eljárás működhetne, csak ebben az esetben nem a vírus egyik csak rá jellemző fehérjéjét használnák fel az oltóanyaghoz, hanem az örökítőanyagának egy adott részletét. A SARS-CoV-2 vírus elleni védekezés esetében ez leegyszerűsítve azt jelentené, hogy a világjárványt okozó koronavírus RNS-ének egy részletét juttatnák az emberi szervezetbe, azt remélve, hogy az előre megtanítaná az immunrendszert arra, hogy mi ellen kell védekeznie. Az elméleti elképzelések szerint ez például úgy történhetne, hogy a vakcina hatására olyan speciális T-sejtek vagy antitestek keletkeznének az emberi szervezetben, amelyek felismerik és hatástalanítják a vírust, mielőtt az még betegséget tudna okozni.
A gond Jankovics szerint csak az, hogy miközben a fehérje és nukleinsav-szekvenálás folyamata mára már rutineljárásnak számít, és a szintetikus fehérjék és RNS-ek gyártására is bevett módszerek vannak, ilyen vakcinák egyelőre mégis csak elvétve léteznek. Szintetikus fehérjével operáló vakcinát ugyan sikerült már például Hepatitis-B és HPV vírus ellen fejleszteni, nukleinsav-alapú oltások egyelőre csak elméletben, illetve a klinikai tesztelés fázisában léteznek.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
