SARS-CoV-2: Šta se pitamo poslije godinu dana pandemije

SARS-CoV-2 je potpuno novi virus i za nauku i za medicinu. Prvi put izolovan je od strane kineskih naučnika u januaru 2020. godine, i to samo mesec dana nakon prvog registrovanog slučaja COVID-19. Neposredno po izolovanju, ustanovljeno je da virus pripada poznatoj porodici koronavirusa, stoji u autorskom tekstu Ane Banko, Docenta na Institutu za mikrobiologiju i imunologiju, Medicinski fakultet,Univerzitet u Beogradu.

Pomenuta porodica vodi poreklo od virusa koji cirkulišu među slepim miševima, a 6 vrsta već se pojavilo u humanoj populaciji u poslednjih 50 godina. Četiri humana koronavirusa isključivo su se povezivali sa sezonskim blagim respiratornim infekcijama, odnosno sindromom prehlade, dok se prve komplikovane kliničke slike sreću tek u epidemiji SARS-a (engl. Severe acute respiratory syndrome) 2002-2003. godine, a zatim i epidemiji MERS-a (engl. Middle East respiratory Coronavirus) deset godina kasnije, 2012. Zbog visoke stope smrtnosti SARS-a (do 15%) i MERS-a (do 35%) ove dve virusne infekcije svrstane su u “preteće” za globalno zdravlje. Ukupni broj obolelih u ove dve epidemije bio je oko 10000.

Novi virus, SARS-CoV-2 izazivač je oboljenja COVID-19 (engl. Corona virus disease 19) odnosno jedne od najvećih do sada poznatih pandemija. Kao sedmom humanom koronavirusu, dodeljeno mu je ime vezano za njegovu sličnost sa SARS-om. To znači da se oba virusa vezuju za iste, ACE-2 receptore na našim ćelijama respiratornog trakta kako bi u njih ušli. Ipak, delikatna razlika u njihovim površinskim proteinima kojima ostvaruju vezu sa našim ćelijama, poslednje-otkrivenom virusu omogućava daleko veći potencijal ostvarivanja jačine te veze. To znači da je evolutivno gledano, SARS-CoV-2 uspostavio mnogo veći potencijal prenošenja između ljudi, i opstanka u humanoj populaciji, nego njegovi prethodnici. Dokaz za to je i trajanje pandemije u kojoj je do sada inficirano preko 114 miliona ljudi.

Novi virus znači i nova pravila, pa je prvobitno definisan kao respiratorna infekcija, COVID-19 ubrzo sagledan kao sistemska bolest sa respiratornom transmisijom. Ova transmisija podrazumeva kapljični način prenošenja, što predstavlja i najjednostavniji način za relativno brzo inficiranje velikog broja ljudi. Kašljanje, kijanje, pričanje i druge respiratorne aktivnosti inficirane osobe predstavljaju primarne načine prenošenja infekcije. Međutim, interesantno je, a posebno važno, da je tek posle nekoliko meseci od početka pandemije jasno definisan i prenos aerosolom. Ovaj prenos podrazumeva duže zadržavanje virusa u sitnim kapljicama koje lebde u vazduhu, što dodatno otežava kontrolu širenja. Zbog toga, korišćenje hirurških maski tokom višesatnog boravka sa inficiranom osobom u malim prostorima bez prirodne ventilacije nažalost ne može biti dovoljna mera prevencije.

Do sada su registrovane brojne mutacije virusa

Microscopic view of a infectious virus. Contagion and propagation of a disease. Corona COVID-19. Sars. Flu. 3D Rendering

 koje su očekivana posledica njegove evolucije, i nisu nužno presudne za sticanje novih bioloških osobina. Međutim, identifikacija sve većeg broja novih varijanti virusa, a koje zapravo predstavljaju definisanu specifičnu kombinaciju većeg broja mutacija, rezultat je već dugog cirkulisanja virusa u humanoj populaciji ali i sve intenzivnijeg sekvenciranja virusnog genoma širom sveta. Najznačajnije izmene virusa za potencijalno veću  transmisiju i smanjenu efikasnost imuniteta su one na S proteinu, zbog čega su sve vreme pod strogim nadzorom. Trenutno najznačajnije nove varijante, pod strogim nadzorom, su B.1.1.7 još nazvana “britanska”, zatim B.1.351. odnosno “južnoafrička” i P.1 odnosno “brazilska”. Za britansku varijantu jasno je pokazana veća sposobnost transmisije i ova varijanta već je identifikovana u preko 100 zemalja širom sveta. Ono što u ovom trenutku ipak više brine je delimični stepen izbegavanja prethodno stečenog imunskog odgovora koju pokazuju južnoafrička i brazilska varijanta zbog čega se njihovo širenje strogo kontroliše. U isto vreme ispituje se efikasnost antitela stečenih prirodnom infekcijom ali i primenom vakcine, u neutralizaciji infekcije ovim varijantama.

