Epidemia poliomyelitis w Nowym Jorku w 1916 roku: skąd pochodził wirus? – H.V. Wyatt

Źródło: The Open Vaccine Journal 4(1):13-17

 

Streszczenie

Dotychczasowe opisy katastrofalnej epidemii z 1916 roku były nieprawidłowe. Unikalne cechy tej epidemii oraz jej nagłe pojawienie się nigdy nie zostały wyjaśnione. W jednym z nowojorskich laboratoriów prowadzono pasażowanie wirusa polio w mózgach naczelnych, czyli technikę, która zwiększa jego patogenność. Wysuwam hipotezę, że wysoce zjadliwy wirus wydostał się z laboratorium i spowodował epidemię. Naukowcy, personel techniczny oraz pracownicy zwierzętarni nie byli świadomi, że mogą zostać zakażeni wirusem polio, a następnie zakażać innych. Wszyscy pracownicy laboratoriów powinni być stale uświadamiani o zagrożeniach wynikających z potencjalnego wydostania się patogenów z ich miejsca pracy.

 

Wprowadzenie

 

Epidemia z 1916 roku, najbardziej niszczycielska w historii poliomyelitis, jest szeroko opisywana w literaturze dotyczącej polio. Jednak pochodzenie wirusa nigdy nie było przedmiotem analizy, mimo że przeprowadzono szczegółowe badania epidemiologiczne^[1]. Obecnie jesteśmy świadomi takich zagrożeń, lecz w 1916 roku możliwość wydostania się czynników chorobotwórczych z laboratoriów nie była brana pod uwagę. Późniejsze opracowania nie opierały się na najlepszych dostępnych wówczas badaniach źródłowych.

Polio, 1916 rok i Instytut Rockefellera

 

EPIDEMIA

 

Od stycznia do kwietnia 1916 roku w Nowym Jorku odnotowano 13 przypadków polio, mniej niż w jakimkolwiek analogicznym okresie od czasu, gdy choroba stała się obowiązkowo zgłaszana^[1]. Przypadki te były jednak rozproszone na terenie całego miasta i nigdy nie uznano ich za część samej epidemii. Epidemia rozpoczęła się 8 i 9 maja od dwóch dzieci w społeczności włoskiej na Brooklynie, a 15 maja pojawiły się kolejne dwa przypadki na sąsiedniej ulicy (Ryc. 1). Do końca miesiąca odnotowano 24 przypadki na Brooklynie, z czego 14 w pobliżu pierwotnego ogniska, z czego 13 dotyczyło dzieci włoskich, a 12 znajdowało się w miejscu początkowym.

Pod koniec maja pojawiło się również 5 przypadków na Manhattanie, z czego 4 dotyczyły osób włoskiego pochodzenia, a także kilka przypadków w innych dzielnicach. 1 czerwca odnotowano 17 nowych przypadków na Brooklynie, a do końca czerwca liczba ta wzrosła w tej dzielnicy do 646. Po dwóch tygodniach choroba dotknęła już 150 dzieci w pięciu dzielnicach miasta. Pomimo prób wprowadzenia kwarantanny, do sierpnia epidemia rozprzestrzeniła się na stany New Jersey, Connecticut, Pensylwanię oraz północną część stanu Nowy Jork, by wygasnąć dopiero w grudniu. W samym Nowym Jorku odnotowano: 8900 przypadków porażeń i 2448 zgonów. Szacuje się, że epidemia objęła około: 23.000 przypadków i 5 000 zgonów na obszarze Nowej Anglii i stanów środkowoatlantyckich, docierając do Delaware, Maryland i Dystryktu Kolumbii, a także sporadycznie do Vermont i Kanady. Nie stwierdzono powiązania z mniejszymi epidemiami w Wirginii Zachodniej ani w stanach Minnesota, Wisconsin i Michigan. Bardzo niewiele dzieci, które były obecne podczas wcześniejszej epidemii w 1907 roku, zachorowało w 1916 roku, co sugeruje, że obie epidemie były najprawdopodobniej wywołane przez wirus polio typu I. Odsetek przypadków porażennych wśród dzieci w wieku 2-3 lat sięgał około 2%, co stanowi najwyższą wartość odnotowaną dla tej grupy wiekowej na świecie^{[2, 3]}. Wraz z wiekiem (do około 9 lat) wskaźnik ten malał, co sugeruje, że większość dzieci została zakażona już w 1907 roku.

