Főoldal » Tudomány » Dr. Kazai Anita: Evolúció, vírusok, betegségek, oltások

Dr. Kazai Anita: Evolúció, vírusok, betegségek, oltások

Az oltások is közreműködnek az evolúcióban: a nem tökéletes vakcinák hatására a kórokozók módosulnak, és előfordulhat, hogy az új változat ellen már nem véd a régi oltás, sőt a kialakuló betegség súlyosabb lehet, mint a korábbi forma. Az emberi beavatkozás hatásaira azonban úgy is tekinthetünk, mint amelyek belesimulnak az evolúció hömpölygésébe, és a sci-fibe illő forgatókönyvek szerint arra is mód nyílik, hogy a tudomány korrigálja az előre nem látott hibákat.

Oltásrezisztencia

Antibiotikum- és kemoterápia-rezisztencia mellett oltásrezisztencia is létezik: ennek a kórokozó vírusok egyik legdurvábbika, a poliomielitisz vírus szolgáltatja szemléletes példáját. Kongóban 2010-ben kitört egy különösen magas halálozással járó gyermekbénulás-járvány, aminek súlyosságát a kutatók először az alacsony oltottságnak tulajdonították, holott korábban nem vizsgálták az oltás által kiváltott immunválasz hatékonyságát a járványt okozó vírus ellen. A későbbiekben kiderült, máshol keresendő az ok: a kórokozó az oltóanyag által kifejtett evolúciós nyomás miatt megváltozott, két olyan mutáció alakult ki benne, amelynek következtében már nem működnek az oltás hatására egyébként termelődő ellenanyagok, így a beoltottak is megbetegedhetnek, sőt az is elképzelhető, hogy a vírus további módosulása következtében súlyosabb betegség kiváltására lesz képes.

Nincs evolúcióbiztos védekezés

Mindez azonban az evolúció törvényszerűségeinek ismeretében nem meglepő. Bár a kutatók szeretnék létrehozni a tökéletes, evolúcióbiztos védekezést a kórokozók ellen, a fajok története folyamatos kötélhúzásként is elmesélhető: ha egyet lép előre a védekezés, válaszképpen a támadás is ügyesebbé válik.

Másrészt az evolúció nemcsak a harc, de az együttműködés folyamata is, amit a legszebben épp a vírusok szemléltetnek. A 19. század végén, amikor felfedezték a vírusokat, ezzel még nem voltak tisztában; a kapitalizmus kiteljesedése idején egyébként is inkább a harcot preferálták, és a többség azt gondolta, az evolúció arról szól, hogy a nagy hal megeszi a kisebbet.

Így a vírusok a nevüket a latin „méreg” szóból eredeztetve kapták (a 21. század vírusjogi harcosai talán síkraszállnak majd a pejoratív elnevezés megváltoztatásáért), és csak a 20. század végén derült fény arra, hogy nekik köszönhetjük a fajfejlődés során többek között az adaptív immunrendszer – szervezetünk baktériumok és vírusok elleni védekezése – vagy az emberi agyra jellemző komplex neuronhálózatok kialakulását. A vírusok fertőzőképessége ugyanis azt jelenti, hogy be tudják juttatni a sejtekbe saját örökítőanyagukat, amivel, mint a postások, a korábban megfertőzött szervezetből is hozhatnak magukkal örökítőanyagot. A megfertőzött sejt pedig – ha nem pusztul el – másra is felhasználhatja az így szerzett géneket, ha azok mutációk révén tovább módosulnak, és utódainak is továbbadhatja őket.