Do sada je registrovano preko 114 miliona SARS-CoV-2 inficiranih i preko 2,5 miliona smrtnih ishoda na globalnom nivou. Produžavanjem vremena u kom virus nesmetano cirkuliše u humanoj populaciji, povećavaju se i šanse za njegovo menjanje odnosno mutiranje a onda i dalje prilagođavanje nesmetanoj transmisiji i opstanku. Ako uzmemo u obzir i ograničeni imunitet onih koji su preležali COVID-19, brza i efikasna imunizacija moraju biti prioritet, jer je to jedini način zaustavljanja, ili bar ublažavanja, skoro pa nekontrolisanog prenošenja virusa i oboljevanja stotina miliona ljudi.

Princip imunizacije vakcinom je sprečavanje infekcije ili ublažavanje kliničkog toka bolesti. Najjedostavnije, naš organizam treba da stvori antitela specifična za protein virusa odgovoran za njegov ulazak, odnosno vezivanje za naše ćelije. Tako ćemo mi, u svakom sledećem kontaktu sa istim virusom, imati spreman odbrambeni mehanizam da vezivanje i ulazak virusa bude onemogućen. Kod velikog broja patogena ovako stvoren imunitet može biti doživotan, dok je kod drugih, imunitet ograničen na jednu do nekoliko godina. Virusne vakcine koje do sada poznajemo zasnivaju se na atenuisanom, tj. oslabljenom virusu, zatim inaktivisanom tj. umrtvljenom virusu, ali su prisutne i subjedinične ili proteinske vakcine koje sadrže jedino protein virusa, odgovoran za vezivanje za naše ćelije. Međutim, poslednje 2-3 decenije razvijaju se i vakcine koje omogućavaju da naš organizam sam stvori virusni protein, i time aktivira imunski sistem da proizvede antitela. To su upravo vakcine koje danas i imamo, RNK i vakcine po principu adenovirusnog nosača.

U slučaju SARS-CoV-2, suština primene vakcine je da stvorimo antitela na površinski S (Spike) protein, odnosno strukturu kojom se on vezuje za naše ćelije, i da izbegnemo da se kontakt sa virusom realizuje dobijanjem teških formi COVID-19. Vakcine koje su do sada u svetu registrovane protiv COVID-19 a koriste se u našem regionu, zasnovane su na tri principa, od kojih su čak dva inovativna. Vakcina Sinopharm proizvedena je na modelu inaktivisanog virusa, što znači da se u vakcini nalazi umrtvljen SARS-CoV-2 te da on ne može da se umnožava ili izazove oboljenje, ali da ga naš imunski sistem prepoznaje i pravi antitela. Kako je količina virusa u vakcini ograničena, njima se dodaju adjuvansi kako bi maksimalno povećali imunogenost vakcine. Nakon ove vakcine, stvaraju se zaštitna antitela na sve strukture virusa, pre svega na S protein. Inaktivisane vakcine su se primenjivale mnogo puta i ranije, te u tu grupu spadaju vakcina protiv dečije paralize, hepatitisa A, gripa, besnila i sl.

RNK vakcine, poput Pfizer-Biontech i Moderna, do sada su razvijane u domenu onkologije, ali su takođe pre nekoliko godina vršene kliničke studije i na virusnoj RNK vakcini protiv besnila. Ovim vakcinama unosi se informaciona RNK, koja predstavlja kratkotrajno uputstvo da mašinerija naše ćelije sama napravi S protein, a onda i antitela. Time se ograničenje količine S proteina u inaktivisanim ili subjediničnim vakcinama prevazilazi. Nestabilan RNK molekul u našu ćeliju unosi se preko jedinice masti, i kao takav on se u kratkom vremenu razgrađuje. Tako, od nekoliko komponenti ovih vakcina, u našem organizmu vrlo brzo ne ostaje ništa. Zbog nestabilnosti, RNK vakcine zahtevaju čuvanje na izuzetno niskim temperaturama, ali je njihova prednost u jednostavnosti proizvodnje i brzoj modifikaciji RNK u slučaju pojave novih sojeva, ali i novih epidemija ili pandemija drugim virusima.

