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Por que não temos vacinação contra todas as doenças causadas por micróbios?


As pessoas podem ser vacinadas contra certas doenças. O princípio da vacinação é usar carga viva atenuada ou inativada. Minha pergunta é - por que não temos vacinação contra todas as doenças causadas por micróbios?


Principalmente análise de custo / benefício. O uso de vacinas tem um custo, tanto em dólares quanto em risco. Esse custo pode ser muito baixo (vacinas seguras e baratas, como a vacina contra o sarampo) ou pode ser relativamente alto (a vacina contra a varíola é relativamente arriscada, com cerca de 1 em 300.000 chances de efeitos colaterais moderados a graves); mas sempre há algum custo.

As vacinas podem não ter nenhum benefício significativo. Eu moro na área urbana dos EUA; é improvável que uma vacina contra o Ebola me traga qualquer benefício (na situação atual em 2019). Muito poucas pessoas em 2019 têm uma chance significativa de serem expostas à varíola, já que ela está extinta na natureza; o benefício da vacina universal contra a varíola seria pequeno.

Portanto, se o risco de uma vacina for maior do que o benefício, a aplicação da vacina seria mais prejudicial do que benéfica. Esse cálculo é feito rotineiramente, e sabe-se que as vacinas que as pessoas recebem são aquelas que conferem mais benefícios do que riscos.

Na verdade, com as vacinas, o benefício precisa ser Muito de maior do que o risco, porque com as vacinas o benefício é invisível (nada acontece - você não morre de sarampo) enquanto o risco é algo que acontece. Normalmente, as relações benefício / custo da vacina são muito altas, por esse motivo.

O custo monetário também é um fator. Pode parecer difícil pensar que salvar a vida de uma criança com uma vacina tem um preço, mas em algum ponto o suprimento finito de dinheiro pode ser usado com mais eficácia em outro lugar. Se uma vacina em particular custa um bilhão de dólares e acaba salvando uma vida, esse é o melhor uso do dinheiro? Poderia ser mais bem gasto em nutrição, saneamento, etc?

Isso se aplica a algumas doenças. Existem, nos laboratórios acadêmicos e nos freezers das empresas farmacêuticas, vacinas contra muitos patógenos que não estão sendo utilizadas, porque o custo é alto demais para o benefício. Essa é uma equação que muda o tempo todo; ela se aplicou às vacinas de Ebola em um ponto, mas diante de um surto de Ebola, essas vacinas - nessas áreas - agora são econômicas.

Finalmente, há um punhado de patógenos para os quais uma boa vacina a preços razoáveis ​​seria certamente econômica (HIV, malária, tuberculose, por exemplo), mas para os quais não existem boas vacinas a preços razoáveis, porque às vezes as vacinas são realmente difícil de fazer.


Eu suspeito que seja porque nem todas as doenças causadas por micróbios podem ser tratadas com vacinas. Por exemplo, as vacinas não são tão eficazes em micróbios que causam infecções de pele porque os anticorpos gerados pela vacinação viajam no sangue e alguns micróbios danificam a pele e os tecidos próximos sem entrar no sistema circulatório para serem detectados pelo sistema imunológico por meio de anticorpos.

Além disso, quando as bactérias atingem o sistema circulatório do sangue, elas causam choque séptico à medida que o corpo responde com uma resposta inflamatória ao micróbio e às toxinas que ele produz, o que pode ser fatal. Mas a quantidade de micróbios que podem causar sepse é extremamente diversa: bactérias (Gram negativas e positivas), fungos, vírus e parasitas; às vezes acontece em combinação de micróbios [1]. Parece impraticável e ineficiente projetar vacinas contra todos os micróbios que causam doenças, porque parece que qualquer coisa que possa proliferar no sangue causará doenças. Os micróbios podem até causar sepse sem ir para o sangue [1].

Referência: [1] Sepse e choque séptico: estratégias atuais de tratamento e novas abordagens. Gizem Polat, Rustem Anil Ugan, […] e Zekai Halici. Eurasian J Med. 2017


Resistência aos antibióticos: por que a vacinação é importante

As vacinas podem ajudar a limitar a propagação da resistência aos antibióticos.

O aumento global de doenças causadas por bactérias resistentes a medicamentos, devido ao uso excessivo e incorreto de antibióticos, é um grande problema de saúde pública. É mais difícil e caro tratar infecções resistentes a antibióticos e as pessoas nem sempre se recuperam.

A vacinação de humanos e animais é uma forma muito eficaz de impedir que sejam infectados e, assim, evitar a necessidade de antibióticos.

Fazer melhor uso das vacinas existentes e desenvolver novas vacinas são maneiras importantes de combater a resistência aos antibióticos e reduzir doenças evitáveis ​​e mortes.

A expansão do uso de vacinas existentes reduzirá o uso de antibióticos e o desenvolvimento de resistência.

Por exemplo, se todas as crianças do mundo recebessem uma vacina para protegê-las da infecção com Streptococcus pneumoniae bactérias (que podem causar pneumonia, meningite e infecções do ouvido médio), isso evitaria cerca de 11 milhões de dias de uso de antibióticos a cada ano.

As vacinas contra vírus, como a gripe, também têm um papel a desempenhar, porque as pessoas costumam tomar antibióticos desnecessariamente quando apresentam sintomas como febre, que pode ser causada por um vírus.

O desenvolvimento e o uso de novas vacinas para prevenir doenças bacterianas podem reduzir ainda mais o desenvolvimento de resistência.

Os antibióticos são atualmente a intervenção médica padrão para doenças comuns, como o Grupo A Estreptococo (que causa a & ldquostrep garganta & rdquo), para a qual ainda não temos vacinas.

Também precisamos de vacinas para impedir que as pessoas contraiam doenças causadas por bactérias que agora são freqüentemente resistentes a antibióticos. Por exemplo, há uma disseminação alarmante de tuberculose multirresistente (MDR-TB). Em 2015, cerca de 480.000 pessoas foram infectadas com MDR-TB.

Da mesma forma, novas vacinas direcionadas Staphylococcus aureus (que causa infecções na pele e nos tecidos moles), Klebsiella pneumoniae (que causa pneumonia e infecções da corrente sanguínea e do trato urinário), Clostridium difficile (que causa doenças diarreicas) e muitos outros podem proteger as pessoas contra doenças que são cada vez mais difíceis de tratar.

Desenvolver novas vacinas e fazer com que sejam usadas de maneira adequada é demorado e complexo. A comunidade científica precisa priorizar quais novas vacinas teriam maior impacto na resistência aos antibióticos e promover o investimento nessas vacinas.


Vacinas: o desafio global para a microbiologia

As vacinas são feitas de micróbios mortos ou inativos, e esses micróbios estimulam uma resposta imunológica para proteger contra doenças. As vacinas não apenas protegem os inoculados, mas também podem fornecer imunidade coletiva. Esta seção descreve o papel crucial que a vacinação desempenha na saúde.

A importância vital das vacinas

Norman K. Fry

Como as manchetes da mídia cada vez mais nos lembram, a prevenção, o controle e a eliminação de doenças evitáveis ​​por vacinas (VPDs) realmente apresentam desafios globais. Relatórios recentes de surtos de sarampo em Samoa, a batalha para recuperar o status de livre da pólio em vários países e os enormes esforços para tornar uma das doenças mais mortais do mundo (Ebola) evitável e curável, todos ilustram a importância vital das vacinas.

