Antibioottiresistenssi on maailmanlaajuinen ongelma siinä määrin, että on olemassa vakava riski, että yleisiä infektioita tulee pian hoitamaton. Samaan aikaan rokotteita kehitettiin melkein sata vuotta sitten silti suojelee meitä tappavilta taudeilta. Mikä voisi selittää tämän eron?

Bakteerit ovat kehittäneet vastustuskyvyn jokainen koskaan kehitetty antibiootti. Joskus tämä tapahtui hyvin pian antibiootin käyttöönoton jälkeen. Se otti vain kuusi vuotta Penisilliiniresistenssi, ensimmäinen antibiootti, yleistyi brittiläisissä sairaaloissa.

Mutta resistenssi rokotteita vastaan ​​on vain tapahtui harvoin. Ja rokotteet ovat auttaneet meitä hävittämään isorokon ja toivottavasti pian myös polion. Aikaisempi tutkimus ehdotti kahta vakuuttavaa argumenttia tämän ilmiön selittämiseksi korostamalla ratkaisevia eroja lääkkeiden ja rokotteiden mekanismien välillä.

Mutta ensin selitetään, mitä tarkoitamme vastustuksella ja miten se syntyy. Infektion aikana virukset ja bakteerit lisääntyvät nopeasti. Tässä prosessissa he kopioivat geneettistä materiaaliaan miljoonia kertoja. Näin tehdessään tapahtuu usein virheitä, jolloin jokainen virhe muuttaa hieman heidän genomejaan. Näitä virheitä kutsutaan mutaatioiksi.

Useimmiten mutaatioilla on vain vähän tai ei ollenkaan vaikutusta tai ne ovat erittäin haitallisia viruksen tehokkuudelle. Mutta joskus – hyvin harvoin – taudinaiheuttajilla voi käydä tuuria ja mutaatio voi estää antibiootin pääsyn soluun tai muuttaa paikkaa, johon lääke tai vasta-aine sitoutuisi, ja estää niitä toimimasta. Kutsumme näitä "resistenssi" tai "pako" mutaatioita.

Ensimmäinen ero: kohteiden määrä

Rokotteet toimivat tuomalla patogeenin vaarattoman osan, nimeltään antigeeni, kehoon. He kouluttavat immuunijärjestelmäämme tuottamaan Y-muotoisia proteiineja tai vasta-aineita, jotka sitoutuvat niihin spesifisesti. Ne myös stimuloivat tiettyjen T-soluiksi kutsuttujen valkosolujen tuotantoa, jotka voivat tuhota tartunnan saaneita soluja ja auttaa tuottamaan vasta-aineita.

Sitoutumalla antigeeneihin vasta-aineet voivat auttaa tuhoamaan patogeenejä tai estää niitä pääsemästä soluihin. Lisäksi immuunijärjestelmämme ei luo vain yhtä vasta-ainetta, vaan jopa satoja erilaisia ​​vasta-aineita tai epitooppeja, joista jokainen kohdistuu antigeenin eri osiin.

Vertailun vuoksi lääkkeet, kuten antibiootit tai viruslääkkeet, ovat yleensä pieniä molekyylejä, jotka estävät tiettyä entsyymiä tai proteiinia, joita ilman patogeeni ei voi selviytyä tai replikoitua. Tämän seurauksena lääkeresistenssi vaatii yleensä vain yhden kohdan mutatoinnin. Toisaalta, vaikka se ei ole mahdotonta, todennäköisyys pakenevien mutaatioiden kehittymiselle kaikille tai jopa useimmille vasta-aineiden kohteena oleville epitoopeille on häviävän pieni useimmille rokotteille.

 Vaikka antibiooteilla on yleensä vain yksi kohde, rokotteet luovat useita vasta-aineita, jotka sitoutuvat antigeenin eri osaan, mikä vaikeuttaa resistenssin kehittymistä. Célia Souque

Lääkkeillä voidaan samalla tavalla vähentää resistenssin todennäköisyyttä käyttämällä useita samanaikaisesti – yhdistelmähoitoa kutsutaan strategiaksi, jota käytetään HIV:n ja tuberkuloosin hoitoon. Voisit ajatella, että kehosi vasta-aineet toimivat kuin massiivisesti monimutkainen yhdistelmähoito, jossa on satoja hieman erilaisia ​​lääkkeitä, mikä vähentää resistenssin kehittymisen mahdollisuutta.

Toinen ero: patogeenien määrä

Toinen keskeinen ero antibioottien ja rokotteiden välillä on, milloin niitä käytetään ja kuinka monta taudinaiheuttajaa on lähellä. Antibiootteja käytetään jo vakiintuneen infektion hoitoon, kun miljoonia taudinaiheuttajia on jo kehossa. Mutta rokotteita käytetään ehkäisyyn. Niiden tuottamat vasta-aineet voivat toimia heti infektion alussa, kun patogeenien määrä on alhainen. Tällä on tärkeitä seurauksia, koska vastus on numeropeliä. Resistenssimutaatiota ei todennäköisesti tapahdu muutamien patogeenien replikaation aikana, mutta mahdollisuudet kasvavat, kun patogeenejä on enemmän.

 Mitä enemmän taudinaiheuttajia on infektion aikana, sitä todennäköisemmin resistenssimutaatio voi tapahtua. Célia Souque

Tämä ei tarkoita, että rokotteiden vastustuskyky ei koskaan kehittyisi: hyvä esimerkki on flunssa. Korkean mutaationopeudensa ansiosta flunssavirus voi nopeasti kerätä tarpeeksi mutaatioita, jotta vasta-aineet eivät ehkä enää tunnista sitä – prosessi ns. "antigeeninen drift". Tämä selittää osittain, miksi influenssarokote on vaihdettava vuosittain.

Mitä tämä kertoo SARS-CoV-2-rokotteista? Pitäisikö meidän olla huolissaan siitä, että uudet rokotteet menettävät tehonsa? Onneksi uusi koronavirus on oikolukumekanismi mikä vähentää virheitä, joita se tekee replikoidessaan genomiaan, ja tarkoittaa, että mutaatioita tapahtuu paljon harvemmin kuin flunssaviruksissa.

Lisäksi on vahvistettu, että molemmat Oxford / AstraZeneca ja Pfizer / BioNTech rokotteet voivat tehokkaasti stimuloida vasta-aineita, jotka sitoutuvat useisiin epitooppeihin, minkä pitäisi hidastaa resistenssin kehittymistä.

Mutta meidän tulee silti olla varovaisia. Kuten aiemmin mainittiin, numeroilla on väliä vastustuksessa. Mitä enemmän viruksia on ympärillä – kuten nopeasti kasvavassa pandemiassa – sitä todennäköisemmin joku voi lyödä jättipotin ja kehittää mutaatioita, jotka vaikuttavat merkittävästi rokotteen tehokkuuteen. Jos näin on, uusi versio rokotteesta saattaa olla tarpeen vasta-aineiden luomiseksi näitä mutatoituneita viruksia vastaan. Tästä syystä on myös tärkeää yrittää pitää tartuntamäärät alhaisina ennaltaehkäisyn ja kontaktien jäljittämisen avulla, jotta rokotteet toimisivat mahdollisimman pitkään.

Author

Celia Souque, tutkijatohtori, mikrobiologia, Oxfordin yliopisto ja Louis du Plessis, Tutkijatohtori, Oxfordin yliopisto

kirjat_terveys

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.