Jak ugasić następne pandemie (zanim się pojawią)

Jak nie zaprószyć ognia

Epidemia – niczym prawdziwy pożar - zaczyna się zwykle od pojedynczego ogniska, a potem przenosi się na wszystkie podatne tereny w coraz szybszym tempie.

Jesteśmy na etapie, w którym blisko do ugaszenia "pożaru" COVID-19. Czy to oznacza, że – kiedy już SARS-CoV-2 będzie pokonany - powinniśmy wyrzucić do kosza cały "sprzęt przeciwpożarowy"? Co zrobić, żeby zapobiec kolejnym epidemiom?

Oczywiste jest, że kiedy wszystko dookoła płonie, należy się skupić na jak najszybszym ugaszeniu ognia. Kiedy jednak płomienie robią się coraz mniejsze, nie należy dać się zwieść pozornemu bezpieczeństwu. Przeciwnie – trzeba znaleźć przyczynę zaprószenia ognia i wdrożyć rozwiązania profilaktyczne, które w przyszłości pozwolą na zminimalizowanie ryzyka lub zmniejszenie strat.

Dokładnie tak samo należy uczynić w odniesieniu do pandemii.

Pandemie będą coraz częstsze?

Patogeny nie są oczywiście niczym nowym – towarzyszą nam od zarania dziejów [1]. Od czasu do czasu wywołują epidemie, a niekiedy nawet pandemie.

By daleko nie szukać, wystarczy wspomnieć pandemię grypy hiszpanki, która wybuchła w 1918 roku i zainfekowała około jedną trzecią światowej populacji, a uśmierciła blisko 50 milionów ludzi [2].

Jednak, choć patogeny są z nami "od zawsze", to naukowcy zauważyli, że od około dwóch dekad ich liczba znacząco wzrasta [3]. Co to oznacza? Że zawsze istniało ryzyko, iż jakiś zarazek nagle "przestawi się" na człowieka i stanie się dla niego bardzo kłopotliwy, ale w ostatnich latach my sami niechcący zaczęliśmy patogenom bardzo "pomagać".

Jest nas, ludzi, coraz więcej, więc wszelkie choroby zakaźne łatwiej się pomiędzy nami przenoszą. Żyjemy w coraz większym ścisku, co również sprzyja infekcjom [4].

Do tego świat stał się dla nas globalną wioską, po której podróżujemy często i szybko, przez co z łatwością przenosimy patogeny z jednego miejsca na inne.

Wszystkie te czynniki zdają się mieć duże znaczenie, ale – jak wynika z badań opublikowanych kilka miesięcy temu w "Science", jest jeszcze jeden aspekt, który bezpośrednio wpływa na ryzyko wybuchu pandemii, a rzadko kojarzy nam się ze zdrowiem publicznym. Mianowicie – masowe niszczenie przyrody i środowiska naturalnego [5].

Ze wspomnianej publikacji wynika, że nic tak nie pomaga epidemiom, jak wchodzenie z butami do domu dzikich zwierząt, zrównywanie z ziemią ich dotychczasowych siedlisk, masowa wycinka lasów czy globalny handel dzikimi gatunkami [5].

Co ma wspólnego wycięcie lasu czy przewiezienie kilku ssaków na drugą część globu z wybuchem pandemii? Otóż bardzo wiele.

Kiedy patogen zmienia gospodarza

Zdecydowana większość chorób, które kojarzymy z czymś strasznym, dziwnym i nieznanym to tak zwane zoonozy, czyli choroby, które zostały wywołane przez patogeny pierwotnie zasiedlające zwierzęta [6].

Te "dziwne" i często paraliżujące świat choroby mają tak nietypowy przebieg właśnie dlatego, że patogen, który zmienia gospodarza (a tak się dzieje, gdy dochodzi do "skoku" z jednego gatunku na inny) trafia nagle na nowy organizm, nowy układ odpornościowy, który jest całkowicie nieprzygotowany na to, z czym przyszło mu się zmierzyć.

Zoonozami są więc niemal wszystkie choroby, które możecie kojarzyć z nagłówków gazet z ostatnich lat: świńska grypa, ptasia grypa, SARS, MERS, Ebola, Zika, borelioza, choroba Zachodniego Nilu, gorączka krwotoczna (denga), a także dżuma, AIDS czy wścieklizna [7-14].

Ich istnienie nie jest niczym nadzwyczajnym w historii życia na Ziemi. Patogeny (w tym wirusy) cały czas próbują poszerzyć spektrum swojego oddziaływania, a jednym ze sposobów, w jaki mogą tego dokonać, jest próba zmiany gatunku zasiedlanego gospodarza.