Depois da água potável, a vacinação é a intervenção de saúde pública mais eficaz no mundo para salvar vidas e promover a boa saúde. Em 2019, a Organização Mundial da Saúde (OMS) reafirmou seu compromisso com a prevenção e o controle das doenças transmissíveis, incluindo os VPDs. Na lista da OMS de ameaças à saúde global em 2019 & rsquo, VPDs, vacinas e fatores que podem confundir seu fornecimento bem-sucedido aparecem na maioria deles.

O sucesso da vacinação no último século na redução de mortes e doenças causadas por doenças infecciosas foi dramático. Muitas infecções virais e bacterianas que historicamente afetaram bebês e crianças de maneira desproporcional foram reduzidas significativamente graças aos programas nacionais de imunização. No entanto, não podemos ser complacentes. Conflitos que levam ao colapso das infraestruturas de serviços de saúde e sistemas de distribuição, migração em massa, movimento de pessoas deslocadas (dramaticamente ilustrado pela crise de refugiados Rohingya em 2017), desinformação sobre vacinas e hesitação podem minar o controle de VPDs.

Esta edição contém artigos sobre vacinação contra o papilomavírus humano (HPV), imunidade de rebanho e desenvolvimento e produção de vacinas. No Reino Unido, a vacina contra o HPV foi oferecida a todas as meninas no 8º ano escolar por mais de dez anos e continuou a atingir uma cobertura vacinal muito alta, apesar do declínio na aceitação em outros países europeus. A partir de setembro de 2019, o programa foi expandido, com meninos do 8º ano agora oferecendo a vacina ao lado de meninas para ajudar a acelerar a proteção de meninos e meninas contra cânceres relacionados ao HPV.

As tecnologias inovadoras estão agora desempenhando um papel essencial no desenvolvimento de novas vacinas, e a esperança para o futuro é que mais doenças se tornem evitáveis ​​com vacinas em todas as faixas etárias.

Fig. 1. A figura mostra o desenvolvimento histórico de vacinas e a introdução de programas de vacinas de rotina no Reino Unido. Com a gentil permissão da Public Health England.

Leitura adicional

Nature News. Faça do Ebola uma coisa do passado & rsquo: primeira vacina contra vírus mortal aprovada em 2019. https://www.nature.com/articles/d41586-019-03490-8 [acesso em 14 de fevereiro de 2020].

Serviço Nacional de Saúde. Visão geral da vacina HPV 2017. https://www.nhs.uk/conditions/vaccinations/hpv-human-papillomavirus-vaccine/ [acessado em 14 de fevereiro de 2020].

Public Health England. Por que vacinar? 2014. https://publichealthmatters.blog.gov.uk/2014/05/01/why-vaccinate/ [acesso em 14 de fevereiro de 2020].

Wellcome Trust. Esta é a década que tornamos uma das doenças mais mortais do mundo, evitável e curável em 2019. https://wellcome.ac.uk/news/decade-we-made-one-worlds-deadliest-diseases-preventable-and-curable [acesso 14 de fevereiro de 2020].

Organização Mundial da Saúde. Décimo terceiro programa geral de trabalho 2019 e minus2023 2018. https://www.who.int/about/what-we-do/thirteenth-general-programme-of-work-2019&ndash2023 [acesso em 14 de fevereiro de 2020].

Organização Mundial da Saúde. Dez ameaças à saúde humana em 2019 2019. https://www.who.int/emergencies/ten-threats-to-global-health-in-2019 [acesso em 14 de fevereiro de 2020].

Norman K. Fry

Divisão de imunização e contramedidas, Public Health England & ndash National Infection Service, Londres, Reino Unido

Norman Fry é um Cientista Clínico Consultor e Líder de Vigilância Laboratorial para Bactérias Preventíveis por Vacinas na Divisão de Imunização e Contramedidas, Public Health England & ndash National Infection Service, Londres. Ele é chefe da Seção de Bactérias Evitáveis ​​por Vacinas, que hospeda os Laboratórios de Referência Nacionais para Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Bordetella pertussis e difteria. Seu laboratório também hospeda o Centro de Colaboração da Organização Mundial da Saúde (OMS CC) para Streptococcus pneumoniae e Haemophilus influenzae (Chefes: N.K. Fry e D. Litt) e OMS CC para difteria e infecções estreptocócicas (Chefe: Prof. A. Efstratiou). Norman também é co-editor-chefe de um dos periódicos da Microbiology Society, o Journal of Medical Microbiology.

Por que a microbiologia é importante?

Desde que este artigo foi escrito, um novo coronavírus (mais tarde denominado SARS-CoV-2) foi considerado responsável por um surto de pneumonia que começou na cidade de Wuhan, província de Hubei, China. Devido à rápida disseminação desse vírus, a Organização Mundial da Saúde (OMS) declarou Emergência de Saúde Pública de Preocupação Internacional e posteriormente fez a avaliação de que a doença causada por esse vírus, denominada COVID-19, pode ser caracterizada como uma pandemia.

Se alguma vez houve uma resposta para a questão de por que a microbiologia é importante, esta certamente é uma. No entanto, também não devemos nos esquecer das outras doenças infecciosas, especialmente aquelas para as quais atualmente temos vacinas, e devemos continuar a manter uma boa aceitação da vacina para elas.

Como você está se esforçando para monitorar a eficácia da vacinação na esperança de que ela possa controlar doenças?

Trabalhamos em estreita colaboração com nossos colegas da Public Health England e do National Health Service (incluindo cientistas, epidemiologistas e microbiologistas médicos consultores) para definir surtos, descrever a epidemiologia de cepas circulantes e identificar vias de transmissão. Também colaboramos com o meio acadêmico e outras organizações de saúde pública, nacional e internacionalmente, e estamos ativamente envolvidos com várias redes europeias de laboratórios e epidemiologia. Para monitorar a eficácia da vacinação nacionalmente, é essencial ter dados laboratoriais e epidemiológicos de alta qualidade. Esses dados também são usados ​​para informar quaisquer mudanças potenciais na política de vacinas, seguindo a aprovação e recomendação do Comitê Conjunto de Vacinação e Imunização (JCVI), um comitê de especialistas departamentais independente e órgão estatutário que assessora os departamentos de saúde do Reino Unido sobre imunização.

Vacinação contra HPV e imunidade de rebanho

Kate Cuschieri e Heather Cubie

Os papilomavírus (PVs) são vírus antigos e intrigantes. Os biólogos ficaram fascinados, desafiados e perplexos com as verrugas durante séculos. Em 1842, o Dr. Rigoni Stern, um médico veronês, comentou sobre a diferença nas lesões cervicais em freiras católicas em comparação com mulheres casadas. Claro, naquela época o elemento transmissível ao câncer cervical era desconhecido, mas a observação foi astuta. No entanto, só depois que Harald Zur Hausen e sua equipe descobriram as ligações fundamentais entre certos tipos de papilomavírus humano (HPV) e o câncer cervical, pelo qual ele mais tarde recebeu o Prêmio Nobel, isso se tornou mais do que um interesse de nicho. Na verdade, o estabelecimento de uma etiologia viral para quase todos os cânceres cervicais pavimentou o caminho para uma das intervenções de saúde pública global mais influentes da história moderna: a imunização contra o HPV.

Vacinas contra o HPV: os blocos de construção

É conhecido há várias décadas que as proteínas de vírus podem se auto-reunir em partículas semelhantes a vírus (VLPs), tanto natural quanto sinteticamente por meio de expressão, fornecendo um sistema de entrega inestimável para vacinas. VLPs são essencialmente conchas vazias que & lsquolook a parte & rsquo do sistema imunológico. Eles produzem uma forte resposta de anticorpos neutralizantes, consideravelmente mais potentes do que as respostas eliciadas por infecção natural, mas são incapazes de replicação. A descoberta em 1990 por Jian Xhou e Ian Frazer em Brisbane de que as duas proteínas estruturais do HPV podiam se automontar em VLPs foi um grande avanço e rapidamente levou ao investimento no desenvolvimento de vacinas contra o HPV.

