Szczepienia. Odkrycia medyczne, które zmieniły świat ebook

Seria #nauka

PROJEKT SERIIMarta Jaszczuk

Konsultacja merytorycznaprof. dr hab. Krzysztof Pyrć

PROJEKT OKŁADKISebastian Wojnowski

Na okładce: Szczepienie przeciw polio, kwiecień 1957, „Örebro Kuriren”, Örebro läns museum, sygn. OLM-2013-1-2504i

Tytuł oryginału: Defeating the Ministers of Death

Copyright © Gombereto Pty Limited 2019

First published in English in Sydney, Australia by HarperCollins Publishers Australia Pty Limited in 2019. This Polish language edition is published by arrangement with HarperCollins Publishers Australia Pty Limited.

The Author has asserted his right to be identified as the author of this work.

© Copyright for Polish Translation and Edition by Wydawnictwo Uniwersytetu JagiellońskiegoWydanie I, Kraków 2022All rights reserved

Niniejsza książka stanowi utwór chroniony na podstawie ustawy o prawie autor­skim i prawach pokrewnych. Prawami do tego utworu dysponuje Wydawca – Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego. Bez zgody Wydawcy niedopuszczalne jest kopiowanie, rozpowszechnianie lub inne korzystanie z niniejszej książki w całości lub z jej fragmentów z wyjątkiem dozwolonego użytku osobistego lub publicznego.

ISBN 978-83-233-5166-5ISBN 978-83-233-7403-9 (e-book)

Wydawnictwo Uniwersytetu JagiellońskiegoRedakcja: ul. Michałowskiego 9/2, 31-126 Krakówtel. 12-663-23-80, 12-663-23-82Dystrybucja: tel. 12-631-01-97tel. kom. 506-006-674, e-mail: [email protected]: PEKAO SA, nr 80 1240 4722 1111 0000 4856 3325

www.wuj.pl

Dla Carmel

1 Nasi najbardziej śmiertelni wrogowie

Elegancko ubrani mężczyźni i kobiety uczestniczący w przyjęciu w Białym Domu rozmawiali szeptem, a na ich twarzach malowała się niepewność. Obecna w sali orkiestra odłożyła instrumenty. Prezydent Abraham Lincoln zakazał jakichkolwiek tańców.

Jedenaście lat wcześniej, w 1851 roku, zmarł trzyletni syn prezydenta Eddie, jego drugie dziecko. Śmierć poprzedziła siedmiotygodniowa choroba z napadami kaszlu i gorączki, prawdopodobnie dyfteryt lub gruźlica. Teraz dwóch pozostałych synów Lincolna, Willie i Tad, zakaziło się durem brzusznym i leżeli osłabieni objawami choroby: bólem głowy, gorączką, biegunką oraz dokuczliwymi bólami mięśni i kości. Ted powoli dochodził do zdrowia, ale jedenastoletni Willie gasł w oczach.

Mary Lincoln w długiej, białej, atłasowej sukni co chwilę opuszczała gości i biegła na górę, aby być przy swoim umierającym synu. Jej szwaczka, a wcześniej niewolnica Elizabeth Keckley tak opisywała później chorobę, która pozbawiała sił Williego: „Dni wlokły się powoli, a on w każdym z nich stawał się coraz słabszy i wyglądał coraz bardziej jak cień samego siebie. Był ukochanym synem swojej matki”.

Gdy 20 lutego 1862 roku Willie ostatecznie przegrał walkę z chorobą, Abraham Lincoln nie mógł w to uwierzyć. Wchodząc do gabinetu swojego sekretarza Johna Nicolaya, zakomunikował mu ze szlochem: „A więc, Nicholay, stało się, mój syn umarł, naprawdę umarł!”.

Ciało chłopca położono w Białym Domu na ogromnym palisandrowym łóżku, nazywanym dzisiaj łóżkiem Lincolna (LincolnBed). Elizabeth Keckley zanotowała słowa prezydenta: „Mój biedny chłopiec… Był za dobry na ten świat. Bóg wezwał go do siebie. Wiem, że jest mu znacznie lepiej w niebie, ale przecież tak bardzo go kochaliśmy. To takie trudne, takie trudne, przyjąć do wiadomości, że umarł”. Potem schował twarz w dłoniach i płakał.

