Historia szczepień. Szczepionki, które zmieniły dzieje świata i ich wynalazcy

Pierwsze szczepienia zostały wynalezione przez Edwarda Jennera pod koniec XVIII wieku. Od tego czasu lekarze pracują nad kolejnymi szczepionkami, które rewolucjonizują medycynę i zmieniają dzieje świata.

Ospa i chińska wariolizacja

Mary Wortley Montagu

Ospa prawdziwa to wirusowa choroba zakaźna, która przez wieki siała spustoszenie wśród ludzi. Śmiertelność, w zależności od odmiany, wynosiła od 30% do nawet 95%. Ludzkość długo nie potrafiła znaleźć żadnej skutecznej metody leczenia lub zapobiegania ospie prawdziwej. Dopiero w XVI w. w Chinach rozpoczęto działania prewencyjne, które były pierwowzorem szczepienia. Mowa o wariolizacji. Chińczycy dostrzegli, że zakażenie ospą prawdziwą powoduje łagodniejszy przebieg choroby. Ważne było jednak, by zakażenie było przeniesione od osoby lekko chorej. W tym celu selekcjonowano osoby zakażone poszukując osób o łagodnym przebiegu ospy. Następnie do nosa zdrowego wdmuchiwano proszek ze strupów lekko chorego lub wkładano do nosa zwilżony wydzieliną ze strupów tampon. Dzięki temu, o ile zakażenie pochodziło od osoby lekko chorej, zarażony przechodził ospę w sposób łagodny, a w przyszłości był już uodporniony na tego wirusa.

Chińską praktykę skopiowali Turcy osmańscy, którzy również zaczęli stosować wariolizację. Z taką praktyką zetknęła się Mary Wortley Montagu, będąca żoną brytyjskiego ambasadora w Turcji. Postanowiła ją wypróbować na własnych dzieciach, które po wariolizacji szybko wyzdrowiały. O tym sukcesie zostało poinformowane Towarzystwo Królewskie w Londynie. Dowiedziała się o tym rodzina królewska, która chciała skorzystać z wariolizacji. Wcześniej jednak przetestowano tę metodę na kilku więźniach i sierotach z domu dziecka. Wszyscy szybko wyzdrowieli. Dlatego w 1722 roku żona brytyjskiego monarchy, Karolina z Ansbachu, pozwoliła zarazić swoje dzieci. Te zdobyły uodpornienie. Po tym jak rodzina królewska poddała się wariolizacji, metoda została uznana za bezpieczną i szybko zyskała na popularności w Anglii. Jej przeciwnikami byli niektórzy przedstawiciele duchowieństwa, którzy uważali wariolizację za sprzeczną z bożą nauką. Wedle ich nauki ospa była karą za grzech, więc „nienaturalne” zapobieganie tej chorobie musiało być dziełem szatana.

Jenner i pierwsza szczepionka

Edward Jenner

Kolejnym krokiem milowym ku wynalezieniu pierwszej szczepionki było odkrycie Edwarda Jennera. Ten angielski lekarz dostrzegł, że hodowcy krów nie chorują na ospę. Zauważył, że te osoby zarażają się krowianką - łagodną odmianą ospy. To wystarczało, by zyskać odporność także na ospę wietrzną. Jenner o swoich obserwacjach zawiadomił innych lekarzy, ale nie zostały one potraktowane na poważnie. Jenner nie porzucił swoich badań. W 1796 roku postanowił swoją wiedzę skonfrontować z praktyką. Gdy zgłosiła się do niego chora na krowiankę Sarah Nelmes, lekarz postanowił pobrany od niej zrażony materiał, wszczepić 8-letniemu chłopcu, Jamesowi Philippsowi. Ten zachorował, ale szybko wyzdrowiał. Następnie Jenner próbował w podobny sposób zarazić chłopca ospą. Jednak tym razem nieskutecznie. W ten sposób Jenner dowiódł skuteczności swojej metody. Początkowo Towarzystwo Królewskie podchodziło do badań Jennera sceptycznie. Jednak, gdy kolejne próby również przyniosły pozytywny efekt, metoda zdobyła uznanie. Ponownie oponowali niektórzy duchowni, negując wszczepiane do ludzkiego organizmu substancji zwierzęcego pochodzenia. Prace Jennera zostały przetłumaczone na kolejne języki, a do 1801 roku zaszczepiono około 100 000 osób.

