Koniec z kłuciem
Alyson Velasquez nie cierpi igieł. Bała się zastrzyków już jako dziecko, a jej strach tylko się z wiekiem nasilał. „Urósł ponad miarę – mówi. – Stał się w pełni rozwiniętą fobią”. Wpadała w panikę na widok igły w gabinecie lekarskim. Kilka razy zemdlała. Przed jedną z wizyt wzięła lekarstwo łagodzące lęk, ale mimo to biegała po gabinecie, płacząc „jak małe dziecko, a miałam 22 lata”. Po tym epizodzie Velasquez, która obecnie jest 34-letnią doradczynią finansową i mieszka w południowej Kalifornii, całkowicie zrezygnowała z zabiegów z użyciem igieł. „Żadnych szczepień, żadnego pobierania krwi. Do czasu 30. urodzin to nie wchodziło w grę” – mówi.
I wtedy wybuchła epidemia COVID-u. „Przyszedł wreszcie moment, kiedy nie chodziło już tylko o mnie – mówi Velasquez. – Czułam, że byłoby bardzo samolubne, gdybym nie zrobiła tego dla zdrowia publicznego i dla bezpieczeństwa globalnej społeczności”. Zatem w 2021 roku zaszczepiła się przeciwko wirusowi SARS-CoV-2, chociaż musiała siedzieć na kolanach męża, który trzymał ją za ręce. „Zrobiłam przedstawienie. Ten biedny człowiek w punkcie szczepień […] zapytał mnie, czy na pewno chcę to zrobić?’” Bardzo chciała. „Jestem wielką zwolenniczką szczepień. Myślę racjonalnie. Rozumiem, dlaczego należy je wykonywać” – powtarza. Jednak nadal każdy zastrzyk jest dla niej problematyczny.
Te trudności zniknęłyby, gdyby w przyszłości mogła otrzymywać szczepienia w postaci aerozolu do nosa. Takie rozwiązanie już się zbliża. Trwają obecnie prace nad podawanymi do nosa szczepionkami przeciwko kilku chorobom. W USA pierwsze badania kliniczne wskazują na ich skuteczność. Dwie z tych szczepionek pobudzają liczne reakcje układu odpornościowego przeciwko wirusowi wywołującemu COVID u osób, które zaszczepiono poprzez podanie aerozolu do nosa. Ich producenci otrzymali w tym roku niemal 20 mln dolarów w ramach inicjatywy medycznej Project NextGen, ukierunkowanej na COVID i wprowadzonej przez administrację Bidena i Harris. Badacze optymistycznie zakładają, że aerozol donosowy zawierający szczepionkę przeciwko COVID-owi może być dostępny w Stanach Zjednoczonych już w 2027 roku. Chociaż ostatnie działania koncentrowały się na szczepieniach przeciwko SARS-CoV-2, szczepionki donosowe mogą chronić nas także przed grypą, syncytialnymi wirusami oddechowymi (respiratory syncytial virus, RSV) i innymi zakażeniami.
W przeszłości wprowadzono kilka szczepionek donosowych, ale wiązało to się z problemami. Szczepionka przeciwko grypie FluMist nie zdobyła popularności ze względu na wątpliwości dotyczące jej skuteczności. Inna szczepionka została wycofana z rynku kilkadziesiąt lat temu ze względu na występujące u niektórych osób poważne działania niepożądane. W Chinach i w Indiach dopuszczono do użytku donosowe szczepionki przeciwko COVID-owi, ponieważ potraktowano tam priorytetowo ich rozwój w czasie pandemii, podczas gdy Stany Zjednoczone i inne bogate kraje zdecydowały się pozostać przy zastrzykach w ramię. Jednak przy tej nowej grupie szczepionek wykorzystuje się technikę, która wyzwala silniejszą odpowiedź immunologiczną i jest bezpieczniejsza niż preparaty stosowane w przeszłości.
Immunolodzy uważają wręcz, że preparaty rozpylane do nosa lub podawane w formie wziewnej przez usta mogą zapewniać szybszą i mocniejszą ochronę przed wirusami układu oddechowego w porównaniu do zastrzyku w ramię. Wynika to z faktu, że te nowe szczepionki aktywują część układu odpornościowego, która odpowiada za silne i szybkie reakcje na drobnoustroje przenoszone drogą kropelkową. „Mogą z większym prawdopodobieństwem zapobiegać rozwojowi infekcji” – mówi Fiona Smaill, badaczka chorób zakaźnych z McMaster University w Ontario. Mogą także pomóc w zmniejszeniu ogromnych nierówności w dostępie do szczepionek, jakie ujawniła pandemia. Te preparaty powinny być tańsze i łatwiejsze w transporcie do ubogich obszarów w porównaniu do obecnych zastrzyków.