Inicialmente, vacinas de valência única contendo apenas VLPs do HPV 16 foram testadas. Elas precederam as vacinas bivalente (Cervarix da GSK) e quadrivante (Gardasil 4 da SPMSD), que conferem proteção contra o HPV 16 e 18, tipos associados a cerca de 70% dos cânceres cervicais. Gardasil 4 também oferece proteção contra o HPV 6 e 11, que causam cerca de 90% das verrugas genitais. A proteção cruzada foi demonstrada contra tipos de HPV não vacinais, mais notavelmente pela Cervarix para HPV 31, 33 e 45. Mais recentemente, foi licenciada uma vacina não valente (Gardasil 9 de SPMSD) que confere proteção contra HPV 16, 18, 31, 33 , 45, 52 e 58, bem como HPV 6/11, e prevê-se que proteja diretamente contra 90% dos tipos que causam câncer cervical. O HPV 16 tem etiologia comprovada em cânceres não cervicais, a saber, os da vagina, vulva, pênis, ânus e orofaringe (Fig. 1), portanto, claramente as vacinas têm um alcance para proteção contra o câncer além do colo do útero.

Introdução e evolução da vacina contra o HPV nos programas nacionais

Desde 2006, 115 países introduziram a imunização contra o HPV como pilotos nacionais ou programas em grande escala e a vacina agora é listada como um medicamento essencial pela OMS. A captação tem variado e depende de recursos, prioridades de saúde concorrentes e percepções de danos em relação aos benefícios. A Austrália foi o primeiro país a oferecer um programa nacional de imunização contra o HPV em 2007, com vários países seguindo o exemplo, incluindo o Reino Unido em 2008. Inicialmente, a maioria dos programas era apenas para mulheres, mas cada vez mais homens também recebem a vacina. A vacinação de gênero neutro não tem sido universalmente elogiada, particularmente onde o consumo feminino é alto e, especialmente, com a demanda global por vacinas superando a oferta. Os proponentes afirmam que a vacinação de meninos acelera e mantém a imunidade do rebanho.

Além disso, além das verrugas genitais, os homens também carregam o fardo do câncer de pênis, ânus e orofaringe associado ao HPV. Embora esses cânceres não sejam comuns, eles têm uma alta morbidade e, o que é mais importante, sua incidência está aumentando.

Os dados dos primeiros ensaios clínicos randomizados (RCTs) de vacinas contra o HPV foram baseados em regimes de três doses e se tornaram a norma para programas de implementação. Agora, esquemas de duas doses & lsquoprime-boost & rsquo são comuns e, com base em estudos de ponte que mostraram que os níveis de anticorpos após duas doses não foram inferiores aos associados à eficácia clínica, foram recomendados pela OMS desde 2014. Mais recentemente, a análise dos RCTs indica que mesmo uma única dose pode ser protetora contra a infecção por HPV, e estudos prospectivos estão em andamento para investigar isso de forma mais abrangente. Dados os desafios da vacinação, particularmente em países de baixa e média renda (LMIC), onde 80% do fardo da doença se manifesta, este é um esforço oportuno e estimulante.

A eficácia das vacinas contra o HPV ao nível da população

O impacto da imunização contra o HPV foi profundo. No Reino Unido, uma redução de 90% da infecção específica do tipo de HPV (Fig. 2) em mulheres que receberam a vacina aos 14 anos foi refletida por um equivalente

Redução de 90% nas lesões cervicais de alto grau.

O impacto também está sendo observado na clínica, onde o número de procedimentos necessários para a remoção das lesões cervicais diminuiu ao longo do tempo na era da vacinação. Agora estamos tentadoramente perto de mostrar redução, não apenas em doenças, mas em cânceres invasivos.

Proteção de rebanho

Evidências de proteção de rebanho foram acumuladas para vacinas quadrivalentes e bivalentes. Um dos primeiros sinais importantes foi a redução das verrugas genitais em homens heterossexuais como consequência do então programa de vacinação apenas para mulheres na Austrália. Na Escócia, onde as taxas de absorção da vacina têm sido de 80 e 90% desde 2008, infecção do tipo vacina de HPV e doença de alto grau em meninas de 20 anos, oferecido a vacina contra o HPV aos 13 e 14 anos é a mesma, independentemente do status de imunização. Como acontece com qualquer programa de imunização, a alta absorção deve ser encorajada para garantir o máximo de benefícios em nível populacional. Além disso, os homens que fazem sexo com homens (HSH) têm muito menos probabilidade de obter proteção do rebanho com programas exclusivos para mulheres, embora corram um risco adicional de doenças associadas ao HPV em comparação com os homens que fazem sexo apenas com mulheres. Alguns países, portanto, introduziram programas oportunistas para HSH, incluindo o Reino Unido em 2017, com sistemas de monitoramento em vigor para avaliar o impacto.

Novas tecnologias para enfrentar os desafios globais

Há uma escassez global de todas as vacinas contra o HPV, com novas instalações de produção em construção. No entanto, a vacina contra o HPV continua sendo uma das vacinas mais caras já desenvolvidas e, em alguns LMIC, especialmente na África e na Ásia, os tipos de HPV além do HPV 16/18 contribuem significativamente para os casos de câncer, sugerindo que nem todas as vacinas terão eficácia equivalente em diferentes países. Novas tecnologias são necessárias, e rapidamente, se o mundo quiser responder ao apelo da OMS por uma ação global coordenada para eliminar o câncer cervical [Dr. Tedros Ghebreyesus, Diretor Geral da OMS, 19 de maio de 2018] A China e a Índia têm vacinas contra o HPV em teste, o que deve fornecer alternativas e reduzir os custos. Colaborações inovadoras entre empresas em países em desenvolvimento e fabricantes de vacinas mais estabelecidos criarão mais oportunidades e competição.

Conclusão

Como resultado de imensos esforços na produção, distribuição e monitoramento do impacto da imunização contra o HPV e da imunidade de rebanho em países de alta renda, a eliminação global do câncer cervical pode estar no horizonte, mas exigirá investimento em grande escala para fornecer alta cobertura do HPV vacina para meninas pré-sexualmente ativas e provavelmente meninos vontade política e ação global para atender aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas (ODS) de saúde para todos e igualdade de gênero e maior investimento global em exames cervicais para mulheres com mais de 30 anos para alcançar alta cobertura populacional para pelo menos nas próximas duas décadas.

Leitura adicional

Drolet M, B & eacutenard & Eacute, P & eacuterez N, Brisson M (em nome do HPV Vaccination Impact Study Group). Impacto em nível de população e efeitos de rebanho após a introdução de programas de vacinação contra papilomavírus humano: revisão sistemática atualizada e meta-análise. Lanceta 2019394: 497 e ndash509. DOI: 10.1016 / S0140-6736 (19) 30298-3.

Kavanagh K, Pollock KG, Cuschieri K, Palmer T, Cameron RL et al. Mudanças na prevalência do papilomavírus humano após um programa nacional de vacinação contra o papilomavírus humano bivalente na Escócia: um estudo transversal de 7 anos. Lancet Infect Dis 201717: 1293 e ndash1302. DOI: 10.1016 / S1473-3099 (17) 30468-1.

