Aşılar elbette insan hayatının bu denli uzaması sağlayan antibiyotikler ile birlikte tarihin en önemli buluşlarının başında gelmektedir. Aşının tarihi MÖ 200'lü yıllara kadar uzanmaktadır. İlk kez Çinlilerin çiçek hastalığına karşı aşılama yöntemini uyguladıkları, Joseph Needham'ın Çin'deki Bilim ve Medeniyetinin 6. cildinde bahsedilmektedir. Sonrasında 1500'lerde Hindistan'da Portekizliler tarafından taşınan çiçek hastalığı 8000 kadar çocuğun yaşamına mal olmuştur, bu dönemde de çiçek hastalığına karşı aşılama çalışmalarının olduğundan bahsedilir. İngilizlerin de yüz yıllar sonra özellikle bugünkü Türkiye topraklarından öğrendikleri çiçek hastalığına karşı yapılan aşılama uygulamalarını ülkelerine götürerek orada uygulamaya başladıkları bilinmektedir. İnsanlık yüzlerce yıl boyunca aşılama çalışmalarına, küçük denemelerle devam etmiştir. Özellikle Doğu topraklarında çiçek hastalığına karşı yapılan aşı çalışmaları oldukça gelişmiştir. Tabi aşının icadından ve topluma yaygın uygulanmasından önce, yüzlerce farklı salgın insanlığı yüz yıllar boyunca tehdit etmiştir.
Tarih 1796'yı gösterdiğinde cesur bir hekim olan Edward Jenner yüzyıllar boyunca biriken aşılama teknikleri konusunda öğrendikleri ile oluşturduğu hipotezini denemeye karar vermiştir. Bu hipoteze göre, çeşitli hayvan çiftliklerinde çalışan işçilerde çiçek hastalığı görülmemektedir. Jenner, ineklerde çiçek benzeri bir hastalığın olduğunu bilmektedir. Bu durumda hayvanlar ile içli dışlı çalışan bu kişilerin bu çiçek benzeri hastalık ile temas etmeleri onları koruyor olabilirdi. Bu şekilde 14 Mayıs 1796 tarihinde Jenner, 8 yaşındaki James Phipps için, süt sağan Sarah Nelmes adındaki bir kadının elindeki ineklerde hastalığa yol açan Cowpox'ın neden olduğu yaradan sürüntü alarak, Phipps'in koluna ufak çizikler vasıtası ile bulaştırma yolu ile onu aşılamıştır. Sonrasında Temmuz 1796'ya gelindiğinde çocuğa, çiçek hastasından aldığı örneği transfer etmiş ama çocuk sağlıklı kalmıştır. Daha sonra Jenner bu deneyi birden fazla kez tekrar etmiş ve başarısını göstermiştir. Aslında Jenner inekleri hastalandıran virüsün ne olduğunu bilmemektedir fakat insanlarla aynı hastalık olduğunu düşünmüş ve hipotezini buna göre geliştirmiştir. Sonrasında Harvard'lı Prof. Benjamin Waterhouse (1754-1846) 1800'de aşıyı Amerika’ya getirmiştir. İlk aşılamayı da çocuğuna yapmıştır. 1813'te Amerikan Aşı Kurumu kurulmuştur. Jenner 1823’te 73 yaşında beyin kanaması sebebiyle hayatını kaybedene kadar hekimlik yapmıştır ama Dünya'ya aşı kavramını kabul ettiren kişi olarak tarihe adını yazdırmıştır. Sonrasında 1885'te Pasteur köpek tarafından 9 yaşında ısırılmış bir çocuğa yaptığı kuduz aşısı ile çocuğun hayatını kurtarmıştır. Onlarca farklı aşı bu zaman diliminde ortaya çıkmıştır. 1918'de İspanyol gribi sırasında onlarca farklı bakteriye karşı aşılar denenmiş fakat başarılı olunamamıştır. O dönemde influenzaya yol açan İnfluenza A virüsü keşfedilmemiştir ve 1930'a kadar keşfedilemeyecektir. İlk grip aşısı 1940'larda ortaya çıkmıştır. 1935 yılında Polio aşısı denemeleri yapılmıştır. 1945'ye influenza aşısı onay almıştır. Polio aşı çalışmaları devamında 1953'te Salk polio aşısını kendisi çocukları ve eşine yapmıştır. 1985'te HİB aşısı geliştirilmiştir. 1986 yılında ilk rekombinant Hepatit B aşısı lisanslanmış ve birçok çocuğun hayatı son derece tehlikeli olan bu virüsten kurtulmuştur. Çocuklar aşı takvimine alınmış, belki de milyonlarca çocuk karaciğer hastalıklarından korunmuş, bugün sağlıklı ebeveynler olarak hayatlarını sürdürmektedir. 1995'te Hepatit A aşısı lisanslanmıştır. 2006'da HPV aşısı ortaya çıkmıştır. Onlarca farklı hastalığa karşı aşılar geliştirilmiş, milyonlarca insanın hayatı kurtulmuş ve insanlığın ömrü uzamıştır.