Jednak ze szczepionkami donosowymi wiążą się nadal trudności techniczne, dotyczące na przykład sposobów ich wprowadzenia do organizmu. A w przeciwieństwie do szczepionek w formie zastrzyków, których skuteczność w wywoływaniu reakcji immunologicznej naukowcy mogą oceniać na podstawie samego badania krwi, ocena odporności zapoczątkowanej w komórkach nosa stanowi większe wyzwanie. Mimo to badacze zajmujący się tą dziedziną zgadzają się co do tego, że preparaty donosowe stanowią kolejny krok w rozwoju szczepionek.
Tradycyjne szczepionki, podawane w formie zastrzyków przez skórę do mięśni ramienia, zapewniają doskonałą ochronę przed wirusami. Pobudzają komórki układu odpornościowego do wytwarzania dużych ilości krążących przeciwciał – specjalnych białek, które rozpoznają swoiste elementy strukturalne na powierzchni wirusów lub innych patogenów, przyczepiają się do nich i znakują je jako przeznaczone do zniszczenia. Inne komórki układu odpornościowego zachowują „pamięć” o tym patogenie na wypadek przyszłych z nim spotkań.
Szczepionki podawane w formie zastrzyków domięśniowych skutecznie zapobiegają rozprzestrzenianiu się choroby, ale nie powstrzymują początkowego zakażenia. Aerozol donosowy sprawdza się tu znacznie lepiej. Wynika to z faktu, że aerozole podaje się bezpośrednio w miejsce, gdzie wirusy po raz pierwszy wnikają do organizmu: do nosa i tkanek go wyściełających, czyli błony śluzowej.
Błona śluzowa pokrywa znaczną część powierzchni wewnętrznej naszego ciała – układ pokarmowy, oddechowy i moczowo-płciowy. Jak mówi Smaill, to poprzez błonę śluzową nasze ciała kontaktują się ze zdecydowaną większością patogenów – czy chodzi o grypę, COVID, czy infekcje bakteryjne jelit. Ta wytrzymała trójwarstwowa tkanka jest wyspecjalizowana w odpieraniu ataków dzięki pokrywającej ją grubej warstwie wydzielanego śluzu oraz rzeszy bytujących w niej komórek układu odpornościowego, gotowych do ataku. „Błona śluzowa stanowi faktycznie pierwszą linię obrony przed wszelkimi infekcjami, na jakie jesteśmy eksponowani” – mówi Smaill.
Odporność na poziomie błon śluzowych nie tylko przygotowuje układ odpornościowy do walki, jeśliby do niej doszło, ale oferuje również trzy inne sposoby ochrony – co najmniej o jeden więcej niż szczepionka w postaci zastrzyku. Zarówno szczepionki donosowe, jak i w zastrzykach, mobilizują immunologiczne komórki przekazujące informacje, które gromadzą białka intruzów i prezentują je na swojej powierzchni. Komórki te wędrują do węzłów chłonnych, gdzie prezentują zdobyte przez siebie łupy limfocytom B i T, należącym do innej części układu odpornościowego, tzw. odpowiedzi nabytej. Limfocyty B wytwarzają przeciwciała – cząsteczki ukierunkowane na obce białka, które przyczepiają się do mikroorganizmów mających te białka i oznaczają je jako przeznaczone do zniszczenia. Cytotoksyczne limfocyty T bezpośrednio atakują zainfekowane komórki, eliminując je wraz ze znajdującymi się w ich wnętrzu drobnoustrojami. Zapewnia to szeroką ochronę, jednak wymaga czasu, który wirus wykorzystuje do dalszego namnażania i rozprzestrzeniania.
To dlatego tak ważny jest drugi rodzaj ochrony, jaki oferuje wyłącznie tkanka błony śluzowej. Błona śluzowa zawiera komórki układu wrodzonej odpowiedzi immunologicznej, które stanowią „pierwszą linię reakcji” organizmu. Są wśród nich komórki nazywane makrofagami, które rozpoznają inwazyjne mikroorganizmy jako obce i je pochłaniają. Wyzwalają także stan zapalny – alarm, który ma na celu przywołanie większej liczby komórek układu odpornościowego.