 

Epidemia o wyjątkowym charakterze

 

Oficjalny raport amerykańskiej Służby Zdrowia Publicznego^[1] wskazuje, że epidemia ta miała niezwykłe cechy: jej zasięg i intensywność przewyższały wszystkie wcześniejsze doświadczenia, jej początek był wyjątkowo jasno określony w czasie i przestrzeni, rozprzestrzenianie miało wyraźnie promienisty charakter od jednego ogniska (Ryc. 2), intensywność malała stopniowo wraz z odległością od punktu początkowego, przebieg epidemii wykazywał wyraźną regularność matematyczną.

Cechy te nigdy więcej nie zostały zaobserwowane w innych epidemiach. Istniały również trzy dodatkowe aspekty, które nie zostały zauważone w tamtym czasie: liczba zachorowań wśród dzieci w wieku 2 lat była najwyższa w historii^{[2, 3]}, śmiertelność przypadków wynosiła 25% – najwyższa kiedykolwiek odnotowana (patrz poniżej), epidemia rozpoczęła się już na początku maja, znacznie wcześniej niż typowy sezon letni dla polio.

Mimo tak dużej skali i znaczenia epidemii, jedynym proponowanym wyjaśnieniem było to, które dominowało w tamtym czasie, że choroba została przywleczona przez dzieci przybyłe w maju z Włoch. Nie istniały jednak żadne dowody potwierdzające udział tych dzieci, a epidemia rozpoczęła się jeszcze przed ich przybyciem. W tamtym okresie nie rozumiano dobrze mechanizmów transmisji polio, dlatego winą obarczano muchy i inne owady. Za potencjalnych nosicieli uznawano również psy i koty, jeden z nagłówków prasowych głosił: „72 tysiące kotów zabitych” [4, s. 21].

Epidemia z 1916 roku zbiegła się z trwającą w Europie wojną i została przyćmiona przez przystąpienie Stanów Zjednoczonych do wojny przeciwko Niemcom na początku 1917 roku. Następnie została przesłonięta przez wielką pandemię grypy z 1918 roku. Epidemia ta jest wyjątkowa ze względu na: wyraźnie zlokalizowane ognisko początkowe, niezwykłą zakaźność, bardzo wysoką zapadalność i śmiertelność. Wirus musiał ulec mutacji w stopniu niespotykanym ani wcześniej, ani później. Sprawiało to wrażenie, jakby zupełnie nowy wirus został nagle „wprowadzony” do ogniska epidemii. Wirus z 1916 roku był tak odmienny, że jego powstanie wymagałoby kilku kolejnych mutacji, z których każda musiałaby zostać selekcyjnie utrwalona, mimo że nie odnotowano wcześniejszych przypadków porażeń.

 

Proponowane wyjaśnienie

 

W odległości około 5 kilometrów od epicentrum epidemii, Simon Flexner i jego współpracownicy w Rockefeller Institute (przy 63rd Street i York Avenue na Manhattanie, w pobliżu mostu Queensborough) prowadzili badania polegające na pasażowaniu tkanki rdzenia kręgowego zawierającej wirusa polio – przenosząc go z rdzenia jednego makaka rezusa do rdzenia kolejnego. Nie byli oni w stanie zakazić małp drogą pokarmową. Eksperymenty te kontynuowano, wykorzystując wirusa pasażowanego, który okresowo wzmacniano świeżo pozyskanym materiałem wirusowym od pacjentów. Gdy szczep ten (oznaczony jako Rockefeller „MV”) został przebadany w 1936 roku przez Sabina i Olitsky’ego, okazało się, że replikuje się on wyłącznie w komórkach nerwowych małp i w żadnych innych^[5].

W 1935 roku szczep MV został użyty przez Brodiego i Parka, a także przez Kolmera, do opracowania dwóch nieudanych szczepionek przeciw polio. Zaskakujące jest, że większość opracowań dotyczących historii polio przyjęła założenie, iż to właśnie szczep MV odpowiadał za przypadki polio związane ze szczepionkami, mimo że był on zakaźny jedynie przy bezpośrednim wstrzyknięciu do rdzenia kręgowego. Żadne z tych opracowań nie sugerowało, że wcześniejsza, mniej zmodyfikowana postać wirusa mogła mieć związek z epidemią z 1916 roku. Przypadki związane ze szczepionkami z 1935 roku były najprawdopodobniej wynikiem równoczesnego zakażenia dzikim wirusem, którego działanie zostało nasilone przez obecność tkanki rdzenia kręgowego małp użytej w szczepionkach^[6].