Podczas pogrzebu cała rodzina prezydenta stanęła wokół trumny, by pożegnać Williego. Odpowiedzialny za przebieg ceremonii Benjamin French pisał później: „Gdy się z nim żegnali, rozszalała się burza ze wściekłymi porywami wiatru, tak straszna, jakiej nie widziano w tym mieście od lat, i ta przerażająca zewnętrzna burza wydawała się jęczeć jednym głosem z wewnętrzną burzą smutku i rozpaczy”.

Śmierć Williego do głębi wstrząsnęła rodziną Lincolna. Przez kilka następnych miesięcy prezydent często izolował się od świata w swoim pokoju i płakał. Jego żona była jeszcze bardziej przybita z powodu straty syna. Elizabeth Keckley opisywała ją jako „całkowicie zmienioną kobietę [która] nigdy nie przekroczyła progu Pokoju Gościnnego, gdzie zmarł, ani Zielonego Pokoju, w którym go zabalsamowano”. Abraham Lincoln musiał zatrudnić pielęgniarkę, by opiekowała się żoną.

Jednak smutek Mary Lincoln z powodu śmierci syna był dopiero początkiem pasma nieszczęść. W 1865 roku mąż zwrócił się do niej: „Musimy postarać się być bardziej pogodni w przyszłości. Od śmierci naszego kochanego Williego i przez całą wojnę żyliśmy pogrążeni w smutku”. Jeszcze tego samego wieczora wybrali się do teatru. W pewnej chwili niespodziewanie do ich loży wtargnął John Wilkes Booth, znany aktor, i z niewyjaśnionych przyczyn strzelił prezydentowi w tył głowy. Sześć lat później osiemnastoletni Tad zmarł z powodu wady serca będącej prawdopodobnie skutkiem gruźlicy.

Abraham Lincoln będzie zawsze (słusznie) pamiętany jako zwycięzca amerykańskiej wojny secesyjnej, który wprowadził swój kraj na drogę prowadzącą do zniesienia niewolnictwa. Jednak tragiczna historia jego rodziny pokazuje, jak kruche było w tamtej epoce życie dzieci. Tylko jedno z czwórki jego potomstwa – najstarszy syn Robert – osiągnęło wiek dorosły. Dzisiaj – dzięki połączeniu zbawiennego działania szczepionek, antybiotyków oraz zasad higieny – wszystkie jego dzieci pozostałyby przy życiu.

Atakowani przez przyrodę

Przyroda to największy terrorysta świata. Boimy się ataków terrorystycznych, za którymi stoją ludzie, w rzeczywistości jednak znacznie większe niebezpieczeństwo zawsze nosiły i niosą z sobą infekcje.

W V wieku przed naszą erą największe greckie miasta-państwa, Ateny i Sparta, toczyły między sobą zaciętą wojnę trwającą dwadzieścia siedem lat, która przeszła do historii pod nazwą wojny peloponeskiej. Zwycięską stroną okazała się Sparta, a przegrana Aten na zawsze zmieniła starożytną Grecję, którą odtąd rozdzierały brutalne konflikty wewnętrzne. Ateny mogły wygrać tę wojnę, gdyby nie „zaraza”, która wybuchła w jej drugim roku (430 rok p.n.e.), zabijając ponad trzydzieści tysięcy Ateńczyków, w większości zdrowych młodych mężczyzn i kobiety. Jedną z zakażonych osób był historyk Tukidydes, który jednak przeżył i dlatego opis cierpień chorych ludzi, jaki nam pozostawił, jest tym bardziej dojmujący:

Ludzie w pełni zdrowia zapadali na nią nagle i bez żadnej przyczyny. Pierwszym objawem była silnie rozpalona głowa, oczy zaczerwienione i piekące; jama ustna i język nabiegały krwią, oddech stawał się nieregularny i miał przykry zapach; […] występowały nudności i wszelkiego rodzaju wymioty żółcią, jakie tylko lekarze rozróżniają, dając im rozmaite nazwy; to wszystko połączone było z wielkimi bólami [...].

