I zimno, i gorąco

Dzięki nowym szczepionkom mamy szansę zyskać przewagę w trudnej walce z malarią. Choroba ta ma jednak niebezpiecznego sojusznika – zmiany klimatyczne.

12.07.2021

Czyta się kilka minut

Malaria jest najgroźniejsza dla dzieci.  Szpital w Kintampo w Ghanie, wrzesień 2007 r. / SHAUL SCHWARZ / GETTY IMAGES
Malaria jest najgroźniejsza dla dzieci. Szpital w Kintampo w Ghanie, wrzesień 2007 r. / SHAUL SCHWARZ / GETTY IMAGES

Ciało samicy komara z rodzaju Anopheles (widliszek) zbudowane jest z niewielkiej główki, odwłoka i trzech par odnóży. Delikatna konstrukcja owada pozwala skrzydłom unosić resztę jego ciała w powietrzu. W locie komar nie wydaje się zbyt sprawny, choć zwabiony ciepłem skóry, zapachem potu i dwutlenkiem węgla potrafi dotrzeć do człowieka. Mały aparat kłująco-ssący na głowie pobiera bezboleśnie próbkę naszej krwi. Ale wystarczy delikatne uderzenie, by cała ta konstrukcja połamała się i pogięła. Pomijając irytujący dźwięk i swędzący ślad, komar wydaje się nieprzesadnie groźnym stworzeniem. A jednak... Mierzy około 6 milimetrów, waży 5 miligramów i zabija 400 tys. osób rocznie.

Za zgony odpowiada malaria (zimnica), której zarodziec przenoszony jest wraz ze śliną komara do ludzkiego organizmu. Zarodziec malarii (Plasmodium) to pierwotniak – jednokomórkowy organizm należący razem z rzęsistkiem pochwowym czy pantofelkiem ogoniastym do królestwa protistów. Nie należy ich mylić z bakteriami. Pierwotniaki posiadają jądro komórkowe i są organizmami o bardziej skomplikowanym cyklu życiowym, co znajduje odzwierciedlenie również w przebiegu chorób, jakie wywołują.

Trzeciaczka i czwartaczka

Gdy samica komara wkłuwa się w skórę, wstrzykuje kroplę swojej śliny zawierającej substancje hamujące krzepnięcie krwi. Widliszek wraz z nią może przekazać człowiekowi sporozoity – jedną z form życiowych zarodźca malarii. Dostają się do krwiobiegu i w bardzo krótkim czasie większość gromadzi się w wątrobie. Tam dochodzi do licznych podziałów ­Plasmodium. Z jednego sporozoitu powstaje między 10 a 20 tys. nowych osobników. Powstałe w wątrobie formy (merozoity) znów dostają się do krwi. Choroba na tym etapie wciąż jest niema klinicznie. Merozoity potrafią otoczyć się błoną komórkową komórek wątrobowych, dzięki czemu nie są rozpoznawane przez układ odpornościowy.

Kolejnym przystankiem są krwinki czerwone, w których ponownie się dzielą, powodując ich rozpad i wydostanie się kolejnych merozoitów atakujących następne krwinki. To właśnie rozpad erytrocytów odpowiada za objawy typowe dla malarii. Podziały zarodźca malarii w erytrocytach to tzw. cykl rozwoju krwinkowego i jego długość różni się w zależności od gatunku zarodźca. Z tego względu malarię wywołaną przez P. vivax, którego cykl krwinkowy trwa 48 godzin, nazywa się trzeciaczką, a P. ­malariae czwartaczką.

Co trzy lub cztery dni nagromadzone merozoity niszczą krwinki czerwone, co powoduje niedokrwistość i niedotlenienie tkanek. Chorzy są osłabieni, zgłaszają nudności i wymioty, ale także kaszel i trudności z oddychaniem. Wraz z merozoitami do krwi dostają się malaryczne toksyny, które uruchamiają kaskady procesów zapalnych. Pojawiają się gorączka, dreszcze i uczucie zimna, by po chwili organizm opanowało nagłe gorąco. Ten etap choroby ze szczegółami opisał Henryk Sienkiewicz w powieści „W pustyni i w puszczy”:

– Stasiu, ja chyba jestem chora.

– Nel!!

Po czym położył jej dłoń na czole, które było suche i zarazem lodowate. Więc porwał ją na ręce i poniósł ku ognisku.

– Zimno ci? – pytał po drodze.

