Articles

Lessons from AIDS for the COVID-19 Pandemic

“Nyní se účastníme další smrtící epizody v historickém boji člověka proti mikrobům. Tyto bitvy utvářely průběh lidské evoluce a dějin. Spatřili jsme tvář našeho protivníka, v tomto případě malého viru.” Tato slova jsem pronesl ve výpovědi před podvýborem amerického Senátu 26. září 1985. Mluvil jsem o viru HIV, ale totéž bych mohl říci i dnes o koronaviru, kterému čelíme.

Stejně jako všechny viry jsou i koronaviry odborníky na luštění kódů. SARS-CoV-2 ten náš určitě prolomil. Představte si tento virus jako inteligentní biologický stroj, který neustále provádí experimenty s DNA, aby se přizpůsobil ekologické nice, kterou obývá. Tento virus způsobil pandemii z velké části proto, že působil na tři z našich nejlidštějších zranitelností: naši biologickou obranu, naše shlukovací vzorce sociálního chování a naše doutnající politické rozpory.

Jak se bude konfrontace vyvíjet v příštích letech a desetiletích? Jaká bude lidská daň v podobě úmrtí, pokračujících nemocí, zranění a dalších postižení? Jak účinné budou nové vakcíny a léčebné postupy při omezování nebo dokonce vymýcení viru?”

To nikdo nedokáže říci. Několik zkušeností z dlouhého boje s virem HIV, virem lidské imunodeficience, který způsobuje AIDS, však naznačuje, co nás možná čeká. HIV/AIDS je jednou z nejhorších pohrom, s nimiž se lidé setkali. Na luštění kódů je HIV expert. Do konce roku 2019 zemřelo na tento virus celosvětově zhruba 33 milionů lidí. Celkem se nakazilo 76 milionů lidí a vědci odhadují, že každý rok se tímto virem nakazí dalších 1,7 milionu lidí.

Musíme však ocenit, čeho naše vědecká obrana dosáhla. Z téměř 38 milionů lidí, kteří v současné době žijí s HIV/AIDS, jich 25 milionů dostává plnou antiretrovirovou léčbu, která zabraňuje onemocnění a potlačuje virus tak dobře, že je nepravděpodobné, že by ho předali dál. Vsadil bych se, že k dalším 25 milionům nebo více nákazám nikdy nedošlo, především v subsaharské Africe, protože tato léčba se stala dostupnou ve většině zemí.

Z boje v této epické válce proti AIDS si lékaři, virologové, epidemiologové a odborníci na veřejné zdraví odnesli zásadní poznatky, které můžeme použít v bitvě, kterou vedeme v současnosti. Viděli jsme například, že vakcíny nejsou nikdy zárukou, ale že léčba může být naší nejdůležitější zbraní. Zjistili jsme, že lidské chování hraje zásadní roli v každém úsilí o boj s nemocemi a že nemůžeme přehlížet lidskou povahu. Viděli jsme také, jak zásadní je stavět na znalostech a nástrojích získaných v boji proti dřívějším epidemiím – tato strategie je možná pouze tehdy, pokud budeme pokračovat ve financování výzkumu v období mezi pandemiemi.

Vakcinační výzvy

Počáteční pozorování toho, jak se HIV chová v našem těle, ukázala, že cesta k vakcíně bude dlouhá a náročná. V průběhu epidemie jsme začali u nakažených sledovat hladiny protilátek a T-lymfocytů (bílých krvinek, které vedou válku proti vetřelcům). Vysoké hladiny obou ukazovaly, že pacienti vyvíjejí neuvěřitelně aktivní imunitní reakce, silnější než u jakékoli jiné nemoci. Ale i když imunitní systém pracoval na nejvyšší výkon, nikdy nebyl dost silný na to, aby virus zcela odstranil.