Ciało chorego [...] było [...] zaczerwienione, sine i pokryte pęcherzykami i wrzodami [...]. Również niepokój i bezsenność dręczyły chorych ustawicznie. [...] przeważnie umierali w siódmym albo dziewiątym dniu ulegając wewnętrznej gorączce, chociaż mieli jeszcze trochę sił; jeśli zaś ten dzień przetrzymali, umierali później z osłabienia, kiedy choroba zaatakowała podbrzusze wywołując silne ropienie i nieustanną biegunkę. Choroba bowiem zaczynając od głowy przechodziła przez całe ciało w dół1.

Przeprowadzone w dwudziestym wieku badania zębów wydobytych z miejsca, w którym chowano ofiary – jak przyjęło się ją nazywać – „zarazy ateńskiej”, sugerują, że był to dur brzuszny, aczkolwiek niektórzy eksperci kwestionują ich wiarygodność.

Dur brzuszny zniknął praktycznie całkowicie z krajów uprzemysłowionych dzięki poprawie warunków sanitarnych i zapewnieniu ludziom czystej wody pitnej. Także dzisiaj wojny przynoszą z sobą ogrom cierpień, ale obecnie udałoby się zapobiec podobnej epidemii, dbając o higienę, zaś osoby zakażone można by wyleczyć antybiotykami. Również obecnie w bogatych państwach prawdopodobieństwo śmierci dzieci i młodych osób dorosłych w wyniku choroby zakaźnej jest znacznie mniejsze, aczkolwiek w wielu uboższych krajach wciąż są one narażone na takie ryzyko (jednak w daleko mniejszym stopniu niż w starożytnej Grecji).

Globalny wzrost oczekiwanej dalszej długości trwania życia to po części zasługa antybiotyków i poprawy warunków życia, nie byłby on jednak możliwy bez szczepień.

Źródła infekcji

Źródłem choroby zakaźnej mogą być bakterie, grzyby lub wirusy. Bakterie to mikroorganizmy zasiedlające praktycznie całą ziemię, a także żyjące na naszym ciele i wewnątrz nas. Większość z nich nie wyrządza nam szkody, jednak niektóre wywołują choroby zakaźne, w tym gruźlicę, cholerę i dżumę. Infekcje bakteryjne można często wyleczyć za pomocą antybiotyków. Grzyby rosną nie tylko w lesie i zaliczamy do nich również drożdże oraz pleśnie. Spowodowane przez nie infekcje najczęściej dotykają skóry (grzybice) lub jamy ustnej albo pochwy (kandydoza). W poważniejszych przypadkach grzyby mogą atakować płuca lub mózg, zwłaszcza przy bardzo słabej odporności immunologicznej chorego. W leczeniu infekcji grzybiczych korzystamy ze środków grzybobójczych.

Termin „wirus” pochodzi z bardzo dawnego słowa wspólnego sanskrytowi, grece oraz łacinie i oznaczającego truciznę (w języku średnioangielskim oznaczało ono „jad”). Wirusy, w przeciwieństwie do bakterii i grzybów, nie są organizmami zdolnymi do samoistnego funkcjonowania; rozmnażają się wyniku zainfekowania jakiejś żywej komórki, przejęcia jej materiału genetycznego i zmuszenia jej do produkcji nowych wirusów. Każdy wirus to zaledwie garstka genów: wirus grypy ma ich osiem, a wirus HIV dziewięć, podczas gdy człowiek ma około dwudziestu tysięcy genów.

Lecz mały rozmiar i nieskomplikowana budowa to żadna przeszkoda i dlatego wirusy są najczęstszą przyczyną infekcji; dzieci między pierwszym a piątym rokiem życia przechodzą rocznie sześć lub więcej infekcji wirusowych objawiających się głównie kaszlem i przeziębieniem powodowanymi przez wirusy oddechowe oraz biegunką wywoływaną przez wirusy jelitowe. Mamy zaledwie kilka leków przeciwwirusowych pozwalających leczyć na przykład opryszczkę pospolitą lub ospę wietrzną, natomiast antybiotyki są w ich wypadku całkowicie nieskuteczne. Lekarz może nam przepisać antybiotyk, gdy dokucza nam kaszel lub przeziębienie, ale robi to profilaktycznie, żeby uchronić nas przed infekcją bakteryjną.