– I zimno, i gorąco, ale bardziej zimno…

Jakoż ząbki jej uderzały jedne o drugie, a ciałem wstrząsały ciągle dreszcze. Staś nie miał już najmniejszej wątpliwości, że dostała febry. (…) Po chwili zaczęła się skarżyć na gorąco, a jednocześnie trzęsła się pod wojłokami i pod pledem. Ręce jej i czoło były wciąż zimne, ale gdyby Staś znał się choć cokolwiek na febrycznych przypadłościach, byłby poznał z jej nadzwyczaj niespokojnych ruchów, że musi mieć straszliwą gorączkę.

W opisie zmagań Nel Rawlison z febrą, jak nazywano kiedyś malarię, zawarta jest również typowa dla choroby cykliczność objawów: „Staś w pierwszej chwili przeraził się okropnie, myślał bowiem, że umarła. Ale to był tylko koniec pierwszego paroksyzmu tej strasznej afrykańskiej febry, zwanej »zgubną«, której dwa ataki l­udzie silni i zdrowi mogą przetrzymać; trzeciego nie przetrzymał dotychczas nikt”.

Spór o Nobla

Henryk Sienkiewicz wyposaża swoich bohaterów w wiedzę o transmisji malarii („Staś słyszał jeszcze w Port-Saidzie, że komary i muchy roznoszą febrę i zarazki zapalenia oczu”), choć akcja powieści rozpoczyna się w 1884 r. Tymczasem częściowych dowodów na związek malarii z komarami dostarczył dopiero w 1897 r. Ronald Ross, brytyjski lekarz wojskowy. Ross pracował wówczas w Indiach, gdzie problem malarii i komarów był niezwykle palący. Pierwszych odkryć dokonał w maju 1895 r. – zaobserwował w przewodzie pokarmowym komarów wczesne formy zarodźca malarii. Jednak prace przerwały mu obowiązki związane ze zwalczaniem cholery, a później własne przechorowanie malarii. Dopiero po dwóch latach powrócił do badań. Wyhodował 20 komarów, które później zaraził, pozwalając im pić krew z jednego z malarycznych pacjentów. W ten sposób potwierdził, że pewne formy pierwotniaka pojawiają się w przewodzie pokarmowym owada, a ich źródłem jest ludzka krew.


CZYTAJ TAKŻE

MARCIN ŻYŁA: Nadzieja dla milionów>>>


Ross odkrył zatem transmisję zarodźca malarii z człowieka do owada, ale nie dowiódł drogi odwrotnej. W kolejnych latach przeniósł się do Kalkuty, gdzie ­malaria nie była tak poważnym ­zagrożeniem. Z powodu braku materiału do badań zwrócił swoje intelektualne wysiłki w kierunku malarii ptasiej. Zauważył, że u wróbli malaria związana jest z komarami z rodzaju Culex, a badając te owady odkrył w ich śliniankach duże ilości pierwotniaka. Komar wkłuwając się w skórę ptaka wraz ze śliną dostarcza do ptasiego organizmu zarodziec malarii.

Ross domknął cykl życia Plasmodium, ale jedynie pośrednio. Obserwował przecież dwa różne gatunki zarodźca malarii, w dwóch różnych momentach cyklu. W dodatku jeden z nich nie wywołuje malarii u ludzi.

W tym samym czasie wyniki swoich badań prezentował włoski lekarz i zoolog Giovanni Grassi. To on odkrył i opisał te gatunki Plasmodium, które powodują malarię u ludzi, a także spostrzegł, że to widliszek odpowiada za transmisję zarodźca. Ten sam rodzaj komarów badany był w Indiach przez Rossa, ale Brytyjczyk jedynie go opisywał, nie wskazując nazwy systematycznej („szary owad o nakrapianych skrzydłach”). Zarówno prace Grassiego, jak i Rossa zasługiwały na wszelkie nagrody. Jedna z głównych przyczyn zgonów na świecie wreszcie została ze szczegółami opisana. Dla Imperium ­Brytyjskiego malaria była problemem kolonialnym, tropikalną chorobą, która utrudniała rozwój zamorskich terytoriów. We Włoszech zaś była powszechna.