Kolejny fragment tej miejscowej reakcji stanowi odporność tkankowa. Komórki, które za nią odpowiadają, nie muszą rozpoznawać swoistych cech patogenu ani pokonywać długiej drogi do zakażonej tkanki. Stanowią raczej jednostkę sił specjalnych, zrzucanych poza linią wroga, gdzie następuje swego rodzaju potyczka zbrojna, bez czekania na przybycie immunologicznej kawalerii. Ta miejscowa reakcja może być stosunkowo silna. Trudno jednak udowodnić jej uruchomienie, dlatego w przeszłości producenci szczepionek mieli problemy z wykazaniem, że osiągnęli cel. Okazuje się jednak, że istnieje pewien typ przeciwciał, tak zwane IgA, które są dobrym wyznacznikiem odporności na poziomie błon śluzowych, ponieważ ten rodzaj przeciwciał dominuje głównie w błonie śluzowej, zaś w innych częściach ciała występuje w mniejszych ilościach. We wczesnym badaniu preparatu CoviLiv – donosowej szczepionki przeciwko COVID-owi, produkowanej przez Codagenix – mniej więcej połowa uczestników wykazywała możliwą do wykrycia reakcję w postaci przeciwciał IgA po kilku tygodniach od przyjęcia obu dawek szczepionki. W badaniu tym wykazano również, że szczepionka ta jest bezpieczna, co skłoniło NextGen do sfinansowania większego badania nad jej skutecznością.
Być może szczepionki w formie wziewnej będą zapewniały jeszcze jedną warstwę ochrony, tak zwaną wyuczoną wrodzoną odpowiedź immunologiczną. Reakcja ta jest dosyć tajemnicza: wprawdzie immunolodzy wiedzą o jej istnieniu i wydaje się ona powstawać również na skutek zastrzyków domięśniowych, nie wiadomo jednak jeszcze w pełni, jak ona działa. Komórki układu odpornościowego związane z wyuczoną wrodzoną odpornością wydają się wykazywać reakcje przypominające efekt pamięci, odpowiadając szybko na kolejne zakażenia. Stwierdzono także, że odpowiadają one na patogeny całkowicie niezwiązane z obiektem działania podanej szczepionki. Smaill wraz ze współpracownikami stwierdziła, że po zaszczepieniu myszy szczepionką wziewną przeciwko grypie, a następnie narażeniu ich na bakterie zapalenia płuc, zwierzęta były przed nimi chronione. U dzieci istnieją pewne dowody na to, że szczepionka przeciwko gruźlicy, podawana w ramię, generuje taką szeroką odporność na różne choroby.
Akiko Iwasaki – immunolożka z Yale University, która pracuje nad opracowaniem donosowej szczepionki przeciwko COVID-owi – dostrzega dwie główne dodatkowe potencjalne korzyści odporności generowanej w nosie poza lepszą, szybszą i bardziej zlokalizowaną ochroną. Po pierwsze atak na wirusy w nosie mógłby zapobiegać przenoszeniu choroby na inne osoby, redukując ilość wirusów w wydychanym powietrzu. Zaś po drugie, zdaniem Iwasaki, aerozol może ograniczać głębokość wnikania infekcji do organizmu, „jesteśmy więc przekonani, że będzie mogła także zapobiegać długiemu COVID-owi”. Jest to wycieńczający stan rozwijający się po zakażeniu, czasami wiązany z oznakami ukrytych głęboko cząstek wirusa, który objawia się m.in. skrajnie silnym zmęczeniem, przewlekłym bólem czy różnorakimi trudnościami poznawczymi.
Stworzenie nowej szczepionki jest trudne, niezależnie od drogi jej podawania. Musi ona wyzwolić reakcję immunologiczną dostatecznie silną, aby chroniła przed przyszłymi atakami, ale nie aż tak silną, aby jej elementy składowe – takie jak reakcja zapalna i gorączka – zaszkodziły gospodarzowi.
