U vakcín vůbec nejde o minulost. To nejlepší totiž teprve přichází

V Česku znovu začíná doutnat debata o očkování. Koaliční SPD žádá zásadní revizi národní očkovací strategie a mimo jiné navrhuje zrušit úhradu vakcín proti chřipce ze zdravotního pojištění.

Ministr zdravotnictví Adam Vojtěch oponuje, že vyšší proočkovanost je správným cílem. Předseda České vakcinologické společnosti Roman Chlíbek mluví o nebezpečném trendu, který může podkopat důvěru v prevenci.

Kritici poukazují zejména na očkování proti chřipce – a je pravda, že jeho účinnost kolísá a nedosahuje toho, co by si odborníci i pacienti představovali. Epidemiolog Petr Pazdiora ovšem připomíná, že bychom neměli zpochybňovat to, co jsme si vybojovali: díky očkování zmizely hrozby, se kterými se potýkali ještě naši rodiče a prarodiče.

Těžko s tím nesouhlasit. Ale perspektiva, která se v české debatě opakuje – „podívejte, co vakcíny dokázaly v minulosti“ –, je sice pravdivá, ale neúplná. Ještě působivější než to, co očkování udělalo, je to, co může udělat.

Pokrok v této oblasti se totiž nezastavuje. Na rozdíl od antibiotik, která si prožila „boom“ v polovině 20. století a pak jejich vývoj z dobrých důvodů zpomalil, je očkování oborem, který se stále zrychluje a jehož „zlatý věk“ (vypůjčeno z Work In Progress) může ještě přijít.

Dosavadní přínos přitom nechceme nijak umenšovat. Studie publikovaná v roce 2024 v časopise Lancet se pokusila vyčíslit, co očkování za půlstoletí přineslo. A výčet je ohromující: jen od roku 1974 odvrátilo očkování 154 milionů úmrtí, z toho 146 milionů u dětí do pěti let. Na každý zachráněný život připadá v průměru 66 let plného zdraví – celkem přes deset miliard let.

Dítě mladší deseti let má dnes o 40 % vyšší šanci dožít se dalších narozenin, než by mělo ve světě bez vakcín. Očkování vysvětluje asi dvě pětiny celosvětového poklesu kojenecké úmrtnosti a v Africe dokonce více než polovinu.

Je to jeden z největších triumfů moderní medicíny. Ale těchto výsledků dosáhly vakcíny vyvinuté technologiemi 20. století – tedy metodami, které se od té doby zásadně proměnily a stále se zdokonalují.

První vakcína vznikla šťastnou náhodou. Když Edward Jenner v roce 1796 zjistil, že kravské neštovice chrání před pravými neštovicemi, nikdo nevěděl, co jsou viry, natož jakou roli hrají při nemocech.

Jennerova vakcína fungovala díky zkřížené ochraně mezi příbuznými viry – a on sám to netušil. Zásoby jeho očkovací látky opakovaně odumíraly a musely se znovu získávat přenosem z paže na paži, řetězcem naočkovaných lidí. Trvalo devadesát let, než se podařilo postup zopakovat pro jinou nemoc.

V 70. letech 19. století se laboratoř Louise Pasteura pustila do studia kuřecí cholery. Čerstvé kultury bakterií spolehlivě zabíjely kuřata. Jenže když Pasteurův asistent Émile Roux pokračoval v práci přes léto se staršími, znehodnocenými kulturami, některá kuřata přežila – a co víc, přežila i pozdější injekci smrtelného kmene. Pasteur pochopil princip: patogen lze záměrně oslabit – atenuovat – tak, aby přestal zabíjet, ale stále naučil imunitní systém ho rozpoznat.