Obu naukowcom zależało na zrozumieniu choroby i obaj mocno się do tego przyczynili. Nic dziwnego, że Komitet Noblowski planował uhonorować ich najwyższym naukowym zaszczytem. Jednak pogoń za wieczną chwałą, jaką daje tytuł noblisty, zawładnęła umysłem sir Rossa, który już w 1900 r. rozpoczął akcję dyfamacyjną wobec Grassiego i innych badaczy. Twierdził, że włoski naukowiec rozpoznał widliszka właśnie dzięki szczegółowym opisom, których dostarczył. W dodatku Grassi miał zmieniać daty w notatkach i publicznych wystąpieniach, by chronologicznie być zawsze o krok przed Brytyjczykiem. Konflikt miał zostać rozwiązany przez Roberta Kocha. Był to człowiek o ogromnym autorytecie naukowym, jednak przed laty skonfliktowany z Grassim, więc trudno podejrzewać go o neutralność. Nagrodę Nobla w 1902 r. otrzymał Ronald Ross za odkrycie transmisji zarodźca malarii z człowieka na owada oraz ze ślinianek owada do organizmu ptaka.

Leczenie gorączką

Dziś Włochy nie są miejscem, które posądzalibyśmy o wysokie ryzyko zarażenia malarią, ale pod koniec XIX w. chorowało tam na nią dwa miliony osób rocznie, z czego 20 tys. umierało. Włochy zostały uznane przez WHO za kraj wolny od malarii dopiero w 1970 r. Polska uzyskała ten certyfikat jedynie trzy lata wcześniej, choć zniknięcie rodzimej malarii nastąpiło już w latach 50. Początek rejestrowania epidemiologii malarii w II Rzeczypospolitej to rok 1921. Wówczas zanotowano, najwięcej w historii, ponad 50 tys. przypadków. Były to głównie łagodne zachorowania związane z ­P. ­vivax, choć zdarzały się również groźne dla życia infekcje P. falciparum – głównie wśród żołnierzy wracających z frontu bałkańskiego I wojny światowej.

Malaria występowała na terenie Polski również wcześniej. Wielkie epidemie tej choroby były dość częste pod koniec XIX w. Jednym z ognisk epidemicznych była Warszawa. W latach 1848-79 liczba przypadków stale wzrastała, chorzy na malarię czasem stanowili blisko 4 proc. wszystkich pacjentów w warszawskich szpitalach. Także polscy naukowcy zajmowali się badaniem malarii. Wśród nich był jeden z najznakomitszych polskich lekarzy w historii, Tytus Chałubiński. W podręczniku dotyczącym praktycznego podejścia do leczenia malarii z 1875 r. dokonał niezwykłej obserwacji: „Nawiasowo musimy tu dodać jeszcze, iż gorączka zimnicza nie tylko jest w stanie znieść zakażenie malaryczne, które ją wywołało, ale w niektórych razach, nie ulegających żadnemu zaprzeczeniu, znosi inne mniejsze lub większe zaburzenia chorobne. (...) Posiadamy na to poważne bardzo świadectwa”.


CZYTAJ TAKŻE

Malaria: dobre wieści z testów szczepionki


Ten fenomen, o którym trochę przy okazji wspomina Chałubiński, w późniejszych latach został odkryty ponownie. W 1917 r. Julius Wagner-Jauregg, austriacki psychiatra z niechlubną nazistowską kartą w biografii, zastosował zastrzyki z malarii do leczenia kiły ośrodkowego układu nerwowego. Po zarażeniu Plasmodium chorego na zaawansowaną postać kiły pojawia się u niego gorączka, która w tym przypadku ma efekt terapeutyczny. Gorączka miała prowadzić do eradykacji z organizmu krętka bladego – bakterii powodującej kiłę. Tak powstała piroterapia – metoda leczenia chorób sztucznie wywołaną gorączką, przede wszystkim z myślą o trudnych do opanowania objawach psychiatrycznych. Choć leczenie kiły malarią nie było najbezpieczniejszą i najskuteczniejszą procedurą, austriacki lekarz otrzymał za nią Nagrodę Nobla.

Indiański wynalazek

Można się zastanawiać, jaką korzyść niesie zapadanie na dwie choroby zakaźne wobec chorowania na jedną, ale malarioterapia rzeczywiście była stosowana i możliwa dzięki znanemu od lat i skutecznemu lekarstwu. W teorii po szybkim wyleczeniu kiły pacjentom podawano chininę i pozbywano się również malarii. I choć pierwsze nie zawsze się udawało, to chinina była dla pacjentów malarycznych wybawieniem.