Wyściółka nosa stawia dodatkowo własne ograniczenia, bardzo konkretne bariery. Ponieważ błona śluzowa nosa jest eksponowana na tak wiele czynników drażniących z powietrza, od sierści zwierząt po pyłki, nos ma kilka linii ochrony przed wnikającymi patogenami. Włosy w nozdrzach, śluz oraz tzw. rzęski, zamiatające powierzchnię nosa, mają na celu wychwytywanie drobnych ciał obcych, zanim dotrą do głębszych części organizmu. To samo dotyczy także maleńkich kropelek szczepionki.
Jednocześnie mnóstwo drobnych cząstek obcych – często nieszkodliwych – pokonuje mimo wszystko te zasieki. Dlatego w nosie rozwinęły się sposoby na zmniejszenie poziomu reaktywności na nieszkodliwe obiekty. To osłabienie reaktywności nazywa się tolerancją immunologiczną. Może to być największa przeszkoda dla skutecznego rozwoju szczepionek donosowych. Kiedy obce cząstki trafiają do krążenia – przestrzeni zasadniczo jałowej – komórki układu odpornościowego natychmiast rozpoznają w nich wroga. Jednak powierzchnia błony śluzowej jest nieustannie bombardowana zarówno przez patogeny, jak i przez nieszkodliwe substancje. Układ odpornościowy wykorzystuje tolerancję – złożoną serię decyzji, podejmowanych przez wyspecjalizowane komórki – do określania, czy dana substancja jest szkodliwa. „To bardzo ważne, ponieważ nasze płuca czy układ pokarmowy nie mogą ciągle odpowiadać na nieszkodliwe ciała obce, na jakie napotkają” – mówi Benjamin Goldman-Israelow, badacz chorób zakaźnych z Yale. Na przykład stan zapalny w płucach utrudniałby oddychanie, w jelitach uniemożliwiałby wchłanianie wody i substancji odżywczych.
Te bariery mogą pogarszać skuteczność donosowej szczepionki przeciw grypie, dostępnej już od pewnego czasu pod nazwą FluMist w Stanach Zjednoczonych i Fluenz w Europie. Takie szczepienie jest bezpieczne, mówi Michael Diamond, badacz chorób zakaźnych z Washington University w St. Louis, ale występuje tu podobny problem jak w przypadku szczepionek przeciwko grypie w postaci zastrzyków, to znaczy nie jest ono zbyt skuteczne w walce z nowymi sezonowymi szczepami grypy. Może to wynikać z faktu, że szczepy grypy są tak powszechne i na ogół przed osiągnięciem dorosłości przechodzimy częste infekcje. Układ odpornościowy jest już nauczony rozpoznawania i niszczenia znajomych cząstek wirusa grypy. Preparat FluMist powstał na bazie żywego wirusa grypy, zatem komórki układu odpornościowego prawdopodobnie traktują szczepionkę jak intruza i niszczą ją natychmiast po wprowadzeniu do nosa, zanim da ona efekty. Wcześniejsze uodpornienie nie stanowi takiego problemu w przypadku dzieci, które na ogół nie przeszły jeszcze wielokrotnych zakażeń wirusem grypy. Donosowe szczepionki przeciwko grypie stosuje się rutynowo do szczepienia dzieci w Europie.
W przypadku innych szczepionek naukowcy często stosują adiuwanty – specjalne środki, które przyciągają uwagę komórek układu odpornościowego – co nasila reakcję. W niektórych szczepionkach donosowych stosuje się adiuwanty dla uniknięcia efektu tolerancji, jednak w obrębie nosa mogą one nieść ze sobą pewne niebezpieczeństwa. Przynajmniej w jednym przypadku adiuwant zastosowany do nosa doprowadził do katastrofalnych konsekwencji. W donosowej szczepionce przeciwko grypie, która uzyskała licencję w Szwajcarii na stosowanie w sezonie 2000–2001, wykorzystano toksynę wyizolowaną z bakterii Escherichia coli, która miała stanowić adiuwant pobudzający reakcję na dezaktywowanego wirusa. Podczas badań nie zgłoszono żadnych poważnych działań niepożądanych, jednak po dopuszczeniu szczepionki do obrotu w Szwajcarii zaobserwowano niepokojący wzrost częstości występowania przypadków porażenia Bella – choroby powodującej osłabienie lub paraliż mięśni twarzy, która często prowadzi do jej opadania lub zniekształcenia. Naukowcy z Universität Zürich oszacowali, że szczepionka przeciwko grypie z dodatkiem adiuwantu zwiększała ryzyko wystąpienia porażenia Bella mniej więcej 20-krotnie. W rezultacie zaprzestano jej stosowania. „Musimy zachować ostrożność w przypadku adiuwantów pochodzących ze znanych patogenów” – mówi badaczka Vicky Kett z Queen’s University Belfast w Irlandii Północnej, zajmująca się składem preparatów farmakologicznych.
