Как вакцина против малярии может изменить здоровье мира

Почти половина населения мира подвержена риску заболевания комарами. Но новая вакцина может остановить ее, спасая миллионы жизней и стимулируя экономику развивающихся стран.

«В каждом доме было три или четыре пациента, которые жаловались на озноб, сильные головные боли, потливость, боли в спине и конечностях. После четырех или пяти рецидивов головные боли и боль стали невыносимыми для многих пациентов, у которых затем был запутанный бред с комой, заканчивающийся смертью. Большинство из них были в возрасте от пяти до 20 лет. Поскольку они находятся далеко от даже самой простой клиники, что означает отсутствие возможности спасти их жизни, они умирают как пчелы в копченом улье».

Это выдержка из полевого отчета об эпидемии малярии в Эфиопии 1958 года в котором погибло около 150 000 человек за один сезон, но это могло произойти с последних дней Римской империи, падение которой было связано с болезнью, или с Древним Египтом, или с Индией в 19 веке, или с большинством населенных пунктов. мир на протяжении большей части истории.

Малярия - проклятие человечества. Это одно из древнейших заболеваний человека, заражающее наших самых ранних предков, влияющее на нашу недавнюю эволюцию и вызывающее примерно половину всех смертей со времен каменного века. Сегодня почти половина населения мира находится в опасности от малярии - она ​​убивает более 400 000 человек в год, большинство из них в Африке, где ребенок умирает каждые две минуты от этой болезни. Но теперь появились надежды на прекращение этого бедствия: первая вакцина против малярии внедряется в программах иммунизации в Малави, Гане и Кении.

Новая вакцина была разработана GlaxoSmithKline при поддержке Фонда Билла и Мелинды Гейтс, а также других организаций, включая Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ) и Gavi, глобальный альянс вакцин. Это заняло 32 года исследований и стоило более 700 миллионов долларов (552 миллиона фунтов).

Испытания показывают, что он эффективен только на 40% для предотвращения заболевания в течение четырех лет. Это примерно так же эффективно, как вакцина против гриппа, но значительно меньше, чем 97% эффективной вакцины против дифтерии. И тем не менее, это может быть самой значительной победой в нашей войне с малярией за несколько десятилетий, предотвращающей многие тысячи смертей и уменьшающей огромное социальное и экономическое бремя, которое связано с переживанием или уходом за кем-то с хронической болезнью. Чиновники общественного здравоохранения в Африке позволяют себе взволноваться о едва ли воображаемой перспективе искоренения этой болезни.

«Я никогда не думал, что в моей жизни будет вакцина, но теперь у нас есть шанс», - говорит Энтони Нсиа-Асаре, генеральный директор Службы здравоохранения Ганы, который координирует внедрение вакцины. «Мы видели, как это было ликвидировано на некоторых континентах, поэтому это должно быть возможно в Африке, и теперь у нас есть реальная надежда, что это может быть».

Даже если это возможно, мы можем быть уверены, что такого врага не будет легко победить - в конце концов, он потратил тысячи лет, приспосабливаясь к удобной опоре на своих хозяев.

Малярия - это болезнь, вызванная простейшими, называемыми плазмодием, - по сути, одноклеточным паразитическим животным, которое передвигается, питаясь тканями человека. Из пяти различных типов малярии, поражающей человека, наиболее опасным является Plasmodium falciparum. Плазмодий распространяется в укусах комаров Anopheles, которые передают зараженную кровь между людьми. Следовательно, болезнь процветает в условиях, где процветают комары: теплые условия с объединенной водой (личинки комаров живут в воде и не могут выжить до взрослой жизни без нее), а также много человеческой крови для взрослых насекомых, чтобы полакомиться. Плохо поддерживаемый дренаж в многолюдных болотах вокруг Рима был идеальным, а смертельные малярийные эпидемии вызывали выкидыши и убивали детей и взрослых, что, по мнению некоторых историков, в конце концов поставил империю на колени.

