Gesundheit

Das Virus hört nicht auf, sich zu entwickeln, wenn der Impfstoff eintrifft

In einem 1988 erschienenen Aufsatz über Pandemien erinnerte Joshua Lederberg, Nobelpreisträger und Präsident der Rockefeller University, die medizinische Gemeinschaft daran, dass die Gesetze von Darwin bei Infektionskrankheiten ebenso wichtig sind wie die Impfstoffe von Pasteur.

Während die Medizin gegen Bakterien und Viren kämpft, unterliegen diese Organismen weiterhin Mutationen und entwickeln neue Eigenschaften.

Lederberg riet zur Wachsamkeit: „Wir können nicht garantieren, dass der natürliche evolutionäre Wettbewerb von Viren mit der menschlichen Spezies immer der Gewinner sein wird. ”

Mit dem Aufkommen von scheinbar sicheren und wirksamen Impfstoffkandidaten scheint es, dass die Menschheit dieses Mal wieder der Gewinner sein könnte, wenn auch mit einem schrecklichen Verlust an Leben.

Aber Impfstoffe werden die Entwicklung dieses Coronavirus nicht beenden, wie David A. Kennedy und Andrew F. Read von der Pennsylvania State University, Spezialisten für Virusresistenz gegen Impfstoffe, kürzlich in PLoS Biology geschrieben haben. Stattdessen könnten sie sogar neue evolutionäre Veränderungen vorantreiben.

Es besteht immer die Möglichkeit, dass das Virus, obwohl es gering ist, eine Resistenz gegen einen Impfstoff entwickelt, was Forscher als „virale Flucht“ bezeichnen. Sie fordern dringend die Überwachung der Impfstoffeffekte und der Virusreaktion für alle Fälle.

“Nichts, was wir sagen, deutet darauf hin, dass wir die Entwicklung von Impfstoffen verlangsamen”, sagte Dr. Kennedy. Ein wirksamer Impfstoff ist von größter Bedeutung, sagte er: “Aber stellen wir sicher, dass er wirksam bleibt. ”

Impfstoffhersteller könnten die Ergebnisse von Nasentupfern, die Freiwilligen während der Versuche entnommen wurden, verwenden, um nach genetischen Veränderungen des Virus zu suchen. Die Testergebnisse müssen die Einführung des Impfstoffs nicht stoppen oder verlangsamen. Wenn jedoch die Empfänger des Impfstoffs Veränderungen des Virus aufwiesen, die diejenigen, die das Placebo erhielten, nicht hatten, würde dies auf „das Potenzial für eine Resistenzentwicklung“ hinweisen, was die Forscher weiterhin überwachen sollten.

Es gibt einige Gründe, optimistisch zu sein, dass das Coronavirus nicht gegen Impfstoffe resistent wird. Vor einigen Jahren präsentierten Dr. Kennedy und Dr. Read eine Analyse des Unterschieds zwischen Resistenz gegen Medikamente und Impfstoffe. Weder Bakterien noch Viren entwickeln so leicht eine Resistenz gegen Impfstoffe wie gegen Medikamente, schrieben sie. Der Pockenimpfstoff verlor trotz jahrelanger Anwendung weder seine Wirksamkeit noch die Impfstoffe gegen Masern oder Polio.

Antibiotika hingegen können schnell unbrauchbar werden, da Bakterien und andere Krankheitserreger wie Viren und Pilze Abwehrkräfte entwickeln. Und Resistenzen bauen sich auch gegen andere Medikamente auf.

Die Gründe haben mit den Grundprinzipien der Evolution und Immunität zu tun. Die beiden Hauptunterschiede bestehen darin, dass Impfstoffe im Allgemeinen früher wirken als Medikamente und dass die natürliche Immunantwort, die sie fördern, normalerweise vielfältiger ist und mehr Angriffslinien aufweist. Ein Medikament kann eng zielgerichtet sein und manchmal einen Stoffwechselweg oder einen biochemischen Prozess angreifen.

Bei den meisten Medikamenten hat sich das Virus oder die Bakterien bereits im Körper des Patienten vermehrt. Wenn eine Variante den Angriff des Arzneimittels besser überlebt, wächst sie weiter und wird möglicherweise auf eine andere Person übertragen. Eine Kombination von Arzneimitteln wie bei der Behandlung mit H. I. V. kann wirksamer sein, da sie einen mehrstufigen Angriff auslöst

Impfstoffe hingegen wirken früh, bevor sich das Virus zu vermehren beginnt und sich möglicherweise im Körper eines Patienten verändert. Es gibt also keine neuen Varianten, wie sie in der Hitze eines Drogenangriffs geschmiedet wurden, um von der infizierten Person zu wachsen und sich auszubreiten.

