Choroby zakaźne towarzyszyły człowiekowi od zawsze. Już w starożytności wiele z nich zostało dokładnie opisanych. Wiemy więc, że dość wcześnie ludzkość wiedziała o tym, jak choroby takie jak ospa, dżuma czy wścieklizna przenoszą się między ludźmi czy między ludźmi i zwierzętami. Zdawano sobie też sprawę, że wcześniejszy kontakt z daną chorobą powoduje u człowieka wytworzenie odporności. Pozostawało pytanie, jak zapewnić ten kontakt z czynnikiem chorobotwórczym tak, aby był maksymalnie bezpieczny.

Od dojenia krów do szczepienia na ospę

Przez setki lat zmorą ludzkości była ospa – choroba wysoce zakaźna przenoszona drogą powietrzno-kropelkową – w Azji znana od starożytności, do Europy dotarła we wczesnym średniowieczu, do Ameryk wraz z kolonizatorami w XVI wieku. Jej śmiertelność sprzed wynalezienia szczepień szacuje się na od 30 do nawet 95% (zależnie od odmiany).

Pierwszymi instynktownymi próbami budowania odporności były podejmowane już w starożytnych Chinach i Indiach metody polegające na wcieraniu w błony śluzowe nosa proszku ze strupów z ciała osób chorych. Przy odrobinie szczęścia u „szczepionego” rozwijała się wtedy łagodna forma choroby skutkująca trwałą odpornością. Zdarzały się jednak również przypadki śmiertelne.

Podobną metodę, z podobnymi efektami, stosowano u niewolnic w haremach Imperium Osmańskiego – w naciętą skórę wprowadzano odrobinę ropy z pęcherzy ospowych. Ten sposób podpatrzyła i w latach 20 XVIII wieku sprowadziła do Anglii Lady Mary Montagu. Sama zaszczepiła tak najpierw swoje własne dzieci, by ostatecznie przekonać do metody, nazwanej wówczas wariolizacją, nawet dwór królewski.

Przełomem w zapobieganiu ospie były badania angielskiego lekarza Edwarda Jennera (zresztą zagorzałego przeciwnika wariolizacji jako metody zbyt ryzykownej i wiążącej się z wieloma niebezpiecznymi objawami poszczepiennymi). Zaobserwował on wyjątkową odporność na ospę wśród… kobiet dojących krowy. Powiązał ten fakt z ich intensywną ekspozycją na tzw. ospę krowią, „krowiankę”. 14 maja 1796 roku przeprowadził eksperyment: wprowadził w nacięcia na ramieniu 8-letniego chłopca ropę z pęcherza z dłoni kobiety zarażonej krowią ospą. Po roku kilkukrotnie w ten sam sposób wprowadził do jego organizmu ospę prawdziwą. Chłopiec nie rozwinął choroby ani wtedy, ani do końca swojego dorosłego życia.

Było to pierwsze szczepienie we współczesnym rozumieniu tego słowa. Po udowodnieniu jego skuteczności na kilkorgu kolejnych dzieci metoda Jennera rozpowszechniła się w Europie w ciągu kilkunastu lat. Nazwano ją wakcynacją, od variola vaccina – ospa krowia.

Ryzykowny krok profesora Pasteura

Niemal 100 lat później równie przełomowym wydarzeniem było opracowanie szczepionki na wściekliznę, jedną z najgroźniejszych dla człowieka chorób odzwierzęcych, wykazującą niemal 100% śmiertelność.

Francuski profesor Ludwik Pasteur w wyniku swoich prac zaobserwował dwie prawidłowości: po pierwsze właściwości chorobotwórcze wirusów można zmieniać poddając je działaniu różnych czynników fizycznych, jak temperatura, czy kontakt z powietrzem, po drugie – wścieklizna rozwija się dopiero gdy wirus z miejsca ukąszenia przeniesie się do mózgu i rdzenia kręgowego (stąd zresztą stosunkowo długi okres utajenia choroby od momentu ukąszenia)

Połączywszy te dwa fakty Pasteur zaczął eksperymentować ze szczepieniem zdrowych psów serią zastrzyków, z których pierwsze zawierały maksymalnie osłabione wirusy wścieklizny a każde następne stopniowo coraz silniejsze, aż do najbardziej zjadliwych. Metoda okazała się skuteczna zarówno w zapobieganiu zarażeniom u zdrowych psów, jak i rozwojowi choroby u tych już zarażonych.

