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Imunidade hereditária e vacinação contra varíola

Imunidade hereditária e vacinação contra varíola


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Pelo que entendi, a falta de imunidade hereditária fez com que a varíola destruísse certas comunidades de nativos americanos. Se a vacinação transmite imunidade hereditária a uma população, isso não deveria tornar as vacinas desnecessárias após a primeira geração?


Não.

A imunidade hereditária que você está descrevendo se deve a pressões seletivas sobre as populações em que indivíduos com certos alelos têm uma vantagem de sobrevivência em face de determinados patógenos. Se uma população está exposta a doenças mortais como a varíola e existem alguns indivíduos na população que são mais resistentes, esses indivíduos têm maior probabilidade de sobreviver para se reproduzir, de modo que as gerações futuras terão indivíduos mais resistentes. Você pode pensar nisso como um "hardware" do sistema imunológico.

As vacinas ativam a capacidade do sistema imunológico de reconhecer os agentes infecciosos anteriores e, portanto, criar uma resposta rápida de anticorpos específicos quando expostos a esse patógeno novamente. Você pode pensar nisso como um "software" do sistema imunológico. Este software adquirido durante a vida não está presente no genoma das células da linha germinativa e não é transmitido aos descendentes.


Epidemias do passado: varíola

A varíola é um dos maiores flagelos da história da humanidade. Esta doença, que começa com uma erupção cutânea característica que progride para bolhas cheias de pus e pode resultar em desfiguração, cegueira e morte, apareceu pela primeira vez em assentamentos agrícolas no nordeste da África por volta de 10.000 a.C. Comerciantes egípcios o espalharam de lá para a Índia.

As primeiras evidências de lesões cutâneas de varíola foram encontradas nos rostos de múmias da décima oitava e vigésima dinastias egípcias e na múmia bem preservada do Faraó Ramses V, que morreu em 1157 a.C. A primeira epidemia de varíola registrada ocorreu em 1350 a.C., durante a Guerra egípcia-hitita.

Em 430 a.C., o segundo ano da Guerra do Peloponeso, a varíola atingiu Atenas e matou mais de 30.000 pessoas, reduzindo a população em 20%. Tucídides, um aristocrata ateniense, forneceu um relato aterrorizante da epidemia, descrevendo os mortos desenterrados, os templos cheios de cadáveres e a violação dos rituais fúnebres. O próprio Tucídides teve a doença, mas sobreviveu e escreveu seu relato histórico da Guerra do Peloponeso. Nesse trabalho, ele observou que aqueles que sobreviveram à doença ficaram mais tarde imunes a ela. Ele escreveu que os enfermos e moribundos eram atendidos pelo cuidado misericordioso daqueles que haviam se recuperado, porque eles conheciam o curso da doença e estavam livres de apreensões. Pois ninguém foi atacado uma segunda vez, ou não com um resultado fatal. Esses atenienses se tornaram imunes à praga.

Atenas foi a única cidade grega atingida pela epidemia, mas Roma e várias cidades egípcias foram afetadas. A varíola então viajou ao longo das rotas comerciais de Cartago.

Fato potente

Rhazes era um médico persa que trabalhava no principal hospital de Bagdá. Ele está ao lado de Hipócrates e Galeno como um dos fundadores da medicina clínica e é amplamente considerado o maior médico do Islã e da Idade Média. Seus escritos sobre a medicina influenciaram os médicos durante a Renascença e até o século XVII. E seu trabalho com varíola e sarampo foi um dos primeiros tratamentos científicos de doenças infecciosas.

Em 910, Rhazes (Abu Bakr Muhammad Bin Zakariya Ar-Razi, 864-930 C.E.) forneceu a primeira descrição médica de varíola, documentando que a doença foi transmitida de pessoa para pessoa. Sua explicação de por que os sobreviventes da varíola não desenvolvem a doença pela segunda vez é a primeira teoria da imunidade adquirida.

Os padrões de transmissão de doenças costumam ser paralelos às viagens e às rotas de migração das pessoas. As doenças na Ásia e na África se espalharam pela Europa durante a Idade Média. A varíola foi trazida para as Américas com a chegada dos colonos espanhóis nos séculos XV e XVI, e é amplamente reconhecido que a infecção por varíola matou mais pessoas astecas e incas do que os conquistadores espanhóis, ajudando a destruir esses impérios.

A varíola continuou a devastar a Europa, Ásia e África durante séculos. Na Europa, perto do final do século XVIII, a doença era responsável por quase 400.000 mortes a cada ano, incluindo cinco reis. Dos sobreviventes, um terço ficou cego. O número de mortos em todo o mundo foi impressionante e continuou até o século XX, onde a mortalidade foi estimada em 300 a 500 milhões. Este número excede em muito o total combinado de mortes em todas as guerras mundiais.

Essa pessoa, fotografada em Bangladesh, tem lesões de varíola na pele do meio. (Cortesia CDC / James Hicks)

Nos Estados Unidos, mais de 100.000 casos de varíola foram registrados em 1921. Fortes declínios ocorreram depois disso por causa do uso disseminado de vacinas preventivas. Em 1939, menos de 50 americanos morriam de varíola por ano.

Variolação: as primeiras vacinas contra a varíola

A ideia de inocular intencionalmente pessoas saudáveis ​​para protegê-las contra a varíola remonta à China no século VI. Médicos chineses moeram crostas secas de vítimas de varíola junto com almíscar e aplicaram a mistura no nariz de pessoas saudáveis.

Na Índia, pessoas saudáveis ​​se protegiam dormindo ao lado de vítimas da varíola ou vestindo camisetas de pessoas infectadas. Na África e no Oriente Próximo, a matéria retirada das lesões pústulas da varíola na pele que contêm pus de casos leves foi inoculada por meio de um arranhão em um braço ou veia. O objetivo era causar uma infecção leve de varíola e estimular uma resposta imunológica que daria à pessoa imunidade contra a infecção natural. Este processo foi chamado variolação. Infelizmente, a quantidade de vírus usada varia e alguns contraem a varíola da inoculação e morrem. No entanto, essa abordagem preventiva tornou-se popular na China e no Sudeste Asiático. O conhecimento do tratamento espalhou-se pela Índia, onde os comerciantes europeus o viram pela primeira vez.

Dicção de doença

Variolação é a inoculação de matéria retirada das pústulas de varíola de casos leves por meio de um arranhão em um braço ou veia. Usado por pessoas no passado, o objetivo era causar uma infecção leve de varíola e estimular uma resposta imunológica que daria à pessoa imunidade contra a infecção natural.

Uma inglesa, Lady Mary Wortly Montagu, foi responsável pela introdução da variolação na Inglaterra. Em 1717, enquanto acompanhava seu marido, o embaixador britânico na Turquia, em Constantinopla ela conheceu a antiga prática turca de inocular crianças com varíola.