A vírusok a karmesterek

Becslések szerint az emberi sejtmagban lévő genetikai anyag 40-50%-a érkezett vírusok, úgynevezett horizontális – nem a szülőktől származó – géntranszfer segítségével, és örökítő anyagunk kb. 8%-át a beleépült vírusok adják. Ezeknek az úgynevezett endogén vírusoknak igencsak fontos és sokféle szerepük alakult ki az evolúció során: a téma egyik legelismertebb kutatója, Luis Villarreal szerint az ember egyenesen vírusok által szabályozott élőlény. Létezik olyan beépült virális eredetű gén, amely az egyedfejlődés során megakadályozza, hogy másféle, esetleg kórokozó vírusok az embrió sejtjeibe jussanak, más szimbionta vírusok pedig a legújabb elképzelések szerint a bélrendszerben szabadon közlekedve az ott élő baktériumokat kontrollálják, fenntartva a különböző baktériumok közötti egészséges arányt.

A hepatitisz-B vírus az ember barátja?

A harc és az együttműködés az evolúció során olyan összetett folyamatokban jelentkezik, hogy – amint azt egy radikális új felfedezés illusztrálja – kórokozó vírusok is válhatnak hasznossá: egy, a Nature Communications-ben idén megjelent tanulmány szerint ha a magzat hepatitisz-B vírus (HBV) fertőzésének van kitéve, immunrendszere jobban fejlődik, és a későbbiekben a csecsemő hatékonyabban ellen tud állni a bakteriális fertőzéseknek.

A cikk szerzői, Michelle Hong és munkatársai szerint elképzelhető, hogy a HBV és az ember az evolúció során speciális szimbiotikus viszonyba került, azonban a kutatók felhívják a figyelmet tanulmányuk korlátaira is: mivel a HBV-expozíciónak kitett újszülötteket a születésüket követő huszonnégy órán belül be kell oltani és kezelni kell, nem állt módjukban megfigyelni a folyamatosan fennálló HBV-fertőzés kialakulásának következményeit. Mint írják, elképzelhető, hogy a krónikus HBV-infekció kialakulása kapcsán az egyéb kórokozók erőteljesebb és hosszabb ideig tartó immunválaszt váltottak volna ki a felnövekvő gyermekben.

Szelekciós nyomások

Ha igaz a szimbiózis kialakulásának elmélete, az azt is megmagyarázza, miért tud olyan hatékonyan életben maradni a hepatitisz-B vírus felbukkanása óta az emberiség jelentős részében. A kórokozók és a megtámadott szervezet közötti kötélhúzás ugyanis hosszú távon vagy úgy alakul, hogy a kórokozók győznek, és kiirtják az adott fajt (ezzel persze magukat is), vagy a megtámadott faj számolja fel szép lassan a betolakodót. Ha egy vírus evolúciós szempontból nézve sokáig fenn tud maradni az emberben, akkor a háttérben minden bizonnyal valamilyen haszon, azaz pozitív szelekciós nyomás áll.

Ezzel vissza is kanyarodtunk az oltásrezisztencia és a nem tökéletes vakcina jelenségéhez. A példában említett poliomielitisz vírus elleni oltóanyag hatására a szervezetben keletkező ellenanyagok negatív szelekciós nyomás miatt azok a vírustörzsek, amelyek legyengített változatát az oltás tartalmazza, elpusztulnak, ha azonban az oltás nem tökéletes, és néhány vírus életben marad, azok a természetes mutáció hatására kórokozóvá alakulhatnak és elszaporodhatnak.

Szivárgó oltások, forró kórokozók

A PloS Biology című lap cikke nem embereket, hanem szárnyasokat fertőző vírusos betegséget mutat be, a Marek-féle tyúkbénulást, amiben az állatok elpusztulnak. A betegség ellen kifejlesztett, legyengített vírust tartalmazó oltás hatására az állatok életben maradnak, azonban mivel az oltás nem tökéletes, azaz a betegség kialakulását meggátolja, de nem akadályozza meg a vírus továbbadását („szivárgó oltás”), betegségokozó, „forró” mutációk kialakulása válik lehetővé.