Aşı çalışmaları onlarca farklı hastalık için devam etse de bugün hayatımıza girmiş ve bizleri evlerimize hapsetmiş olan SARS-COV2 virüsüne karşı aşı geliştirme çalışmaları insanlığın önceliği haline gelmiştir. Bu virüsün yarattığı hastalık olan COVID19 hastalığının engellenmesi için çok farklı aşılar geliştirilmeye çalışılmaktadır.
Genel olarak aşı tipleri canlı atenüye, inaktive cansız ve subünit konjuge aşılardır. Canlı atenüye aşılar, hastalığa neden olan yaban virüsün ya da bakterinin laboratuar koşullarında zayıflatılmasıyla üretilir. Bu şekilde elde edilen aşıdaki mikroorganizma çoğalma ve bağışıklık yanıtı oluşturma yeteneğine sahiptir. Hastalık yapıcı özellikleri ise zayıflatılmıştır. Virüsler ve bakteriler aşı materyalinde bir bütün olarak bulunurlar ve vücutta hastalık yapmadan bağışıklık kazanılmasını sağlarlar. Canlı aşılar bağışıklık sistemi güçsüz olan kişilerde uygulanmaz. Çünkü onlarda hastalığa yol açabilme riskleri vardır. Avantajları arasında, vücutta iyi bir bağışıklık uyarımı yaparlar, derialtı, as içi, sprey, oral yollardan kişi aşılanabilir, hazırlanması kolaydır, oluşan bağışıklık uzun süreli olur. Dezavantajları ise, başka virüs ve bakteriler ile kontamine olabilirler, tekrar hastalık yapıcı özellik kazanabilirler, aşı kombinasyonları yoktur, muhafazaları zordur, bağışıklığı zayıf olanlarda kullanılamazlar. Çiçek, polio, kabakulak, kızamık, kızamıkçık, sarı humma aşıları canlı aşılara örnek olarak verilebilir.
Diğer tip bir aşı inaktive, ölü aşılardır. Hastalık yapıcı etkisi kuvvetli olan bakteri ve virüslerin, fiziksel ve kimyasal yöntemler ile öldürülerek, inaktive edilmesi ile oluşturulurlar. Bu yöntem antijenlerin bazı yapılarına zarar verebilir bu da bağışıklık yanıtını etkileyebilir. Aktive, canlı aşıya göre daha düşük bir bağışıklık yanıtı oluşturur. İnaktivasyon iyi yapılmazsa hastalık oluşturma riski vardır. Ama günümüzde gelişen teknoloji ile bu risk oldukça düşüktür. Avantajları arasında, kontamine olmaz, aşı kombinasyonlarına izin verir, enfeksiyona neden olmaz. Dezavantajları ise, bağışıklık daha kısa sürelidir, yüksek konsantrasyon gereklidir, büyük dozlar kullanılır, bağışıklığı arttırması için adjuvan denilen maddeler aşıda kullanılır. İnfluenza A, B, polio, kudur, hepatit B gibi hastalıklar için kullanılabilmektedir.