Na rozdíl od viru dětské obrny, který po infekci vyvolává dlouhodobou imunitu, je HIV virem “chyť a drž” – pokud jste infikováni, patogen zůstává ve vašem těle, dokud nezničí imunitní systém, takže nejste chráněni ani proti mírným infekcím. Virus HIV se navíc neustále vyvíjí – je to chytrý protivník, který hledá způsoby, jak uniknout našim imunitním reakcím. Ačkoli to neznamená, že vakcína je nemožná, rozhodně to znamenalo, že její vývoj, zejména když virus udeřil v 80. letech 20. století, nebude snadný. “Bohužel nikdo nemůže s jistotou předpovědět, že se někdy podaří vyrobit vakcínu proti AIDS,” svědčil jsem v roce 1988 před prezidentskou komisí pro epidemii HIV. “To neznamená, že je nemožné takovou vakcínu vyrobit, pouze si nejsme jisti úspěchem.” O více než 30 let později stále neexistuje účinná vakcína, která by zabránila infekci HIV.

Z toho, co jsme o viru SARS-CoV-2 viděli, vyplývá, že složitým způsobem interaguje s naším imunitním systémem a v některých svých projevech se podobá dětské obrně a v jiných viru HIV. Z téměř 60 let pozorování koronavirů víme, že imunitní systém organismu je dokáže vyčistit. Zdá se, že to obecně platí i pro SARS-CoV-2. Ale koronaviry způsobující nachlazení mají stejně jako HIV také své triky. Zdá se, že infekce jedním z nich nikdy nezakládá imunitu proti opětovné infekci nebo příznakům způsobeným stejným kmenem viru – proto se stejné viry nachlazení vracejí každou sezónu. Tyto koronaviry nejsou virem typu “udeř a uteč” jako dětská obrna ani virem typu “chyť a drž” jako HIV. Říkám jim viry typu “chytit a zapomenout” – jakmile se jich zbavíte, vaše tělo zapomene, že s tímto nepřítelem kdy bojovalo. První studie s virem SARS-CoV-2 naznačují, že by se mohl chovat podobně jako jeho příbuzní a vyvolat přechodnou imunitní ochranu.

Cesta k vakcíně proti SARS-CoV-2 může být plná překážek. Zatímco někteří lidé s COVID-19 si vytvářejí neutralizační protilátky, které mohou virus zlikvidovat, ne u všech tomu tak je. Zda bude vakcína stimulovat takové protilátky u všech, zatím není známo. Navíc nevíme, jak dlouho mohou tyto protilátky někoho chránit před infekcí. Může trvat dva nebo tři roky, než budeme mít údaje, které nám to řeknou, a nějakou jistotu ohledně výsledku.

Dalším problémem je, jak se tento virus dostává do těla: přes nosní sliznice. Žádná vakcína proti COVID-19, která je v současné době ve vývoji, neprokázala schopnost zabránit infekci přes nos. U subhumánních primátů mohou některé vakcíny účinně zabránit šíření onemocnění do plic. Tyto studie nám však mnoho neřeknou o tom, jak bude stejný lék fungovat u lidí; onemocnění u našeho druhu je velmi odlišné od toho, jaké je u opic, které nijak výrazně neonemocní.

U HIV jsme se naučili, že pokusy zcela zabránit vstupu viru nefungují dobře – ani u HIV, ani u mnoha jiných virů, včetně chřipky a dokonce i dětské obrny. Vakcíny fungují spíše jako požární hlásiče: spíše než aby zabránily vzniku požáru, volají imunitní systém na pomoc, jakmile se požár rozhoří.

Naděje celého světa se upínají k vakcíně COVID-19. Zdá se pravděpodobné, že vědci někdy v tomto roce oznámí “úspěch”, ale úspěch není tak jednoduchý, jak se zdá. V době, kdy píši tento článek, úředníci v Rusku oznámili, že schválili vakcínu proti COVID-19. Bude fungovat? Bude bezpečná? Bude mít dlouhou životnost? Na tyto otázky nebude nikdo schopen poskytnout přesvědčivé odpovědi pro žádnou z připravovaných vakcín v brzké době, možná ne dříve než za několik let.