Postup rychle rozšířil: proti sněti slezinné Pasteur inaktivoval bakterie chemicky a při vývoji vakcíny proti vzteklině jeho tým extrahoval mozkovou tkáň z nakaženého psa, pasážoval ji desítkami králíků a postupně ji sušil ve skleněných baňkách. V roce 1885 léčil první pacienty pokousané vzteklými psy. Jedné z nejsmrtelnějších chorob se najednou dalo zabránit.

Z těchto pokusů vzešly dvě základní metody, které vakcinologie používala celé následující století: oslabení živého patogenu (atenuace) a usmrcení patogenu chemikáliemi nebo teplem (inaktivace). Obě zachovaly strukturu mikroba tak, aby ji imunitní systém rozpoznal, ale zabránily mu, aby způsobil nemoc.

Aby se z vakcinologie stala skutečná systémová věda, muselo přijít ještě několik technologických předpokladů. Neurovědec Ross Harrison v roce 1907 vynalezl metodu visící kapky, která umožnila pěstovat živé buňky mimo tělo – klíčový krok k tomu, aby se vakcíny nemusely kultivovat v živých zvířatech.

Přístup to byl průkopnický, v praxi ovšem z technologických důvodů těžko využitelný. Rozhodující průlom přišel až v roce 1949, kdy trojice amerických vědců John Enders, Thomas Weller a Frederick Robbins dokázala pomnožit virus dětské obrny v buněčné kultuře (připravené z opičích ledvin).

Tím se otevřela cesta nejprve k Salkově inaktivované a poté Sabinově živé oslabené vakcíně proti obrně, které nemoc postupně vytlačily z velké části světa. „Právě dětská obrna je klíčovou záležitostí pro minulost i budoucnost vakcinologie,“ říká pro Seznam Zprávy Libor Grubhoffer, ředitel Biologického centra Akademie věd ČR. „Kultivace viru v buněčné kultuře otevřela cestu k výrobě vakcín proti virům.“

Bakteriolog Robert Koch a jeho asistent Julius Petri přispěli Petriho miskou. Později přibyly bioreaktory, antibiotika, sterilizační technologie. K polovině 20. století existovaly vakcíny proti tyfu, záškrtu, tetanu, černému kašli, chřipce, obrně i žluté zimnici. Z náhody se stal systém.

Pasteur dokázal něco pozoruhodného: vyvinul vakcínu proti vzteklině, aniž kdy viděl virus, který ji způsobuje. Pracoval do jisté míry naslepo. Když pak vědci své protivníky konečně spatřili, otevřelo jim to nové možnosti.

Vezměme tuberkulózu. Její příznaky se snadno zaměňovaly s jinými nemocemi a bakterie, která ji způsobuje, se vzpírala běžným barvícím technikám – její voskovité buněčné stěny odpuzovaly vodné roztoky. Teprve Robert Koch v roce 1882 přišel na to, jak ji zviditelnit: aplikoval na plicní tkáň barvivo a přidal amoniak, čímž zvýšil zásaditost roztoku a umožnil barvivům přilnout k bakterii. Poprvé se tak podařilo identifikovat původce jedné z největších lidských pohrom.

Kochův objev byl součástí zlatého věku mikrobiologie v posledních desetiletích 19. století, kdy se jedna po druhé odhalovaly příčiny tuberkulózy, cholery, tyfu, záškrtu či tetanu. Ale viry, mnohem menší než bakterie, zůstávaly neviditelné. Běžné optické mikroskopy narážely na fyzikální limit: pod zhruba dvě stě nanometrů, tedy přibližně polovinu vlnové délky viditelného světla, se světelné vlny začnou navzájem rušit a obraz se slije do nerozlišitelné skvrny.

Teprve ve 30. letech 20. století Ernst Ruska a Max Knoll vynalezli elektronový mikroskop, který nahradil světlo elektrony s kratší vlnovou délkou a posunul rozlišovací schopnost tisícinásobně. Mikrobiologové konečně spatřili viry a jejich geometrii.

