Antibiotikaresistens er et verdensomspennende problem i den grad det er en alvorlig risiko for at vanlige infeksjoner snart vil bli ubehandlet. I mellomtiden utviklet vaksiner seg for nesten et århundre siden fortsatt beskytte oss mot dødelige sykdommer. Hva kan forklare denne forskjellen?

Bakterier har utviklet resistens mot alle antibiotika som noen gang er utviklet. Noen ganger skjedde dette veldig kort tid etter at et antibiotikum først ble introdusert. Det tok bare seks år for resistens mot penicillin, det første antibiotikumet, som ble utbredt på britiske sykehus.

Men resistens mot vaksiner har bare skjedde sjelden. Og vaksiner har hjulpet oss med å utrydde kopper og forhåpentligvis snart også polio. En tidligere studie foreslått to overbevisende argumenter for å forklare dette fenomenet, ved å fremheve avgjørende forskjeller mellom mekanismene til medikamenter og vaksiner.

Men først, la oss forklare hva vi mener med motstand og hvordan den oppstår. Under en infeksjon formerer virus og bakterier seg raskt. I prosessen kopierer de genetisk materiale millioner av ganger. Mens du gjør det, skjer det ofte feil, og hver feil endrer genomet deres litt. Disse feilene kalles mutasjoner.

Oftere enn ikke har mutasjoner liten eller ingen effekt eller er svært skadelig for virusets effektivitet. Men noen ganger – svært sjelden – kan patogener være heldige, og en mutasjon kan forhindre at et antibiotikum kommer inn i en celle eller endre stedet der et medikament eller et antistoff binder seg, og hindre dem i å virke. Vi kaller disse "motstands-" eller "unnslippe"-mutasjoner.

Første forskjell: antall mål

Vaksiner virker ved å introdusere en ufarlig del av et patogen, kalt et antigen, i kroppen. De trener immunsystemet vårt til å produsere Y-formede proteiner, eller antistoffer, som binder seg spesifikt til dem. De stimulerer også produksjonen av spesifikke hvite blodceller kalt T-celler, som kan ødelegge infiserte celler og bidra til å produsere antistoffer.

Ved å binde seg til antigener kan antistoffer bidra til å ødelegge patogener eller stoppe dem fra å komme inn i celler. Immunsystemet vårt lager også ikke bare et enkelt antistoff, men opptil hundrevis av forskjellige antistoffer – eller epitoper – som hver retter seg mot forskjellige deler av antigenet.

Til sammenligning er legemidler, som antibiotika eller antivirale midler, vanligvis små molekyler som hemmer et spesifikt enzym eller protein, uten hvilke et patogen ikke kan overleve eller replikere. Som et resultat krever medikamentresistens vanligvis bare å mutere et enkelt sted. På den annen side, selv om det ikke er umulig, er sannsynligheten for at rømningsmutasjoner utvikler seg for alle, eller til og med de fleste, epitoper målrettet av antistoffer forsvinnende liten for de fleste vaksiner.

 Mens antibiotika vanligvis bare har ett mål, skaper vaksiner flere antistoffer som binder seg til en annen del av et antigen, noe som gjør utviklingen av resistens vanskeligere. Célia Souque

Med legemidler kan man på samme måte redusere sannsynligheten for resistens ved å bruke flere samtidig – en strategi som kalles kombinasjonsbehandling – som brukes til å behandle HIV og tuberkulose. Du kan tenke på at antistoffene i kroppen din virker som en enormt kompleks kombinasjonsterapi, med hundrevis av litt forskjellige medikamenter, og reduserer dermed sjansen for resistensutvikling.

Andre forskjell: antall patogener

En annen viktig forskjell mellom antibiotika og vaksiner er når de brukes og hvor mange patogener som finnes. Antibiotika brukes til å behandle en allerede etablert infeksjon når millioner av patogener allerede er i kroppen. Men vaksiner brukes som forebygging. Antistoffene de lager kan virke helt i begynnelsen av en infeksjon når antallet patogener er lavt. Dette har viktige konsekvenser, da motstand er et tallspill. En resistensmutasjon vil neppe oppstå under replikasjonen av noen få patogener, men sjansene øker etter hvert som flere patogener er tilstede.

 Jo flere patogener som er tilstede under en infeksjon, jo mer sannsynlig er det at en resistensmutasjon kan oppstå. Célia Souque

Dette betyr ikke at resistens mot vaksiner aldri utvikler seg: et godt eksempel er influensa. Takket være den høye mutasjonshastigheten kan influensaviruset raskt akkumulere nok mutasjoner til at antistoffer kanskje ikke gjenkjenner det lenger - en prosess som kalles "antigen drift". Dette forklarer delvis hvorfor influensavaksinen må endres hvert år.

Hva forteller dette oss om vaksiner mot SARS-CoV-2? Bør vi være bekymret for at de nye vaksinene mister effektivitet? Heldigvis, det nye koronaviruset har en korrekturlesemekanisme som reduserer feilene den gjør når den replikerer genomet, og betyr at mutasjoner oppstår mye sjeldnere enn ved influensavirus.

Dessuten er det bekreftet at både Oxford / AstraZeneca og Pfizer / BioNTech vaksiner kan effektivt stimulere antistoffer som binder seg til flere epitoper, noe som bør bremse resistensutviklingen.

Men vi bør fortsatt være forsiktige. Som nevnt tidligere har tall betydning når det kommer til motstand. Jo flere virus som finnes – som i en raskt voksende pandemi – jo mer sannsynlig er det at man kan treffe jackpotten og utvikle mutasjoner som resulterer i en betydelig innvirkning på vaksinens effektivitet. Hvis det er tilfelle, kan en ny versjon av vaksinen være nødvendig for å lage antistoffer mot disse muterte virusene. Dette er også grunnen til at forsøk på å holde infeksjonstall lavt gjennom forebygging og kontaktsporing er avgjørende for å holde vaksiner i drift så lenge som mulig.

Om forfatteren

Celia Souque, postdoktor, mikrobiologi, University of Oxford og Louis du Plessis, Postdoktorforskningsassistent, University of Oxford

bøker_helse

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.