Być może profesor Pasteur nie wyszedłby poza pracę nad szczepieniami dla zwierząt, gdyby nie dramatyczny przypadek. W 1885 roku, znając charakter i wyniki jego prac, przywieziono do niego 9-letniego chłopca pogryzionego przez wściekłego psa. Chłopiec nie miał praktycznie szans na przeżycie. Pasteur uległ usilnym namowom rodziców, aby podać dziecku opracowaną wcześniej szczepionkę. Wiązało się to z ogromnym ryzykiem zarówno medycznym, szczepionka nie przeszła wszak jeszcze żadnych testów klinicznych, ale też prawnym. Pasteur nie był lekarzem, nie miał prawa wykonywania świadczeń medycznych, w razie niepowodzenia groziło mu nawet oskarżenie o zabójstwo. Jednak podanie dziecku 12 dawek szczepionki przyniosło oczekiwany efekt – choroba nie rozwinęła się a mały Joseph Meister dożył starości.

Pasteur okrzyknięty został bohaterem narodowym a już niedługo po pierwszym zabiegu ruszyła we Francji masowa produkcja szczepionek na wściekliznę. Co ciekawe, druga na świecie po paryskiej stacja szczepień przeciwko wściekliźnie otwarta została w Warszawie jeszcze w latach 80-tych XIX wieku. Kierował nią bakteriolog Odon Bujwid.

Przeciwciała – kolejny krok naprzód

Szczepionki na ospę i wściekliznę opierały swoje działanie na celowym wystawieniu organizmu na kontrolowany kontakt z chorobotwórczym wirusem. Przełomem pod koniec XIX wieku były badania Emila Behringa i Szibasaburo Kitasato nad bakteriobójczymi właściwościami surowicy zwierząt. Wykazali oni, że surowica z krwi uodpornionych królików miała działanie lecznicze po podaniu jej chorym zwierzętom i ludziom. W ten sposób po raz pierwszy odkryto i zaczęto stosować przeciwciała (zwane wówczas antytoksynami).

Pierwszą chorobą, z którą udało się skutecznie wygrywać dzięki zastosowaniu przeciwciał była błonica – bakteryjna choroba zakaźna, zwana też dyfterytem, dławicą lub… aniołem śmierci dzieci. Dla dzieci bowiem błonica była szczególnie groźna, jej śmiertelność określana na 5-10%, w wypadku dzieci poniżej 5 roku życia sięgała 20%. Pod koniec XIX wieku była najczęstszą przyczyną zgonów dzieci.

Szczepienia na błonicę przeprowadzano regionalnie w USA i w Europie w zasadzie od początku XX wieku. Nie zawsze okazywały się one skuteczne, a czasem niosły ze sobą ogromne zagrożenie, głównie związane z zanieczyszczeniem materiału biologicznego, z którego pozyskiwano przeciwciała – najczęściej surowicy z krwi koni. Zdarzające się przypadki choroby i śmierci zaszczepionych dzieci stały się pożywką dla pierwszych organizacji antyszczepionkowych, ale też przyczyniły się do opracowania przepisów i surowych norm dotyczących postępowania z produktami pochodzenia biologicznego.

Dwudziestowieczny triumf medycyny

Inne szczepionki opracowane jeszcze w pierwszej połowie XX wieku to szczepionka na gruźlicę tzw. BCG (opracowana na bazie żywych, atenuowanych prątków gruźlicy przez Alberta Calmette i Camila Guerin w 1921 roku), krztusiec (Thorwald Madsen, 1923, na bazie przeciwciał), tężec (Gaston Ramon, 1927, na bazie przeciwciał), grypę (Jonas Salk, 1937, na bazie martwych szczepów wirusa), żółtą febrę (Max Theiler, 1937, na bazie żywego, atenuowanego wirusa), świnkę (Franklin Enders, 1948, na bazie atenuowanego wirusa), różyczkę (Maurice Hilleman, 1954, również na bazie atenuowanego wirusa)…

Ta lista to dowód triumfu współczesnej medycyny nad chorobami trapiącymi ludzkość od stuleci. Ciekawym przykładem, jak szybko rozwijała się nauka w XX wieku, jest przypadek szczepionki na grypę. Ta choroba znana była już ludziom co najmniej od starożytności (opisywał ją już Hipokrates). Dobrze znali jej objawy, sposób jej rozprzestrzeniania i jej epidemiczny potencjał. Wciąż jednak nie wiedzieli, co ją wywołuje. Jeszcze podczas pandemii grypy hiszpanki w latach 1918-1919, najbardziej zjadliwej epidemii grypy znanej z historii, naukowcy skłaniali się ku wersji, że jest ona chorobą bakteryjną i właśnie bakterii grypy w swoich badaniach szukali. Poszukiwania były o tyle mylące, że zakażenia bakteryjne w wypadku grypy faktycznie są bardzo częste, jednak są one skutkiem a nie przyczyną tej choroby.