Inicialmente horrorizada com essa prática aparentemente selvagem, ela soube que uma criança era protegida da devastação da varíola por meio desse processo. Ela então vacinou seu filho de seis anos enquanto estava na Turquia, e em 1721, na presença de membros da Royal Society, ela vacinou sua filha. Isso levou à adoção da variolação, principalmente pela aristocracia na Inglaterra e na Europa Central. Em pouco tempo, a variolação para prevenir a varíola se espalhou. Durante a Guerra da Independência da América, George Washington teve seu exército tratado dessa forma. Napoleão fez o mesmo com seu exército antes de invadir o Egito.

Edward Jenner: Vaccine Pioneer

Durante seu treinamento como médico, Edward Jenner aprendeu com as leiteiras próximas que, depois que contraíram a varíola bovina, nunca mais contraíram a varíola. A varíola é uma doença muito mais branda do que a varíola, mas as doenças são bastante semelhantes. Em 1796, Jenner decidiu testar a teoria de que o material infeccioso de uma pessoa com uma doença semelhante mais branda poderia proteger contra uma doença mais grave.

Ele colocou um pouco de pus de uma pústula de varíola bovina em pequenos cortes feitos no braço de James Phipps, um menino de 8 anos. Oito dias depois, Phipps desenvolveu bolhas de varíola bovina nos arranhões. Oito semanas depois, Jenner expôs a criança à varíola. O menino não teve reação alguma, nem mesmo um leve caso de varíola. A varíola bovina o tornara imune à varíola. Jenner desenvolveu a primeira vacina, usando soro de vaca contendo o vírus da varíola bovina. Jenner tentou esse novo tratamento em mais oito crianças, incluindo seu próprio filho, com o mesmo resultado positivo.

Fato potente

A palavra vacinação é derivada da palavra latina para vaca, vacca.

Após um período de lenta aceitação, a abordagem da vacina de Jenner foi amplamente adotada. A vacinação com o método de Jenner foi fundamental para diminuir o número de mortes por varíola e abriu o caminho para a erradicação global da doença.

O mundo entra em ação

Em 1959, a Assembleia Mundial da Saúde decidiu organizar campanhas de imunização em massa contra a varíola. A Organização Mundial da Saúde (OMS) anunciou o programa global de erradicação da varíola em 1967. Naquela época, ainda havia cerca de 10 a 15 milhões de casos de varíola por ano, resultando em dois milhões de mortes, milhões desfigurados e outros 100.000 cegos. Dez anos depois, após a dispersão de 465 milhões de doses da vacina em 27 países, o último caso de ocorrência natural relatado apareceu na Somália. Em 22 de outubro de 1977, um homem de 23 anos, Ali Maow Maalin, desenvolveu varíola e sobreviveu.

Fato potente

Surpreendentemente, a erradicação da varíola, um dos flagelos mais mortais do mundo, custou aproximadamente US $ 100 milhões. Mesmo em dólares de hoje, isso foi uma pechincha.

A campanha global contra a varíola terminou em 1979, apenas dois anos depois do caso de Maalin. Dois casos adicionais de varíola ocorreram em Birmingham, Inglaterra, em 1978, depois que o vírus escapou de um laboratório. Não houve nenhum caso relatado em mais de 25 anos.

Varíola: a causa da varíola

A varíola é causada por um vírus e pode resultar em uma das duas formas da doença, chamadas varíola maior e menor varíola. A varíola mata de 20 a 40 por cento das pessoas não vacinadas que a contraem e podem levar à cegueira. Variola minor, uma forma muito menos letal da doença, resulta em morte apenas em raras ocasiões.

Dicção de doença

Um bispo suíço do século VI nomeou a causa da varíola varíola, do latim varius, significando espinha ou mancha. No século décimo, o termo poc ou pocca foi usado para descrever as cicatrizes deixadas para trás, que se assemelhavam a bolsas. Quando a sífilis se tornou epidemia no século XV, o termo varíola foi adaptado para distinguir entre as doenças.

A doença é transmitida principalmente pelo contato direto com gotículas de saliva e outros fluidos corporais que viajam pelo ar, como por meio de um espirro. Também pode ser transmitido se uma pessoa não infectada manusear roupas usadas por alguém com a doença.

Sinais e sintomas da varíola

O período de incubação da varíola é de 8 a 17 dias, com as pessoas geralmente adoecendo 10 a 12 dias após a infecção. Os sintomas começam com mal-estar, febre, calafrios, vômitos, dor de cabeça e dor nas costas. A marca registrada da erupção da varíola aparece depois de dois a quatro dias, primeiro no rosto e braços e depois nas pernas, progredindo rapidamente para manchas vermelhas, chamadas de pápulas e, eventualmente, para grandes bolhas, chamadas de vesículas pustulares, que são mais abundantes nos braços e rosto . Embora a varíola desenvolvida seja única e fácil de identificar, os estágios iniciais da erupção podem ser confundidos com varicela. Quando fatal, a morte ocorre na primeira ou segunda semana da doença.

Não existe um tratamento eficaz para a varíola. Existem medicamentos antivirais que podem funcionar, mas eles não foram testados devido às restrições à pesquisa sobre a varíola.

Vacina contra varíola

A vacina contra a varíola atualmente licenciada nos Estados Unidos é feita com um vírus chamado vaccinia, que está relacionado à varíola. Não contém o verdadeiro vírus da varíola (varíola). A vacínia faz com que o corpo produza anticorpos que protegem contra a varíola e vários outros vírus relacionados.

Quando uma pessoa é vacinada, a resposta usual é o desenvolvimento de uma mancha vermelha no local da vacinação, dois a cinco dias após a injeção. A mancha vermelha torna-se pustulosa e atinge seu tamanho máximo em 8 a 10 dias. A pústula seca e forma uma crosta, que se separa 14 a 21 dias após a vacinação, deixando uma cicatriz. Às vezes, também há inchaço e sensibilidade dos gânglios linfáticos. A febre é comum após a vacina. Complicações fatais são raras, com menos de uma morte por milhão de vacinações.

O CDC é a única fonte de vacina contra a varíola e a fornecerá para proteger o laboratório e outros profissionais de saúde em risco de exposição. Uma vacina reformulada está em desenvolvimento.

Varíola: um agente do bioterrorismo?

Fato potente

Havia aproximadamente 15 milhões de doses da vacina de 20 anos disponíveis após os ataques terroristas de 11 de setembro de 2001. No entanto, uma vez que o bioterrorismo na forma de antraz se tornou uma ameaça real, o governo dos Estados Unidos ordenou com urgência que outras 150 milhões de doses de vacina contra a varíola fossem disponibilizadas em curto prazo, como precaução.

