Tüskefehérje, mRNS-vakcina, immunmemória – fogalmak, amelyekkel a koronavírus-járvány alatt szinte mindenki találkozott, azonban jelentésük pontos kifejtése rendszerint elmaradt.
A virológusok és járványügyi szakemberek közreműködésével a Magyar Tudományos Akadémia Orvosi Tudományok Osztályának elnöke, Ádám Veronika készített egy koronavírus-kislexikont, amely a témában felmerülő leggyakoribb fogalmak között tesz rendet.
A tudomány.hu oldalán olvasható, hogy a szakértők szerint a bizonytalan jelentésű fogalmakhoz előszeretettel tapadnak megalapozatlan hiedelmek vagy légből kapott magyarázatok. Ezek pedig a közösségi médiában jellemzően sokkal gyorsabban terjednek a bizonyított tényeknél – írják. Alább változtatás nélkül közöljük az általuk közzétett koronavírus-kislexikont.
Genom
Egy szervezet örökítőanyagának összefoglaló neve, amely DNS, illetve egyes vírusokban RNS lehet. A szervezet számára fontos, meghatározó tulajdonságokat kódoló géneket tartalmazza. A genom legkisebb egységeinek (nukleotid) sorrendje közvetlenül határozza meg a fehérjék építőköveinek (aminosav) sorrendjét és így a fehérje szerkezetét. A DNS-ben tárolt információ először RNS-be íródik át, majd ezek információtartalmának felhasználásával jönnek létre a fehérjék.
A koronavírus egy RNS-vírus, mely nem tartalmaz DNS-t sokszorozódásának folyamatában sem. Ezért a koronavírus genomja nem képes beépülni az emberi szervezet DNS-alapú genetikai állományába. Mivel az mRNS-alapú oltóanyagok (Pfizer, Moderna) a vírus RNS-alapú genetikai állományának is csak egy kis részét (a tüskefehérjét kódoló régiót) tartalmazzák, a vakcinák sem okoznak semmilyen változást az emberi genomban.
Mutáció
Bármely jellegű (általában spontán) változás a genom szerkezetében. A mutációk lehetnek hasznosak vagy akár károsak is a szervezetre. A mutációk mindig a genomban jönnek létre, és az ott megváltozott információtartalom következtében megváltoztathatják a kódolt fehérje szerkezetét is, ami a szervezet működésének zavarához vezethet.
A koronavírus esetében a mutációk zömmel a vírusfelszíni tüskefehérjét érintik, amely elsődlegesen fontos a sejtekhez való kapcsolódásban, így a gazdaszervezet megfertőzésében. Mivel a tüskefehérje egyben a koronavírus fő antigénje is, amely kiváltja az immunválaszt, a tüskefehérjét érintő mutációk által létrehozott különböző variánsok befolyásolják az oltás hatására kialakult védettség hatásfokát.
mRNS
Hírvivő (messenger) RNS. Szerepe a sejteken belüli információk szállítása a genomtól a fehérjék létrehozásának helyszínére. Az mRNS-molekulák mindössze néhány száz vagy ezer építőegységből állnak, és funkciójuk ellátása után a szervezetben lebomlanak.
A koronavírus nem tartalmaz DNS-molekulát, csak RNS-genomot, így a vírus genetikai állománya hasonló a hírvivő RNS-éhez. A vírus által megfertőzött sejtekbe kerülve közvetlenül megindítja a fehérjék előállítását és új vírusok létrehozását.
Pontosan ez a mechanizmus az alapja az RNS-alapú vakcinák működésének is, hiszen az oltóanyagban használt RNS-molekula közvetlenül megindítja a sejtekben a tüskefehérje gyártását, amire kialakul a szervezet immunválasza és így a vírus elleni védelme.
Vírusok
A baktériumoknál mintegy 10–100-szor kisebb, önállóan szaporodásra képtelen, élőlénynek nem nevezhető ágensek. Saját anyagcseréjük nincsen, csupán önmaguk sokszorozására (replikáció) képesek a megfertőzött sejtek (gazdasejtek) fehérje- és nukleinsav-szintetizáló apparátusának felhasználásával.
Felépítésük egyszerű, általában egy fehérje- vagy egy fehérje- és zsírtartalmú burok tartalmazza a másolásukhoz szükséges kódot (DNS vagy RNS), melyben sokszor olyan információ is van, amely a gazdasejt működését befolyásolja. A vírus másolásának befejeztével a keletkezett vírusok a környezetbe jutnak, míg a megfertőzött gazdasejt általában elpusztul.
A vírusfertőzés kezelésére úgynevezett antivirális szereket lehet alkalmazni, míg a vakcinák a vírusfertőzés megelőzésére szolgálnak.