Plummer M, de Martel C, Vignat J, Ferlay J, Bray F et al.Carga global de câncer atribuível a infecções em 2012: uma análise sintética. Lancet Glob Health 20164: e609 e ndash616. DOI: 10.1016 / S2214-109X (16) 30143-7.

de Sanjose S, Brotons M, LaMontagne DS, Bruni L. Impacto da doença da vacina do papilomavírus humano além das expectativas. Curr Opin Virol 201939: 16 e ndash22. DOI: 10.1016 / j.coviro.2019.06.006.

Schwarz E, Freese UK, Gissmann L, Mayer W, Roggenbuck B et al. Estrutura e transcrição de sequências de papilomavírus humano em células de carcinoma cervical. Nature 1985314: 111 e ndash114. DOI: 10.1038 / 314111a0.

Catherine (Kate) Cuschieri

Laboratório Escocês de Referência de HPV, Departamento de Medicina Laboratorial, 51 Little France Crescent, Edimburgo EH16 4SA, Reino Unido

Kate Cuschieri é Cientista Clínica Consultora e atual Diretora do Laboratório Escocês de Referência de HPV. Ela também lidera o grupo de pesquisa de HPV e o Scottish HPV Archive da Universidade de Edimburgo. Ela esteve envolvida no monitoramento do impacto da vacina contra HPV na infecção e doenças associadas no Reino Unido.

Heather Cubie

Global Health Academy, Universidade de Edimburgo, Edimburgo EH8 9AG, Reino Unido

Heather Cubie era uma Cientista Clínica Consultora em Virologia. Ela foi diretora fundadora do Scottish HPV Reference Laboratory e do Scottish HPV Archive, aposentou-se em 2014 e atualmente é consultora sênior da Global Health Academy da Universidade de Edimburgo. Ela também dedica muito tempo ao envolvimento em programas de redução do câncer cervical no Malaui.

Por que a microbiologia é importante?

Kate: De uma perspectiva clínica, o controle da infecção continua sendo de extrema relevância para a saúde global, incluindo a prevenção por meio de imunização e intervenções de saúde pública. Surtos infecciosos recentes na primeira parte do século 21 continuam a enfatizar isso. Diversos conhecimentos microbiológicos são necessários para enfrentar os desafios impostos pelas infecções, incluindo cientistas básicos que podem delinear mecanismos de patogenicidade, epidemiologistas que podem mapear infecções e surtos e ndash e cientistas da área de saúde e microbiologistas clínicos que podem apoiar os pacientes afetados por meio de testes laboratoriais e atendimento direto.

Quais habilidades são exigidas em sua posição no dia a dia?

Kate: Atualmente sou Diretora do Laboratório Escocês de Referência do Papilomavírus Humano (HPV), onde oferecemos um serviço nacional especializado para testes de HPV. Eu sou um cientista clínico consultor, então em termos de qualificações eu tenho um PhD, tornei-me registrado no Conselho de Profissões de Saúde e Cuidados (HCPC) e ganhei o FRCPath por publicação. Como o laboratório atua como um centro de testes e também conselhos sobre & lsquothings-HPV & rsquo, o conhecimento contemporâneo da área de assunto é claramente necessário. Além disso, tenho a sorte de poder interagir e colaborar com vários grupos multidisciplinares que fazem interface com o HPV, incluindo aqueles envolvidos no rastreamento cervical, equipes de imunização de saúde pública, oncologistas clínicos, especialistas em garantia de qualidade e acadêmicos / pesquisadores básicos. Também gerencio funcionários do NHS e da universidade e apoio no treinamento e desenvolvimento de alunos e funcionários dentro e fora da esfera da microbiologia. Outras habilidades necessárias são a iniciação e entrega de auditoria e pesquisa adequadas, a capacidade de contribuir para exercícios nacionais que se relacionam com a gestão da infecção por HPV e doenças associadas e, finalmente (mas importante para um laboratório de serviço!) A aplicação de sistemas de gestão de qualidade para apoiar testes de laboratório clínico.

Desenvolvimento e produção de vacinas

Vanessa Terra e Brendan Wren

As vacinas têm sido um dos grandes sucessos da humanidade no combate a doenças infecciosas. No entanto, apesar de seu sucesso comprovado, as vacinas continuam indisponíveis para a maioria dos patógenos bacterianos. De forma alarmante, isso inclui o grupo de patógenos ESKAPE multirresistentes a antibióticos (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa e Enterobacter espécies). Além disso, há uma necessidade urgente de vacinas de resposta de emergência após desastres naturais ou conflitos civis (por exemplo, Vibrio cholerae) e para agentes biológicos que podem ser liberados para fins nefastos (por exemplo Francisella tularensis, Bacillus anthracis e Burkholderia pseudomallei). Mesmo se vacinas estiverem disponíveis, como vacinas de glicoconjugado que previnem meningite e pneumonia, elas costumam ser caras demais para serem usadas em locais de poucos recursos, onde são extremamente necessárias.

Vacinas glicoconjugadas para doenças bacterianas

As vacinas atualmente comercializadas incluem várias formulações diferentes que são eficazes na maioria dos países de alta renda. Estes incluem vacinas de componentes (tétano e difteria), vacinas baseadas em vesículas de membrana externa usadas na prevenção da meningite do grupo B (por exemplo, Bexsero), vacinas virais atenuadas vivas (como a vacina MMR) e vacinas de glicoconjugado (Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae e Haemophilus influenzae b). Os últimos são mais desejáveis ​​onde os glicanos (por exemplo, antígenos O e cápsulas) estão covalentemente ligados a proteínas transportadoras. Eles induzem respostas dependentes de células T que são duradouras e são altamente eficazes em bebês e idosos, com um histórico de segurança notável. Essas vacinas são endossadas pela Organização Mundial da Saúde, que recomenda o desenvolvimento de vacinas de glicoconjugado para mais doenças bacterianas. No entanto, o uso das proteínas carreadoras atuais (toxóides diftérico e tetânico) significa que novas proteínas carreadoras precisam ser desenvolvidas para evitar a competição cruzada entre diferentes vacinas de glicoconjugado.

Conjugação química

O desenvolvimento de novas vacinas glicoconjugadas continua em ritmo acelerado. Por exemplo, as vacinas TypBar-TCV e Zydus Cadila que protegem contra a febre entérica causada por Salmonella typhi foram licenciados em 2013 e 2017, respectivamente. Ambas as vacinas conjugam quimicamente a cápsula Vi ao toxóide tetânico e são eficazes em bebês. Estratégias alternativas incluem a produção de polissacarídeos independente do patógeno hospedeiro, incluindo síntese química e enzimática de polissacarídeos. A síntese orgânica tem sido usada para produzir oligossacarídeos bacterianos suficientes para novas vacinas contra H. influenzae b (Quimi-Hi) e Shigella flexneri sorotipo 2a, que estão atualmente em ensaios clínicos de fase I. A montagem automatizada de glicano é outro método usado para gerar polissacarídeos independentemente do tratamento das bactérias patogênicas. Esta abordagem acoplada a glicoarrays tem sido instrumental na identificação de epítopos de antígenos polissacarídicos que foram usados ​​para determinar epítopos oligossacarídeos ideais de sorotipos excluídos atualmente S. pneumoniae vacinas de glicoconjugado. Uma abordagem alternativa para a produção de um polissacarídeo é por montagem enzimática. Independentemente de como o polissacarídeo é gerado, todas essas abordagens requerem a necessidade de conjugação química com a proteína transportadora. As desvantagens das vacinas glicoconjugadas sintetizadas quimicamente são que elas são caras para fabricar (devido a várias etapas de controle de qualidade), elas nem sempre cobrem totalmente a variação da cepa / sorotipo e não têm flexibilidade no acoplamento de proteínas transportadoras alternativas aos glicanos.