V 80. letech přibyla kryoelektronová mikroskopie: vzorek se bleskovým zmrazením uzamkne v tzv. skelném ledu, který uchová molekuly v jejich přirozené struktuře. S postupným zdokonalováním detektorů a výpočetních metod dnes dokážeme rekonstruovat trojrozměrnou strukturu biologických útvarů až na úroveň jednotlivých atomů.

Proč je to důležité pro vakcíny? Poslužme si příkladem látky proti RSV viru (respirační syncytiální virus), jednomu z nejčastějších původců závažných respiračních infekcí u kojenců a seniorů.

Dřívější pokusy o vakcínu proti němu opakovaně selhávaly. Klíčem se ukázal fúzní protein na povrchu viru, který mu pomáhá vstoupit do buňky. Tento protein mění tvar: jakmile pronikne do buňky, je pozdě, imunitní systém ho v nové konformaci nerozpozná.

Ale teprve když vědci dokázali pomocí krystalografie a kryoelektronové mikroskopie vidět jeho tvar před vstupem do buňky (tzv. prefúzní strukturu), mohli ho geneticky zamknout v této podobě a vytvořit účinnou vakcínu. Pokrok v zobrazování vedl přímo k průlomu v očkování.

Vakcína proti RSV ilustruje ještě jednu proměnu: neobsahovala totiž celý virus, ale jen jeden jeho protein. Až do poloviny 20. století se vakcíny vyráběly z celých patogenů – oslabených nebo usmrcených. Postupně jsme ovšem přešli k „přesnějším“ vakcínám, které obsahují pouze část původce nemoci. Díky tomu se rozšířilo jak spektrum možných „cílů“ vakcín, tak se zvýšila bezpečnost.

Základy položil objev protilátek a pochopení jejich extrémní „specializace“. Takzvaná klonální selekční teorie Macfarlana Burneta z roku 1957 vysvětlila, jak to funguje: každá bílá krvinka nese unikátní protilátku. Když se setká s „cílem“, proti němuž má bojovat, začne se množit a produkovat tisíce kopií protilátky za sekundu. Imunitní systém nepotřebuje celý patogen – stačí mu ten správný konkrétní kousek, aby si ho zapamatoval, tzv. antigen.

Praktickým příkladem je černý kašel. Původní celobuněčná vakcína z roku 1914 masivně snížila výskyt nemoci, ale bakterie Bordetella pertussis má na svém povrchu tisíce „cílů“ pro imunitní systém (tj. tisíce antigenů) a injekce celé bakterie do těla vyvolávala poměrně často nežádoucí reakce.

Když pak například Japonsko podávání vakcíny pozastavilo kvůli obavám o bezpečnost, počty případů a úmrtí strmě vzrostly. Ovšem manželé Yuji a Hiroko Satovi z japonského Národního zdravotního ústavu postupně odhalili a popsali ta hlavní „poznávací znamení“ bakterie - dva klíčové antigeny. Díky tomu vznikla bezpečnější a cílenější vakcína, která neobsahuje celé buňky bakterie (tzv. acelulární).

Děti dnes i díky této technologii dostávají více vakcín než kdykoliv dříve, ale přitom se jim do těla dostává řádově méně antigenů než v roce 1900. Ochrana je větší, ale riziko nežádoucích reakcí menší.

Další pokrok přineslo lepší poznání genetického materiálu virů a bakterií (a také nás samých). „Čtení“ (sekvenování) DNA se za 50 let zlevnilo milionkrát. První přečtení lidského genomu začalo v roce 1990 a poslední část výsledků byla zveřejněna v roce 2022. Nejlepší výsledek současnosti z podzimu 2025: pod čtyři hodiny (nejde o zcela totožný výkon, odborníci odpustí, ale mnohařádový rozdíl to ilustruje dobře).