Sputnik V i AstraZeneka su vakcine koje su informaciju za sintezu S proteina upakovale u umrtvljen adenovirus. Dakle, adenovirus se koristi kao nosač koji obezbeđuje siguran ulazak ove informacije u našu ćeliju, a ne može da izazove oboljenje. Razlika između Sputnik V i AstraZeneka vakcine je što koriste različite adenoviruse kao nosače. Dok Sputnik V koristi dva humana adenovirusa, različita za prvu i drugu dozu vakcine, AstraZeneka koristi adenovirus šimpanze. Razlog je izbegavanje prepoznavanja adenovirusa od strane našeg imunskog sistema, jer bi na taj način adenovirus i pre ostvarivanja svog cilja bio eliminisan našim antitelima. Zbog toga Sputnik V menja vrstu adenovirusa u dve doze, a AstraZeneka koristi animalni adenovirus. U cilju postizanja što veće efikasnosti ove dve vakcine, kao i prevazilaženju problema nedostatka jedne od njih, Gamaleja i Univerzitet u Oxfordu  udružili su se u trenutno započetoj kliničkoj studiji, u kojoj ispituju kombinaciju njihove dve vakcine. Kako su obe vakcine napravljene na istoj platformi, u potencijalnoj kombinaciji, primenjivala bi se prva doza jednog, a druga doza drugog proizvođača. U razvoju su i “Sputnik V Light” vakcina sa jednom dozom, ali i Sputnik vakcina u spreju koja bi aktivirala samo lokalni imunski odgovor i omogućila delimičnu zaštitu onim pojedincima koji zbog specifičnog zdravstvenog stanja ne mogu da prime standardni tip vakcine. Na inovativnom modelu adenovirusnog nosača već postoji i vakcina protiv Ebole, odobrena 2019. godine za humanu upotrebu.

U ovom trenutku, sve vakcine koje su u masovnoj upotrebi, prošle su strogo definisana  definisane korake prekliničkih i kliničkih ispitivanja. One su testirane na više desetina hiljada dobrovoljaca, a broj primenjenih doza u svetu premašio je 250 miliona. Sve ove činjenice govore o bezbednosti vakcina, a prednost jednih u odnosu na druge možemo proceniti tek na osnovu analize rezultata i efekata imunizacije za više od pola godine. Ograničena dostupnost vakcina, usled veće potražnje od objektivnih kapaciteta prozvodnje, većem delu svetske populacije neće ostaviti prostor za biranje proizvođača. U ovom trenutku nemoguće je proceniti ni definitivan period nakon kojeg smo na COVID-19 imunizovani vakcinom. Na osnovu onoga što znamo o prirodnoj COVID-19 infekciji, period imunizovanosti trajaće minimum 6 meseci, ali je realno očekivati da on traje i mnogo duže. Naime, tek pošto prve grupe vakcinisanih počnu da gube imunitet, počeće sagledavanje trajanja imuniteta primenom vakcine. Jednostavno merljiv status imuniteta može da se proverava testiranjem vrednosti titra antitela iz krvi, ali imunitet ne zavisi samo od toga, već i od potencijala T memorijskog imuniteta da pri svakom novom susretu sa virusom ponovo pokrene stvaranje antitela čak i onda kada njihova vrednost u našem organizmu više nije merljiva. Upravo ova činjenica daje nadu da imunizovanost nakon vakcinacije može da traje i duže od jedne sezone.

Dalji tok pandemije odrediće brzina procesa vakcinacije, ali i evolutivni razvoj virusa u smeru dalje adaptacije na lakšu transmisiju među ljudima. Zbog toga je veliki izazov kontrolisati širenje pandemije uz istovremeno odvijanje procesa imunizacije. Aktuelna varijabilnost virusa i stvaranje novih varijanti i sojeva, u budućnosti bi mogla uticati i na potencijalnu neophodnost za sezonskom primenom vakcine, odnosno adaptacijom već postojećih, navodi se u tekstu koji potpisuje doc. Ana Banko sa Instituta za mikrobiologiju i imunologiju, Medicinski fakultet Univerziteta u Beogradu.