Bioconjugação

Uma alternativa à conjugação química é a tecnologia de acoplamento de glicano de proteína (PGCT) ou bioconjugação que produz vacinas de glicoconjugado recombinante em Escherichia coli células que atuam como minifábricas para a produção de vacinas purificadas em uma única etapa. A produção recombinante de vacinas glicoconjugadas em E. coli tem muitas vantagens, incluindo (i) nenhum requisito para lidar com bactérias patogênicas, (ii) flexibilidade no projeto de combinações de proteína transportadora / glicano para vacinas de glicoconjugado feitas sob medida e (iii) simplicidade do processo significa que é de baixo custo. Os custos de produção reduzidos tornam isso acessível para países com poucos recursos e a simplicidade do processo de fabricação significa que as vacinas derivadas de PGCT podem ser produzidas nesses países, reduzindo ainda mais o custo das vacinas onde a demanda é maior.

As vacinas baseadas em PGCT atuais em desenvolvimento incluem o refinamento de S. pneumoniae vacinas com novas proteínas transportadoras do organismo hospedeiro e cobertura adicional de sorotipos, novas vacinas para F. tularensis, B. pseudomallei, Grupo A Streptococcus, K. pneumoniae, S. aureus, Shigella e E. coli. Alguns deles foram testados em ensaios clínicos de fase 2 e mostraram-se seguros e eficazes. Mais recentemente, vacinas derivadas de PGCT foram desenvolvidas para gado (por exemplo, aves, porcos e ruminantes), onde o baixo custo é fundamental. As vacinas de glicoconjugado não foram usadas anteriormente em animais, então, em uma irônica reviravolta, com mais de um bilhão de vacinas de glicoconjugado administradas a humanos anualmente, atuamos como as & lsquoguinea porquinhos & rsquo para animais.

Com o iminente apocalipse pós-antibiótico, mais do que nunca, o desenvolvimento de vacinas é uma obrigação. Em contraste com os humanos, o desenvolvimento de vacinas para animais foi retardado. Vacinas apropriadas para gado têm várias vantagens, incluindo prevenção de doenças em animais (e humanos para patógenos zoonóticos), prosperidade econômica e uma redução no uso de antibióticos para animais. Isso significa que a pesquisa, o desenvolvimento e a produção de novas vacinas para humanos e animais é uma busca oportuna e continuará a ser um imperativo global.

Brendan Wren

Escola de Higiene e Medicina Tropical de Londres (LSHTM), Keppel Street, London WC1E 7HT, Reino Unido

Brendan Wren obteve um PhD em Química Biofísica na Universidade de Leicester e publicou artigos seminais sobre o efeito da radiação ionizante no DNA. Ele então assumiu uma posição de pós-doutorado em microbiologia médica e está na LSHTM há 20 anos. Ele pesquisa a glicosilação em patógenos bacterianos e desenvolve um & lsquoglycotoolbox & rsquo para glicosilação filogenômica comparativa e a evolução da virulência bacteriana e mecanismos de patogênese bacteriana. Esta pesquisa foi usada para desenvolver a glicoengenharia para aplicação na construção de vacinas de glicoconjugado recombinante acessível.

Vanessa Terra

Escola de Higiene e Medicina Tropical de Londres (LSHTM), Keppel Street, London WC1E 7HT, Reino Unido

Vanessa Terra é bioquímica formada em Portugal. She obtained a PhD at the University of Leicester, working on pneumococcal interactions with mucin. Then she moved to the LSHTM and started working on vaccine development more specifically protein glycan coupling technology (biological conjugation). Vanessa concentrates mostly on developing veterinary vaccines (PGCT), but also has an interest in the development of pneumococcal vaccines.

What advice would you give to someone starting out in this field?

Brendan: Follow what interests you and don&rsquot be frightened of new research topics.

Vanessa: The most valuable advice I think I can give is to be passionate, be curious, be observant, be stubborn and don&rsquot be afraid to explore &ndash most important discoveries were made when we were looking for something else!

Why does microbiology matter?

Brendan and Vanessa: Microbes are the great survivors and occupy most niches on the planet, from deep-sea vents to hot springs. Understanding how and why they thrive is a true voyage of discovery.

Thumbnail image: didesign021/iStock.

Find out more about 'Vaccines: the global challenge for microbiology' in our digital content hub.

Vaccines: the global challenge for microbiology

Vaccines are made from microbes that are dead or inactive so that they are unable to cause disease. Not only do vaccines protect individuals, they can also provide herd immunity. We will explore four key areas of vaccination, including how vaccines work, are produced, more about herd immunity and eradicating disease.


Study author, Pfizer refute claims

During his interview with Pierson, Bridle cited two things: a study accepted for publication in the peer-reviewed journal Clinical Infectious Diseases and a document about Pfizer's coronavirus vaccine.

But neither source backs up his claims.

Bridle said the May 20 study showed how spike proteins produced by coronavirus vaccines could linger in the bloodstream and cause cardiovascular damage. An author of that study says otherwise.

"My reading of the article you sent is Bridle is over-interpreting our results," David Walt, a professor at Harvard Medical School and the study's co-author, said in an email to USA TODAY.

The study measured proteins in plasma samples from 13 participants who received two doses of Moderna's coronavirus vaccine. It found that spike protein "was detectable in three of 13 participants an average of 15 days after the first injection."

As part of his June vaccination push, Biden announced an effort to recruit Black-owned barbershops and salons to promote COVID shots. USA TODAY

But those results don't indicate the coronavirus vaccines are dangerous. It suggests the vaccines are working as designed.

"Our study simply validated that the mRNA vaccine is translated into the protein it is designed to encode," Walt said. "Because our method is 100-1000 fold more sensitive than others, we detected VERY low concentrations of the protein in most vaccinated individuals."

The paper's authors hypothesized that could be due to the body's immune response. During that process, T cells kill other cells that present the spike protein, causing an "additional release of spike into the bloodstream."

That phenomenon isn't a cause for concern, Walt said.

"While it is true that the spike protein has 'superantigen' properties, which means it has the POTENTIAL to cause adverse effects, we know that it doesn’t cause these effects in many infected patients, it doesn’t cause many of these superantigen effects in most vaccinated individuals, and the levels are incredibly low in the blood, suggesting this shouldn’t be a concern," he said.

The second source Bridle cited during his interview is a "biodistribution study" obtained from the Japanese Pharmaceuticals and Medical Devices Agency. He said the study shows how the coronavirus spike protein circulates in the bloodstream of vaccinated individuals and accumulates in their organs.

Pfizer told USA TODAY the document, which is in Japanese, doesn't back up Bridle's claims.

"The document is a real (common technical document), though it’s not leaked – it’s part of the submission data applied by Pfizer to PMDA (Japan’s version of FDA) for its review," Kit Longley, senior manager of science media relations, said in an email. "The document is about the pharmacokinetics overview seen from lab studies and we can confirm it’s not about spike proteins from the vaccine resulting in dangerous toxins that linger in the body."


Fungi are widespread

Fungi can live in lots of different environments. The best-known fungi include yeast, mold and edible fungi like mushrooms. Just like bacteria, some fungi occur naturally on the skin or in the body. But fungi can also cause diseases.

Diseases caused by fungi are called mycoses. Common examples include athlete’s foot or fungal infections of the nails. Fungal infections can sometimes also cause inflammations of the lungs, or of mucous membranes in the mouth or on the reproductive organs, and become life-threatening for people who have a weakened immune system.