 

Mechanizm zakażenia i mutacji

 

W naturalnym zakażeniu wirus polio replikuje się w przewodzie pokarmowym, powodując wiremię. Następnie w mięśniach wnika do zakończeń nerwowych neuronów ruchowych i przemieszcza się wzdłuż nich do rdzenia kręgowego. W momencie, gdy wirus dociera do komórek nerwowych i są one atakowane przez limfocyty, wirus nie może się już rozprzestrzeniać, ponieważ w krwiobiegu obecne są swoiste przeciwciała. W związku z tym mutacje zwiększające patogenność mają charakter przypadkowy i powstają poza rdzeniem kręgowym.

Natomiast pasażowanie wirusa z rdzenia kręgowego jednej małpy do rdzenia kolejnej prowadzi do selekcji wariantów o tropizmie nerwowym. W warunkach naturalnych wirus polio stopniowo traci swoją zjadliwość, a epidemie wygasają, tak jak miało to miejsce w 1916 roku.

 

W Departamencie Zdrowia Miasta Nowy Jork lekarze pasażowali materiał pochodzący z przypadków polio w 17 makakach rezusach. W trakcie największej epidemii polio, jaką kiedykolwiek odnotowano, lekarze ci napisali, że „pasażowanie tego wirusa będzie kontynuowane z nadzieją na zwiększenie jego zjadliwości” [7, s. 88]. Dlaczego? Przeprowadzali oni sekcje zwłok małp w pomieszczeniu dla zwierząt, a „materiał był natychmiast przenoszony do laboratorium”. Zakładam, że procedura ta była podobna do stosowanej w Rockefeller Institute.

Lekarze ci nie mieli świadomości, z jakim materiałem pracują. W latach 50. w moim londyńskim szpitalu opiekun zwierząt był byłym żołnierzem bez specjalistycznego przeszkolenia. Piętnaście lat później, w National Cancer Institute w Bethesda (USA), nasi pracownicy z pomieszczeń dla zwierząt również byli młodymi mężczyznami bez przygotowania zawodowego dotyczącego tego jak obchodzić się z zainfekowanymi materiałami.

Sugeruję, że pracownicy pomieszczeń dla zwierząt w 1916 roku również mieli niski poziom wykształcenia i wynagrodzenia, a podobnie jak lekarze, mieli niewielkie pojęcie o charakterze zakażonego materiału, z którym pracowali. Proponuję, że do 1916 roku mutanty pierwotnego wirusa Rockefeller zostały wyselekcjonowane pod kątem replikacji w neuronach ruchowych małp, ale nadal zachowały zdolność intensywnej replikacji w innych typach komórek. Pracownik pomieszczenia dla zwierząt mógł ulec zakażeniu podczas sekcji zwłok, a następnie nieświadomie przenieść wirusa do gospodarstwa domowego na Brooklynie, skąd doszło do dalszego rozprzestrzeniania się w społeczności, aż wirus dotarł do podatnych dzieci bez odporności.

Najprawdopodobniej był to ten sam typ wirusa, który wywołał epidemię w 1907 roku i nadal krążył w populacji. W kolejnych miesiącach, przechodząc przez wiele cykli replikacji w przewodach pokarmowych ludzi, wirus ulegał adaptacji do gospodarza ludzkiego i ostatecznie utracił swoje wyjątkowe cechy.

Kilka przecznic od Rockefeller Institute, przy Lexington Avenue i 63rd Street, linia kolejowa Third Avenue Elevated łączyła się na stacji Municipal Building z linią BRT prowadzącą na Brooklyn przez most Brooklyn Bridge, z przystankiem przy 3rd Street i 5th Avenue, gdzie mieszkał pierwszy pacjent. W rzeczywistości niemal każde miejsce w Nowym Jorku znajdowało się w niewielkiej odległości od połączenia kolejowego z Rockefeller Institute.

 

DYSKUSJA

 

Epidemia z 1916 roku jest opisywana w wielu opracowaniach dotyczących polio, jednak szczegóły i akcenty różnią się, a wiele z nich jest niepoprawnych. Wczesne przypadki z maja na Brooklynie nie zostały początkowo zgłoszone, lecz zostały zidentyfikowane dopiero później przez badaczy z amerykańskiej Służby Zdrowia Publicznego (USPHS). Autorzy często pomijali te wczesne przypadki, co doprowadziło do utrwalenia błędnego przekonania, że epidemia została przywleczona przez dzieci włoskich emigrantów^[4].