Bardziej niebezpieczne wirusy potrafią zgładzić miliony ludzi. Brytyjski biolog i laureat Nagrody Nobla Peter Medawar zdefiniował wirusa jako „kawałek kwasu nukleinowego opakowany w złe wieści”. Począwszy od XVI wieku, infekcje wirusowe takie jak odra i ospa, przywleczone do obu Ameryk przez Europejczyków zabiły ponad dziewięćdziesiąt procent miejscowej populacji, czyli bez porównania więcej ludzi niż zginęło ich z rąk kolonizatorów. Jeszcze w XX wieku, zanim udało się ją całkowicie wyeliminować za pomocą szczepień, ospa pochłonęła trzysta milionów istnień ludzkich. Choroby zakaźne zawsze były i będą naturalnym elementem życia człowieka.

Okryta ponurą sławą epidemia grypy, zwanej „hiszpanką”, która wybuchła w 1918 roku pod koniec pierwszej wojny światowej i trwała przez trzy lata, spowodowała zakażenie pięciuset milionów ludzi oraz śmierć ponad pięćdziesięciu milionów z nich, w tym wielu młodych, wcześniej zupełnie zdrowych osób. Laura Spinney w książce Pale Rider zauważa, że pandemia grypy z 1918 roku „przeobraziła populacje ludzkości radykalniej niż jakikolwiek inny czynnik od czasu średniowiecznej dżumy”. Tytuł swojej książki zaczerpnęła z opowiadania Biały koń, biały jeździec2autorstwa amerykańskiej pisarki i działaczki politycznej Katherine Anne Porter, która padła ofiarą pandemii w wieku dwudziestu ośmiu lat w 1918 roku w Denver i cudem wywinęła się śmierci. Przed chorobą miała gęste czarne włosy, w czasie jej trwania posiwiała i taka już pozostała do końca życia (zmarła w wieku 90 lat). Hiszpanka zabijała bez wyjątku młodych i starych, bogatych i biednych, od Alaski po Brazylię, od Odessy po Republikę Południowej Afryki i Zanzibar. Trwająca trzy lata pandemia zabiła o wiele więcej ludzi niż łącznie uczyniły to wszystkie starcia zbrojne obu wojen światowych.

Nie wiadomo, gdzie był jej początek. Niepotwierdzone teorie wskazują na zatłoczone francuskie okopy, a nawet na Chiny. Biedni Hiszpanie nie ponoszą żadnej winy, ponieważ grypa dotarła do nich podczas wojny z Francji. Do Stanów Zjednoczonych przywlekli ją marynarze, którzy w kwietniu 1918 roku przypłynęli do Bostonu. Wystarczyło jej sześć miesięcy, by zabić pół miliona Amerykanów.

Rząd Stanów Zjednoczonych podejmował desperackie kroki, by zbadać wirusa i na tej podstawie opracować szczepionkę. Któregoś dnia w więzieniu na wyspie Deer na terenie bostońskiego portu zwołano na plac apelowy tysiąc marynarzy odsiadujących krótkie wyroki za dezercję, pijaństwo i chuligaństwo. Doktor Joseph Goldberger, lekarz zajmujący się zdrowiem publicznym, zapytał ich, czy zgodziliby się dać się zainfekować się grypą i wyjaśnił, na czym miałoby to polegać.

Najpierw podano by im do nozdrzy hodowlę bakterii grypy w formie sprayu. Gdyby w ten sposób nie doszło do infekcji, mieli otrzymać zastrzyk z zawiesiną zawierającą tkankę płucną osób, które zmarły na grypę (były to fragmenty tkanki płucnej rozpuszczone w soli fizjologicznej, tak by można je było podać w formie zastrzyku). Potem miano im rozsmarować w okolicach oczu, w nozdrzach i w gardle śluz pacjentów chorych na grypę. I wreszcie na końcu każdy ochotnik miał stanąć przed pacjentem ciężko chorym na grypę, który miał mu zakasłać prosto w twarz. Jeśli przeżyją to wszystko, nagrodą miało być odzyskanie wolności.