Chinina to lek pochodzenia roślinnego, jeden z najstarszych stosowanych w medycynie. Znaleźć go można w korze drzewa chinowego, rosnącego naturalnie w Ameryce Południowej. To właśnie tam w XVII w. jezuiccy misjonarze zaobserwowali, że członkowie plemienia Quechua sporządzają z tejże kory preparat – i sprowadzili ją do Hiszpanii. Wywar łagodził gorączkę o typowej dla malarii periodyzacji i wyłącznie ją. Co ciekawe, podejrzewa się, że malaria dotarła do Nowego Świata w XVI w. za sprawą osadników z Europy i Afryki. Trzeba było więc zawlec chorobę do nowo odkrytej Ameryki, by w ciągu kilkudziesięciu lat jej rdzenni mieszkańcy znaleźli Europejczykom lekarstwo.

Przez długi czas lekiem była po prostu kora, dopiero w 1832 r. udało się wyizolować z ekstraktu z rośliny alkaloid, który dziś znamy jako chininę. Próby sztucznej syntezy tego związku nie były skuteczne. William Perkin, brytyjski chemik, starając się uzyskać chininę w laboratorium stworzył coś bardziej dochodowego – pierwszy sztuczny barwnik. Jego przypadkowe odkrycie przyniosło mu ogromną fortunę. Do dziś chinina uzyskiwana jest głównie ze źródeł naturalnych.

Zamiast syntetycznej chininy powstało za to wiele innych leków antymalarycznych, które dziś stosowane są nie tylko w leczeniu malarii. Jednym z nich jest chlorochina lub jej analog hydro­ksychlorochina. Oba stosuje się również w reumatoidalnym zapaleniu stawów i toczniu, a niedawno zyskały popularność jako środki skuteczne w leczeniu ­COVID-19, choć to ostatnie wskazanie zostało dość szybko obalone.

Jak w przypadku wielu chorób zakaźnych, problemem jest oporność patogenu na leki. Przykładowo wśród P. ­falciparum opisano oporności na wszystkie dostępne dziś leki, choć szczęśliwie te zdolności patogenu nie rozprzestrzeniają się po świecie tak błyskawicznie, jak dzieje się to u bakterii. Mimo wszystko zamiast leczyć, lepiej zapobiegać.

Pozbądźmy się komarów

Giovanni Grassi stworzył dogmat o tym, że „nie ma malarii bez Anopheles”, więc pozbywając się widliszka pozbędziemy się choroby. Jedną z pierwszych metod było osuszanie bagien i likwidowanie zbiorników wodnych, w których rozwijały się komary, ale z oczywistych względów nie jest to najskuteczniejszy sposób. To właśnie we Włoszech w 1944 r. po raz pierwszy zastosowano na masową skalę syntetyczny środek owadobójczy DDT. Wkrótce rozpoczęto opryski w innych krajach i malaria była w odwrocie. Związek jednak nie pozostaje bez wpływu na środowisko. Kilka lat później WHO zdecydowała, że insektycyd można stosować jedynie w budynkach do opryskiwania ścian. Powszechne stosowanie ograniczono także ze względu na koszty oraz pojawienie się opornych na ten środek komarów.

Prób eliminacji komarów ze środowiska lub przynajmniej ograniczenia ich liczebności podejmowano wiele. Dzięki staraniom WHO w zagrożonych regionach znacznie wzrosła liczba domów zaopatrzonych w siatki nasączane środkami owadobójczymi. W niektórych miejscach prowadzi się hodowle ryb komarożernych. W Burkina Faso zaś w ostatnich latach planuje się wypuszczenie genetycznie zmodyfikowanych samców komara, które mogą spłodzić wyłącznie kolejne samce. Ma to doprowadzić komary do katastrofy demograficznej i wywołać spadek liczby żywiących się krwią i zarażających malarią samic.

Jak na razie Target Malaria – konsorcjum naukowe zajmujące się zwalczaniem malarii – wypuściło próbnie ponad 6 tys. genetycznie zmodyfikowanych osobników, które jednak pozbawione zostały możliwości rozmnażania. Testy zakończyły się pomyślnie – laboratoryjne komary radziły sobie w środowisku i stawały się częścią chmar wraz z dzikimi komarami. Choć to dopiero wstęp, eksperyment już wywołuje kontrowersje. Obrońcy bioróżnorodności zwracają uwagę na ryzyko wyginięcia całego gatunku, czego konsekwencji nie sposób na tym etapie badań przewidzieć.

Szczepionki: nadchodzi przełom?