Vários anos atrás, Ken Alibek, um ex-vice-diretor do programa civil de armas biológicas da União Soviética, indicou que o ex-governo soviético havia desenvolvido um programa para produzir o vírus da varíola em grandes quantidades e adaptá-lo para uso em bombas e mísseis balísticos intercontinentais.

Se existe uma vacina contra a varíola, o bioterrorismo da varíola não deve ser um problema, certo? Errado. O programa de vacinação nos Estados Unidos foi tão bem-sucedido que a vacinação de rotina foi descontinuada em 1972. Quase 50% da população nunca foi vacinada e, entre os vacinados, a vacina é de valor questionável, pois requer reforço a cada 10 anos. Pela primeira vez em quase um século, a população dos Estados Unidos corre um risco significativo de contrair varíola.

Por acordo internacional, os principais estoques de vírus da varíola das superpotências da Guerra Fria são mantidos com segurança na sede do CDC em Atlanta e em um instituto semelhante em Moscou.


Imunidade hereditária e vacinação contra varíola - Biologia

Vacinas, da palavra latina vacca o que significa vaca.

Embora muitas pessoas saibam que a primeira vacina foi contra a varíola, muitas pessoas não sabem sobre o papel que as vacas tiveram no desenvolvimento dessa vacina.

Um episódio recente do podcast Planet Money da NPR aprofundou um pouco mais essa história.

Alguns especialistas dizem que a varíola remonta ao século VI. A devastadora doença da varíola era muito contagiosa, tinha uma taxa de mortalidade de 30% e deixou cicatrizes visíveis nos sobreviventes.

O conceito de imunidade existia, mas não havia sido profundamente explorado.

Em algum momento, na Idade Média, os experimentadores na China tiveram a ideia de “fabricar imunidade”. Eles raspariam um pouco das crostas infelizes que a varíola deixou em suas vítimas vivas, eles iriam transformá-lo em um pó e, em seguida, explodir o nariz das pessoas.

Funcionou - mais ou menos. As infecções graves diminuíram. “Quer dizer, não funciona perfeitamente. Mas a taxa de mortalidade entre aqueles que foram tratados é muito menor ”, disse Josefa Steinhauer, professora associada de biologia da Universidade Yeshiva no episódio Planeta Dinheiro. Não temos números exatos de quão eficaz foi este novo método. Mas foi útil o suficiente para atravessar o globo.

Como esse método de imunidade à varíola viajou pelo mundo, foi corrigido e adaptado, mas ainda era muito confuso e pouco higiênico.

No final dos anos 1700, algumas leiteiras na Inglaterra notaram que suas vacas desenvolveram algo semelhante à varíola. Mas não estava machucando ou matando as vacas. E as próprias leiteiras estavam tendo inchaços semelhantes nas mãos e, por coincidência, não contraíam varíola.

As leiteiras eram consideradas imunes à varíola e, em pouco tempo, soube-se que, se você também quisesse ficar imune, tudo o que precisava fazer era se expor à "varíola bovina".

Claro que não era tão simples. Houve alguns efeitos colaterais negativos, uma vez que esses humanos foram os primeiros a experimentar a transmissão de uma doença diretamente de seu hospedeiro animal para os humanos.

O médico inglês Edward Jenner decidiu formalizar o processo de exposição - e ele descobriu que as leiteiras eram o intermediário perfeito, já que trabalhavam tão intimamente com as vacas de qualquer maneira.

Jenner padronizou a prática de espalhar a varíola bovina de humano para humano e o resto é história!

Falamos muito sobre animais infectando humanos, mas esta é uma vez na história em que um animal espalha uma cura (tecnicamente)!

Depois que o conceito de vacina foi descoberto, demorou cerca de 200 anos para erradicar completamente uma doença devastadora que já existia há mais de 1.500 anos.

E hoje, empresas de biotecnologia como a SAB Biotherapeutics estão usando vacas para desenvolver uma vacina para COVID-19 usando os animais para produzir anticorpos humanos. Essa história de origem sobre algo sem o qual não podemos mais imaginar a vida fala sobre o poder e o potencial de políticas eficazes de One Health.

Existe uma tal interconexão entre os animais e os humanos que realmente lutaremos para resolver os problemas humanos sem considerar todas as maneiras como nossos relacionamentos com os animais nos afetam.


Programação inata de imunidade protetora

Acredita-se que a maioria das vacinas confere proteção por meio de anticorpos neutralizantes 48. Acredita-se que os anticorpos sejam o correlato da proteção contra vírus transmitidos pelo sangue, como hepatite 49 e febre amarela 50,51, bactérias secretoras de toxinas, como a difteria 52 e o tétano 53, vírus que infectam por vias mucosas, como a influenza 54,55 e rotavírus 56 vírus da raiva 57, que infecta axônios neuronais e bactérias pneumocócicas e meningocócicas, que são as principais causas de pneumonia e meningite 58,59. As respostas de anticorpos específicos do antígeno para tais vacinas são medidas por ensaios como os ensaios de imunoabsorção enzimática (que medem o título do anticorpo de ligação), bem como ensaios que medem a atividade do anticorpo funcional, incluindo a inibição e neutralização da hemaglutinação e capacidade opsonofagocitósica . Compreender os mecanismos precisos pelos quais as moléculas de anticorpos conferem proteção contra patógenos e aprender como induzir tais respostas protetoras com adjuvantes que têm como alvo o sistema imunológico inato representam áreas-chave de pesquisa.

Apesar da importância dos anticorpos, evidências emergentes também apontam para um papel fundamental para as células T. Por exemplo, células T específicas da varicela persistentes induzidas pela vacinação contra o vírus da varicela são correlatos úteis de proteção contra infecção e reativação (zona) em crianças e idosos 60,61. Além disso, os títulos de anticorpos após a vacinação contra influenza não são confiáveis ​​para predizer o risco de influenza em idosos 62. Em vez disso, foi demonstrada uma correlação inversa entre a magnitude das respostas de células T específicas da influenza e o risco de aquisição da influenza 62. Além disso, pacientes com altas frequências de células T específicas para citomegalovírus têm menor probabilidade de ter reativação de citomegalovírus quando recebem drogas imunossupressoras para prevenir a rejeição após o transplante 63,64. Finalmente, os humanos com mutações específicas nos genes que codificam IL-17 ou seu receptor têm imunidade mucocutânea crônica para Candida albicans 65, o que sugere um papel para TH17 células em imunidade a C. albicans. Na verdade, acredita-se que muitas pandemias que precisam de vacinas eficazes, como infecção por HIV ou tuberculose e malária, requerem fortes respostas de células T para proteção 66,67,68.