Tüskefehérje
A koronavírusok jellegzetes felszíni molekulája, ami nagy számban található a COVID-19 betegséget okozó SARS-CoV-2 vírus felszínén is. A tüskefehérje nagyméretű molekula, amely a korona tüskéihez hasonló mintázatot kölcsönöz a vírus felszínének, innen kapta ez a víruscsalád a koronavírus elnevezést.
Alapvető szerepe van a fertőzésben, mert ez a molekula kötődik a szervezetben a megfertőzendő sejtek (gazdasejtek) felszíni receptoraihoz, és ez teszi lehetővé a vírus bejutását a sejtekbe. A sejtek pusztulását azonban nem a tüskefehérje, hanem a teljes vírus sejten belüli működése és sokszorozódása okozza.
A COVID-19 elleni immunitásban, jelen ismereteink szerint, a tüskefehérjének jut a legfőbb szerep, mivel a vírust megkötő és a fertőzést megakadályozó, úgynevezett neutralizáló ellenanyagok (antitestek) többsége ehhez a molekulához kötődik. Ez a tüskefehérjét kódoló mRNS-tartalmú vakcinák hatékonyságának az alapja.
Immunválasz
Az immunválasz több szinten szabályozott, hálózatokban működő, részben veleszületett (öröklött), részben szerzett (az egyedi élet alatt kialakuló) élettani folyamat, amely a szervezetet ért antigéninger hatására jön létre. A specifikus immunválasz során az adott antigénnel nagy fajlagossággal reagáló ellenanyagok (antitestek) keletkeznek, és emellett aktiválódik a specifikus, pusztító (citotoxikus) sejtekkel működő, úgynevezett sejtközvetített immunválasz is.
Általában az antitest- és a sejtközvetített immunválasz egyaránt megvalósul, azonban az arányuk eltérő lehet, függően az antigén természetétől és az immunizálódás körülményeitől. Ezek a folyamatok eredményezik a kórokozók szervezetből való eltávolítását. Bizonyos esetekben az immunrendszer tolerálja az antigént, vagyis nem indít támadást ellene.
Antigén
Minden immunválaszt kiváltó molekulát vagy sejtes elemet antigénnek nevezünk.
A koronavírus esetében a vírus tüskefehérjéje a legfőbb antigén, és a COVID-19 betegség során a spontán, vagyis a fertőzés után kialakuló immunitás jelentős része ez ellen irányul. A koronavírus elleni vakcinálásnak is az a célja, hogy a tüskefehérje ellen jöjjön létre egy hosszan tartó immunválasz.
Antitestek (ellenanyagok, immunglobulinok)
A szervezet védelmét biztosító fehérjék, melyeket vírusok vagy baktériumok hatására aktiválódó immunsejtek termelnek, és a kórokozók semlegesítésére képesek.
Az ellenanyagokat immunglobulinnak is nevezik; rövidítésük: Ig. A fertőzést követően, 7-10 nap elteltével már termelődnek (IgM-típusú), majd több nap után egy másik típusú antitest is megjelenik (IgG), ami már az immunológiai memória kialakulására utal.
A koronavírus elleni antitestek vérmintából kimutathatók. Vakcinálás vagy a vírussal való fertőződés után bármilyen mennyiségben jelen lévő IgG-típusú ellenanyag arra utal, hogy kialakult a szervezetben az immunvédelem.
Immunmemória
A specifikus immunválasz során olyan sejtek keletkeznek, amelyek „emlékeznek” egy adott antigénre (kórokozóra), s amikor ismételten megjelenik a szervezetben, az immunrendszer hatékonyabban és gyorsabban reagál rá. Az immunológiai memória időtartama az antigén mennyiségi és minőségi tulajdonságaitól, valamint a szervezet (részben öröklött) jellegzetességeitől és állapotától függ.
A koronavírus elleni vakcináció hatékonyságának időtartamáról, tehát az oltás megismétlésének optimális időpontjáról ma még nincs elég tapasztalat, az idő előrehaladtával azonban egyre többet tudunk.
Vakcináció
Immunológiai védettség létrehozása védőoltással (pl. a COVID-19 esetében a koronavírus tüskefehérjéje ellen): aktív, hosszú idejű immunmemória kialakítása az antigén vagy annak immunválaszt kiváltó részei ismételt beadásával.
A COVID-19-pandémia során eddig lényegében háromféle eljárással készült vakcinát használnak világszerte:
Folyamatban van egy olyan, COVID-19 ellen hatékony vakcina bevezetése is, amely mesterségesen előállított tüskefehérjét tartalmaz (Novavax).
Vakcina
Immunválaszt és immunológiai memóriát létrehozó, és ezáltal a különböző fertőző betegségek elleni védettség (immunitás) kialakítására szolgáló, biztonságos és hatékony oltóanyag. A védettséget általában a fertőzések számának csökkenésével fejezik ki, de van olyan értékelés is, amelyben a kialakuló betegség súlyosságát vagy a bekövetkező halálesetek számát (mortalitás) veszik figyelembe.
