Резистентност към антибиотиците, но не и към ваксините – защо

Антибиотичната резистентност е световен проблем от такъв мащаб, че е възможно в един момент добре познатите на всички инфекции да не могат да бъдат лекувани с тях. Защо обаче ваксини, създадени преди близо век, продължават да ни предпазват от смъртоносни болести?

Бактериите са развивали резистентност към всеки антибиотик, който учените създават срещу тях. Понякога тя настъпва бързо, а в други случаи – не толкова. Така например резистентността към пеницилин – първият широко разпространен антибиотик на територията на Великобритания, се отключва едва 6 години след появата му на пазара.

При ваксините подобни явления се наблюдават много рядко. Благодарение на тях човечеството изкоренява болести като вариола, а надяваме се, скоро и полиомиелита (детски паралич).

Според учените причините за резистентност към антибиотици, но не и към ваксини, се коренят в някои съществени различия между тях.

Какво представлява резистентността и как възниква?

При инфекция вирусите и бактериите се размножават много бързо. Те успяват да направят милиони копия на генетичния си материал. Процесът е съпроводен с много грешки, всяка от които води до лека модификация в геномите им. Те се наричат мутации.

В повечето случаи мутациите са незначителни или пък са пагубни за самия вирус и неговата ефективност. Все пак, макар и много рядко, патогените се сдобиват с мутация, която ги предпазва от действието на антибиотика. Начините, по които го постига, са два: не позволява на антибиотика да навлезе в клетката или променя мястото на свързване на медикамента/ антитялото. Подобни генетични модификации се наричат мутации, водещи до резистентност или „избягване.“

Различие #1 Брой на мишените

С ваксините се инжектира безвредна част от даден патоген, наречена антиген. Антигените „научават“ имунната ни система да произвежда Y-образни протеини, или антитела, които да се свържат точно с тях. Също така, те стимулират производството на специфични бели кръвни клетки, наречени Т клетки, които имат функцията да унищожават инфектираните клетки и да подпомагат изграждането на антитела.

Роля на епитопите

Свързвайки се с антигените, антителата оказват помощ в унищожаването на патогените или не им позволяват да проникнат в клетките. Нашата имунна система не изгражда само едно антитяло, а стотици, при това различни, познати като епитопи, всеки от които се насочва към различна част от антигена.

От своя страна, лекарства като антибиотиците или противовирусните препарати съдържат малки молекули, които спират действието на определен ензим или протеин, жизненоважен за оцеляването и репликацията на патогена. За да се развие резистентност към медикамент обикновено е достатъчно да настъпи мутация само на мястото, където се случва свързването.

По отношение на повечето ваксини вероятността за поява на „избягващи“ мутации при всички или почти всички епитопи, атакувани от антителата, е изключително малка, макар че съществува.

Резистентността към медикаменти може да бъде ограничена посредством така наречената комбинирана терапия, прилагана например върху пациенти с HIV и туберкулоза. Можем да оприличим антителата в човешкия организъм с множество медикаменти с леки различия помежду си, чрез които се извършва интензивна и сложна комбинирана терапия, предпазваща ни от възникване на резистентност.

Различие #2 Брой на патогените

Втората основна разлика между антибиотиците и ваксините е във времето им на прилагане и броя патогени тогава.

Антибиотиците се използват за лечение на вече установена инфекция, когато патогените в тялото са вече милиони.

Ваксините имат превантивна функция. Антителата се изграждат в самото начало на инфекцията, когато патогените са твърде малко на брой. Резистентността е игра на числа. Ето защо числеността на патогените има наистина ключова роля. Малко вероятно е да настъпи мутация при наличие на малък брой патогени. Ако обаче те са много, шансът това да се случи нараства значително.

„Антигенен дрейф“

Разбира се, науката не изключва възможността и срещу ваксините да се появи устойчивост. Такава се наблюдава при противогрипната ваксина. Грипният вирус мутира бързо и често. Твърде големият брой мутации не позволява на антителата да го разпознаят. Процесът е известен като „антигенен дрейф (промяна).“ Феноменът обяснява защо ваксината срещу грип трябва да се променя всяка година.

Ефективност на ваксината срещу коронавируса SARS-CoV-2

За щастие, новият коронавирус има механизъм, който следи и ограничава грешките при репликация на генома му. Благодарение на него мутациите са по-редки, отколкото при грипните вируси.

Учените потвърдиха също така, че ваксините на „AstraZeneca“ и „Pfizer“/“BioNTech“ стимулират ефективно свързването на антителата към множество епитопи, което би трябвало да забави процеса на развитие на резистентност.

Както обаче стана ясно по-горе, устойчивостта е игра на числа. Колкото повече вируси върлуват около нас, толкова по-голяма е вероятността някой от тях да мутира и да окаже сериозен ефект върху ефективността на ваксината. Ако се сбъдне такъв сценарий, ще се наложи създаването на нова версия на ваксината, с която да се изградят антитела срещу точно тези мутирали вируси. Ето защо е много важно да се поддържа нисък брой на инфектираните чрез превенция и проследяване на контактите. Само по този начин ваксината срещу коронавирус ще бъде ефективна максимално дълго време.