O objetivo de qualquer vacina baseada em células T é induzir células T de memória específicas do antígeno que persistem por muito tempo depois que o antígeno foi eliminado e conferem proteção contra infecções subsequentes. A diferenciação de células T induzida por vacinas pode resultar em populações de células fenotipicamente e funcionalmente diversas. Por exemplo, células T CD4 + ingênuas podem se diferenciar em qualquer um dos vários subconjuntos de células T auxiliares (TH1, TH2, TH17, TH21, TFH, TH22 ou TH9) com funções efetoras distintas que medeiam a proteção contra diferentes patógenos (Tabela 1). Assim, os patógenos intracelulares requerem THCTLs impulsionados por 1, enquanto as infecções por helmintos e fungos são mais bem controladas por TH2 e TH17 respostas, respectivamente. As células T CD8 + ingênuas podem se diferenciar em células efetoras que circulam ou residem nos tecidos e fornecem proteção imediata contra a infecção nos portais de entrada, incluindo os tecidos da mucosa. Em contraste, as células T de memória central residem nas áreas ricas em células T dos órgãos linfóides e fornecem um pool de células precursoras que sofrem rápida expansão clonal em resposta ao desafio antigênico e se diferenciam em células efetoras.


Introdução

Os organismos possuem uma ampla gama de adaptações para prevenir ataques de parasitas e doenças. Os sistemas de defesa dos vertebrados, incluindo os dos humanos, são complexos e multifacetados, com defesas exclusivas dos vertebrados. Essas defesas únicas de vertebrados interagem com outros sistemas de defesa herdados de linhagens ancestrais e incluem mecanismos de memória e reconhecimento de patógenos complexos e específicos. A pesquisa continua a desvendar as complexidades e vulnerabilidades do sistema imunológico.

Apesar da pouca compreensão do funcionamento do corpo no início do século 18 na Europa, a prática da inoculação como método para prevenir os efeitos frequentemente mortais da varíola foi introduzida nas cortes do Império Otomano. O método envolvia causar infecção limitada pelo vírus da varíola pela introdução de pus de um indivíduo afetado em um arranhão em uma pessoa não infectada. A infecção resultante foi mais branda do que se tivesse sido contraída naturalmente e as taxas de mortalidade demonstraram ser cerca de 2%, em vez de 30%, por infecções naturais. Além disso, a inoculação conferia imunidade ao indivíduo contra a doença. Foi a partir dessas primeiras experiências com a inoculação que os métodos de vacinação foram desenvolvidos, nos quais um derivado enfraquecido ou relativamente inofensivo (morto) de um patógeno é introduzido no indivíduo. A vacinação induz imunidade à doença com poucos riscos de infecção. Uma compreensão moderna das causas das doenças infecciosas e dos mecanismos do sistema imunológico começou no final do século 19 e continua a crescer até hoje.

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    • Autores: Samantha Fowler, Rebecca Roush, James Wise
    • Editor / site: OpenStax
    • Título do livro: Conceitos de Biologia
    • Data de publicação: 25 de abril de 2013
    • Local: Houston, Texas
    • URL do livro: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
    • URL da seção: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/17-introduction

    © 12 de janeiro de 2021 OpenStax. O conteúdo do livro didático produzido pela OpenStax é licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution License 4.0. O nome OpenStax, logotipo OpenStax, capas de livro OpenStax, nome OpenStax CNX e logotipo OpenStax CNX não estão sujeitos à licença Creative Commons e não podem ser reproduzidos sem o consentimento prévio e expresso por escrito da Rice University.


    Como funcionam as vacinas?

    O que é uma vacina? Uma vacina é uma preparação biológica que melhora a imunidade a uma doença específica. Ele contém um agente semelhante a um microrganismo indutor de doenças - uma bactéria, vírus ou toxina - que ativa o sistema imunológico do corpo. Os glóbulos brancos - APCs, células B e células T - reconhecem, destroem e “lembram” esta versão do patógeno. Dessa forma, o sistema imunológico pode reconhecer e destruir rapidamente esse microorganismo prejudicial mais tarde. Uma vacina é essencialmente um impostor de patógenos.

    Hoje, existem cinco tipos principais de vacinas. Vacinas vivas atenuadas combatem os vírus e contêm uma versão enfraquecida do vírus vivo (por exemplo, vacina contra sarampo-caxumba-rubéola e varicela). As vacinas inativadas também combatem os vírus e contêm o vírus morto (por exemplo, vacinas contra a poliomielite). As vacinas toxóides previnem doenças causadas por bactérias que produzem toxinas no corpo e contêm toxinas enfraquecidas (por exemplo, vacina contra difteria e tétano). As vacinas de subunidade incluem apenas os antígenos essenciais do vírus ou bactéria (por exemplo, vacina contra coqueluche). As vacinas conjugadas lutam contra um tipo diferente de bactéria que tem antígenos com um revestimento externo de substâncias semelhantes ao açúcar (polissacarídeos) que "escondem" o antígeno do sistema imunológico imaturo da criança. A vacina conecta (conjuga) os polissacarídeos aos antígenos, então o sistema imunológico pode reagir.

    Uma vacina é essencialmente um impostor de patógenos.

    Uma vez que o patógeno alterado é introduzido na corrente sanguínea, ele é capturado pela célula apresentadora de antígeno (APC), que flutua em busca de invasores. Quando um APC detecta o antígeno da vacina, ele o ingere, o divide e exibe um pedaço do antígeno em sua superfície. Em seguida, ele viaja para áreas onde as células do sistema imunológico se agrupam (por exemplo, nódulos linfáticos) e onde as chamadas células T virgens específicas para o antígeno o reconhecem como estranho e se tornam ativadas. Essas células T auxiliares alertam outras células próximas. As células B virgens também reconhecem os antígenos transportados pelas APCs e também são ativadas.

    Algumas células B virgens amadurecem em células B do plasma após a ativação por antígenos da vacina e recepção de sinais de células T auxiliares ativadas. Eles produzem anticorpos que são proteínas em forma de “y” que são liberadas em níveis elevados a cada segundo. Cada anticorpo se liga firmemente a um antígeno alvo específico (como uma fechadura e uma chave), o que pode impedir que o antígeno entre em uma célula ou marcar o antígeno para destruição. Se a vacina contiver vírus enfraquecidos, eles entram nas células que são mortas pelas células T assassinas. O que se segue é o desenvolvimento de células de memória (B, T helper e T killer) que memorizam o antígeno da vacina e reconhecem o patógeno real no futuro.