Ebben az esetben is érdekes a betegség és az oltás közös evolúciója: oltás nélkül az állatok hamar elpusztulnának, így rövidebb ideig lennének fertőzőképesek, az oltás következtében életben maradnak, a vírusok továbbfejlődnek bennük, és sokáig fertőzőek maradnak, ezzel veszélynek téve ki a nem beoltottakat, akikben az eredeti betegségnél súlyosabb kórkép is kialakulhat. A szerzők, Andrew F. Read és munkatársai szerint a jelenlegi humán vakcinák esetében nem áll fenn hasonló veszély, megfigyeléseiket inkább a jövő vakcinatervezői figyelmébe ajánlják.



Oltatlanok veszélyben

Az oltás vírusai a szervezetben az oltott személy immunrendszerének gyengesége miatt is életben maradhatnak – ilyen történet a PloS Pathogens című folyóiratban ismertetett brit beteg esete. A férfi gyermekkorában megkapta a polio-oltásokat, majd felnőtt korában kiderült, hogy mivel immunhiányos betegségben szenved, szervezetében életben maradtak, sőt harmincéves evolúciójuk során továbbalakultak az oltás vírusai.

A kutatók, Glynis Dunn és munkatársai szerint egyelőre nem jöttek létre olyan vírustörzsek, amelyek veszélyesebbek lennének az eredetinél, mindenesetre ennek fennáll a veszélye, továbbá a helyzet azért is kockázatos, mert a vírus folyamatosan kijut az illető szervezetéből, és megfertőzheti azokat, akik nincsenek beoltva. Eddig hetvenkét hasonló esetet azonosítottak, akik alkalomadtán járvány forrásaként szolgálhattak volna. Bár a többi felismert esetben öt éven belül megszűnt a fertőzőképesség, sok olyan azonosítatlan beoltott immunhiányos beteg lehet, akiknek nincsenek poliomielitiszes tünetei, de fertőznek. Erre abból tudunk következtetni, hogy a vizsgálatok vakcinából származó, módosult poliovírusokat találtak szlovák, finn, észt és izraeli szennyvízcsatornákból származó mintákban, azaz az ismeretlen betegek székletükkel ürítik a vírusokat. A problémát fokozza, hogy jelenleg nem rendelkezünk olyan kezelési módszerrel, ami megakadályozná a vírusok szaporodását.

Mint a kutatók hozzáteszik: ezek az esetek jelentősen megnehezítik a poliovírus teljes körű kiirtásának kezdeményezését, ami 16,5 milliárd dolláros tervezett költségvetésével a legambíciózusabb és legkomplexebb közegészségügyi program, amit a történelem során az emberiség egy kórokozó, illetve egy betegség ellen indított.

Súlyosabb, mint az eredeti

Nemcsak a vírusok, de a baktériumok is ki tudják kerülni az oltások hatását. Példa erre az Egyesült Államokban 2012–2013-ban kitört szamárköhögés-járvány – 40 000-en betegedtek meg –, amiről a New England Journal of Medicine számolt be. Ebben az esetben is az történt, hogy az oltás révén kifejtett evolúciós nyomás következtében megváltozott a kórokozó (Bordetella pertussis), és olyan képviselői jelentek meg, amelyek nem termelik a pertactin nevű fehérjét, amely a sejtmentes oltásban védekezést kiváltó antigénként szerepel. Így hiába oltanak be valakit, az immunrendszere nem ismeri fel a pertactinmentes baktériumot. Pertactinmentes B. pertussist az USA-n kívül már azonosítottak Japánban, Franciaországban és Finnországban is, arányuk évente 2%-kal nő a mintákban.

A szamárköhögést kiváltó baktérium oltásban szereplő típusától eltérő változatot találtak Ausztráliában is, és a mutáns előfordulási aránya olyan gyors ütemben nő, hogy azt csak a vakcina által a B. pertussis baktériumra kifejtett szelekciós nyomás növekedése magyarázhatja, teszik hozzá a Clinical Infectious Diseases című szaklapban megjelent beszámoló szerzői, Sophie Octavia és munkatársai. Az ausztrál mutáns két területen is eltér az eredeti B. pertussistól, ami ellen a vakcina véd: az egyik mutáció lehetővé teszi az oltás hatásának kikerülését, míg a másik több toxin termelése révén súlyosabb betegséget okoz.