W ten sposób rozpoczęły się pierwsze masowe szczepienia. Śmiertelność wśród zaszczepionych spadła do niemal 0%. W 1980 roku ospa wietrzna została uznana za całkowicie zwalczoną.

Pasteur i szczepionka przeciwko wściekliźnie

Louis Pasteur

Kolejną chorobą, na którą ludzkość wynalazła szczepionkę, była wścieklizna. Dokonał tego francuski chemik Ludwik Pasteur. Prowadził badania dotyczące chorób zwierzęcych, takich jak cholera kurza, czy wścieklizna. Jednak szczepionka została odkryta przypadkiem. Jeden z jego asystentów miał podać bakterie cholery kurczakom, ale wyjechał na wakacje, zapominając o tym. Gdy wrócił i podał bakterie kurczakom okazało się, że owszem zachorowały, ale choroba nie okazała się śmiertelna. Gdy następnie kurczaki próbowano ponownie zarazić cholerą, tym razem te w żaden sposób nie zareagowały. Były już odporne. Pasteur w 1880 roku podzielił się odkryciem z Francuską Akademią Nauk. Według jego badań bakterie przez długi kontakt z tlenem uległy osłabieniu, a zatem nie były już takie zjadliwie.

Swoje odkrycie postanowił wykorzystać w przypadku wścieklizny. Namnażał wirusa u królików, a następnie zarażoną tkankę nerwową poddał suszeniu. W ten sposób osłabiał działanie bakterii, które następnie podawał zdrowym zwierzętom. Okazało się, że to działanie uodparnia zwierzęta na wściekliznę. Dodatkowo chemik zauważył, że podobne postępowanie z już chorymi zwierzętami jest również skuteczną terapią, która ratowała zarażone zwierzęta.

Jednak prawdziwym przełomem był eksperyment z mającym 9 lat chłopcem, zarażonym wścieklizną. Stan chłopca był tak beznadziejny, że metoda Pasteura była jego ostatnim ratunkiem. Pasteur dużo ryzykował, gdyż nie był lekarzem, zatem w razie niepowodzenia mógł narazić się na proces za taką praktykę. Niemniej chemik podał chłopcu kilkanaście inokulacji z coraz mniej osłabionymi bakteriami wścieklizny. Po kilku miesiącach chłopiec wrócił do zdrowia. Sukces Pasteura okazał się sensacją i przyspieszył badania nad kolejnymi szczepionkami. Metoda pozyskiwania szczepionek opracowana przez Pasteura położyła podwaliny pod produkcję wielu innych szczepionek.

W Warszawie już w 1883 roku Odo Bujwid założył drugą, po Paryżu, stację szczepień na świecie. Dzięki jego inicjatywie do Warszawy przyjeżdżali chorzy z całej Europy Środkowej i Wschodniej, by uzyskać pomoc.

Polak, który wynalazł szczepionkę na tyfus

Rudolf Weigl

W historii szczepień zapisał się także polski biolog Rudolf Weigl, który wynalazł szczepionkę na tyfus plamisty. Choroba wywoływana jest przez bakterie, które są przenoszone przez wszy lub pchły. Weigl opracował technikę produkcji szczepionki na tyfus poprzez miażdżenie zarażonych wesz, z których następne wykonywał pastę szczepionkową. W 1933 Polak rozpoczął masowe testy z wynalezioną szczepionką na ludziach. Badania były na tyle obiecujące, że jego szczepionkę wykorzystywano w latach 1936-1943 w Chinach, gdzie mieszkańców szczepili belgijscy misjonarze. Niestety szczepionka Weigla nie zawsze była bezpieczna, a jej produkcja była skomplikowana. Dlatego z czasem została wyparta przez nowocześniejsze preparaty. Dodatkowo odkrycie antybiotyków spowodowała, że w przypadku tyfusa szczepienia nie były już jedynym ratunkiem dla chorych.