Próby te w większości przypadków się nie udają, ale raz na jakiś czas drobne, losowe przetasowania, których zarazki dokonują w swoich "kluczykach molekularnych" okazują się skuteczne i zaczynają otwierać nasze "drzwi odpornościowe" – dochodzi wtedy do przeniesienia patogenu na ludzkiego gospodarza.

Wiadomo więc, że "przeskoki" z rezerwuaru zwierzęcego na człowieka są zarówno normalne, jak i naturalne. Okazuje się jednak, że sposób, w jaki my, ludzie, traktujemy nasze środowisko, bardzo sprzyja tym zmianom żywiciela. W efekcie w ostatnim stuleciu obserwujemy średnio dwie nowe choroby odzwierzęce w roku [16]. Dlaczego tak się dzieje?

Wzrost ekspansji, wzrost ryzyka

Z badań wynika, że to właśnie ekspansja rolnicza i gospodarcza, a co za tym idzie – rozległa deforestacja jest największym czynnikiem odpowiedzialnym za powstawanie nowych chorób odzwierzęcych [16]. Wkraczanie w naturalne, nienaruszone wcześniej dzikie tereny sprzyja bowiem kontaktom ze zwierzęcymi populacjami, w których wcześniej patogeny krążyły w "zamkniętym kręgu".

Jeszcze gorzej dzieje się wtedy, gdy zabieramy z dzikich ostępów zwierzęta, które następnie trafiają w obroty globalnego handlu [5]. Egzotyczne zwierzęta ściśnięte w klatkach, utrzymywane w dalekich od dobrostanu warunkach, poddane są ogromnemu stresowi, który dodatkowo obniża odporność i zwiększa ryzyko zachorowania oraz zakażenia nowym dla nas patogenem. Jeśli jednak w tym momencie macie ochotę spojrzeć niechętnie na odległe, egzotyczne targi, takie jak ten w Wuhan, to pragnę ostudzić wasz zapał.

Niestety, "nasza" zachodnia intensywna hodowla i chów też nie są bez winy. Zwierzęta żyjące ze sobą w ogromnym ścisku, a do tego bardzo do siebie zbliżone genetycznie, to również proszenie się o kłopoty [5].

Choroby odzwierzęce mogą przenosić się nie tylko poprzez kontakt bezpośredni. Czasami wielkim ułatwieniem dla patogenów są tak zwane zwierzęta wektorowe, które przenoszą patogen z jednego organizmu na inny.

Wektorami stają się zazwyczaj zwierzęta "wszędobylskie", łatwo migrujące, powszechne i dobrze znoszące bliski kontakt z człowiekiem.

Kryteria te spełniają na przykład komary (przenoszące wirusa Zika, Ebola, malarię i wiele innych), gryzonie (współodpowiedzialne za obecność boreliozy w okolicach siedlisk ludzkich) czy nietoperze, które odegrały kluczową rolę w przenoszeniu na człowieka wielu koronawirusów. Zarówno tych bardziej znanych (SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2), jak tych i mniej medialnych, takich jak SADS-CoV, HCoV-229E czy HCoV-NL63 [17].

Za każdym razem, gdy zwierzęta te pozbawiane są naturalnych terenów bytowania i przybliżają się do ludzkich siedlisk, na horyzoncie mogą pojawić się kłopoty [5].

Od razu powiem, że rozwiązaniem tych problemów nie jest wyeliminowanie wszystkich zwierząt wektorowych. Po pierwsze, dlatego, że stanowią one kluczowe ogniwa w wielu ekosystemach. A po drugie – ponieważ to nie one są tutaj źródłem problemu, lecz my.

Co więc należy zrobić?

Jak zapobiec kolejnym pandemiom? Trzy najważniejsze kroki

Kolejnym pandemiom da się w dużej mierze zapobiec. Można zmniejszyć ryzyko ich wystąpienia, a także zminimalizować negatywne skutki ich pojawienia się. Kluczem do sukcesu jest jednak działanie już dziś, a nie wtedy, gdy będzie za późno. Co konkretnie należy zrobić?

Naukowcy zajmujący się tym tematem wskazują trzy obszary działań, które powinniśmy podjąć.

Po pierwsze, należy powołać do życia "pandemiczną straż pożarną". Przygotowywanie się do następnej pandemii wcale nie musi oznaczać życia w strachu i napięciu. Przeciwnie, można to rozegrać dokładnie w taki sam sposób, jak to czynimy w odniesieniu do pożarów. To, że posiadamy system wczesnego ostrzegania oraz zespoły ludzi gotowych, by w razie potrzeby wkroczyć do akcji, zmniejsza poczucie strachu, a nie je eskaluje.