But humans have also benefited from the helpful qualities of some fungi. We owe the discovery of penicillin to a type of mold that is used to produce this antibiotic.


Is it true that a vaccine can cause the disease it was meant to protect against?

The answer depends on the type of vaccine. Only vaccines made from live viruses or bacteria carry any risk of transmitting a disease, and even then, the risk is very small and the symptoms are generally very mild.

All vaccines create immunity by introducing a substance that triggers the body's immune system to react and produce antibodies, but not all vaccines are the same. Some are made with live viruses or bacteria that have been greatly weakened. Others are made with bacteria or viruses that have been killed. And still others use only specific parts of the bacteria or viruses to stimulate the body's defenses.

Here are the basic types of vaccines:

Attenuated vaccines are made from live viruses and live bacteria that have been weakened, usually by repeated replication in a lab. Because these organisms are alive, it's possible for them to cause a very mild form of the disease. This happens very rarely, but that's why doctors are cautious about giving live vaccines to anyone with a weakened immune system, such as someone being treated for cancer.

Only vaccines made from live viruses or bacteria carry even a small risk of transmitting the actual disease. The following vaccines on the U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) immunization schedule for children are made from live viruses:

None of the other vaccines on the immunization schedule, including the polio shot, are made from live viruses or bacteria. (The oral polio vaccine is made from live viruses but is no longer used in the United States.)

Inactivated or killed vaccines are made from bacteria or viruses that have been killed by heat or chemicals. You can't catch a disease from an inactivated vaccine because the infectious agent can't reproduce, but the dead virus or bacteria is still enough to stimulate the body's immune system. The flu shot and injected polio vaccine are inactivated vaccines.

Component or fractional or subunit vaccines are inactivated vaccines that are made from just a part of the virus or bacteria. For the Hib vaccine, for example, part of the coating of the bacteria is introduced. This stimulates immunity against the bacteria itself. The hepatitis A and hepatitis B vaccines and the pneumoccocal vaccine are component vaccines. Partial viruses and bacteria are unable to reproduce or cause disease.

Toxoid vaccines contain a toxin or chemical made by the virus or bacteria and so protect against the harmful effects of infection rather than the actual infection. These vaccines include the DtaP vaccine, which protects against diphtheria, tetanus, and pertussis. Toxoid vaccines do not contain the virus or bacteria and cannot cause disease.


Sm-TSP-2 Schistosomiasis Vaccine

Also a genetically engineered vaccine that prevents infection for the intestinal form of the disease caused by Schistosoma mansoni. This parasite affects at least 70 million people and is widespread in Africa and Brazil.

We are working on a monovalent vaccine formulated on alum and a second adjuvant. We anticipate that an investigational new drug application for the vaccine will be filed with the U.S. Food and Drug Administration later this year and we are hopeful that the vaccine will undergo clinical testing at Baylor College of Medicine’s Vaccine Trial Evaluation Unit in collaboration with Baylor College of Medicine’s Drs. Wendy Keitel and Shital Patel.

The vaccine is supported by several organizations including the National Institute of Allergy and Infectious Diseases, the National Institutes of Health and Texas Children’s Hospital, but also Dr. Gary Michelson, the Blavatnik Family Foundation, and Mort and Chris Hyman.


Why doesn't the flu vaccine work sometimes?

New research on why the influenza vaccine was only modestly effective in recent years shows that your immune history with the flu has a lot to do with your response to the vaccine.

Low effectiveness of the flu vaccine is often blamed on problems with how the vaccine is designed and produced. Sometimes the flu strains chosen for the vaccine are a poor match for those that end up circulating in the public, especially in years when the H3N2 strain predominates. The majority of flu vaccines given around the world are also grown in eggs, which can cause the virus to mutate and differ from circulating strains, and thus become less protective.

In 2012-13, the H3N2 component of the flu vaccine was effective in just 39 percent of people. That season, public health officials believed that adaptations in egg-grown vaccines were the problem. But in a new study published this week in the journal Clinical Infectious Diseases, researchers from the University of Chicago, Harvard University and others show that poor immune responses, not egg adaptions, may explain the low effectiveness of the vaccine that year.

&ldquoEgg adaptations have variable effects,&rdquo said Sarah Cobey, PhD, assistant professor of ecology and evolution at UChicago and lead author of the study. &ldquoSometimes they matter and sometimes they don&rsquot, but what seems to make the most difference is immune history.&rdquo

A complicated immune system history

What&rsquos at play seems to be a phenomenon known as &ldquooriginal antigenic sin.&rdquo Flu vaccines are designed to get the immune system to produce antibodies that recognize the specific strains of the virus someone may encounter in a given year. These antibodies target unique sites on the virus, and latch onto them to disable it. Once the immune system already has antibodies to target a given site on the virus, it preferentially reactivates the same immune cells the next time it encounters the virus.

This is efficient for the immune system, but the problem is that the virus changes ever so slightly from year to year. The site the antibodies recognize could still be there, but it may no longer be the crucial one to neutralize the virus. Antibodies produced from our first encounters with the flu, either from vaccines or infection, tend to take precedence over ones generated by later inoculations. So even when the vaccine is a good match for a given year, if someone has a history with the flu, the immune response to a new vaccine could be less protective.

This story may be complicated by an additional factor, which is that the vaccine could be inducing a weak immune response in many who receive it.

&ldquoWe see that both vaccinated and unvaccinated people were infected with similar flu viruses and that the vaccine didn&rsquot elicit a strong immune response from most people in our study,&rdquo said Yonatan Grad, MD, PhD, assistant professor of immunology and infectious diseases at the Harvard T.H. Chan School of Public Health and co-author of the study.

But when Cobey, Grad and their colleagues analyzed blood samples from people who got vaccinated that year, they saw no differences in antibody responses to the vaccine or circulating strains. It seems that their immune systems didn&rsquot bother to recognize the differences from the egg mutations because they already recognized so many other sites on the vaccine strain.

&ldquoImagine influenza viruses are like different makes and models of cars,&rdquo said Grad. &ldquoThe ferrets, which hadn&rsquot seen influenza before, learned to tell the difference between closely related strains&mdashlike telling the difference between a Honda Civic and a Toyota Camry. But people didn&rsquot distinguish between them and instead just saw cars.&rdquo

That&rsquos not to say egg adaptations don&rsquot always matter. In a separate study from 2017, Cobey and a team led by researchers from the University of Pennsylvania found that egg adaptations did cause mismatches in the most common vaccine given in 2016-17, another rough season dominated by H3N2.

Egg adaptations may be a factor during this year&rsquos record-breaking flu season as well. H3N2 is again the predominant strain making people sick, and the most common vaccine is the same one from last year with its potentially problematic egg adaptations.

New vaccine alternatives

There is an alternative, however. New vaccines grown without eggs, either in insect cells or dog kidney cells, are much less prone to developing mutations that can make them less protective against the flu. Until now they have been more expensive, but the researchers hope continuing research will help shift the focus to these more effective vaccines.