    Isso significa que a resposta do corpo será mais forte e mais rápida do que se nunca tivesse encontrado o patógeno antes. Isso é chamado de resposta secundária ao patógeno. Além disso, as respostas secundárias resultarão na produção de mais anticorpos para combater o patógeno e mais células de memória para identificá-lo prontamente. Assim, as vacinações “programam” o sistema imunológico para lembrar um microorganismo indutor de doença específico, permitindo que ele “pratique” com uma versão enfraquecida, morta ou inativada do patógeno.

    As vacinas podem prevenir surtos de doenças contagiosas por meio da imunidade de rebanho (ou imunidade da comunidade). Isso significa que uma porção suficiente da população deve estar imune a uma doença infecciosa (por vacinação e / ou doença anterior), para que a doença seja menos provável de se espalhar de uma pessoa para outra. À medida que o número de pessoas vacinadas aumenta, o efeito protetor da imunidade do rebanho também aumenta. Embora o limite de imunidade do rebanho possa começar com 40% da população vacinada contra algumas doenças, a maioria das doenças exige taxas de vacinação de até 80% e # 8211 95% para prevenir surtos. Além disso, a imunidade de rebanho protege aqueles que não podem ser vacinados ou para os quais a vacinação não foi bem-sucedida, como pessoas com sistema imunológico fraco, doenças crônicas ou alergias.

    As evidências sugerem que os chineses usaram a inoculação de varíola já em 1000 aC

    As vacinações são essencialmente profiláticas, embora tenha havido um esforço nos últimos anos para desenvolver vacinas terapêuticas para doenças infecciosas como AIDS, tuberculose, câncer e várias doenças autoimunes. Existem também vacinas potenciais em desenvolvimento para miastenia gravis, lúpus e diabetes, bem como para doenças cognitivas, como doença de Alzheimer & # 8217s, doenças de príons e doença de Huntington & # 8217s.

    Normalmente, as vacinas são administradas na forma de uma injeção na pele ou de um líquido por via oral. No entanto, algumas vacinas também podem ser processadas por inalação pela boca / nariz ou aplicação na pele. Os riscos das vacinas são muito baixos. A maioria das reações à vacina são geralmente menores e temporárias (ou seja, braço dolorido, fadiga ou temperatura elevada). Efeitos colaterais muito graves, como reações alérgicas graves, são extremamente raros e são cuidadosamente monitorados e investigados. Os benefícios da vacina definitivamente superam os perigos da vacina. Na verdade, é muito mais provável que seja seriamente prejudicado por uma doença evitável por vacina do que pela própria vacina.

    Nos últimos anos, o movimento antivacinação tem afirmado que existe uma ligação entre as vacinações e o autismo. A razão para essas afirmações é um estudo de 1998, que sugeriu que a vacina contra sarampo-caxumba-rubéola (MMR) pode causar autismo. Sua publicação gerou pânico entre os pais, o que levou à queda das taxas de vacinação, resultando em surtos subsequentes de doenças evitáveis ​​pela vacina. No entanto, este estudo revelou-se seriamente falho, e o artigo foi até retirado pela revista que o publicou. Não há absolutamente nenhuma evidência de uma ligação entre vacinas e autismo ou transtornos autistas.


    Desenvolvendo a primeira vacina contra a varíola

    Estamos voltando ao passado enquanto olhamos para a história das vacinas. A varíola foi uma doença que matou até 300 milhões de pessoas no século XX. Os humanos a erradicaram, o que significa que ela não está presente no planeta fora dos laboratórios especializados, em 1977. Para descobrir mais sobre como chegamos a um mundo sem varíola, Ruby Osborn fez uma viagem de campo em um rebanho de vacas com Mary Brazleton do Departamento de História e Filosofia da Ciência em Cambridge, para saber como Edward Jenner surgiu com a primeira vacina.

    Ruby - No momento estamos em um campo com algumas vacas e a razão de termos vindo visitar algumas vacas é porque elas foram muito importantes no desenvolvimento de uma das primeiras vacinas.

    Mary - Isso nos leva de volta ao ano de 1796 e ao médico de Gloucestershire, Edward Jenner, ele era na verdade um cirurgião rural. Pessoas que trabalhavam com vacas regularmente muitas vezes não contraíam varíola, muitas vezes contraíam varíola, que é um vírus que agora sabemos que faz parte da família de vírus da varíola, intimamente relacionada à varíola, que afeta vacas e que pode ser transmitido às pessoas quando elas lidam com vacas de perto.

    Jenner conduziu um experimento muito particular que consiste em pegar um menino de oito anos chamado Phipps e apresentar a varíola bovina a ele por meio de um processo que acabou sendo conhecido como vacinação. Isso vem da palavra latina para vaca - vacca. É um processo relativamente violento, na medida em que você realmente está pegando uma lanceta e fazendo cortes no braço ou em outra parte do corpo e, em seguida, introduzindo material de pústulas de varíola bovina no corpo.

    Ruby - E essa é a primeira introdução da varíola bovina no menino foi feita em 14 de maio, e essa é a mesma data que estamos gravando ao lado dessas vacas.

    Maria - E aí o Jenner introduziu a varíola no menino, expôs ele pra varíola, e ele não adoeceu. Lentamente, com o tempo, reconhece-se que usar o vírus da varíola bovina é algo que pode produzir resistência à varíola. Também é importante notar que havia essa prática mais antiga de variolação e, na verdade, era uma prática bastante antiga que era tradicionalmente praticada em lugares como o Oriente Médio e a China. A variolação ou inoculação é diferente da vacinação porque quando você está protegendo alguém contra uma doença, apresentando uma pequena quantidade da própria doença. Parte do pensamento era que, se você for exposto a essas coisas cedo na vida, isso lhe dará proteção. Portanto, o conceito e algumas das práticas de vacinação que Jenner estava usando não eram necessariamente totalmente novos e estranhos.

    Ruby - Com que rapidez a vacinação contra a varíola pegou? As pessoas aceitaram bem ou houve alguma resistência?

    Mary - Bem, realmente houve relatos de resistência que se desenvolveram muito rapidamente. Oposição clerical, oposição religiosa à noção de que, ao induzir resistência a uma doença, você poderia, de alguma forma, estar subvertendo a vontade divina. There are concerns about the bastial nature of the process in which you are taking material from an animal originally and introducing it often to the body's of infants. New questions arise of individual rights and the ways in which individual freedoms might be restricted by larger social mandates to vaccinate for the public good. And some concerns are simply that it will hurt, that it will cause some kind of local reaction or inflammation.

    Ruby - The smallpox vaccine came about really just because of an observation, how did we transition from that to actively trying to develop vaccines to specific diseases?