Od 80. let minulého století jsme dosáhli pozoruhodného zlepšení našich molekulárně biologických nástrojů, přesto nejpomalejší částí vývoje léků zůstává testování na lidech. Přesto infrastruktura vytvořená pro výzkum HIV/AIDS nyní proces testování urychluje. Třicet tisíc dobrovolníků po celém světě se účastní sítí vybudovaných Národními ústavy zdraví pro studie nových kandidátů na vakcíny proti HIV a tyto sítě jsou využívány i pro počáteční testování vakcín COVID-19.

Když lékaři léčí pacienta, který pravděpodobně zemře, jsou ochotni riskovat, že lék může pacientovi způsobit nemoc, ale přesto mu zachrání život. Lékaři jsou však méně ochotni takto postupovat při prevenci onemocnění; pravděpodobnost, že pacientovi způsobí větší škodu, je příliš vysoká. To je důvod, proč se po desetiletí hledání vakcíny, která by zabránila infekci HIV, tolik opožďovalo za vývojem léčebných léků na HIV.

Zaměřeno na léčbu

Tyto léky nyní představují neuvěřitelný úspěch.

První sadou léků na HIV byly inhibitory nukleových kyselin, známé jako léky ukončující řetězce. Vkládaly další “řetěz ukončující” nukleotid v okamžiku, kdy virus kopíroval svou virovou RNA do DNA, a bránily tak prodlužování řetězce DNA viru HIV.

V 90. letech 20. století jsme se zlepšili v používání kombinací léků ke kontrole infekce HIV brzy po nákaze pacientů. První lék, AZT, našel okamžité uplatnění u zdravotnických pracovníků, kteří se náhodně poranili injekční jehlou a nakazili se kontaminovanou krví. Používal se také k omezení přenosu z matky na dítě. Například prenatální léčba matek s AIDS v té době snížila počet narozených nakažených dětí až o dvě třetiny. Dnes kombinovaná chemoterapie snižuje přenos z matky na dítě na nezjistitelnou úroveň.

Další sadou léků byly inhibitory proteáz, z nichž jeden jsem pomáhal vyvíjet. První z nich byl zaveden v roce 1995 a při léčbě pacientů byl kombinován s dalšími léky. Tyto léky inhibovaly virový enzym proteázu zodpovědný za delší prekurzorové proteiny v krátké aktivní složky viru. S těmito léky, stejně jako s léky inhibujícími virové polymerázy, které pomáhají vytvářet virovou DNA, je však zásadní problém. Naše tělo také používá proteázy pro normální fungování a polymerázy potřebujeme k replikaci vlastních nukleových kyselin. Stejné léky, které inhibují virové proteiny, inhibují i naše vlastní buňky. Rozdíl mezi koncentrací, ve které lék inhibuje cílový virus, a koncentrací, ve které poškozuje lidské proteiny, se nazývá terapeutický index. Terapeutický index udává okno, ve kterém bude lék účinný proti viru, aniž by způsoboval nepřiměřené vedlejší účinky. Toto okno je u všech inhibitorů polymerázy a proteázy poměrně úzké.

Zlatým standardem léčby AIDS je v současnosti tzv. antiretrovirová terapie – pacienti v podstatě užívají koktejl nejméně tří různých léků, které různým způsobem útočí na virus HIV. Tato strategie vychází z dřívějších úspěchů v boji proti rakovině. Koncem 70. let jsem založil laboratoř v Dana-Farber Cancer Institute na Harvardově univerzitě, která vyvíjela nové léky pro léčbu pacientů s rakovinou. Rakovina si časem vytvořila rezistenci vůči jednotlivým lékům, ale kombinace léků byly účinné při zpomalení, zastavení nebo zničení rakoviny. Stejnou lekci kombinované chemoterapie jsme přenesli i na HIV. Počátkem 90. let první kombinovaná léčba AIDS zachraňovala životy lidí nakažených virem HIV. Dnes už infekce zdaleka není rozsudkem smrti jako dříve – pacienti nyní mohou žít téměř neovlivněni virem HIV, s relativně minimálním dopadem na délku života.