Wirus grypy został zidentyfikowany w 1933 roku. Pierwsza szczepionka była gotowa zaledwie… 4 lata później. Intensywne prace Thomasa Francisa i Jonasa Salka, w dużej mierze finansowane przez armię amerykańską obawiającą się powtórki z hiszpanki wśród żołnierzy, zwłaszcza w obliczu możliwego konfliktu zbrojnego, pozwoliły już w 1937 zacząć szczepienia żołnierzy. Dla ludności cywilnej szczepienie na grypę było dostępne od 1945 roku.

Przeciw pandemii kalectwa

Kolejna przełomowa szczepionka upowszechniona po II wojnie światowej to szczepionka na polio.

Polio, inaczej choroba Heinego-Medina – choroba wirusowa niosąca ryzyko zajęcia układu nerwowego i charakterystycznego porażenia mięśni – towarzyszyło ludzkości od zawsze. Znane są chociażby egipskie malowidła dokumentujące je. Jednak przez wieki zachorowania były stosunkowo sporadyczne. Aż do końca XIX wieku, kiedy do utraty zbiorowej odporności na wirusa polio przyczynił się… rozwój standardów higienicznych oraz gospodarowania ściekami. Na skutek utraty odporności nabywanej naturalnie poprzez kontakt z wirusami w zanieczyszczonej wodzie, ściekach itp. zachorowania zaczęły rosnąć lawinowo sięgając w niektórych krajach dziesiątek tysięcy rocznie. Szczyt pandemii polio przypadł na lata 40 i 50-te XX wieku. Śmiertelność choroby wynosiła wówczas ok. 5%, porażeniem mięśniowym i mniejszym lub większym kalectwem kończyło się do 40% przypadków.

W tym samym czasie trwały intensywne prace nad szczepionką. Pierwszą skuteczną była szczepionka opracowana w USA przez wirusologa polskiego pochodzenia profesora Hilarego Koprowskiego. Doustny preparat, po etapie testów na zwierzętach i samym jego twórcy, w 1950 roku podany został dwadzieściorgu dzieci w domu opieki. Dla wszystkich szczepienie okazało się skuteczne.

Później, w programach masowych szczepień, szczepionkę Koprowskiego wyparły preparaty opracowane przez prof. Salka i prof. Sabina.

Dzięki globalnemu rozpowszechnieniu szczepień na polio (doustne szczepionki były tanie, łatwe do podania i bardzo skuteczne) w latach 1962-2012 liczba przypadków polio notowana na całym świecie zmniejszyła się o… 99%.

Nadzieje na przyszłość

Oczywiście szczepionki, które przyjmujemy dzisiaj – i w dzieciństwie i jako dorośli – nie są dokładnie takie same jak były w momencie ich stworzenia po raz pierwszy. Na przestrzeni lat udoskonalano ich formuły, wykorzystując nowe osiągnięcia nauki takie jak np. inżynieria genetyczna. Umożliwiła ona nie tylko stworzenie nowych, lepszych wersji wcześniej stosowanych szczepionek, ale też opracowanie szczepionek np. na wirusowe zapalenie wątroby typu A i B, wirusa HPV, retrowirusy, wirusa ebola czy szczepionek najnowszej generacji mRNA przeciwko Covid-19. Opracowano również tzw. szczepionki skojarzone, zapewniające ochronę przed kilkoma chorobami w jednym podaniu.

W wypadku niektórych chorób bakteryjnych, jak na przykład tyfus czy cholera, poprawa standardów sanitarnych oraz opracowanie leczenia z wykorzystaniem antybiotyków (w użyciu od 1928 roku) pozwoliły z kolei na rezygnację z rutynowych szczepień profilaktycznych.

Dzięki szczepieniom świat udało się całkowicie wyeliminować jedną chorobę: ospę prawdziwą. WHO ogłosiło świat wolnym od niej w 1980 roku, obecnie jej wirusy przechowywane są wyłącznie w laboratoriach dla celów naukowych. Na dobrej drodze do całkowitej eliminacji jest też polio, od lat nieodnotowane w wielu regionach, zwłaszcza w krajach rozwiniętych (Europa została ogłoszona wolną od polio w 1998 roku)

Wyzwaniem dla współczesnej medycyny jest stworzenie szczepionek przeciwko wirusom o dużej zmienności antygenowej jak HIV oraz na choroby niezakaźne, przede wszystkim nowotwory. Prace trwają.

Galeria zdjęć:

Podziel się tym artykułem!