Salk i szczepionka przeciwko grypie

Jonas Salk

Epidemia hiszpanki była do czasu epidemii COVID-19 ostatnią globalną pandemią wywołaną przez wirusa. Zaraza wybuchła w 1918 roku. Nie udało się ustalić miejsca, w którym się rozpoczęła. Jednak bez wątpienia hiszpanka była wirusem odzwierzęcym, podobnie jak CODID-19. Objawami choroby była przede wszystkim wysoka gorączka, a także bóle głowy i bóle mięśniowe oraz kostno-stawowe. U wielu chorych grypa rozwijała się w bakteryjne zapalenie płuc. Wówczas medycyna nie znała jeszcze antybiotyków (te odkrył w 1928 roku Alexander Fleming) ani respiratorów. Zatem śmiertelność hiszpanki była bardzo wysoka.

Dodatkowo jej szybki rozwój i skala rozpowszechniania na świecie był związany z zakończeniem I wojny światowej. Rozpoczęły się powroty żołnierzy z frontu oraz ogromne migracje ludności. Dodatkowo warunki takie jak: niski poziom higieny, przepełnione statki, skoszarowani żołnierze, sprzyjały przekazywaniu wirusa. Początkowo lekarze kompletnie nie wiedzieli co wywołuje grypę. Sądzili, że jest to nowa bakteria „x”. Dopiero po wielu badaniach i eksperymentach ustalili, że za chorobę odpowiadają wirusy, znacznie mniejsze od dotąd znanych bakterii. Naukowo udowodnili to brytyjscy lekarze w 1933 roku. Wilson Smith, Christopher H. Andrewes i Patrick Laidlaw na podstawie swoich badań wykazali, że przyczyną ludzkiej grypy jest wirus. Była to wówczas ogromna sensacja medyczna.

Jednak nadal brakowało leku, który byłby w stanie skutecznie zwalczać grypę. Antybiotyki radzą sobie z bakteriami, ale nie potrafią pokonać wirusów. Dlatego lekarze rozpoczęli badania nad szczepionką, która ochroniłaby ludzkość przed wirusem grypy. W 1931 roku Ernest William Goodpasture i jego współpracownicy z Vanderbilt University zauważyli, że wirusy rozwijają się w zarodkach kurzych jaj. Następnie naukowcy Thomas Francis, Jonas Salk, Wilson Smith i Macfarlane Burnet zaczęli w ten sposób testować z wirusem grypy, by w ten sposób wynaleźć szczepionkę. Szczególnie zainteresowana takimi badaniami była armia amerykańska, która w szczepieniu na grypę widziała atut na polu bitwy. Gdy wybuchła II wojna światowa, a wydatki na armię znacząco wzrosły, armia USA zaczęła sponsorować poszukiwanie szczepionki na grypę. Ostatecznie Salkowi i Francisowi udało się opracować szczepionkę, którą jako pierwsi otrzymali amerykańscy żołnierze. Jej skuteczność była oceniana na 70%. Od 1945 roku mogli otrzymać ją także cywile. Była to pierwsza szczepionka przeciwko grypie. Jednak ze względu na zmienność wirusa grypy, co roku jest opracowywana nowa szczepionka.