Již nyní víme, že rezistence vůči jednotlivým lékům bude léčbu COVID-19 ztěžovat. V prvních laboratorních studiích jsme zaznamenali rychlý rozvoj rezistence vůči jednotlivým lékům proti viru SARS-CoV-2. Stejně jako u AIDS a rakoviny potřebujeme k léčbě tohoto onemocnění kombinaci léků. Cílem biotechnologického a farmaceutického průmyslu je nyní vyvinout řadu vysoce účinných a specifických léků, z nichž každý bude zaměřen na jinou funkci viru. Desítky let výzkumu HIV ukázaly cestu a dávají nám důvěru v náš případný úspěch.

Pamětní deka AIDS, složená ze 48 000 panelů, připomíná ty, kteří zemřeli na následky AIDS. Kredit: Karen Bleiber Getty Images

Lidské chování

Ve snaze pochopit epidemii AIDS a čelit jí jsme se s lékařem a virologem Robertem Redfieldem (který nyní stojí v čele Centra pro kontrolu a prevenci nemocí) na počátku 80. let stali dobrými přáteli. Brzy jsme zjistili, že zatímco mnozí politici po celém světě odmítají uznat HIV jako hrozbu pro své obyvatelstvo, vojáci byli výjimkou. Téměř všechny země považovaly AIDS za vážné nebezpečí pro vojáky a připravenost armády a za potenciální obrovský výpadek budoucích vojenských prostředků. Jejich názor zněl: “Nezaslepujme se a nepředstírejme, že vojáci jsou svatí. Nejsou jimi. Jsou to lidé.” Redfield, který tehdy pracoval v armádním zdravotnickém středisku Waltera Reeda, pomáhal navrhnout a řídit program testování všech amerických uniformovaných sil na infekci HIV (ačkoli důsledky tohoto testu byly kontroverzní a rekrutům, kteří byli pozitivně testováni, byla služba zakázána).

V té době neexistovaly žádné účinné léky; nemoc zabíjela více než 90 % nakažených. Když byly testovány manželské páry a jeden z partnerů byl nakažený a druhý ne, lékaři jim co nejdůrazněji doporučili, aby používali kondomy. Byl jsem ohromen, když jsem se dozvěděl, že tuto radu dodržovala méně než třetina z nich. “Pokud lidé nereagují na smrtelné nebezpečí nechráněného sexu s manželem nebo manželkou, máme skutečný problém,” pomyslel jsem si. Během následujících pěti let se více než tři čtvrtiny nenakažených partnerů nakazily virem HIV.

Tuto zkušenost jsem vždy používal jako návod, jak postavit naději proti realitě. Lidská sexualita – touha po sexu a fyzickém spojení – je hluboce zakořeněna v naší přirozenosti. V 80. letech jsem věděl, že je velmi nepravděpodobné, že by lidé zásadním způsobem změnili své sexuální chování. V 19. století všichni věděli, jak se syfilis nakazí a že jde o závažné onemocnění. Přesto se syfilidou ještě na začátku 20. století nakazilo nejméně 10 až 15 procent amerických občanů. Nešlo o to, že by lidé nevěděli, jak se jí nakazit; šlo o to, že podle toho nezměnili svůj životní styl.

Stejně tak existuje sexuální dynamika COVID-19, o které se často nemluví. Je součástí toho, co vyhání lidi z domovů do barů a na večírky. Každý, kdo má chuť na pivo, může svou žízeň uhasit v bezpečí svého domova, ale uspokojení jiných tužeb přichází hůře, zejména když je člověk mladý, svobodný a žije sám. Naše strategie v oblasti veřejného zdraví by tuto skutečnost neměly ignorovat.

Tytéž poučky, které jsme se naučili uprostřed epidemie HIV, abychom pomohli mladým lidem změnit jejich chování, platí dnes i pro COVID-19: poznejte své riziko, poznejte své partnery a přijměte nezbytná preventivní opatření. Mnoho mladých lidí pracuje s falešným předpokladem, že i když se nakazí, nebudou vážně nemocní. Nejenže toto přesvědčení není pravdivé, ale i lidé s asymptomatickou infekcí mohou utrpět vážné a trvalé poškození. Čím více však budou lidé rozumět riziku – zejména mladší lidé – tím větší je pravděpodobnost, že podniknou kroky nezbytné k ochraně sebe i ostatních. Viděli jsme to v případě AIDS.