Paul Offit twierdził, że pierwsze dwa przypadki epidemii wystąpiły 6 czerwca^[8]. Rogers przedstawił wykres, na którym pierwsze przypadki pojawiały się na początku czerwca^[9]. Rivers pisał, że „epidemia faktycznie rozpoczęła się w połowie czerwca, ale nadal trwała we wrześniu”, koncentrując się wyłącznie na kwestii otwierania szkół przed jej zakończeniem^[10]. Paul, w swojej znakomitej historii polio, poświęcił epidemii osobny rozdział, jednak omawiał głównie kwarantannę, projekty badawcze oraz karierę Havena Emersona^[11]. W rezultacie przez tych autorów przeoczony został fakt, że epidemia rozpoczęła się wcześniej niż typowy sezon letni. Jedynym opracowaniem, które wspomina o jej wczesnym początku w maju, jest cytat z New York Times z 6 lipca: „od 15 maja… kiedy to pojawiło się ognisko epidemii”^[12]. Nawet ta data jest jednak o tydzień późniejsza niż pierwszy przypadek z 8 maja.

Lekarze z Departamentu Zdrowia Nowego Jorku podawali niektórym małpom „surowice odpornościowe”, jednak leczenie to prawdopodobnie było szkodliwe^[7]. Nie podano dat, dlatego nie wiadomo, czy niedobór małp wynikał z wykorzystania co najmniej 17 zwierząt do pasażowania wirusa w celu uzyskania bardziej zjadliwego szczepu, co stanowi dość osobliwy priorytet. Wysoki wskaźnik śmiertelności, wynoszący około 25%, nie został omówiony. Wskaźnik ten opierał się na całkowitej liczbie zarejestrowanych przypadków, w tym wielu bez porażeń. W miarę rozprzestrzeniania się epidemii w Nowej Anglii wskaźnik ten spadł do 18%. Bardziej trafne porównanie powinno uwzględniać wyłącznie przypadki porażenne, wówczas wskaźnik śmiertelności w 1916 roku mógł wynosić bliżej 50%. Dla porównania, w Indiach wskaźnik śmiertelności około 2% opiera się na niemal 200.000 przypadków porażennych^[13]. W jakim stopniu wysoka śmiertelność w 1916 roku była wynikiem stosowanego leczenia, zostanie omówione w innym artykule.

Od czasu ucieczki wirusa ospy prawdziwej z laboratoriów badawczych w Anglii w latach 1973 i 1978^{[14, 15]}, znacznie wzrosła świadomość potrzeby ścisłej kontroli patogenów. W 1916 roku i przez wiele kolejnych dekad, wielu pracowników nie było świadomych takich zagrożeń. Ponieważ choroby występowały również poza laboratoriami, nie brano pod uwagę możliwości ich „wzmocnienia” przez hodowle laboratoryjne lub zakażone zwierzęta.

Śledztwo dotyczące incydentu z 1973 roku wykazało, że ponad 50 lat po epidemii nowojorskiej nadal stosowano niebezpieczne praktyki, np. fartuchy laboratoryjne nie były rutynowo sterylizowane w autoklawie, nawet jeśli mogły być skażone. W wyniku tej ucieczki zginęły dwie osoby, zakażone pośrednio (trzeciego lub czwartego stopnia), bez rozpoznanej choroby u wcześniejszych ogniw transmisji^[14]. Przypadki ucieczki ospy zostały wykryte tylko dlatego, że choroba ta nie była już endemiczna w Wielkiej Brytanii, co wymusiło poszukiwanie źródła zakażenia. Sztywne oddzielenie badań naukowych od praktyki klinicznej, wprowadzone przez Flexnera [11, s. 118], sprawiło, że badacze z Rockefeller Institute nie uczestniczyli w analizie epidemii. Gdyby porównali wirusa epidemicznego ze swoim szczepem MV, mogli zauważyć podobieństwa.

Polio niesie ze sobą szczególne, ukryte ryzyko, ponieważ nie zdawano sobie sprawy, że dorośli posiadający odporność mogą ulec zakażeniu i wydalać wirusa, zakażając innych dorosłych oraz dzieci. Większość zakażonych dzieci również wydala wirusa, często bez objawów. Kilka lat temu odwiedziłem laboratorium w Indiach, które analizowało próbki kału od dzieci z porażeniem. Kierujący nim naukowiec nie był świadomy, że personel mający kontakt z próbkami może ulec zakażeniu i przenosić wirusa w społeczności, mimo posiadanej odporności.