Vědci dnes dokážou porovnat tisíce kmenů viru a najít geny, které jsou mezi nimi společné – a tedy ideální cíle pro vakcínu účinnou proti více variantám. Tento přístup, zvaný reverzní vakcinologie, přinesl v roce 2013 první účinnou vakcínu proti meningitidě B.

Další technologie zase proměnila buňky kvasinek, bakterií či hmyzích buněk na miniaturní továrny na bílkoviny do očkovacích látek. Tak vznikla vakcína proti hepatitidě B i vakcíny proti lidskému papilomaviru (HPV), které obsahují prázdné „skořápky“ viru – (virus-like particles) bez jakéhokoliv genetického materiálu uvnitř. Imunitní systém je rozpozná jako vetřelce a naučí se proti němu bránit. Vakcína Gardasil-9 dnes chrání proti devíti kmenům HPV a pomáhá předcházet celé řadě nádorů.

Během pandemie covidu-19 pak přišla poprvé do praxe i mRNA technologie. Její myšlenka je elegantně prostá: místo toho, abychom vyráběli potřebné bílkoviny do vakcíny někde v továrně a pak je vstříkli do těla, můžeme do buňky doručit jen instrukci – molekulu mRNA – a nechat naše vlastní buňky, ať potřebné látky vyrobí samy.

Princip zní jednoduše, ale cesta k němu trvala desetiletí. V roce 2005 vědci Katalin Karikó a Drew Weissman vyřešili klíčový problém: jak mRNA upravit, aby ji tělo neodmítlo dříve, než stihne splnit svůj úkol. V roce 2014 další výzkumníci vyvinuli lipidové nanočástice jako ochranný „obal“, který mRNA bezpečně dopraví do buněk.

Výsledkem je základ pro očkovací látky, který lze přeprogramovat během týdnů. Nová vakcína nevyžaduje začít s procesem od začátku – stačí použít základní „šasi“ a změnit jen do něj vložený kousek mRNA. To je, jako kdybyste místo stavby nové továrny jen přepsali výrobní recept.

Tato rychlost otevírá směry, které byly ještě nedávno nepředstavitelné. V pokročilých klinických zkouškách je mRNA vakcína „na míru“ proti melanomu od firem Moderna a Merck: na základě genetické analýzy nádoru se pro každého pacienta sestaví pro něj určená vakcína, která imunitní systém naučí cílit přímo na jeho nádorové buňky. Po pěti letech data ukazují snížení rizika návratu melanomu téměř o polovinu. Podobné zkoušky fáze III probíhají i pro karcinom plic, ledvin a močového měchýře.

Zdokonaluje se i samotná mRNA „platforma“. Současné vakcíny doručují do těla hotový „návod“ (molekulu mRNA), podle které naše buňky vyrobí, co jim vědci předloží. Nová generace ale přidává ještě jeden krok: spolu s návodem doručí také látku, tedy enzym, díky kterému se návod v těle sám nakopíruje. „Buňky tak z menší dávky vyrobí více proteinu, což zvyšuje účinnost a zároveň snižuje výrobní náklady,“ popisuje Libor Grubhoffer.

Ve vývoji jsou také kombinované vakcíny – jedna injekce chránící současně proti covidu, chřipce a RSV – i univerzální chřipková vakcína, která by díky desítkám antigenů dokázala pokrýt všechny známé podtypy chřipky najednou.

Za 230 let od Jennerova pokusu s kravskými neštovicemi se výroba vakcín proměnila k nepoznání. Mikroby, které byly kdysi neviditelné, dnes dokážeme pozorovat na úrovni jednotlivých atomů. Vakcíny se dříve kultivovaly ve zvířatech, pak v tkáních a buňkách a dnes si necháme klíčové látky vyrábět přímo ve vlastním těle.

Výsledkem například je, že jen za posledních pět let vznikly první účinné vakcíny proti čtyřem dalším nemocem. Očkování tedy zdaleka není zkamenělým výdobytkem, ale naopak velkým příslibem do budoucna.