Jeśli wybicie wszystkich komarów przenoszących malarię jest trudne do osiągnięcia, to jeszcze bardziej skomplikowane było przez lata stworzenie szczepionki na tę chorobę. Jednak najnowsze osiągnięcia dają nadzieję. W maju tego roku w czasopiśmie „Lancet” ukazało się przełomowe badanie, w którym szczepionka przeciw malarii wreszcie osiąga skuteczność wymaganą przez WHO. Preparat o nazwie R21 w połączeniu z adjuwantem Matrix-M (jest to substancja wzmacniająca odpowiedź immunologiczną) przetestowano na grupie 450 dzieci z Burkina Faso. To właśnie wśród dzieci malaria zbiera obecnie największe żniwo. W jednej z grup szczepionka wykazała 71-procentową skuteczność, co było rekordowo wysokim wynikiem w porównaniu z poprzednimi próbami innych grup naukowców. Do tej pory największe nadzieje wiązano z Mosquirix, która to szczepionka, dopuszczona do stosowania na terenie Unii Europejskiej w 2015 r., działa w około 50 proc.

W innej grupie burkińskich dzieci, której podano wyższą dawkę adjuwanta, szczepionka R21 osiągnęła 77 proc. skuteczność, czyli przekroczono zakładany przez WHO 75-procentowy próg odporności. Jeszcze w tym roku planowane są badania w czterech afrykańskich państwach na grupie blisko 5 tys. dzieci. Kluczowy będzie też czas trwania odporności. Skuteczność Mosquirix po czterech latach spadała poniżej 40 proc.

Obie szczepionki wykorzystują jedno z białek zarodźca obecne na powierzchni komórki, ale pod koniec czerwca zaprezentowano inne i jeszcze skuteczniejsze podejście. Dwie badaczki z Narodowego Instytutu Chorób Zakaźnych i Alergicznych w Bethesdzie w USA, Agnes Mwakingwe-Omari i Sara Healy wraz ze współpracownikami, opublikowały raport z eksperymentu, w którym testują szczepionkę opartą na całym i żywym zarodźcu malarii. Wykorzystanie całego patogenu w wakcynologii nie jest niczym nowym – stosuje się szczepionki z całym wirusem odry albo bakterią gruźlicy, ale w przypadku malarii do tej pory takie podejście było bardzo nieskuteczne. Tym razem skuteczność sięga prawie 88 proc. Eksperyment przeprowadzono na 42 ochotnikach, którym wstrzyknięto sporozoity Plasmodium falciparum w osłonie leków antymalarycznych, które nie pozwalały zarodźcom przejść w formę atakującą wątrobę i erytrocyty. Choć to jedynie wstęp do kolejnych badań i późniejszego wprowadzenia szczepionki na rynek, sukces tej próby jest niewątpliwy.

Klimat na malarię

Wydaje się więc, że naukowy i społeczny postęp prowadzi nieubłaganie do ograniczenia ryzyka zachorowania na malarię i tak jak w przypadku innych, znanych od lat chorób zakaźnych, tereny jej występowania będą się coraz bardziej kurczyły. Znamy patogen, który powoduje objawy, i wiemy, jaki wektor go przenosi. Niestety, w grę wchodzi jeszcze inny czynnik – klimat.

W Polsce od zawsze występują warunki klimatyczne pozwalające na życie zarówno widliszków, jak i zarodźców malarii. W ciągu roku mamy przeszło sto dni, gdy temperatura utrzymuje się powyżej 16 stopni Celsjusza. To wtedy może rozwijać się zarodziec. Co ważne, im cieplej, tym szybciej kręci się koło cyklu życiowego Plasmodium. W temperaturze 20 stopni cykl życiowy trwa 26 dni, ale już przy 25 stopniach – 13 dni. A im krócej trwa cykl życiowy, tym wyższe jest ryzyko rozprzestrzeniania się choroby w populacji.

Dlatego w obliczu galopujących zmian klimatycznych pytanie o powrót malarii na tereny od dziesiątek lat od niej wolne jest w pełni uzasadnione.©

Dziękujemy, że nas czytasz!

Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →

Dostęp 10/10

  • 10 dni dostępu - poznaj nas
  • Natychmiastowy dostęp
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
10,00 zł

Dostęp kwartalny

Kwartalny dostęp do TygodnikPowszechny.pl
  • Natychmiastowy dostęp
  • 92 dni dostępu = aż 13 numerów Tygodnika
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
89,90 zł
© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]
Lekarz, popularyzator wiedzy o medycynie i jej historii. Współpracuje z „Tygodnikiem” od 2018 r. Kontakt z autorem na twitterze: twitter.com/KabalaBartek 

Artykuł pochodzi z numeru Nr 29/2021