Podano miliardy dawek doustnej szczepionki przeciw polio, a jedynie w nielicznych przypadkach zaobserwowano powrót wirusa do większej zjadliwości. W takich sytuacjach odnotowano niewiele przypadków porażenia i żadnych epidemii porównywalnych z rokiem 1916. Mimo to Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) niszczy obecnie na całym świecie wszystkie próbki, które mogą zawierać wirusa polio, z wyjątkiem tych wykorzystywanych do produkcji szczepionek. Szczepionka Salka wykorzystuje zjadliwy szczep typu I, który mógłby być bardzo niebezpieczny w przypadku wydostania się z zakładów produkcyjnych. Zasadne mogłoby być regularne badanie próbek kału wszystkich osób pracujących z wirusami polio.

 

WNIOSKI

 

Nie jest możliwe udowodnienie, że epidemia z 1916 roku została spowodowana ucieczką szczepu MV z Rockefeller Institute. Nie wiadomo również, czy dochodziło do innych przypadków wydostania się wirusa polio z laboratoriów. Jednak jest to niezwykły zbieg okoliczności, że unikalny, neurotropowy szczep wirusa polio powstał kilka kilometrów od miejsca epidemii wywołanej przez wyjątkowo patogenny wariant wirusa. Moja hipoteza nie zostałaby potwierdzona nawet wtedy, gdyby wykazano, że pracownik Rockefeller Institute mieszkał na Brooklynie. Mimo to tak niezwykła epidemia wymaga równie niezwykłego wyjaśnienia, a jest to jedyna dotychczas zaproponowana hipoteza. Niezależnie od jej trafności, stanowi ona silne ostrzeżenie dla wszystkich pracujących z patogenami.

Źródło: The Open Vaccine Journal 4(1):13-17; The 1916 New York City Epidemie of Poliomyelitis: Where did the Virus Come From?

 

Zobacz na: Polio – Mit Założycielski Współczesnej Medycyny, Część 1
Polio – Mit Założycielski Współczesnej Medycyny, Część 2
Historia poliomyelitis – dr Suzanne Humphries [Biurokratyczna imitacja rzeczywistości]
Aspekty Zdrowia Publicznego Nowych Insektycydów – Dr. Morton S. Biskind [1953]
SV40 – rakotwórczy wirus w szczepionkach przeciw polio!
Zastrzyki i usuwanie migdałków a Prowokowanie Polio

Zagrożenie pandemią i wycieki z laboratoriów: Samospełniające się przepowiednie – dr Martin Furmanski

Bibliografia:

[1]          Lavinder, C.H.; Freeman, A.W.; Frost, W.H. Epidemiological studies of poliomyelitis in New York City and North Eastern United States during the year 1916. Public Health Bull., 1918, 91, 35.
[2]          Wyatt, H.V. Is poliomyelitis a genetically-determined disease? I A genetic model. Med. Hypotheses, 1975, 1, 35-42.
[3]          Wyatt, H.V. Is poliomyelitis a genetically-determined disease ? II A critical examination of the epidemiological data. Med. Hypotheses, 1975, 1, 87-96.
[4]          Oshinsky DM. Polio. An American story. OUP, 2005.
[5]          Sabin, A.B.; Olitsky, P.K. Cultivation of poliomyelitis virus in vitro in human embryonic nervous tissue. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1936, 64, 357-359.
[6]          Wyatt, H.V. Provocation poliomyelitis: neglected clinical observa¬tions from 1914 to 1950. Bull. Hist. Med., 1981, 55, 543-557.
[7]          Anon. Monograph on the Epidemic of Poliomyelitis (infantile paralysis) in New York City in 1916. New York City Department of Health, New York, 1917.
[8]          Offit, P.A. The Cutter Incident. How America’s first Polio Vaccine Led to the Growing Vaccine Crisis. Yale University Press: USA, 2005.
[9]          Rogers, N. Dirt and Disease. Polio before FDR. Rutgers University Press: USA, 1992.
[10]        Benison, S. Tom Rivers. Reflections on a Life in Medicine and Science. The MIT Press: USA, 1967.
[11]        Paul, J.R. A History of Poliomyelitis. Yale University Press: USA, 1971.
[12]        Gould, T. A Summer Plague. Polio and its survivors. Yale University Press: USA, 1995.
[13]        Wyatt, H.V. Poliomyelitis and infantile paralysis: changes in host and virus. Hist. Philos. Life Sci., 1993, 15, 357-396.
[14]        Coc, P.J.; McCarthy, K.; Millar, E.L. Report of the Committee of Inquiry into the Smallpox Outbreak in London in March and April 1973. HMSO, London, 1974.
[15]        Shooter, R.A. Report of the Investigation into the Cause of the 1979 Birmingham Smallpox Occurance. HMSO: London, 1980.