Chcąc ominąć problemy, jakie stwarza nos, niektórzy naukowcy badają szczepionki podawane w postaci wziewnej przez usta. Smaill pracuje nad jedną z nich. Wraz ze swoimi współpracownikami z McMaster rozpraszała ona swoją szczepionkę przeciwko COVID-owi do podawanej przez nebulizator postaci delikatnej mgiełki, która szybko dociera do płuc. Eksperymenty na myszach przyniosły obiecujące efekty i odporność na poziomie błony śluzowej rozwijającą się po podaniu szczepionki.
Inną strategią jest wykorzystywanie nieszkodliwych wirusów do przenoszenia genów lub białek wirusa. Badacze z Icahn School of Medicine at Mount Sinai w Nowym Jorku wybrali patogen ptasi, wirusa wywołującego rzekomy pomór drobiu (Newcastle disease virus, NDV). „To naturalnie występujący patogen układu oddechowego”, zatem zakaża komórki nosa, mówi Michael Egan, dyrektor wykonawczy i naukowy firmy CastleVax, która powstała w celu stworzenia szczepionki NDV przeciwko COVID-owi. Niewielkie wstępne badanie kliniczne wykazało, że szczepionka CastleVax była bezpieczna i wywoływała silną odpowiedź immunologiczną u ludzi. „Te wyniki były bardzo zachęcające” – mówi Egan. U osób, które otrzymały tę szczepionkę, dochodziło także do produkcji przeciwciał, co wskazuje na wielokierunkową odporność na poziomie błony śluzowej, nie tylko odporność nabytą, jak po zastrzyku w ramię.
Po przeprowadzeniu tego badania projekt CastleVax otrzymał dofinansowanie z NextGen. W roku 2026 powinny być dostępne wyniki badania z udziałem 10 tys. uczestników. Połowa z nich otrzyma szczepionkę na bazie RNA matrycowego (mRNA) w formie zastrzyku, połowa zaś nowy aerozol donosowy na bazie NDV. Dane powinny pokazać, czy nowa szczepionka donosowa zapobiega infekcjom skuteczniej niż szczepionki mRNA w postaci zastrzyków. Egan ma duże nadzieje. „Spodziewamy się obserwować znacznie mniej infekcji przełamujących u osób, które otrzymały szczepionkę do nosa, dzięki wytworzeniu tej śluzówkowej reakcji immunologicznej” – mówi.
Florian Krammer, jeden z badaczy z Mount Sinai, stojących za opracowaniem tej szczepionki, zmodyfikował cząstki NDV w taki sposób, aby prezentowały stabilną postać białka kolca, tak ważnego w SARS-CoV-2. „W efekcie mamy cząstkę pokrytą kolcami” – mówi. Białka kolca obecne w krążeniu mogą wyzwalać odpowiedź immunologiczną. Jednak szczepionka NDV działa również w inny sposób. Cząstki wirusa mogą także wnikać do komórek, gdzie mogą namnażać się tak intensywnie, że ukażą się na powierzchni komórek, wywołując dalszą reakcję układu odpornościowego. Jednak zanim naukowcy mogli przejść do badań z udziałem ludzi, musieli przeprowadzić badania kliniczne dowodzące, że wirus Newcastle jest naprawdę nieszkodliwy, ponieważ nos jest położony blisko ośrodkowego układu nerwowego – zawiera neurony łączące się z opuszką węchową, stanowiącą część mózgu. Te badania potwierdziły bezpieczeństwo takiego wykorzystania tego wirusa.
Taka ostrożność jest jedną z przyczyn, dla których donosowa szczepionka przeciwko COVID-owi zatwierdzona w Indiach, nazwana iNCOVACC, nie została wprowadzona do użytku ani w USA, ani w innych krajach. Szczepionka ta wykorzystuje nieszkodliwego adenowirusa małpiego do wprowadzania białka kolca do dróg oddechowych. Badania zostały zapoczątkowane w laboratoriach Diamonda i jego współpracowników z Washington University w początkach pandemii, kiedy badano ten preparat na gryzoniach i zwierzętach z rzędu naczelnych. „Wyniki przedkliniczne były fenomenalne” – mówi Diamond. Mniej więcej w czasie, kiedy wraz ze współpracownikami opublikował on wyniki wstępnych badań na zwierzętach w „Cell” w 2020 roku, firma Bharat Biotech w Indiach uzyskała od uniwersytetu licencję na to rozwiązanie. W roku 2023 w badaniu klinicznym 3. fazy w Indiach szczepionka donosowa wywoływała lepszą ogólnoustrojową odporność w porównaniu z zastrzykami.