Chęć uczestnictwa w eksperymencie wyraziło trzystu więźniów. Goldberger wybrał spośród nich sześćdziesięciu dwóch, których zabrano do stacji kwarantanny, by zakazić ich grypą na któryś z opisanych wyżej sposobów.

Ostatecznie wszyscy wyszli na wolność, ponieważ żaden z nich nie zakaził się grypą. Prawdopodobnie przechorowali ją wcześniej, kiedy fala epidemii dotarła do Bostonu, i byli już na nią uodpornieni.

Owszem, jedna osoba została zainfekowana: lekarz ze stacji kwarantanny przeprowadzający eksperyment. Wkrótce potem zmarł.

Zastanawiające w hiszpance było to, że zabijała zdrowe młode osoby dorosłe, gdy tymczasem większość szczepów grypy sieje spustoszenie wśród ludzi starszych. Wielu badaczy próbowało znaleźć źródło wirusa grypy z 1918 roku. Jedna z takich nieudanych prób polegała na szukaniu przeciwciał we krwi osób zamieszkujących odludne wyspy, które przeżyły pandemię i od tamtej pory nigdy nie zachorowały na grypę. Wreszcie w 2005 roku naukowcom ze Stanów Zjednoczonych udało się odczytać genom wirusa hiszpanki dzięki próbkom pobranym z ciała kobiety zmarłej w 1918 roku i pogrzebanej w wiecznej zmarzlinie na Alasce, co sprawiło, że zwłoki zachowały się w bardzo dobrym stanie. Zrekonstruowanym wirusem zainfekowano makaki, u których wystąpiła bardzo silna reakcja immunologiczna, czyli tak zwana „burza cytokinowa”, powodująca śmierć niektórych osobników. To doprowadziło badaczy do wniosku, że śmierć wielu młodych dorosłych w wyniku pandemii była spowodowana nadmierną reakcją obronną organizmu. Tragizm sytuacji polegał zatem na tym, że te osoby zabił ich własny układ odpornościowy. Nie doszłoby do tej sytuacji, gdybyśmy jej zapobiegli właśnie przez szczepienie.

Jak dochodzi do infekcji

Aby zrozumieć działanie szczepień, musimy najpierw zrozumieć, czym są infekcje i jak reaguje na nie nasz organizm. Ludzie wyewoluowali po mikroorganizmach i do pewnego stopnia od zawsze konkurujemy z nimi o przetrwanie. To dlatego mówimy o „walce z zarazkami”. Ale podobnie jak to jest w walce z nowotworami lub z terroryzmem, uproszczony wizerunek wroga sprawia, że nie dostrzegamy pełnej wagi problemu, ryzykując tym samym, że umkną nam z pola widzenia pewne istotne subtelności. Relacja między ludźmi a infekcją to zjawisko bardziej złożone niż wojna, aczkolwiek do chwili obecnej, ilekroć wybucha jakiś konflikt zbrojny, w ślad za nim natychmiast pojawiają się choroby zakaźne.

Infekcję przedstawia się czasami jako „atak” mikroorganizmów powodujący chorobę. W łonie matki nie ma żadnych mikroorganizmów i praktycznie wszystkie noworodki przychodzą na świat jako całkowicie sterylne. Jednak już kilka godzin po narodzinach na skórze, w jelitach i w całym przewodzie pokarmowym noworodka pojawiają się mikroorganizmy pochodzące ze środowiska zewnętrznego. Nie wyrządzają mu żadnej szkody, ponieważ nie atakują jego organizmu, a nie czynią tego, ponieważ nie są zjadliwe. Ponadto niemowlę ma już własny działający układ odpornościowy, który rozpoznaje mikroorganizmy patogenne (chorobotwórcze) i umie się z nimi uporać. Nasz układ odpornościowy odznacza się bardzo dużą złożonością. Potrafi zidentyfikować i zniszczyć większość obcych czynników pojawiających się w organizmie – nie tylko mikroby takie jak wirusy i bakterie, ale również komórki rakowe.