Даже более прохладные места, такие как Британия, не всегда были избавлены. Малярия, известная как болотная лихорадка, была распространена на юге страны на протяжении веков, убивая тысячи людей, и приписывалась плохому воздуху - или «малярии» на латыни - из болот. Последними аборигенами были два лондонца, которые заболели этой болезнью в Стоквелле совсем недавно, в 1953 году. Только в 1890-х годах армейский врач, живущий в Индии, рассекал комара и сумел доказать, что малярия была вызвана распространением паразитов насекомыми. Европейские страны и другие страны, которые ликвидировали малярию, чаще всего делают это с изменениями окружающей среды, такими как осушение болот, очистка трущоб и других мест размножения комаров, а также использование инсектицидов и смазывание стоячей воды. Более богатые страны смогли искоренить заболевание с помощью этих методов даже в тропических широтах, где наиболее эффективны комары, такие как Сингапур.

Однако именно в Африке к югу от Сахары, где она впервые возникла, эта болезнь оказалась наиболее укоренившейся, исторически убивая половину детей до пятилетнего возраста. Считается, что малярия впервые достигла там эпидемических размеров с появлением сельского хозяйства (и, соответственно, вырубки земель) на континенте, около 4000-5000 лет назад - в шумерских и египетских текстах, датированных 4000 лет назад, имеются ссылки на малярию. С тех пор люди и простейшие поддерживали близкие отношения. 

Наши человеческие тела не восприняли это нападение непреклонно. В течение нескольких поколений затронутые группы населения разрабатывали различные стратегии, чтобы перехитрить плазмодий, в том числе путем изменения формы гемоглобина, переносящего кислород, часто при значительных затратах. Например, серповидноклеточная анемия и талассемия вызывают слабость и снижают продолжительность жизни, но они также защищают от потенциально смертельных инфекций малярии и поэтому гораздо чаще встречаются в незащищенных группах населения.

За исключением нескольких поколений генетических стратегий, плазмодий оказался серьезным противником для нашей иммунной системы. Это потому, что это гораздо более сложный организм, чем бактерии и вирусы, с которыми обычно борются наши тела. Он легко адаптируется, поэтому, как только наша иммунная система начинает распознавать и атаковать его молекулярное покрытие (антигены), паразит производит другую конфигурацию, чтобы перехитрить нас.

Наиболее эффективной защитой плазмодия является его сложный жизненный цикл, в течение которого организм превращается в совершенно разные формы, находясь внутри нашего тела, каждый из которых представляет различные антигены нашей растерянной иммунной системе.

Укус зараженного комара вводит около 100 спорозоитов в кровь жертвы, которые циркулируют только в течение 30 минут, прежде чем мигрировать в печень, где они прячутся в ее клетках. Здесь они размножаются в течение следующих 7-10 дней, превращаясь в мерозоиты, которые вырываются из клеток печени в защитных мешочках, уклоняясь от иммунной системы. Попав в кровоток, мешочки распадаются, и мерозоиты проникают в эритроциты, быстро и экспоненциально размножаясь, и разрушая клетки крови.

Эта разрушительная «фаза крови» вызывает периодические лихорадки, связанные с малярией. Некоторые из мерозоитов затем превращаются в половые формы паразита, мужской и женской гамет. Затем они попадают в организм укушенного комара и в брюшной полости насекомого превращаются в оокинеты, которые врываются в стенку кишечника и образуют ооцисты. Внутри ооцисты образуются новые спорозоиты, готовые распространяться комаром новой жертве.

Спорозоиты находятся в крови лишь на короткое время, и их слишком мало для иммунной системы, чтобы надежно распознать и усилить атаку, и к тому времени, когда мерозоиты циркулируют, паразит становится настолько вредным и настолько быстро меняющимся, что иммунная система снова изо всех сил пытается получить контроль. Как только наши организмы реагируют на один тип антигена на мерозоитах, экспоненциальный взрыв новых форм превосходит эти усилия.

Таким образом, чтобы бороться с каждой новой инфекцией, человек-хозяин должен создать новый и «штаммовый» специфический иммунный ответ на каждый антигенно различимый паразит в этом укусе комара, а также на новые антигены, возникающие в ходе инфекции. Из-за этого одна малярийная инфекция может продолжаться в течение многих месяцев или лет. Только при наличии достаточно широкого спектра штаммов паразитов достигается любой иммунитет.

Каждый человек, подвергшийся воздействию эндемической малярии, сталкивается с длительной и опасной борьбой за достижение даже частичного иммунитета к малярии, причем наиболее уязвимыми являются самые молодые. У очень маленьких детей, по-видимому, плохая способность приобретать эффективный противомалярийный иммунитет любого рода, но любой, кто ранее не испытывал эндемического штамма инфекции, также сталкивается с большой угрозой.