Financování

Když se zeptám světových odborníků, co vědí o podrobné molekulární biologii SARS-CoV-2 nebo, když na to přijde, jakéhokoli jiného koronaviru, nemají takové odpovědi, jaké by měli mít. Proč? Protože vlády a průmysl zastavily financování výzkumu koronavirů v roce 2006 po odeznění první pandemie SARS (těžký akutní respirační syndrom) a znovu v letech bezprostředně následujících po vypuknutí MERS (blízkovýchodní respirační syndrom, rovněž způsobený koronavirem), kdy se zdálo, že je možné jej zvládnout. Finanční agentury všude, nejen v USA, ale i v Číně, Japonsku, Singapuru, Hongkongu a na Blízkém východě – v zemích postižených SARS a MERS – podcenily hrozbu koronavirů. Navzdory jasným, vytrvalým a velmi hlasitým varováním mnoha z těch, kteří se SARS a MERS bojovali zblízka, financování vyschlo. Vývoj slibných léků proti SARS a MERS, které by mohly působit i proti SARS-CoV-2, zůstal pro nedostatek peněz nedokončen.

V polovině srpna bylo na celém světě 776 000 mrtvých a 22 milionů nakažených, a proto máme všechny důvody k urychlení financování. Spojené státy loni na jaře rychle otevřely finanční kohoutky pro výzkum, aby urychlily objevy vakcín a léků. Bude to však stačit?

Krize HIV nás naučila, že je důležité mít již vytvořené výzkumné kanály. Výzkum rakoviny v padesátých, šedesátých a sedmdesátých letech minulého století vytvořil základ pro studie HIV/AIDS. Vláda reagovala na obavy veřejnosti a v těchto desetiletích prudce zvýšila federální financování výzkumu rakoviny. Toto úsilí vyvrcholilo schválením Národního zákona o rakovině prezidentem Richardem Nixonem v roce 1971. Tento závazek ve výši 1,6 miliardy dolarů na výzkum rakoviny, což se v dnešních penězích rovná 10 miliardám dolarů, vybudoval vědu, kterou jsme potřebovali k identifikaci a pochopení HIV v 80. letech, i když samozřejmě nikdo netušil, že se tato výplata blíží.

V 80. letech nechtěla Reaganova vláda o AIDS mluvit ani věnovat výzkumu HIV mnoho veřejných prostředků. Poprvé prezident Ronald Reagan pronesl významný projev o AIDS v roce 1987. V době jeho první vlády bylo financování výzkumu HIV nedostatečné; jen málo vědců bylo ochotno vsadit svou kariéru na rozluštění molekulární biologie. Jakmile se však objevila zpráva, že herec Rock Hudson vážně onemocněl AIDS, Ted Stevens, republikánský šéf Senátu, se spojil s demokratickým senátorem Tedem Kennedym, hercem Elizabeth Taylorovou, mnou a několika dalšími v účinné kampani za přidání 320 milionů dolarů do rozpočtu na rok 1986 na výzkum AIDS. Podpořili nás Barry Goldwater, Jesse Helms a John Warner, republikánští vůdci v Senátu. Peníze přicházely a vynikající vědci se připojili. Spolu s Anthonym Faucim, lékařem, který nyní vede náš národní boj proti COVID-19, jsem pomáhal navrhnout tento první program výzkumu AIDS financovaný Kongresem. (A jestli je na světě člověk, který nejvíce přispěl k prevenci a léčbě AIDS, pak je to právě Fauci.)

Jedním z rozdílů mezi 80. lety a současností je, že republikánští členové Kongresu byli ochotnější postavit se prezidentovi a pracovníkům Bílého domu, když nepodnikli nezbytné kroky v boji proti celosvětové nemoci. Stevens se například rozhodl, že jeho úkolem je co nejvíce chránit americkou armádu a další složky armády a tajné služby před nákazou virem HIV. Pomohl přesunout 55 milionů dolarů v rámci obranného rozpočtu a určil je na screening rekrutů na HIV/AIDS.