Zdaniem Diamonda amerykańskie firmy farmaceutyczne nie podchwyciły tego rozwiązania, ponieważ „chciały stosować znane metody”, takie jak szczepionki mRNA, które w roku 2020 wypadały już dobrze w badaniach klinicznych. Wraz z rozwojem pandemii nie wzrosło zainteresowanie pracami nad techniką szczepionek donosowych, pobudzających odpowiedź immunologiczną na poziomie błony śluzowej, zaś seria zastrzyków w ramię była rozwiązaniem dostępnym, wypróbowanym i sprawdzonym. Jednak dziś, cztery lata później, firma biotechnologiczna Ocugen stara się o zatwierdzenie w USA szczepionki w formie wziewnej, wykorzystując technologię podobną do iNCOVACC. Forma wziewna i donosowa tej szczepionki są gotowe do rozpoczęcia badań klinicznych w ramach inicjatywy Project NextGen. W tych nowych szczepionkach stosuje się zamiast techniki opartej na mRNA klasyczne podejście do szczepień z użyciem wirusów. Preparaty mRNA opracowano specjalnie pod kątem zastrzyków domięśniowych i wymagałyby znacznych modyfikacji.
Firma Codagenix, opracowująca preparat CoviLiv, ominęła potrzebę stworzenia nowego wektora wirusowego lub adiuwantu, dezaktywując wirusa SARS-CoV-2. Chcąc zapewnić bezpieczeństwo, naukowcy stworzyli zmodyfikowaną wersję tego wirusa, wprowadzając 283 mutacje – zmiany w jego kodzie genetycznym, które utrudniają wirusowi namnażanie się i szkodliwy wpływ na organizm. Bez tych modyfikacji wirus mógłby powrócić do swojej niebezpiecznej, patogennej postaci. Jednak wobec setek kluczowych mutacji „statystycznie jest zasadniczo niemożliwy jego powrót do żywej postaci w populacji” – mówi Johanna Kaufmann, pomagająca w tworzeniu tej szczepionki w firmie Codagenix, zanim na początku zeszłego roku przeszła do innej firmy.
Ponieważ obecnie większość ludzi na naszej planecie uległa już ekspozycji na SARS-CoV-2 – tak samo jak regularnie są eksponowani na grypę – niektóre szczepionki donosowe są projektowane jako preparaty wzmacniające wcześniejszą odpowiedź immunologiczną, która zaczyna zanikać. Iwasaki i Goldman-Israelow z Yale sprawdzają na przykład na zwierzętach strategię nazwaną „prime-and-spike”.
Koncepcja ta przewiduje podanie najpierw szczepionki w postaci zastrzyku, które zainicjuje (prime) rozwój odporności nabytej, a po kilku tygodniach zastosowanie aerozolu donosowego, który ponownie pobudzi układ (spike) kolejną dawką białek wirusa, prowadząc do powstania odporności na poziomie błony śluzowej. W badaniu, którego wyniki opublikowano w 2022 roku w „Science”, Iwasaki wraz ze współpracownikami donieśli, że w celu inicjacji stosowali u gryzoni szczepionkę mRNA opracowaną przez firmy Pfizer i BioNTech – tę samą, którą wielu z nas otrzymało w formie zastrzyku. Dwa tygodnie później część myszy miała podany donosowo aerozol z soli fizjologicznej zawierający fragmenty białka kolca wirusa SARS-CoV-2. Ponieważ zwierzęta były już do pewnego stopnia uodpornione po podaniu zastrzyku, naukowcy nie dodawali żadnych adiuwantów dla nasilenia działania aerozolu donosowego. Dwa tygodnie później badacze stwierdzili mocniejsze oznaki odporności śluzówkowej u myszy, u których zastosowano tę strategię, w porównaniu do zwierząt, które otrzymały jedynie zastrzyk.