Szczepionka na chorobę Heinego-Medina

Hilary Koprowski / fot. CC-BY-4.0

Choroba Heinego-Medina jest wywoływana przez wirusa polio. Jest to niezwykle groźna choroba, którą opisali w 1840 roku Jakob Heine - jako porażenie dziecięce oraz w 1890 roku Karl Medin - jako chorobę zakaźną. Stąd nazwa tej choroby. Występuje u dzieci i w ostrej formie objawia się porażeniami mięśni, doprowadzając do trwałego kalectwa. Do końca XIX wieku choroba była rzadka, ale później nastąpiła jej światowa epidemia. Stąd pracę nad szczepionką rozpoczęło wielu lekarzy.

Wynalazcą pierwszej szczepionki przeciwko chorobie Heinego-Medina został polski lekarz Hilary Koprowski. W 1950 roku podał pierwszą skuteczną szczepionkę, która następnie została dopuszczona na rynek farmaceutyczny. Swój sukces zawdzięczał bawełniakom (gryzoń z rodziny chomikowatych). To z zarażonych zwierząt pobierał wycinki z mózgu, które następnie odpowiednio spreparowane wstrzykiwał kolejnym bawełniakom. Po kilkunastu takich zabiegach wirus był znacząco osłabiony. Zatem nadawał się do podania dzieciom. Szczepionka Koprowskiego była szczepionką doustną. To pozwalało na prowadzenie wygodnej akcji szczepień. Po raz pierwszy masowo zaszczepiono dzieci w Kongo w 1958 roku. Jego szczepionka została także wykorzystana w Polsce, bowiem w latach 50-tych trwała w niej epidemia polio. Na skutek podania szczepionki Koprowskiego liczba zachorowań z kilku tysięcy rocznie spadła do kilkudziesięciu w 1963 roku.

W 1952 roku szczepionkę przeciwko chorobie Hainego-Medina wynalazł także Salk. Jego szczepionka była wykorzystywana przede wszystkim w Stanach Zjednoczonych. W USA przeprowadzono gigantyczną akcję szczepień. Do 1962 roku zaszczepiła się połowa Amerykanów do 40 roku życia. To wystarczyło, by zapadalność na tę chorobę spadła o prawie 90%. Ostatecznie w 1994 roku USA, a w 2001 roku Europa, zostały uznane za obszary wolne od wirusa polio. W 1962 roku szczepionkę przeciw polio opracował także Albert Sabin.

Inne szczepionki i ich wynalazcy

• W 1892 roku Jaime Ferran opracował szczepionkę przeciwko cholerze.
• W 1896 roku Almroth Wright wynalazł szczepionkę na dur brzuszny.
• W 1921 roku Albert Calmette i Camille Guerin wynaleźli szczepionkę przeciwko gruźlicy.
• W 1923 roku Thorwald Madsen opracował szczepionkę przeciwko krztuścowi.
• W 1923 roku Gaston Ramon i Thomas Glenny wynaleźli szczepionkę przeciwko błonicy.
• W 1927 roku Gaston Ramon i Christian Zoeller opracowali szczepionkę przeciwko tężcowi.
• W 1937 roku roku Max Theiler wynalazł szczepionkę przeciwko żółtej febrze.
• W 1964 roku John Enders wynalazł szczepionkę przeciwko odrze.
• W 1967 roku Maurice Hilleman opracował szczepionkę przeciwko śwince.
• W 1969 roku została wprowadzona na rynek wynaleziona przez Maurice’a Hillemana szczepionka przeciwko różyczce.
• W 1968 roku Emil Gotschlich opracował szczepionkę przeciwko melingokokom typu C, a w 1971 roku także przeciwko melingokokom typu A.
• W 1981 roku została wprowadzona na rynek szczepionka na wirusowe zapalenie wątroby typu B (HBV).
• W 2006 roku firma Merck & Co. wprowadziła na rynek szczepionkę przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV).
• W 2020 roku firmy Pfizer/BioNTech, Moderna i CureVac wprowadziły na rynek szczepionki przeciwko COVID-19.