Náš soubor nástrojů pro výzkum virů a léčiv se za posledních 36 let od objevení viru HIV nesmírně zlepšil. To je jeden z důvodů, proč jsem přesvědčen, že budeme mít účinné antivirové léky pro léčbu infekcí COVID-19 již příští rok, ne-li dříve. To, co nám v osmdesátých a devadesátých letech minulého století v mnoha případech trvalo pět nebo deset let, můžeme nyní zvládnout za pět nebo deset měsíců. Můžeme rychle identifikovat a syntetizovat chemické látky a předvídat, které léky budou účinné. Můžeme provádět kryoelektronovou mikroskopii ke zkoumání struktur virů a simulovat interakce mezi molekulami během několika týdnů – což dříve trvalo roky. Z toho plyne poučení, že pokud jde o financování antivirového výzkumu, nikdy nesmíme polevit v ostražitosti. Nebýt úspěchů molekulární biologie, kterých jsme dosáhli během dřívějších bojů s viry, neměli bychom žádnou naději porazit COVID-19. To, co se naučíme tentokrát, nám pomůže během příští pandemie, ale musíme si udržet přísun peněz.

Skok do tmy

V listopadu 2019 jsem strávil několik dní v čínském Wuhanu, kde jsem předsedal zasedání Americko-čínského zdravotnického summitu. Hlavním problémem naší skupiny, který se rýsoval na pozadí americko-čínské obchodní války, byla hrozba omezení sdílení výzkumných objevů. Jinak to byl nádherný čas strávený v krásném městě.

O několik týdnů později jsem se doma v New Yorku nemohl zbavit přetrvávající virové infekce, kterou jsem si z cesty do Wuhanu odnesl. (Později jsem měl negativní test na protilátky proti COVID-19, ale tento výsledek není definitivní). Vedoucí mé nadace v Číně mi jednoho dne zavolal s hroznou zprávou. Tři jeho prarodiče zemřeli na nějaký podivný virus. “Každý, kdo to dostane, je opravdu nemocný,” řekl můj kolega, kterému bylo kolem třiceti let. “Všechno je zavřené. Nemůžu jít ani na pohřeb svých prarodičů.”

O několik týdnů později jsem dostal živé svědectví z první ruky o tom, jak agresivně Čína čelí epidemii, od jiného kolegy, který se právě vrátil ze 14denní izolace v karanténním hotelu. Vysvětlil mi, že když byl jeden člověk na zadním sedadle jeho letadla z německého Frankfurtu do Šanghaje pozitivně testován na koronavirus, kontaktní stopaři o několik dní později zavolali mému kolegovi a nařídili mu izolaci. Jeho jediným kontaktem s lidmi pak byli inspektoři v ochranném oděvu, kteří mu denně chodili dezinfikovat pokoj a odvážet jídlo.

Ještě jen začínáme tušit, jaká může být dlouhodobá daň za COVID-19. Jedná se o nový virus, takže jasnější představu budeme mít až po několika letech, ale víme, že bude velmi vysoká. Sotva jsme se dotkli povrchu molekulární biologie koronavirů. Jaký příběh budou naše děti a vnuci vyprávět o našich úspěších jako vědců a společnosti a o našich neúspěších při zvládání této pandemie – nejhorší, jaké jsme za posledních 100 let čelili?”

Věda skáče do temnoty, na samý okraj lidského poznání. Tam začínáme, jako bychom byli hluboko v jeskyni a odlamovali stěnu z tvrdého kamene. Nevíte, co najdete na druhé straně. Někteří lidé odštěpují celý život, jen aby nashromáždili hromadu vloček. Možná nás čeká zdlouhavá pandemie, nebo budeme mít brzy štěstí na účinnou léčbu a vakcíny. Ale už jsme tu jednou byli, když jsme čelili neznámému virovému nepříteli, a můžeme se opřít o zkušenosti, které jsme se naučili. Toto není první a nebude ani poslední globální epidemie.