Dlatego w najnowszej pracy opublikowanej w "Science" naukowcy wskazują, że – aby zmniejszyć ryzyko wybuchania kolejnych pandemii - powinniśmy powołać do życia system wczesnego ostrzegania i kontroli, który opierałby się na międzynarodowej współpracy naukowców oraz medyków. Taki system wymagałby nakładów ludzkich, organizacyjnych oraz finansowych, ale ich wielkość byłaby bardzo niewielka w porównaniu do kosztów, jakie niesie za sobą pandemia [5].

Metafora strażaków i pożarów ma tu nadal rację bytu: owszem, powołując do życia straż pożarną, musieliśmy zaangażować ludzi, sprzęt i złożone systemy ostrzegania, co wiązało się ze sporymi nakładami, ale jednak zdecydowaliśmy się na nie i myślę, że ostatecznie wszyscy jesteśmy z tego rozwiązania zadowoleni.

Po drugie, należy powstrzymać niszczenie dzikiej przyrody i zminimalizować eksploatację zwierząt hodowlanych. Wspomniałam już, że za każdym razem, gdy dochodzi do masowej deforestacji, wchodzenia ludzi w bliski kontakt z dzikimi zwierzętami lub nadmiernej eksploatacji zwierząt gospodarskich, ryzyko powstania nowej zoonozy (z potencjałem do wywołania epidemii lub pandemii) wzrasta.

Jak szacują naukowcy zajmujący się prewencją deforestacji, aby skutecznie powstrzymać niszczenie dużych połaci lasu, konieczne byłyby spore inwestycje finansowe. Z ich obliczeń wynika jednak, że inwestycje te zwróciłyby się i przy odpowiednio zaplanowanych działaniach mogłyby przynosić około 3,7 miliardów dolarów oszczędności rocznie [18]. Dodatkowo takie działanie przyczyniłoby się nie tylko do profilaktyki w zakresie zdrowia publicznego, ale również – spowolniłoby destabilizację klimatu, która stanowi dla nas równie duże zagrożenie, co epidemie [19].

Po trzecie, należy zmienić podejście do produkcji szczepionek. Pandemia COVID-19 doprowadziła do bezprecedensowej międzynarodowej współpracy zespołów badawczych i do wyprodukowania szczepionek w rekordowo szybkim tempie. Jednakże, jak zauważają autorzy pracy opublikowanej miesiąc temu w "Nature", niewykluczone, że w przyszłości będziemy musieli być przygotowani na jeszcze szybsze reagowanie [20].

Jeśli liczba epidemii faktycznie będzie wzrastać, musimy posiadać metaforyczną skrzynkę, w której w razie potrzeby będzie można "zbić szybkę". Taka skrzynka powinna zawierać coś w rodzaju szczepionki uniwersalnej, a mówiąc bardziej naukowo – przeciwciała o szerokim spektrum neutralizacji (broadly neutralizing antibodies) [20].

Takie przeciwciała byłyby w stanie budować naszą odporność nie tylko w odniesieniu do jednej mutacji wirusa; mogłyby czynić nas odpornymi na całą grupę tych patogenów. W ten sposób drobne zmiany w budowie zarazka, które zachodzą niemal nieustannie, nie wpływałyby na skuteczność szczepienia.

Przykładowo, obecnie – jeśli chcecie być odporni na infekcję wirusa grypy, powinniście powtarzać szczepienie co sezon. Przy "szczepionce uniwersalnej" nie musielibyście tego robić, ponieważ jedna porcja przeciwciał zapewniłaby wam ochronę przed wieloma odmianami tego patogenu.

Ponadto, stosowanie przeciwciał o szerokim spektrum neutralizacji byłoby naszą polisą ubezpieczeniową na przyszłość. Nie jesteśmy w stanie przewidzieć, jakie zarazki pojawią się na horyzoncie za kilka lat. Ale gdybyśmy dysponowali narzędziem neutralizującym wszystkie szczepy danego typu wirusa, moglibyśmy bronić się na bieżąco – gdy tylko nowy patogen się pojawi. Na co więc czekamy?

Autorzy wspomnianej już publikacji w "Nature" podają, że wiele zespołów badawczych jest już gotowych na zaawansowane prace nad "uniwersalnymi szczepionkami" [20]. Niestety, obawiają się oni, że kiedy "boom" na epidemie się skończy (bo uda nam się pokonać obecną pandemię), ludzie znowu zapomną o zagrożeniu patogenami i zainteresowanie finansowaniem badań wirusologicznych znacząco spadnie.

To duży błąd, ponieważ – jak świat światem, profilaktyka zawsze była lepsza, tańsza i bezpieczniejsza od leczenia rozwiniętej już choroby.