&ldquoThere hasn&rsquot been enough consumer and medical demand to shift to more effective vaccines,&rdquo Cobey said. &ldquoUntil recently, there also hadn't been as much research on the complexity and variation in the immune response to influenza.&rdquo

&ldquoWe need to do more basic research on how to induce responses to the right sites on the virus, and this will require us to understand original antigenic sin better,&rdquo she said. &ldquoWe also need to understand why the vaccine appears to be bad at eliciting responses in some people some of the time. Is there really no response, or are we just not looking in the right places?&rdquo

The study, &ldquoPoor immunogenicity, not vaccine strain egg adaptation, may explain the low H3N2 influenza vaccine effectiveness in 2012-13,&rdquowas supported by the National Institute of Allergy and Infectious Diseases, the Burroughs Wellcome Fund, the Smith Family Foundation and the Doris Duke Charitable Foundation. Additional authors include Sigrid Gouma, Kaela Parkhouse, Benjamin S. Chambers and Scott E. Hensley from the University of Pennsylvania Hildegund C. Ertl and Kenneth E. Schmader from Duke University Rebecca A. Halpin, Xudong Lin, Timothy B. Stockwell, Suman R. Das and David E. Wentworth from the J. Craig Venter Institute Emily Landon and Vera Tesic from the University of Chicago Ilan Youngster from Tel Aviv University, Israel and Boston Children&rsquos Hospital and Benjamin A. Pinsky from Stanford University.

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Sarah Cobey, PhD

Sarah Cobey is an assistant professor of ecology and evolution at the University of Chicago. Her lab uses mathematical and computational models to understand how the immune system coevolves with pathogens.

About Matt Wood

Matt Wood is a senior science writer at UChicago Medicine and the Biological Sciences Division.


Vaccines and the Responsibility To Not Put Others at Risk

This column is part of a debate over the proper view of vaccination in a free society. It began with a column by Reason's science correspondent, Ron Bailey, that argued that "people who refuse vaccination are asserting that they have a right to 'swing' their microbes at other people." Dr. Jeffrey Singer responded, writing, "To live in a free society, one must be willing to tolerate people who make bad decisions and bad choices." Bailey now continues the conversation.

I would like to thank Dr. Singer for a thoughtful response to my article. Before we get into the arguments for taking responsibility for your own microbes, let's review where Dr. Singer and I agree. First, we agree that vaccines are a safe and effective way to prevent and protect against communicable diseases. We agree that arguments to the contrary—e.g., assertions that vaccines cause autism and that thimerosal preservative is dangerous—are largely pseudoscientific nonsense. We agree that people who are known to be at a heightened risk from vaccines, such as people with impaired immune systems, should surely not be vaccinated. Interestingly, it is precisely immune-impaired people who would most benefit from the positive externality of widespread vaccination of other people. More on that topic below.

And I certainly agree with Dr. Singer when he states, "To live in a free society, one must be willing to tolerate people who make bad decisions and bad choices, as long as they don't directly infringe on the rights of others." But that is precisely what is at issue.

As Dr. Singer properly observes, one of the cornerstones of libertarian philosophy is the non-aggression principle. There is no canonical version, but at its heart is the idea that people are not permitted to initiate force against others except to defend themselves. That perspective is pretty well summarized by an Oliver Wendell Holmes quote I cited in my original article: "The right to swing my fist ends where the other man's nose begins." Just as an individual is responsible for where his fist is located vis a vis another's face, so too is he responsible for his microbes with regard another's health.

Some people object that aggression can only occur when someone intends to hit someone else microbes just happen. Well, in medieval times, when diseases were blamed on demons and miasmas, people could not be expected to be responsible for their microbes. In the post-Pasteur era, people no longer have the excuse of ignorance. Being intentionally unvaccinated against highly contagious diseases is, to carry Holmes' analogy a bit further, like walking down a street randomly swinging your fists without warning. You may not hit an innocent bystander, but you've substantially increased the chances that you will.

One might usefully analogize the risk of disease to a crapshoot. A person's chance of being infected is, as Dr. Singer acknowledges, a matter of luck. But is it really OK for the unvaccinated to load the dice to increase the odds against other people? If so, by how much?

This raises the issue of utilitarianism. Some commenters on my original article dismissed the case of a vaccinated medical technician being hospitalized for measles caught from an intentionally unvaccinated kid, arguing that the possibility was too minor to worry about. Similarly, another observed that only 18 infants died from whooping cough out millions of babies last year. Never mind in each outbreak of whooping cough, about half of infected infants end up hospitalized. What could be more utilitarian than making those sorts of calculations? Those harmed by the irresponsibility of the unvaccinated in those cases are not being accorded the inherent equal dignity and rights that libertarians believe every individual possesses. The autonomy of the unvaccinated somehow trumps the autonomy of those they put at risk.

As central to libertarian thinking as the non-aggression principle is, there are other tenets that also inform a well-considered libertarian philosophy. One such is the harm principle, as outlined by John Stuart Mill in Na liberdade. Mill argued that "the only purpose for which power can be rightfully exercised over any member of a civilized community, against his will, is to prevent harm to others." In his response, Dr. Singer limits the protection of others from infectious disease to those cases in which a known individual is currently spreading disease. In such a situation, Singer that a strong case can be made for legally detaining and isolating people in quarantine. Eu concordo. But is the libertarian case for protecting people from the risk of infectious disease limited solely to quarantining those who are currently infected?

In his response, Dr. Singer uses the plot of the science-fiction movie, Relatório Minoritário, to compare the intentionally unvaccinated to those wrongfully convicted for crimes on the basis of allegedly infallible precognition. Dr. Singer is quite right when he states, "There is no way to determine with certainty that the [intentionally unvaccinated] person will ever be responsible for disease transmission." Since that is so, he suggests, people like me must be similarly endorsing a kind of "infallible precognition" with regard to which of the unvaccinated will cause disease in innocent bystanders. De jeito nenhum.

Dr. Singer correctly notes that vaccination fails to immunize some people that some unvaccinated never come down with vaccine-preventable diseases and that others are simply lucky enough never to be exposed. All true, but inapt. No Relatório Minoritário, the people convicted on the basis of precog "evidence" never knew or thought that they were a danger to others. No precognition is required to know that an individual's refusal to be vaccinated against highly contagious airborne illnesses puts others at risk of death, debilitation, hospitalization, and plain old misery.

Dr. Singer notes that mothers who smoke and drink alcohol increase the risk of harms to their fetuses. Quite true, but those actions are freely chosen and they do not put other people, including other women's fetuses, at risk of disease. Exposure to rubella does. In fact, researchers have reported that 100 percent of children whose mothers were infected with rubella before 11 weeks of gestation and 35 percent infected before 14 weeks were born with severe birth defects. As late as 1965, more than 2,000 kids were born with defects resulting from rubella infections. Now that an effective vaccine against German measles is available, who is responsible for those illnesses and defects? Surely not the mothers or their fetuses.

Dr. Singer clearly accepts the epidemiological reality of the positive externality of herd immunity. With regard to free riding on positive externalities, he further argues, "So long as the person being free-ridden is getting a desired value for an acceptable price, and is not being harmed by the freeriding, it really shouldn't matter to that person." If those of us who are successfully vaccinated obtain the benefits we are seeking, why should it matter to us that some refuse those benefits?

Aqui está o porquê. Herd immunity is a positive externality that the vaccinated confer upon those who are too young to be vaccinated, who experience immunization failure, or who are immunocompromised. Immunocompromised people include people who have organ transplants, people who take certain drugs to ameliorate autoimmune diseases, medically fragile children, the elderly with senescent immune systems, and those infected with HIV. In America today, it is estimated that about 10 million people are immunocompromised. It is likely that the people responsible for those too young to be vaccinated and those who are immunocompromised would choose to take advantage of the protection offered by vaccination if they could, but they can't.

On the other hand, the intentionally unvaccinated are the only group that deliberately free-rides on the positive externality of herd immunity that the rest of us confer on them. And in exchange for this benefit, the unvaccinated inflict the negative externality of being possible vectors of disease, threatening millions who must depend through no fault of their own upon herd immunity. Vaccines are like fences. Fences keep your neighbor's livestock out of your pastures and yours out of his. Similarly, vaccines keep your neighbor's microbes out of your body and yours out of his.