Rozumując wyłącznie w kategoriach przetrwania organizmów najlepiej przystosowanych, trzeba powiedzieć, że mikroorganizmowi nie opłaca się zabicie gospodarza, od którego zależy jego własne przetrwanie. Przeciwnie – najlepiej dla niego jest żyć w harmonii z takim gospodarzem; w naszym wypadku z człowiekiem. Na przykład bakteriom zamieszkującym drogi oddechowe, takim jak pneumokoki, znacznie przyjemniej żyje się w ciepłym śluzie w nosie, od czasu do czasu rozmnażając się, bez konieczności atakowania płuc.

Rzeczywiście, tak najczęściej zachowują się pneumokoki (na nasze szczęście!), i mówimy wtedy o kolonizacji, czyli harmonijnym współżyciu kolonizatora z organizmem gospodarza. Taki rodzaj współżycia nazywamy komensalizmem i polega on na tym, że mikroorganizm czerpie korzyści z gospodarza, nie wyrządzając mu szkody. Gdy organizm gospodarza także na tym korzysta, mamy do czynienia z symbiozą, kiedy jednak doznaje szkody, wówczas taki organizm to pasożyt.

Pneumokoki tylko od czasu do czasu przedostają się do płuc, wywołując zapalenie płuc, lub przez układ krwionośny do mózgu, powodując zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych. Gdy jedno lub drugie zabija gospodarza, one same także giną.

Dlaczego infekcja dotknęła właśnie moje dziecko? – pytają często rodzice dzieci, u których rozwinęła się jakaś poważna choroba zakaźna. No właśnie, dlaczego? Specjaliści od takich chorób informują nas, że infekcja może być wynikiem trzech głównych czynników.

Pierwszy to gospodarz. Organizm gospodarza może być szczególnie podatny na infekcje, które częściej dotykają niemowlęta i osoby w podeszłym wieku, ponieważ na początku oraz na końcu życia układ odpornościowy jest słabszy. Są one także częstsze i mają poważniejszy przebieg u osób, których układ odpornościowy jest osłabiony przez leki, ciążę albo inne infekcje, na przykład zakażenie wirusem HIV.

Drugi czynnik to mikroorganizm. Niektóre mikroby są daleko bardziej złośliwe niż inne. Rzadko kto umiera zainfekowany wirusem wywołującym przeziębienie i rzadko kto przeżywa zakażenie wirusem wścieklizny.

Czynnik trzeci to środowisko. Jeśli nie ugryzie nas komar, nie grozi nam malaria; jeśli nie kaszle w naszej obecności nikt chory na gruźlicę i nie pijemy zainfekowanego gruźlicą mleka, nigdy nie zakazimy się tą chorobą. Jeśli nasi rodzice palą papierosy (albo my sami jesteśmy palaczami), rośnie prawdopodobieństwo, że złapiemy zapalenie płuc. Nie zawsze potrafimy odpowiedzieć na pytanie: „Dlaczego infekcja dotknęła właśnie moje dziecko?”, ilekroć jednak jest to możliwe, zazwyczaj okazuje się, że odpowiada za to skorelowane działanie dwóch lub trzech wyżej wymienionych czynników.

Gdy wiemy już, dlaczego padamy ofiarą infekcji, łatwiej jest nam im zapobiegać. Możemy wpływać na środowisko, na przykład poprawiając warunki sanitarne lub dbając o czystsze powietrze, dzięki czemu nie zostajemy wystawieni na działanie zarazków. Możemy eliminować infekcje bakteryjne za pomocą antybiotyków. Możemy także wzmocnić organizm gospodarza. Nawet jeśli truizmem jest twierdzenie, że lepiej zapobiegać niż leczyć, nie da się zaprzeczyć, że naszą najmocniejszą bronią są właśnie szczepienia uczące układ odpornościowy gospodarza rozpoznawać wroga, co pozwala uniknąć zakażenia.

Redaktorzy inicjującyMateusz Chaberski Magdalena Czech

Redaktor prowadzącyJadwiga Makowiec

Redakcja językowo-stylistycznaDorota Pielorz

KorektaGrażyna GawryłowKatarzyna Jagieła

ŁamaniePaweł Noszkiewicz

Wydawnictwo Uniwersytetu JagiellońskiegoRedakcja: ul. Michałowskiego 9/2, 31-126 Krakówtel. 12-663-23-80