    Mary - That generalisation, a moving from a vaccine for one particular disease - smallpox, to the concept of a vaccine as an intervention that will induce immunity against a particular illness, that is something that we see very much coming out of a much later period particularly the late 19th century development of things like bacteriology and the germ theory, and so for that we have to think about really another generation of researchers. People like Louis Pasteur, Robert Cook, and the ways in which they really do several things in rapid succession. They identify a particular microbiological agents of disease and, moreover, they seek to develop interventions to develop resistance. So when Pasteur develops a means of making livestock resistant to things like anthrax in the 1880s, he calls that intervention of vaccination in honour of Jenner and so that's really when we see vaccination emerge as a general term for a variety of immunological interventions. Even though many of what we think of now as the fundamental parts of immunology, the fundamental theories and understandings, those come even later. The smallpox virus isn't really even isolated and identified clearly as such until the 1930s with the advent of electron microscopy because viruses are so small. So all of the work that's done on smallpox vaccination before that is down to empirical work in many ways, which is fascinating, I think.


    How was global decline & eradication achieved?

    Variolation

    Discovery of variolation

    Variolation (sometimes also inoculation), refers to the deliberate transmission of viral matter.

    Before the year 1000, Indians and the Chinese had already observed that contraction of smallpox protected children against any future outbreaks of the disease. As a consequence they developed a procedure that involved the nasal inhalation of dried smallpox scabs by three-year-olds. 21

    Another commonly practiced technique (whose geographic and temporal origin are unknown) encompassed the injection of the liquid found inside the pustules of a smallpox patient underneath the skin of a healthy person. This would usually result in a milder infection of smallpox after which the person was immune against the disease.਋oth practices became known as variolation (inoculation) techniques.

    The disadvantage of variolation, however, was that during the course of the mild infection the person became a carrier of the disease and could infect other people. Additionally, it was difficult to control the severeness of the infection which sometimes developed into a full-blown smallpox case that could lead to the person’s death. 22

    This meant that the practice usualmente reduced the severeness of an infection and the likelihood of deaths but that it would never lead to eliminating the virus. If anything, it helped to spread the virus in a population even further and thereby encouraged its survival.

    Institutionalized variolation

    A British ambassador’s wife, Lady Mary Wortley Montague (1689-1762) was the force that pushed for government-mandated variolation in England. She herself had suffered a smallpox infection and lost her younger brother to the disease at the age of 26. She first learned about variolation when she arrived in Istanbul in 1717, where variolation was commonly practiced. She later had the embassy inoculate her two children.

    News spread among the royal family and after following trials Maitland successfully inoculated the two daughters of the Princess of Wales in 1722. Thereafter, variolation became a common practice in Great Britain and became known in other European countries. It became an even more established practice when the French King Louis XV died of smallpox in May of 1776 and his successor and grandson Louis XVI was inoculated with the variola virus one month later.

    Vaccine against smallpox

    At the end of the 18th century British surgeon and physician Edward Jenner (1749-1823) pioneered the first ever vaccination against an infectious disease. He himself had been inoculated with smallpox at the age of 8 and later as a surgeon, variolation was part of his work. 23 He observed that people who had suffered from cowpox would subsequently have a very mild, if at all visible reaction to the smallpox variolation. At the time unknowingly, he had discovered that the cowpox and variola viruses were members of the same orthopoxvirus family.

    He hypothesized that variolation using the cowpox virus would protect children against smallpox as well. Since cowpox infections were much milder and never fatal, this would eliminate the problem of variolated children being carriers of smallpox and sometimes dying of the virus developing into a full-blown infection. On top of protection against the symptoms, it could reduce the stock of humans that the variola virus needed for survival and brought elimination and eventually eradication of smallpox into the realm of possibility.

    In May 1796, Jenner inoculated a boy with cowpox, and then a few months later with the smallpox virus. When the boy did not develop any smallpox symptoms in response to being variolated, his hypothesis of the cowpox offering protection from smallpox was confirmed motivating his further research trials.

    Initially, Jenner faced major barriers to spreading the word about his discovery. When he submitted a paper outlining his findings to the journal Philosophical Transactions edited by the Royal Society, it was rejected. They even advised him not to pursue his ideas any further, pointing to the detrimental impact on his career and reputation. Undeterred, he published his work with an increased number of trials at his own expense two years later (in 1798). He also went on to convince colleagues and supply them with vaccines in other British cities of his new procedure that became known as vaccination (derived from the Latin word for cow, vacca).

    By 1802, the British Parliament did acknowledge his important contribution and awarded him ꌰ,000. Meanwhile, vaccination had spread to most of Europe and New England. 24

    His 1798 publication Inquiry into the Variolae vaccinae known as the Cow Pox had been translated into German, French, Spanish, Dutch, Italian, and Latin within three years. US President Thomas Jefferson figured importantly in the widespread application of vaccination throughout the United States and in 1806, he thanked Edward Jenner in a letter for his discovery and famously predicted 𠇏uture generations will know by history only that the loathsome smallpox existed and by you has been extirpated.” 25

    The dramatic decline in smallpox fatalities in response to Jenner’s vaccine can be traced in the chart, which shows the number of deaths due to smallpox as a share of all deaths in London from 1629 to 1902.򠯯ore the introduction of a smallpox vaccine in 1796, on average 7.6% (1-in-13) of all deaths were caused by smallpox. Following introduction of the vaccine, we see a clear decline in smallpox deaths.

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    Smallpox Eradication Program

    It was only with the establishment of the World Health Organization (WHO) in the aftermath of World War II that international quality standards for the production of smallpox vaccines were introduced. This shifted the fight against smallpox from a national to international agenda. It was also the first time that global data collection on the prevalence of smallpox was undertaken.

    By 1959, the World Health Assembly, the governing body of the World Health Organization (WHO) had passed a resolution to eradicate smallpox globally. It was not until 1966, however, that the WHO provided the ‘Intensified Smallpox Eradication Program’ with funding to increase efforts for smallpox eradication.

    By 1966, the number of infections of smallpox had already substantially been reduced by national governments’ efforts. Nonetheless, skepticism about the feasibility of eradication prevailed and the WHO lacked experience in administering projects that required both technical and material support, as well as coordination across countries. Furthermore, the funding provided to the Intensified Smallpox Eradication Programme was insufficient to meet global needs, resulting mostly in vaccine shortages. 26

    Further still, continued globalization and growth of international air travel resulted in the continual re-introduction of the disease into countries that had previously managed to eliminate smallpox.

    Overcoming the last mile problem: ring vaccination

    Smallpox’s eradication was greatly spurred by making use of the fact that smallpox transmission occurs via air droplets. Initially, the WHO had pursued a strategy of mass vaccination which attempted to vaccinate as many people as possible, hoping that herd immunity (explained in our vaccine entry) would protect the whole population. Soon, however, vaccination efforts were targeted locally around smallpox cases as smallpox was transmitted by sick patients’ air droplets. Isso é conhecido como ring vaccination principle.