Rezisztencia ellen: védőoltás a baktériumainknak

Hogyan próbálják a kutatók kivédeni az oltásrezisztencia kialakulását? A felsorolt tanulmányok szerzői a következő javaslatokat teszik: próbáljunk meg olyan vakcinákat fejleszteni, amelyek genetikailag dizájnolt vírusai, baktériumai nem fertőznek vagy amelyek stabilak, azaz nem mutálódnak.

Az evolúciós harc és együttműködés számos további eszközét is bevethetjük az ügyes kórokozók ellen: ilyen például a fágterápia, amikor vírusokkal támadjuk meg a baktériumokat (a fág a baktériumot fertőző vírus neve, sőt vírust fertőző vírust – virofágot – is felfedeztek már). Korábban a Szovjetunióban azért folytak ezzel kapcsolatos kutatások, mert a vasfüggöny számos nyugati antibiotikumot elzárt a keleti blokktól, és alternatív módszerekre volt szükség. A fágterápia ma is létező terápiás metódus Orosz- és Lengyelországban, illetve Grúziában, de a baktériumok antibiotikum-rezisztenciájának kialakulása miatt Nyugaton is megnőtt iránta az érdeklődés: az Európai Bizottság 3,8 millió eurót fizet a kutatásra, ami az első többcentrumos klinikai vizsgálat az emberi bakteriális fertőzések fágterápiájával kapcsolatban.

A sci-fi határát súrolja a következő lehetőség: mesterséges bakteriofágok létrehozásával az adott baktériumokat támadó fágok építhetők fel, és ezek révén az antibiotikum-rezisztencia kialakulásának veszélye nélkül távolíthatunk el káros baktériumfajokat. A bakteriofágok specificitása azért is előnyös, mert így elkerülhető az antibiotikumok azon hatása, hogy hasznos baktériumainkat is elpusztítják. A Nature Biotechnology-ban megjelent tanulmány szerzői által létrehozott fágok például képesek arra, hogy csak azokat a baktériumokat pusztítsák el, amelyek antibiotikum-rezisztenciáért vagy fertőzőképességért felelős gént hordoznak. A későbbiekben Timothy Lu és munkatársai módszere arra is alkalmas lehet, hogy megelőzésképpen egészséges emberek kapják, akik szervezetében így nem alakulnak ki antibiotikum-rezisztens baktériumok.

Addig is, amíg a sci-fi valósággá válik, teszik hozzá a kutatók, a széklettel terjedő fertőzések megelőzése érdekében fontos a fokozott higiéné kialakítása, míg mások azt hangsúlyozzák, alapvető lenne a vakcinák hatásainak alaposabb és hosszabb távú vizsgálata, valamint a vizsgálati eredmények teljes körű nyilvánosságra hozatala.

Szerzőnk: Dr. Kazai Anita

Dr. Kazai Anita

Weboldalunk sütiket (cookie-kat) használ a jobb és biztonságosabb működés érdekében. A böngészés folytatásával jóváhagyja a cookie-k használatát. További információk

Kedves látogatónk!
A cookie-k, vagy sütik kis adatfájlok, amelyeket a böngésző helyez el a felhasználó számítógépén, vagy eszközén. A weboldalak így olyan információkat képesek tárolni, amelyek hatékonyabbá és kellemesebbé teszik a böngészést.
Weboldalunk is ilyen sütiket használ a jobb és biztonságosabb működés érdekében. Ezek a sütik nem tárolnak személyes adatokat.
A sütiket Ön bármikor törölheti a böngészőjében, vagy akár beállíthatja a sütik teljes elutasítását is, ez esetben viszont nem garantált a honlap hibátlan működése.

Bezárás