Защита от захватчиков

Исторически это защищало африканцев от колониальной экспансии. Европейцы, прибывающие на континент, погибли в таком большом количестве, что побережье Сьерра-Леоне было известно, как Могила Белого Человека. Уровни смертности от малярии, превышающие 50% за год контакта, были нормой на западноафриканских побережьях. И, несмотря на огромные затраты на достижение иммунитета, он легко теряется - нескольких месяцев без повторного заражения достаточно, чтобы сделать человека уязвимым для полного воздействия малярии.

В результате в местах с менее частыми эпидемиями заболевания среди коренного населения могут регистрироваться более высокие показатели смертности, чем в тех, где оно является эндемичным. Все, с кем я общаюсь в Гане, знают о защитных преимуществах, которые сопровождают регулярные инфекции, с которыми они все сталкиваются. Они сделаны более терпимыми с помощью лекарств.

Первое эффективное лечение пришло из Перу. Малярия была завезена в Америку, вероятно, для перевозки западноафриканских рабов, и было замечено, что коренные жители лечили лихорадку корой хинного дерева. В середине 19-го века хинин, активный противомалярийный компонент в коре, получил широкое распространение среди европейцев в Западной Африке, быстро снизив уровень смертности более чем на 75%.

В 20-м веке новый препарат хлорохин оказался эффективным для лечения и профилактики малярии, и это, помимо использования инсектицидов, таких как ДДТ, было революционным. Внутренние и наружные поверхности человеческого пространства были опрысканы, и смертность от малярии резко упала. По мере роста благосостояния в Европе и Северной Америке все меньше людей подвергались заражению, и целые страны были объявлены свободными от этой болезни. В 1950-х годах мечта о глобальном искоренении малярии казалась всего лишь десятилетием или двумя.

Цель ликвидации была незаметно затуманена целью борьбы с болезнями, предполагая, что малярия останется с нами навсегда

Это никогда не было реализовано. На протяжении десятилетий у малярийных паразитов развивалась устойчивость к хлорохину, ДДТ и другим лекарствам. Общество восстало против инсектицидов из-за их воздействия на окружающую среду и здоровье людей, запрета ДДТ, и большие популяции людей в тропиках по-прежнему погрязли в бедных, зараженных комарами условиях. Однако было достигнуто беспрецедентное снижение заболеваемости и смертности от малярии в обширных районах тропического и субтропического мира. Новые лекарства, такие как артемизинин, который был открыт в 1972 году и используется в сочетании с другими противомалярийными препаратами для снижения устойчивости к паразитам, сделали малярию хроническим, а не смертельным заболеванием для многих из тех, кто имеет к ним доступ.

Однако, даже когда малярия не убивает, повторные инфекции вызывают анемию, слабость, боли в теле, дисфункцию и заболевание жизненно важных органов, увеличение селезенки, бесплодие, невынашивание, когнитивные нарушения, бред и восприимчивость к другим заболеваниям. Малярия сокращает продолжительность и качество жизни и, кроме того, приносит огромные социальные и экономические потери.

Уход за больными родственниками и неспособность работать из-за лихорадки заманивают домохозяйства в бедность - экономисты подсчитывают, что 1% отрицательного роста в год в Африке в течение последних полувека можно полностью отнести на счет малярии. Малярия - это болезнь бедности, но она также обнищает.

Контролируя такие факторы, как тропическое местонахождение, колониальная история и географическая изоляция, страны с интенсивной малярией имели уровень дохода в 1995 году всего на 33% по сравнению с странами без малярии, независимо от того, были ли эти страны в Африке.

Жгучая несправедливость континентов людей, скованных этим древним эпидемией, дала надежду на решения. Правительства и меценаты потратили миллиарды на эти усилия - в прошлом году Билл Гейтс, который сделал борьбу с малярией личным крестовым походом, объявил о выделении еще почти 4 миллиардов долларов (3,16 миллиарда фунтов) финансирования от своего фонда и других доноров. Многое из этого было направлено на высокоэффективные стратегии предотвращения укусов комаров, включая предоставление обработанных инсектицидами сеток для кроватей и устранение мест размножения путем удаления или смазывания стоячей воды. Но надежда на вакцину отошла на задний план.