    People who had been in direct contact with a smallpox patient over the last two weeks were quarantined and vaccinated. The downside of such an approach was that the virus could spread easily if it was re-introduced from overseas. This was the case in Bangladesh, for example, which had previously eliminated smallpox until 1972 when it was brought back from across its border with India. 27

    Despite the risk of re-introductions, ring vaccination greatly reduced the cost of the eradication campaign. The number of administered vaccines dropped and smallpox was increasingly brought under control. Regional elimination came within reach. 28

    One of the last strongholds of the variola virus was India. While 57.7 percent of global reported smallpox cases were reported in India in 1973, this increased to 86.1 percent in 1974. 29 One major push in vaccination campaigns, however, successfully drove down the number of infections to zero in India in 1976.


    The Viruses

    Influenza Biology

    Influenza viruses are spherical orfilamentous, enveloped, negative-sense, single-stranded RNA viruses of family Orthomyxoviridae of approximately 100 nm to 300 nm in diameter that include types A, B, C, and D [1, 2]. Influenza A and B viruses cause mild to severe illness during seasonal epidemics, and influenza A viruses cause intermittent pandemics. Influenza C viruses cause mild infections but not epidemics, and influenza D virus may cause subclinical infection [3, 4]. Influenza A viruses are classified into subtypes based on the combination of the surface glycoproteins hemagglutinin and neuraminidase, with 18 H and 11 N known subtypes [5𠄷]. Specific influenza strains are named according to the World Health Organization (WHO) convention designating influenza virus type, host of origin (if not human), geographic origin, strain number, year of isolation, and subtype (for influenza A viruses) (e.g., Influenza A/California/7/2009[H1N1]) [8].

    Influenza A viruses have eight genome segments that code for structural and nonstructural proteins (Fig. 5.1a ) [9]. Surface glycoproteins include hemagglutinin (HA), required for viral binding and entry, and neuraminidase (NA), required for viral budding. Matrix (M1) protein underlies the host-derived lipid envelope providing structure, and M2 protein is an ion channel integrated into the envelope. Eight single-stranded RNA viral genome segments are coated with nucleoprotein (N) and bound by the polymerase complex, composed of basic polymerase 1 (PB1), PB2, and acidic polymerase (PA). Nuclear export protein (NEP) mediates trafficking of viral RNA segments and nonstructural protein (NS1) inhibits host antiviral responses. The virus can also expressaccessory proteins PB1-F2 and PA-x.

    Schematic of viral structures and key epidemiological features. (uma) Gripe virus is spherical or filamentous in shape. Hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA) proteins are integrated into the host-derived lipid envelope and project from the viral surface. Matrix (M1) protein underlies the envelope, and M2 forms an ion channel within the envelope. Eight single-stranded RNA genome segments are coated with nucleoprotein (NP) and bound by the polymerase complex. Nuclear export protein (NEP) mediates export of viral RNA. Influenza has estimated reproductive number (R0) between 1 and 2. Standard, droplet, and contract precautions are recommended to prevent nosocomial transmission. (b) virus is pleomorphic in shape. Hemagglutinin (H) and fusion (F) proteins are integrated into the host-derived lipid envelope, and matrix (M) protein underlies the envelope. The single-stranded RNA genome is coated with nucleoprotein (N) and bound by the polymerase complex. Measles has an estimate R0 between 9 and 18. Standard, airborne, and contact precautions are recommended to prevent nosocomial transmission. (c) are spherical in shape. Spike (S), membrane (M), and envelope (E) proteins are integrated into the host-derived lipid envelope. The single-stranded RNA genome is coated with nucleoprotein (N). SARS and MERS have an estimated R0 of ρ𠄲. Standard, airborne, and contact precautions are recommended to prevent nosocomial transmission. (d) are oval to brick shaped. The biconcave viral core contains double-stranded DNA and several proteins organized as a nucleosome and surrounded by a core membrane. Two proteinaceous lateral bodies flank the core, and a single lipid membrane surrounds the cell-associated form of the mature virion (MV). A second host-derived lipid envelope covers the extracellular virion (EV). Smallpox has an estimated R0 between 4 and 6. Standard, airborne, and contact precautions are recommended to prevent nosocomial transmission of smallpox

    Measles (Rubeola Virus) Biology

    Measles virus is a pleomorphic, enveloped, negative-sense, single-stranded RNA virus of family of approximately 100 nm to 300 nm in diameter [2]. Measles virus causes mild to severe illness during seasonal outbreaks in endemic areas and intermittent outbreaks in nonendemic area [10]. Measles virus codes for six structural and two nonstructural proteins (Fig. 5.1b ) [11]. Hemagglutinin (H) and fusion (F) glycoproteins project from the viral surface and facilitateviral binding to cellular receptors and fusion with the host cell membrane, respectively. Matrix (M) protein underlies the envelope providing structure. The inner nucleocapsid is composed of RNA coated by nucleoprotein (N), bound by the polymerase complex which includes the large (L) polymerase protein, and phosphoprotein (P), a polymerase cofactor. The remaining nonstructuralproteins include C and V.

    Coronavirus Biology

    Coronaviruses are spherical, enveloped, positive-sense, single-stranded RNA viruses of family Coronaviridae of approximately 120 nm in diameter [12]. Coronaviruses are the causative agents of an estimated 30% of upper and lower respiratory tract infections in humans resulting in rhinitis, pharyngitis, sinusitis, bronchiolitis, and pneumonia [13]. While coronaviruses are often associated with mild disease (e.g., HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63, HCoV-HKU1), severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV), a lineage B betacoronavirus, and Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV), a lineage C betacoronavirus, are associated with severe and potentially fatal respiratory infection [14, 15].

    SARS- and MERS-CoV transcribe 12 and 9 subgenomic RNAs, respectively, which encode for the spike (S), envelope (E), membrane (M), and nucleocapsid (N) structural proteins (Fig. 5.1c ) [14]. S, E, and M are all integrated into the host-derived lipid envelope, and S facilitates host cell attachment to angiotensin-converting enzyme (ACE)-2 receptors for SARS-CoV and dipeptidyl peptidase (DPP)-4 receptors for MERS-CoV [16, 17]. The N protein encapsidates the viral genome to form the helical nucleocapsid. The viral replicase-transcriptase complex is made up of 16 nonstructural proteins (nsp1�) including a unique proofreading exoribonuclease that reduces the accumulation of genomemutations [12].

    Smallpox (Variola Virus) Biology

    Poxviruses areoval-to-brick-shaped double-stranded DNA viruses of family Poxviridae that range in size from 200 to 400 nm [2]. Viruses within genus that cause human disease include cowpox virus (CPXV), monkeypox virus (MPXV), vaccinia virus (VACV), and variola virus (VARV), the etiologic agent of smallpox [18].