Dr. Singer also recognizes that free riding by the intentionally unvaccinated could get out of hand when he asks, "How many free riders should be allowed?" One useful way to think about this question is to consider the population thresholds at which herd immunity breaks down. For most of the highly contagious airborne diseases for which vaccines are available those thresholds hover around having about 90 percent of people living in a community be vaccinated. Unfortunately, due to anti-vaccination propaganda those thresholds have been breached in numerous communities across the country. Outbreaks have resulted.

Dr. Singer worries that medical authoritarians would bend the arguments for vaccination to justify intrusions on liberty in the name of public health. Sadly, he is quite right. Already, nanny-state busybodies have ginned up "epidemics" of obesity and high blood pressure. Unlike people afflicted with contagious diseases, a fat person or a consumer of excessive amounts of salt cannot give someone else excess pounds or a heart attack. The arguments for vaccination apply only to situations in which innocent bystanders are at risk of being harmed by contagious microbes. Sticking to that limiting principle would prevent a fall down a slippery slope toward public-health totalitarianism.

Now let me directly address the issue of coercion. Dr. Singer—and many other readers—have been somewhat misled by the subhead on my article, "A pragmatic argument for coercive vaccination." I did not see that subtitle until after the article was published. My original article was supposed to make a more modest argument that vaccine refusal puts others at risk and that people should be responsible for their own microbes. My intent was to leave open the question of how to hold the intentionally unvaccinated liable for the damage they cause others, hoping to provoke readers to think about the issue and debate it among themselves. I stand behind what I wrote, but the subtitle has evidently somewhat diverted that discussion.

Education and the incentives of the market have encouraged lots of Americans to get themselves and their children vaccinated. Surely those avenues of persuasion have not been exhausted and should be used more. Perhaps schools and daycare centers could attract clients by advertising that they protect their charges by refusing to admit unvaccinated students. Or social pressure might be exercised by parents who insist on assurances from other parents that their children are vaccinated before agreeing to playdates. But it would be naïve not to note that state requirements that public school children be vaccinated against many highly contagious diseases have more than merely nudged most parents into getting their children vaccinated.

In the case of vaccination, the non-aggression principle, the harm principle, and proper respect for the autonomy of others combine to point to the libertarian conclusion that the intentionally unvaccinated do not have a right to "swing" their microbes at other people.


Virus evolution could undermine a COVID-19 vaccine—but this can be stopped

Crédito: Pixabay / CC0 Public Domain

The first drug against HIV brought dying patients back from the brink. But as excited doctors raced to get the miracle drug to new patients, the miracle melted away. In each and every patient, the drug only worked only for a while.

It turned out the drug was very good at killing the virus, but the virus was even better at evolving resistance to the drug. A spontaneous mutation in the virus' genetic material prevented the drug from doing its work, and so the mutant viruses were able to replicate wildly despite the drug, making the patients sick again. It took another decade before scientists found evolution-proof therapies.

Could the same thing happen to a COVID-19 vaccine? Could a vaccine that is safe and effective in initial trials go on to fail because the virus evolves its way out of trouble? As evolutionary microbiologists who have studied a poultry virus that has evolved resistance to two different vaccines, we know such an outcome is possible. We also think we know what it takes to stop it. COVID-19 vaccines could fail—but if they have certain properties, they won't.

History of vaccine resistance

For the most part, humanity has been lucky: Most human vaccines have not been undermined by microbial evolution.

For instance, the smallpox virus was eradicated because it never found a way to evolve around the smallpox vaccine, and no strain of the measles virus has ever arisen that can beat the immunity triggered by the measles vaccine.

But there is one exception. A bacterium that causes pneumonia managed to evolve resistance against a vaccine. Developing and replacing that vaccine with another was expensive and time-consuming, with seven years between the initial emergence of resistant strains and the licensing of the new vaccine.

There haven't been other failures for human vaccines yet, but there are hints that viruses, bacteria and parasites can evolve or are evolving in response to vaccination. Escape mutants that are able to evade vaccine-induced immunity are regularly seen in the microbes that cause hepatitis B and pertussis.

For such human diseases as malaria, trypanosomiasis, influenza and AIDS, vaccines have been hard or impossible to develop because the microbes that cause those diseases evolve so fast. In agricultural settings, animal vaccines are frequently undermined by viral evolution.

What would it look like?

If SARS-CoV-2 evolves in response to a COVID vaccine, there are several directions it could take. The most obvious is what happens with the flu virus. Immunity works when antibodies or immune cells bind to molecules on the surface of the virus. If mutations in those molecules on the surface of the virus change, antibodies can't grab on to them as tightly and the virus is able to escape. This process explains why the seasonal flu vaccine needs updating each year. If this happens, a COVID vaccine would need frequent updating.

But evolution might head off in other directions. It would be better for human health, for example, if the virus evolves a stealth mode, perhaps by reproducing slowly or hiding in organs where immunity is less active. Many pathogens that cause barely noticeable chronic infections have taken this tack. They avoid detection because they do not cause acute disease.

A more dangerous avenue would be if the virus evolved a way to replicate more quickly than the immunity generated by the vaccine. Another strategy would be for the virus to target the immune system and dampen vaccine-induced immunity.

Many microbes can survive inside the human body because of their exquisite ability to interfere with our immune systems. If SARS-CoV-2 has ways of even partially disabling human immunity, a COVID vaccine could favor mutants that do it even better.

Evolution-proof vaccines

Before COVID came along, the two of us compared vaccines that keep working with vaccines that have been undermined by pathogen evolution.

It turns out that truly evolution-proof vaccines have three features. First, they are highly effective at suppressing viral replication. This stops further transmission. No replication, no transmission, no evolution.

Second, evolution-proof vaccines induce immune responses that attack several different parts of the microbe at the same time. It is easy for a single part of the virus to mutate and escape being targeted. But if many sites are attacked at once, immune escape requires many separate escape mutations to occur simultaneously, which is almost impossible. This has already been shown in the laboratory for SARS-CoV-2. There the virus rapidly evolved resistance to antibodies targeting a single site, but struggled to evolve resistance to a cocktail of antibodies each targeting multiple different sites.

Third, evolution-proof vaccines protect against all circulating strains, so that no others can fill the vacuum when competitors are removed.

Will a COVID vaccine be evolution-proof?

Around 200 COVID vaccine candidates are at various stages of development. It is too soon to know how many of them have those evolution-proofing features.

Fortunately we don't need to wait until a licensed vaccine fails to find out. A bit of extra effort during vaccine trials can go a long way to working out whether a vaccine will be evolution-proof. By swabbing people who have received the experimental vaccine, scientists can tell how far virus levels are suppressed. By analyzing the genome of any virus in vaccinated people, it might be possible to see evolutionary escape in action. And by taking blood from vaccinees, we can work out in the lab how many sites on the virus are being attacked by vaccine-induced immunity.

Clearly, the world needs COVID vaccines. We believe it is important to pursue those that will keep working. Likely, many candidates in the current portfolio will. Let's work out which those are in clinical trials and go with them. Vaccines that provide only temporary relief leave people vulnerable and take time and money to swap out. They may also negate other vaccines should viruses evolve that are resistant to several vaccines at once.

Today, the world has insecticide-resistant mosquitoes and crop pests, herbicide-resistant weeds, and an antibiotic resistance crisis. No need for history to repeat itself.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.


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