Klinikai vizsgálatok
A laboratóriumban kifejlesztett és előzetesen tesztelt vakcinák széles körű alkalmazása előtt (más gyógyszerekhez hasonlóan) úgynevezett klinikai vizsgálatok során szükséges igazolni az embereken való hatékonyságukat és biztonságosságukat. A klinikai vizsgálatok szigorúan szabályozott keretek között embereken végzett kísérletek.
A klinikai vizsgálatok három fő fázisa:
A három fázis fokozatossága biztosítja az esetleges káros mellékhatások következményeinek a minimalizálását. Sikeres 3. fázis után lehetőség van a vakcina/gyógyszer engedélyezésére, amit gyakran további utánkövetéses (úgynevezett 4. fázis) vizsgálatok követnek az esetleg fellépő nagyon ritka mellékhatások felismerése érdekében.
Fontos kiemelni, hogy a klinikai vizsgálatok kísérletnek minősülnek, tehát eredményük nem jósolható meg előre.
Vakcinafejlesztés – biztonság és hatékonyság
A vakcinafejlesztések nemzetközileg kialakított és ellenőrzött módszerekkel történnek, hasonlóan a gyógyszerfejlesztés szigorú, nemzetközileg elfogadott előírásaihoz. A klinikai stádiumok során először (1. és 2. fázis) a vakcina biztonságossága a kérdés, amit általában több száz különböző korú önkéntes alanyon próbálnak ki. Itt a cél a toxicitás (mérgező, egészségkárosító hatás) kizárása. Ha ezen a szinten a fejlesztett védőoltás nem teljesíti a szigorú feltételeket, a fejlesztés nem folytatódik.
Ha ezen a stádiumon a vakcinafejlesztés átjut, az alapvető kérdés immár a hatékonyság. Ekkor (3. klinikai fázis) önkéntesek randomizált módszerrel (véletlenszerűen) kiválasztott (és titkos kóddal jelölt) egyik csoportját a vakcinával, másik csoportját a placebóval (hatástalan kontrolloldattal) oltják be. Szigorúan dokumentált, rendszeres klinikai átvizsgálások során nemcsak az adott betegség (például COVID-vakcinák esetében a COVID-19 betegség) kialakulását, hanem az illető egészségi paramétereit is rögzítik.
Azt, hogy ki melyik csoportba tartozik, a kód későbbi feltörése előtt sem az érintett, sem a vizsgáló nem tudja (kettős vak kontroll). A fertőzöttek számának megállapítása után egy algoritmus alapján történik meg a hatékonyság értékelése. Azt számolják, hogy 100 vakcinával versus 100 placebóval oltott esetben hányan fertőződtek meg a két csoportban.
Példaképpen: ha a vakcinával kezelteknél 100-ból 10, míg a placebocsoportban 100-ból 90 ember fertőződik meg, akkor a vakcina 100-ból 80 embert védett meg a vírusfertőzéstől, ami 80%-os hatékonyságot jelent. Az oltottak követése még hosszú ideig folytatódik (ez az úgynevezett 4. klinikai fázis), és a kapott eredményeket felhasználják a vakcina későbbi alkalmazásánál, illetve újak kifejlesztésénél.
Génterápia és az mRNS-alapú oltás
A génterápia a genetikai betegségben, rákos daganatban szenvedő betegek kezelésének egy lehetősége, amelynek lényege, hogy a sejtek génállományában (genom) hoz létre változást: az elégtelen működésű géneket génbevitellel pótolja, vagy a fokozott működésű géneket kikapcsolja.
Az „önazonosságát” védő génállományba nehéz külső génszakaszt bejuttatni, de mivel számos súlyos betegség kezelésére a génterápia jelentené az egyedüli esélyt, a lehetőségek feltárására szigorú kontroll mellett igen intenzív kutatómunka folyik. Ennek ellenére a több ezer genetikai betegség közül csupán mintegy fél tucat betegségben születtek reménykeltő eredmények.
A COVID elleni vakcina kifejlesztéséhez használt mRNS-technológia során a beadott mRNS, miután átadja a vírusfelszíni tüskefehérje tervrajzát az immunrendszer sejtjeinek, gyorsan lebomlik. Az mRNS nem épül be a sejtek genetikai állományába, tehát nem változtatja meg a gének működését, azaz az mRNS-sel folytatott vakcináció NEM génterápia.
(Borítókép: Egy laboratóriumi dolgozó mintákat vizsgál egy klinikai laborban 2020. február 28-án. Fotó: Geert Vanden Wijngaert / Bloomberg / Getty Images)