Diğer tip aşılar subünit ve konjuge aşılardır, bunlar genellikle biyoteknolojik aşılar olarak isimlendirilir. Üretimleri çoğunlukla pahalıdır. Deneyimli personel ve gelişmiş teknolojik laboratuvarlara gereksinimleri vardır. Avantajları oldukça fazladır. Bu aşılar içerisinde bağışıklık kazandırılması istenilen mikroorganizmanın genomunun küçük bir parçası kullanılır. Enfeksiyona yol açmaz. Kullanılan küçük genetik sekans vücutta bağışıklık oluşturacak protein yapının oluşturulmasını sağlar, bütün bir virüs ya da bakteri aşıda bulunmaz. Bağışıklığı tetikleyen mikroorganizmanın moleküler yapılarına antijen denir, bu antijeni kodlayan bir gendir, aşı bu gen parçasından üretilen antijeni taşır, diğer yabancı ve zararlı proteinlerin sentezini engeller ve böylece aşılanana zarar veren genler proteinlere dönüşmez ve aşı bu proteinleri taşımaz. Muhafazası kolaydır ve uzun süre saklanabilir. Ancak, biyoteknolojik aşıların bir kısmı bağışıklığın iyi uyarılması için uygun ve özel adjuvantlarla birlikte vücuda verilir.
Bazı moleküler teknikler kullanılarak hazırlanan aşıları başlıca iki kategoride incelemek mümkündür.
İleri teknoloji aşılar
1) Sentetik peptid aşılar
Enfeksiyon etkeninin bağışıklık yaratabilecek moleküler yapıları belirlenerek, laboratuvarda üretilirler. Elde edilen peptidler adjuvanlar ile birlikte kullanılır. Vücutta enfeksiyon oluşturmaz ve çoğalmazlar.
2) Antiidiotip antikor aşıları
Spesifik bir antijene karşı deney hayvanında hazırlanmış olan idiotip antikorların tekrar farklı bir deney hayvanına verilmesi halinde oluşan antiidiotip antikorlar aşılamada kullanılır. Bu ikinci antikorlar koruyucu antikorların sentezini uyarırlar. Vücutta enfeksiyon oluşturmaz ve çoğalmazlar.
3) Subünit aşılar
Mikroorganizmaların antijenik yapıları belirlenerek ya izole edilir ya da laboratuvarda belirlenen genetik ve protein dizilere göre üretilirler, adjuvanlar ile birlikte aşı olarak uygulanırlar. Vücutta enfeksiyon oluşturmaz ve çoğalmazlar.
Genetik mühendisliği ile hazırlanan aşılar
1) Mutant aşılar
Mikroorganizmaların genetik materyallerinde (genomlar) yapay olarak oluşturulan değişiklikler (mutasyonlar) ile oluşturulan alt türler aşı olarak kullanılabilirler. Bu mutant alt türlerin hastalık yapıcı veya hastalık yapıcı genleri çıkarıldığı için enfeksiyon oluşturamazlar, ancak vücutta çoğalabilirler. Tekrar eski hallerine mutasyon geçirerek dönebilme riskleri vardır.
2) Subünit aşılar
Bu aşılarda, mikroorganizmaların bağışıklık oluşturabilecek antijenik proteinlerini kodlayan genleri çıkarılarak, bu genlerin plasmid denilen, zararsız bakteriler içerisinde çoğalabilen genetik yapılar ile birleştirildikten sonra, alıcı hücrede genin proteine yani antijene dönüşmesinin sağlanması ve bu proteinin veya antijenin aşı olarak kullanılması sağlanır.