Impfstoffe bieten dem körpereigenen Immunsystem einen Einblick in das Virus, und dann baut das Immunsystem einen breiten Angriff auf. Beispielsweise kann das Immunsystem einer Person nach einem Tetanusschuss 100 verschiedene Antikörper produzieren.

Einige Impfstoffe treiben jedoch Viren dazu, Resistenzen zu entwickeln, Dr. Kennedy und Read haben dies in ihrem Artikel von 2015 vermerkt. Ein Impfstoff hat die Marek-Krankheit gestoppt, eine Krankheit bei Hühnern, die kommerziell wichtig ist. Aber das Virus könnte immer noch die Hühner infizieren. Es replizierte und verbreitete sich ohne Krankheit und wurde schnell resistent.

Beim Menschen entwickelte eine Art von Bakterien, die Lungenentzündungsbakterien verursachen, eine Resistenz gegen einen Impfstoff, wenn sich die Bakterien in der Natur mit vorhandenen Stämmen rekombinierten, die von Natur aus resistent waren. Ein Impfstoff gegen Hepatitis B erzeugte Antikörper, die nur auf einen kleinen Teil eines Proteins abzielten – eine Schleife aus neun Aminosäuren, die in Bezug auf das Protein winzig ist. Es wurde kein breiter Angriff ausgelöst. Ein Pertussis-Impfstoff schien auch die Resistenz zu steigern. Es wirkte, um die Krankheit abzuwehren, zielte jedoch nur auf wenige Proteine ​​ab und war nicht wirksam, um die Infektion und Übertragung des Virus zu stoppen.

Die derzeit in der Entwicklung befindlichen Coronavirus-Impfstoffe verwenden verschiedene Methoden, um das Immunsystem zur Reaktion zu bewegen. Einige in Russland und China entwickelte oder verwendete Coronavirus-Impfstoffe verwenden ganze Viruspartikel, die inaktiviert oder abgeschwächt sind, um eine Reaktion des Immunsystems auszulösen.

Viele andere Impfstoffkandidaten, wie die von Pfizer und Moderna, die bereits im Dezember von der Food and Drug Administration zur ersten Anwendung geprüft werden sollen, sollen das Immunsystem dazu bringen, nur auf einen Teil des Coronavirus, das so- genannt Spike-Protein, das weniger Ziele zu bieten scheint.

Coronavirus Vaccine Tracker

Ein Blick auf alle Impfstoffe, die Versuche am Menschen erreicht haben.

Aber Dr. Kennedy sagte, das sei nicht unbedingt ein Problem. “Ein Impfstoff, der nur auf dem Spike-Protein basiert, kann eine breite Immunantwort auslösen”, sagte er, “weil es mehrere Stellen auf dem Spike-Protein gibt, an denen starke neutralisierende Antikörper binden können. ”

Obwohl dies die ersten Impfstoffe sind, die RNA-Partikel verwenden, um die Zellen zur Herstellung eines viralen Proteins anzuweisen, verwenden andere Impfstoffe eher Teile des Virus als das Ganze. Bisher, sagte Dr. Kennedy, gab es keine Beweise dafür, dass eine Art von Impfstoff eher zu Resistenzen führen würde. “Wir haben gesehen, dass sich die Impfresistenz gegen viele verschiedene Arten von Impfstoffen entwickelt hat”, sagte er, “aber es gibt auch viele Beispiele für jede dieser Impfstoffe, bei denen nie eine Resistenz aufgetreten ist. ”

Resistenzen können sich auch auf eine Weise entwickeln, die nicht von der Wirkungsweise eines Impfstoffs abhängt. Möglicherweise gibt es bereits Varianten des Coronavirus, die weniger anfällig für die Wirkung von Impfstoffen sind. Diese Besorgnis veranlasste Dänemark, bekannt zu geben, dass es seinen gesamten Nerz ausmerzen würde, da eine Variante des Virus im Nerz aufgetreten war, was in sehr vorläufigen Labortests zeigte, dass einige Antikörper weniger wirksam gegen ihn waren.

Die Sorge hat nachgelassen, seit die Dänen das Problem angekündigt haben. Wissenschaftler und die Weltgesundheitsorganisation sagten, sie hätten noch keine Beweise dafür gesehen, dass die Variante Impfstoffe in der Entwicklung stören würde.