„Możemy uzyskać nie tylko bytujące w tkankach limfocyty T pamięci”, zwalczające wirusy w nosie – mówi Iwasaki – ale dodatkowo dzięki technice „prime-and-spike” powstają te energiczne przeciwciała IgA w obrębie błony śluzowej. „A to jest znacznie korzystniejsze, ponieważ możemy całkowicie zapobiec zakażeniu gospodarza przez wirusa” – zaznacza. Autorzy zasugerowali, że takie podejście może również zmniejszać ryzyko przeniesienia choroby na inne osoby dzięki mniejszej ogólnej liczbie kopii wirusa. Eksperymenty na chomikach wykazały, że zaszczepione zwierzęta uwalniały mniej wirusów i rzadziej łapały COVID od zakażonych zwierząt mieszkających w tej samej klatce, które nie zostały zaszczepione.
Chociaż większość nowych strategii szczepień jest ukierunkowana na COVID, planowane są już również szczepionki donosowe przeciwko innym chorobom. Kaufmann, pracująca wcześniej w firmie Codagenix, mówi, że prowadzone są tam obecnie badania kliniczne nad szczepionkami donosowymi przeciwko grypie i RSV. Egan z CastleVax deklaruje: „Planujemy zająć się innymi patogenami”, takimi jak RSV i ludzki metapneumowirus, kolejny wiodący patogen wywołujący choroby układu oddechowego u dzieci.
Szczepionki, które nie wymagają zastrzyków, mogą pokonać wiele barier w dostępie do szczepionek na całym świecie. „Widzieliśmy na przykładzie COVID-u, że dostęp do szczepionek nie jest równy” – mówi Smaill. Wiele osób w krajach o niskich przychodach nie zostało w ogóle zaszczepionych. Po czterech latach od pojawienia się szczepionek nadal nie dostali nawet jednej dawki.
Te nierówności są częściowo konsekwencją wysokich kosztów dostawy szczepionek, które muszą przebyć długą podróż z miejsca produkcji w bogatych krajach w postaci zamrożonej. Niektóre z tworzonych aerozoli donosowych nie wymagają przechowywania w bardzo niskich temperaturach, zatem ich przechowywanie i transport mogą być łatwiejsze. Aerozol donosowy lub preparat wziewny byłby też znacznie łatwiejszy do podania niż zastrzyk. Nie ma konieczności udziału personelu medycznego, można zaaplikować sobie aerozol do nosa lub ust w domu.
Z tego powodu podanie niewymagające wkłucia jest ważne dla Światowej Organizacji Zdrowia. WHO wykorzystuje aerozol donosowy Codagenix w ramach swojego programu Solidarity Trial Vaccines, zwiększającego równość w dostępie do szczepionek. W ramach tej inicjatywy obecnie w różnych częściach globu trwa faza 3. badań klinicznych aerozolu CoviLiv. „Fakt, że Światowa Organizacja Zdrowia była nadal zainteresowana badaniem nad pierwszorazowym szczepieniem w lokalizacjach geograficznych o kluczowym dla niej znaczeniu, dowodzi, że ta luka nadal istnieje” – mówi Kaufmann. Prepart CoviLiv powstawał we współpracy z Serum Institute w Indiach – największym na świecie producentem szczepionek pod względem liczby dawek. Ta współpraca pozwoliła na wytwarzanie dużych ilości szczepionki na rzecz programu solidarnościowego.
Szczepionka CastleVax na bazie wektora NDV zapewnia równość pod innym względem – w wielu krajach o niskich i umiarkowanych przychodach znajdują się już fabryki umożliwiające jej produkcję. „Fantastyczne jest to, że NDV jest wirusem występującym u kurcząt, więc bardzo dobrze rośnie w zapłodnionych jajach – a dokładnie w takich warunkach wytwarzane są szczepionki przeciwko grypie” – mówi Krammer. Na przykład w celu przeprowadzenia badania klinicznego w Tajlandii „wysłaliśmy im statkiem pierwszą partię wirusów, a oni produkowali szczepionki i przeprowadzili badania kliniczne”, mówi. W wielu krajach na całym świecie znajdują się podobne fabryki, dzięki czemu ich mieszkańcy nie będą uzależnieni od firm farmaceutycznych z bogatszych państw.