3) Rekombinant mutant aşılar
Bu aşılar, mikroorganizmaların antijenik yapılarını ve bazı önemli faktörlerini kodlayan genleri, kendi genomlarından çıkardıktan sonra bunları mutant mikroorganizmaların genomlarına eklemek suretiyle elde edilirler. Örneğin, Vaccinia virüs genomuna, HBsAg geni, HSV'nin gD geni, influenza virüsünün HA geni, kuduz virüsün glikoprotein geni eklenmiş ve aşı olarak kullanılarak, bağışıklık oluşturulması istenen ekleme genler ile oluşturulan antijenlere karşı başarılı sonuçlar alınmıştır.
5) Rekombinant ürünü aşılar
Bu tür aşılarda, mikroorganizmaların antijenik yapılarını oluşturan genler çıkarıldıktan sonra alıcı bir hücreye (bakteri, maya) transferi, burada gen ürünü antijenik proteinin üretiminin sağlanması, hücrelerde biriken proteinlerin çıkarılması ve bunların saflaştırıldıktan sonra aşı olarak verilerek bağışıklık kazandırılması amaçlanır.
6) Nükleik asit aşıları (DNA ve RNA aşıları)
En yeni nesil aşı teknolojisidir, SARS-COV2'ye karşı geliştirilen aşılardan hızlı Faz 3 çalışmaları yürüten ve acil kullanım izni alan aşılar olarak tarihe geçmişlerdir. Bu teknolojide, bağışıklık kazandırılması istenilen mikroorganizmaya ait antijenik yapılara ait genler mikroorganizmadan çıkarılarak, aşılanacak kişiye doğrudan verilmektedir. Bu genetik materyal DNA veya RNA olabilir. Doğrudan hücrelerde antijenik yapının oluşturulması ve bağışıklık sistemine tanıtılması esasına dayanır.
Avantajları arasında, diğer aşı türlerine göre az miktarda kullanılırlar, uzun süreli gen, antijen üretimi sağlayabilir, hem hücresel hem hümoral bağışıklık yanıtını uyarabilir, bellek hücrelerini ve koruyucu bağışıklığı uyarırlar, yan etkileri, toksik etkileri düşüktür. Adenoviral aşılarda ortaya çıkan konakta daha önce bulunan antikorlardan etkilenmezler. DNA aşılarının uzun süre muhafaza edilmeleri ve saklanmaları mümkündür, kolay uygulanırlar.
Dezavantajları arasında, özellikle mRNA aşılarının soğuk zincir ihtiyacı vardır ve taşınması zordur, -70 derece gibi ultra soğuk ortamda taşınma ve saklanması gereklidir. Çok üstün teknoloji ile donatılmış laboratuvar ve üretim şartları gerektirir, otoimmünite oluşturarak (Aşırı uyarım ve ekspresyon, ototoleransı bozarak) otoimmun hastalıklara yol açma riskleri vardır, DNA aşılarının genoma entegre olabilme ve tümör oluşumuna yol açabilme riski az da olsa bulunabilir.
Tüm bu aşı teknolojilerinin yerli ve milli olarak elde edilmesi şarttır. Özellikle gelecekte karşılaşılacak salgınlara hazırlıklı olunması ve bu salgınlardan hem ekonomik hem de stratejik olarak hızlı bir şekilde çıkılmasının sağlanması adına bu teknolojilerin de edilmesi gereklidir. Bugün sadece aşı değil yarının kimyasal ilaç teknolojisi mutlaka biyolojik ilaç teknolojisine dönüşecektir. Paradigma değişiminin yaşanması beklenilmektedir. Aynı teknolojiler ile birçok genetik hastalığa hatta kansere ve enfeksiyon hastalıklarına yönelik ilaçlar genetik yöntemler ile üretilecektir. Bu sebeple bu teknoloji hem bugün hem de gelecek için ülkemiz adına gereklidir.
Bu yazı Bilim ve Ütopya'nın Ocak 2021 sayısında yayımlanmıştır.