Aber Dänemark plant nach dem Rücktritt eines Ministers, der die Keulung zu früh angekündigt hat, und einer Legislativdebatte, die anscheinend zur Genehmigung der Keulung führt, immer noch, den ganzen Nerz im Land zu töten.

Und Wissenschaftler sagen, dass Vorsicht in solchen Situationen Sinn macht. Wenn ein Virus von Menschen zu Tieren und wieder zurück springt, wie es bei Nerzen der Fall ist, gibt es mehr Möglichkeiten für Änderungen der Virus-RNA, Änderungen, die zu Resistenzen führen können.

Forscher der University of Pittsburgh haben eine Art Mutation entdeckt, die bei Coronaviren bisher nicht beobachtet wurde, und werfen neue Bedenken hinsichtlich der Entwicklung der Impfstoffresistenz auf.

Bei der Suche nach Mutationen haben sich die Forscher hauptsächlich auf das Umdrehen eines genetischen Buchstabens in einen anderen konzentriert – eine Art Mutation, die als Substitution bezeichnet wird. Paul Duprex und seine Kollegen stellten jedoch fest, dass sich die bei einem chronisch infizierten Patienten mutierenden Viren unterschiedlich veränderten: Sie verloren Sätze genetischer Buchstaben.

Typischerweise ist eine Mutation, die einen genetischen Buchstaben löscht, für ein Virus katastrophal. Unsere Zellen lesen jeweils drei genetische Buchstaben, um einen neuen Baustein für ein wachsendes Protein auszuwählen. Das Löschen eines genetischen Buchstabens kann die Anweisungen für ein virales Protein vollständig durcheinander bringen, so dass es keine funktionelle Form bilden kann.

Dr. Duprex und seine Kollegen stellten jedoch fest, dass die Coronaviren des Patienten genetische Buchstaben verlieren und dennoch lebensfähig bleiben können. Das Geheimnis: Die Viren haben in Dreiergruppen genetische Buchstaben verloren. Anstatt das genetische Rezept für ein virales Protein zu zerstören, haben die Mutationen eine oder mehrere Aminosäuren herausgeschnitten.

So sehr Dr. Duprex die Pandemie verachtet, fällt es ihm schwer, die Eleganz dieser Mutationen nicht zu bewundern. “Es ist so cool, es ist brillant”, sagte er.

Nachdem Dr. Duprex und seine Kollegen diese Deletionsmutationen in Viren einer Person gefunden hatten, fragten sie sich, wie häufig sie waren.

Beim Durchsuchen öffentlicher Datenbanken mit Coronavirus-Genomen stellten sie fest, dass Deletionen überraschend weit verbreitet waren. “Es geschieht unabhängig in verschiedenen Teilen der Welt”, sagte Dr. Duprex.

Es stellt sich heraus, dass alle Deletionen nur in einer Region auftreten, dem Spike-Protein. Dr. Duprex und seine Kollegen stellten fest, dass Deletionen im Spike-Gen das Coronavirus nicht daran hinderten, Zellen zu infizieren.

Dr. Duprex und seine Kollegen haben ihre Studie am 19. November online gestellt. Sie wurde noch nicht in einem von Experten begutachteten Journal veröffentlicht. Die Forscher infizieren jetzt Tiere mit deletionsmutanten Viren, um das Risiko, das sie für Impfstoffe darstellen können, besser zu verstehen.

“Nun, dieses Papier trägt nichts dazu bei, die Angst zu verringern!” Dr. Read sagte in einer E-Mail. „Dies sind frühe Daten, die stark darauf hindeuten, dass das Virus das Potenzial hat, der menschlichen Immunität zu entkommen. ”

Aber Dr. Read und Kennedy argumentieren, dass die virale Evolution nicht unbedingt Impfstoffe zum Scheitern verurteilt. Impfstoffhersteller müssen sich nur dessen bewusst sein und bei Bedarf neue Impfstoffe entwickeln.

Und es gibt zahlreiche Arten von Impfstoffen in der Entwicklung. Die ersten beiden, die sich der Zulassung in den USA nähern, verwenden beide einen erheblichen Teil der viralen RNA, um das Immunsystem zu trainieren. Andere Impfstoffe, die sich in der Entwicklung befinden, verwenden das gesamte Virus. Und verschiedene Impfstoffe liefern das Virus oder einen Teil davon auf unterschiedliche Weise, was zu einer unterschiedlichen Immunantwort führen kann.

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