Nie spoczywajmy na laurach

Dzięki postępowi nauki, międzynarodowej współpracy i uczynieniu ze szczepień światowego priorytetu, udało się nam wynaleźć, przetestować i wyprodukować szczepionki przeciw COVID-19 szybciej i sprawniej niż kiedykolwiek wcześniej.

Systematycznie wdrażane działania profilaktyczne, a także nowe doświadczenia, które nabyliśmy, poznając wirusa SARS-CoV-2 przyczynią się wkrótce do tego, że nasza codzienność stanie się nieco spokojniejsza, niż na przestrzeni ostatnich miesięcy. Ale to nie znaczy, że powinniśmy teraz spocząć na laurach.

Nie zmarnujmy tego doświadczenia i wyciągnijmy z niego coś ważnego.

Bibliografia:

1) Woolhouse, M. E., Webster, J. P., Domingo, E., Charlesworth, B., & Levin, B. R. (2002). Biological and biomedical implications of the co-evolution of pathogens and their hosts. Nature genetics, 32(4), 569-577.
2) Guynup, S. (2018). Preparing for the Next Pandemic. Scientific American, 29.01.2018.
3) Ross, A. G., Crowe, S. M., & Tyndall, M. W. (2015). Planning for the next global pandemic. International Journal of Infectious Diseases, 38, 89-94.
4) Pearce‐Duvet, J. M. (2006). The origin of human pathogens: evaluating the role of agriculture and domestic animals in the evolution of human disease. Biological Reviews, 81(3), 369-382.
5) Dobson, A. P., Pimm, S. L., Hannah, L., Kaufman, L., Ahumada, J. A., Ando, A. W., & Vale, M. M. (2020). Ecology and economics for pandemic prevention. Science, 369(6502), 379-381.
6) Chomel, B. B., Belotto, A., & Meslin, F. X. (2007). Wildlife, exotic pets, and emerging zoonoses. Emerging infectious diseases, 13(1), 6.
7) Uddin Khan, S., Atanasova, K. R., Krueger, W. S., Ramirez, A., & Gray, G. C. (2013). Epidemiology, geographical distribution, and economic consequences of swine zoonoses: a narrative review. Emerging microbes & infections, 2(1), 1-11.
8) Peiris, J. M., Cowling, B. J., Wu, J. T., Feng, L., Guan, Y., Yu, H., & Leung, G. M. (2016). Interventions to reduce zoonotic and pandemic risks from avian influenza in Asia. The Lancet infectious diseases, 16(2), 252-258.
9) Lee, P. I., & Hsueh, P. R. (2020). Emerging threats from zoonotic coronaviruses-from SARS and MERS to 2019-nCoV. Journal of microbiology, immunology, and infection.
10) Kemunto, N., Mogoa, E., Osoro, E., Bitek, A., Njenga, M. K., & Thumbi, S. M. (2018). Zoonotic disease research in East Africa. BMC infectious diseases, 18(1), 1-9.
11) Sachan, N., & Singh, V. P. (2010). Effect of climatic changes on the prevalence of zoonotic diseases. Veterinary World, 3(11), 519.
12) Eisen, R. J., & Gage, K. L. (2012). Transmission of flea-borne zoonotic agents. Annual review of entomology, 57, 61-82.
13) Sharp, P. M., Rayner, J. C., & Hahn, B. H. (2013). Great apes and zoonoses. Science, 340(6130), 284-286.
14) Rupprecht, C., Kuzmin, I., & Meslin, F. (2017). Lyssaviruses and rabies: current conundrums, concerns, contradictions and controversies. F1000Research, 6.
15) Centers for Disease Control and Prevention (2017). Zoonotic Diseases. National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases (NCEZID), 14.07.2017.
16) McFarlane, R. A., Sleigh, A. C., & McMichael, A. J. (2013). Land-use change and emerging infectious disease on an island continent. International journal of environmental research and public health, 10(7), 2699-2719.
17) Chmielewska, A. (2020). Fakty i mity o SARS-CoV-2. Podsumowanie VII edycji projektu InnowaBio Pomorze, https://www.youtube.com/watch?v=4_WVDKxJHBM&feature=youtu.be, 20.11.2020.
18) Price, K. (2020). 3 ways to prevent the next pandemic with nature, according to science. Conversation, 23.07.2020.
19) Price, K. (2019). New UN climate report is bleak, but there's a solution: trees. Conversation, 8.08.2019.
20) Burton, D. R., & Topol, E. J. (2021). Variant-proof vaccines—invest now for the next pandemic. Nature, 8.02.2021.