    Poxviruses contain a biconcave viral core where the DNA genome, DNA-dependent RNA polymerase, and enzymes necessary for particle uncoating reside (Fig. 5.1d ) [19]. This nucleosome is surrounded by a core membrane that is flanked by two proteinaceous lateral bodies. A singlelipid membrane surrounds the cell-associated form of the mature virion (MV). A second host-derived lipid envelope covers the extracellular virion (EV) [2, 19]. Poxvirus genomes are comprised of a large, linear double-stranded viral DNA genome that encodes

    200 genes. Highly conserved structural genes are predominantly found in the middle of the genome, whereas variable virulence factor genes that function in immune evasion, virulence,and viral pathogenesis are found at the termini of the genome [20].


    Smallpox, permafrost, lab accidents and biowarfare - how high is the threat?

    Two great leaders of the battle against smallpox have passed away in the last 6 years - Frank Fenner, the chairman of the Global Commission for the Certification of Smallpox Eradication, in 2010, and in 2016, DA Henderson, who was director of the WHO Smallpox Eradication campaign, among other important leadership roles. They were both recognised as pivotal in the battle against smallpox, and shared the Japan prize for their achievements in smallpox eradication* in 1988. The passing of DA Henderson signals the end of an era, and the loss of a large body of lived experience and knowledge in a world where most doctors have never seen a case of smallpox, and the staff of public health agencies have no experience managing smallpox control. This has renewed discussion about smallpox and whether it still poses a threat to the world. There is speculation about smallpox re-emerging as corpses buried in Siberia thaw due to melting of the permfrost. Analogies have been drawn to an anthrax outbreak thought to have arisen from thawing reindeer corpses, however, the illness caused by anthrax is due to spores rather than to the bacteria itself, and the spores can remain dormant for long periods of time in the environment. Smallpox on the other hand is a virus, and w hilst smallpox has been documented to survive for some time (up to years) in scabs on materials such as blankets if protected from ultraviolet light, it does not otherwise survive for long periods in the environment. The risk of viable smallpox virus emerging from the permafrost is low. Smallpox is a virus, and viruses require living cells in which to survive and replicate, so it is unlikely that living smallpox would re-emerge from dead human cells as corpses from the last century thaw. There is a greater threat of smallpox returning due to two other factors:

    Retained stocks of live smallpox in laboratories after the eradication in 1977. This could be in the two known repositories, in the US or Russia, or in other locations which are unknown. Lab accidents could lead to smallpox. In fact, the last known case of small pox was due to accidental infection in a lab. Insider threat may also enable deliberate release of smallpox, and any clandestine labs harbouring smallpox would be purposely developing it as a weapon.

    Synthetic biology – since 2002, scientists have been able to create viruses in a lab. The genetic sequence for smallpox is known, and quantum advances in science in the last 20 years mean that smallpox could be engineered in a lab. Existing stocks of smallpox in known or unknown locations could also be engineered and modified for increased infectiousness and pathogenicity. This kind of research was allegedly conducted in the Soviet Bioweapons program last century, and is now more accessible with new technology such as CRISPR-cas.

    I have previously shown that when multifactorial risk-analysis is used that smallpox scores highly on the risk scale among category A bioterrorism agents. So, if there is a real threat of smallpox, what can be done about it? This can be separated into response to an epidemic of smallpox, and to mitigation and prevention of such an epidemic occurring. Most countries prepare to respond to a smallpox epidemic by stockpiling vaccines and drugs (such as the antiviral cidofivir) and having a disease control plan for epidemics. The question is about prioritisation of vaccine use in an epidemic, given there will likely not be stocks for the whole population. First responders such as health workers, paramedics, defence forces and emergency services should have the highest priority for vaccination. There are newer smallpox vaccines available, but the evidence around relative safety and efficacy is unclear. The greatest concern In 2016 is that the world's population has much lower immunity to smallpox than in 1977 when the disease was eradicated. At that time, levels of background immunity due to vaccination or natural infection in the population was higher. Anyone born after 1980 or so would have no immunity at all, and vaccine-induced immunity in older people would have waned. In addition, due to advances in medicine, there are many more people living with immunosuppression today than there were in 1977. As such, the impact of a smallpox epidemic today is likely to be very severe, and we may see much higher mortality than was seen in 1977.

    Prevention is much more difficult. Infectious diseases do not recognise geographic boundaries, so experiments on dangerous pathogens done in one country can affect people in other countries. Global governance, legislation and systems to regulate synthetic biology, gain of function research, as well as coordinated approaches to laboratory security, are critical and yet patchy or inadequate. In 2016 the Biological Weapons Convention is being revised, and it is widely regarded as an outdated and unenforceable legislation . It assumes major players in biowarfare will be nation states, when there are clearly other players who could use biological weapons. There is an opportunity to consider the quantum changes in science and technology which have occurred and gaps in the BWC revisions (due in December 2016) related to this. Without such recognition, the BWC risks becoming obsolete.

    Finally, we live in a world where organised crime, cybercrime and terrorism have coalesced, and trade in weapons, including biological weapons, occurs often on the dark web, under the radar of traditional crime surveillance methods. Trade in biological weapons may not be obvious, and may include selling of genetic sequences for viruses or laboratory reagents and materials for the conduct of genetic engineering research. Until the scope of such trade is defined, we cannot quantify the trade in biologicals on the dark web. It is widely recognised in the cybercrime space that technology has far outpaced our systems and legislation, and it is the same for biological weapons. These two areas are related because cybertechnology enables terrorism, including bioterrorism. The problem needs to be addressed from both angles – we need to be able to combat biosecurity risks on the dark web marketplaces where illegal transactions take place, and also in the realm of biological research. Our systems, legislation and capabilities have not kept pace with quantum changes in science, and this leaves us vulnerable in biosecurity.

    In summary, the concerns about the melting permafrost may not be the most pressing concern around smallpox. As long as there are live stocks of smallpox in the world, as well as the ability to engineer smallpox in a lab, there is a real threat of re-emergence, whether by accidental or deliberate release. Crime and terrorism, themselves converging, are greatly enabled by advances in both cyber and biological technologies, and our ability to mitigate threats in biosecurity require quantum changes in our systems, approaches and governance structures.

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    ISER produces Epiwatch, a rapid outbreak intelligence service and features the ISER Academy, dedicated to solving wicked problems in biosecurity by bringing together stakeholders from different responder sectors.


    Assista o vídeo: IMUNIDADE PÓS INFECÇÃO DO COVID-19 É MAIS EFICAZ QUE A VACINA? Dr. Zeballos analisa (Dezembro 2022).