Nawet kraje o wysokich przychodach mierzą się z utrudnieniami dotyczącymi szczepień, chociaż mogą one mieć raczej charakter osobisty niż systemowy. Dla bardzo wielu osób igła jest problemem samym w sobie. Skrajna fobia, jaką prezentuje Alyson Velasquez, jest rzadka, ale wiele osób boi się igieł, przez co szczepienia są dla nich stresujące albo nie są w ogóle w stanie się im poddać. Mniej więcej dla jednej na 10 osób strach lub ból związany z igłami stanowi barierę utrudniającą zaszczepienie, mówi C. Meghan McMurtry, psycholożka z University of Guelph w Ontario. Igieł „boi się większość małych dzieci i mniej więcej połowa nastolatków. Pewien poziom strachu wykazuje też 20–30% dorosłych”. Przegląd badań z udziałem dzieci wykazał, że „strach przed bólem i igłami stanowi barierę utrudniającą szczepienia u około 8% populacji ogólnej i około 18% osób niechętnych szczepionkom”, dodaje McMurtry.
Niektórzy obawiają się szczepionek w formie zastrzyków, nawet jeśli nie boją się igieł samych w sobie, mówi Kett. Uważają zastrzyki za zbyt inwazyjne, chociaż nie mają problemu z samymi igłami. „Mamy nadzieję, że preparaty podawane drogą donosową będą mniej problematyczne”, mówi Kett.
Jednak w Stanach Zjednoczonych aerozole i preparaty wziewne nie będą dostępne do czasu ich zatwierdzenia przez FDA, co wymaga jednoznacznego udowodnienia ochrony przed chorobami. Diamond wskazuje, że standardy dotyczące tej procedury zostały opracowane pod kątem szczepionek w postaci zastrzyków i producenci mogą opierać się na tych wytycznych. W regulacjach są wskazywane określone przeciwciała i konkretne metody pomiaru ich poziomu na podstawie prostego badania krwi. Jednak zdaniem Iwasaki w przypadku szczepionek donosowych „nie mamy standardowej metody pobierania śluzu z nosa ani pomiaru poziomu przeciwciał. Tych praktycznych kwestii jeszcze nie rozpracowano”.
Iwasaki frustrują także ograniczenia nałożone przez amerykańską instytucję Centers for Disease Control and Prevention, która uniemożliwia badaczom wykorzystywanie istniejących szczepionek przeciwko COVID-owi w badaniach podstawowych w celu opracowania nowych aerozoli donosowych. Ta zasada jest spuścizną po roku 2020, kiedy świeżo opracowano szczepionki przeciwko COVID-owi i było ich zbyt mało. „Wtedy to miało sens, ale te problemy już minęły. Teraz sytuacja wygląda inaczej – mówi Iwasaki. – Teraz mamy nadmiar szczepionek, które wyrzucamy, a my nie możemy nawet wykorzystywać tych wyrzucanych, przeterminowanych szczepionek”.
Naukowcy chcą móc porównywać skuteczność preparatów donosowych do szczepionek w formie zastrzyków, które są już w użyciu. „Takie porównania są naprawdę ważne dla przekonania FDA, że szczepionka jest warta dalszych prac” – mówi Iwasaki. Jednak to ograniczenie wstrzymało badania prowadzone przez jej firmę, Xanadu, spowalniając prace. CDC nie zareagowała na prośbę o komentarz.
Pomimo biurokratycznych i naukowych przeszkód duża liczba szczepionek donosowych, będących obecnie przedmiotem badań klinicznych, jest zachętą dla Iwasakiego i innych naukowców, podążających drogą bez użycia igieł. Uważają oni, że jest prawdopodobnie tylko kwestią czasu, kiedy będzie można się zaszczepić poprzez proste podanie aerozolu do nosa.
Velasquez nie może się tego dnia doczekać. Powody, które ostatecznie zmusiły ją do zmierzenia się ze strachem przed igłami (globalna pandemia, perspektywa macierzyństwa i niezliczone badania krwi w trakcie ciąży), były bardzo poważne. Gdyby nie to, być może nadal unikałaby zastrzyków. „Jeśliby istniały szczepionki podawane bez igieł, zaszczepiłabym się na wszystko, co sugerowałby mi lekarz. To by całkowicie zmieniło sytuację”.
***
Stephani Sutherland jest specjalistką neuronauk i publicystką naukową, mieszka na południu Kalifornii. W numerze z marca 2023 roku opisywała długi COVID. Prowadzi w serwisie X konto @SutherlandPhD