Было предпринято много попыток сделать одно - все они провалились на каком-то этапе клинических испытаний, выполняя те же препятствия, что и наша иммунная система: сложный плазмодий, изменяющий форму.

Лицензирование первой проверенной противомалярийной вакцины, названной RTS-S, дополняет наш оборонительный арсенал и знаменует собой важный шаг в борьбе с этой болезнью, позволяющий вновь возродить надежды на искоренение. Вакцина подвергает организм одному из наиболее широко используемых антигенов спорозоитов, которые находятся в крови лишь на короткое время, прежде чем секретируются в печени.

Тем не менее, надежда состоит в том, что, заставляя иммунную систему атаковать эту стадию, в крови можно избежать стадии смертельных фебрильных мерозоитов. Во время его длительной разработки была создана вакцина против гепатита В, которая вырабатывает высокоэффективный иммунный ответ, поэтому исследователи малярии решили добавить это к спорозоитному антигену, чтобы очистить иммунную систему. Это сработало - ранние испытания показали, что он на 87% эффективен в устранении споразоитов.

Проблема заключается в том, что, если только один спорозоит выходит из печени и входит в фазу крови в виде мерозоита, он способен экспоненциально размножаться и вызывать малярию. По этой причине клинические испытания показали, что вакцина эффективна только на 50% в профилактике малярии в течение года после инокуляции, а через четыре года она падает до 40%.

Это был дорогостоящий, затянувшийся процесс, и не без его критиков, которые считают, что деньги могли бы быть лучше потрачены на улучшение доступа к лечению наркомании и сеткам. Малярия несет такое ужасное бремя, что даже при такой относительно низкой эффективности, однако, вакцина способна предотвратить многие тысячи смертей.

ВОЗ с оптимизмом смотрит на этот проект. Матшидисо Моети, региональный директор ВОЗ по Африке, заявил: «Инновации позволят нам перехитрить малярийного паразита». Несмотря на это, его действия являются осторожными, а не развертыванием по всему континенту, Проект вступит в силу поэтапно, начиная с пилотных районов в Гане, Малави и Кении этой весной. Четыре дозы, необходимые для иммунитета, добавляются к графику программы плановой вакцинации младенцев в этих странах, причем все они имеют относительно хорошо функционирующие системы общественного здравоохранения. И сопутствующая образовательная инициатива призывает общественность продолжать использовать свои другие стратегии профилактики, предоставляя программе наилучшие шансы. Если она будет эффективной, вакцина станет глобальной через два года.

«Это особенный момент для нас, чтобы начать программу вакцинации. Было очень эмоционально видеть, как наша работа оживает», - говорит Лоде Шерман, директор по глобальным медицинским вопросам в GSK, который в течение последнего десятилетия разрабатывал вакцину. «Должно быть возможным устранить малярию».

Опасность, предупреждает он, заключается в выборе вмешательств, которые снижают заболеваемость в некоторых районах, но позволяют им вернуться со смертельной силой против тех, у кого нет иммунитета. «Зная паразита, я бы использовал все, что нам нужно, чтобы раз и навсегда решить эту проблему», - говорит он.

Это только начало того, что может стать новой эрой побед в борьбе с малярией. Несколько других вакцин также находятся на стадии разработки, в том числе та, которая использует целые спорозоиты (облученные для безопасности) и должна быть введена в вену, но на 100% эффективна в лабораторных испытаниях - она вступит в клинические испытания в следующем году на острове Биоко Экваториальной Гвинеи.

Другие исследователи нацелены на комаров, которые играют такую ​​жизненно важную роль в распространении плазмодия, и ищут способы генетически модифицировать насекомых, чтобы они стали стерильными или неспособными переносить паразита. В прошлом году на континенте был впервые выпущен ГМ-комар, в котором в Буркино-Фасо было занято 10 000 насекомых, которые несут мутацию, которая делает самок бесплодными.

В Гане клиника вакцинации готовится начать обычную иммунизацию от малярии наряду с другими давно исчезнувшими заболеваниями, такими как полиомиелит и дифтерия. Теплый воздух густой от влаги и гудит от комаров. Энтони Нсиа-Асаре шлепает одного и смеется, когда я спрашиваю, была ли у него малярия. «Никто из тех, кто был здесь больше месяца, не заразился», - говорит он. «Но теперь у нас будет прививка. Теперь мы увидим конец малярии».