Zijn we klaar voor ziekte X?

‘Dit moet één van de veiligste plekken van het land zijn’, lacht viroloog Johan Neyts (KU Leuven). Drie veiligheidssassen scheiden ons van het lab waarin Neyts naar een vaccin en therapie tegen het coronavirus SARS-CoV-2 zoekt. Het virus is uit de neus van de op dat moment nog enige Belgische patiënt geïsoleerd en in zijn lab verder gekweekt.

Laboratoria onder lage druk en uitgerust met speciale luchtzuiveringssystemen moeten vermijden dat ziekteverwekkers kunnen ontsnappen. Voor elk veiligheidssysteem is er een back-up, en een back-up voor de back-up. Onderzoekers komen er enkel in met speciale beschermende kledij, en mogen er alleen uit na een grondige ontsmettingsbeurt.

In een volledig geautomatiseerd deel van het lab test een robot de klok rond stofjes op hun werkzaamheid tegen SARS-CoV-2. Dat gebeurt met de grove middelen. In schaaltjes wordt het effect van een paar honderdduizend stoffen getest. ‘Ongeveer één op de tien- à twintigduizend levert een positief resultaat op’, zegt Neyts. In een volgende stap brengen de wetenschappers kleine wijzigingen op die molecules aan, om te zien of ze daarna nog beter, of net slechter werken. Het is slechts het begin van een jarenlang traject vol proeven op cellen, dieren en uiteindelijk mensen.

Met financiering van de Bill & Melinda Gates Foundation zullen daarnaast zo’n vijftienduizend actieve stoffen uit bestaande geneesmiddelen worden getest op hun werkzaamheid tegen het coronavirus. Neyts’ onderzoek naar een vaccin zit in een verder gevorderd stadium. Achter deze deuren zijn al enkele kandidaat-vaccins op proefdieren getest.

Toch zal het volgens de Leuvense expert minstens achttien maanden duren voor er een product op de markt kan komen. ‘Het lijkt erop dat het nieuwe coronavirus een blijver is’, zegt Neyts. ‘Het zal wellicht blijven circuleren, net als influenza- en andere coronavirussen. Dus zullen we sowieso een vaccin nodig hebben.’ Maar om de ziekte in een vroeg stadium in te dijken, zullen geneesmiddelen en vaccins uiteraard te laat komen. Alweer.

Neyts begint aan een opsomming. ‘In 1976 werd het ebolavirus ontdekt. In 1983 volgde hiv. Nadien kwamen onder meer nipah, hendra, SARS-CoV, MERS-CoV, zika, chikungunya … ’ Het zijn allemaal zogenoemde zoönosen, infectieziektes die de sprong van dier naar mens maakten. ‘Om de zoveel tijd is het zover’, zegt Neyts. ‘Het is een zekerheid dat er de komende decennia nog nieuwe virussen zullen opduiken.’ De viroloog verkondigt al langer dat we ons beter moeten voorbereiden op nieuwe ziektes. ‘We moeten ons bewapenen in vredestijd’, zegt hij. Maar hoe doe je dat, als je niet precies weet wie de volgende vijand zal zijn?

In 2014 en 2015 eisten ebola-uitbraken in West-Afrika meer dan elfduizend doden. Een vaccin was pas meer dan een jaar na de uitbraak klaar. Het bleek bijzonder effectief, wat doet vermoeden dat veel leed had kunnen worden vermeden als er eerder in was geïnvesteerd. In 2002 en 2003 had SARS, ook veroorzaakt door een bij de mens tot dan toe onbekend coronavirus, ongeveer achthonderd doden geëist. En sinds zijn uitbraak in 2012 veroorzaakte het MERS-coronavirus eveneens zo’n achthonderd doden, voornamelijk in het Midden-Oosten.

Ook in die gevallen bleek er weinig voorhanden om de ziektes te lijf te gaan. ‘Het overheersende gevoel was toen: dit kan zo niet langer’, zegt viroloog Marion Koopmans (Erasmus MC). ‘Het besef groeide dat we ons structureel moeten voorbereiden op dit soort dreigingen.’

We leven in een dichter bevolkte en geglobaliseerde wereld, waarin we steeds verder in de nog resterende stukken natuur doordringen. Daarmee neemt het risico op ernstige problemen met nieuwe virussen toe. Uit simulaties blijkt dat wanneer een makkelijk overdraagbare en dodelijke ziekte zoals de Spaanse griep vandaag de kop zou opsteken, er alleen al in de eerste zes maanden 33 miljoen doden zouden vallen. Volgens sommige schattingen loopt de kost van een matige tot ernstige pandemie al snel op tot ruim 500 miljard dollar per jaar.

In zekere zin zijn we er tot dusver nog goed van afgekomen. Omdat besmetting via lichaamsvloeistof verloopt, is het ebolavirus niet zo makkelijk overdraagbaar. De SARS-epidemie doofde uit, en de problemen met het MERS-virus bleven beperkt tot het Midden-Oosten.

Als reactie op de virusuitbraken sinds het begin van deze eeuw stelde de Wereldgezondheidsorganisatie in 2015 voor het eerst een lijst op met prioritaire ziektes, waarnaar dringend meer onderzoek nodig is. Op de lijst prijkte, naast bekende virussen zoals onder meer ebola, zika, SARS en MERS, ook ‘ziekte X’, een internationale epidemie veroorzaakt door een tot dan onbekende ziekteverwekker.

In 2017 werd vervolgens de Coalition for Epidemic Preparedness Innovation (CEPI) opgericht. Het doel: draaiboeken en technologieën ontwikkelen die toelaten snel te handelen wanneer een nieuwe ziekte de kop op steekt. ‘Wat we nu meemaken komt immers dicht in de buurt van zo’n ziekte X’, zegt Koopmans. ‘Al is het virus niet volledig nieuw, het is verwant aan bekende coronavirussen. De platformen die zijn opgericht om snel diagnostische tests, geneesmiddelen en vaccins te ontwikkelen ondergaan nu hun eerste grote test.’

CEPI financiert onder meer onderzoek naar technologieën om vaccins te ontwikkelen. Met kleine wijzigingen kunnen die vaccins snel worden aangepast om nieuwe ziektes mee te bestrijden. Neyts werkt aan zo’n technologie. Hij voert al langer onderzoek uit naar een nieuw vaccin tegen de gele koorts. Dat is gebaseerd op een stukje DNA – een plasmide – dat codeert voor een afgezwakte versie van het gelekoortsvirus. Spuit je dat plasmide in, dan wekt het verzwakte virus een reactie van het immuunsysteem op, dat daardoor is voorbereid op het eventuele echte werk.

Het zijn de zogenoemde spike-eiwitten op het oppervlak van het virus, waarmee het virus onze cellen binnendringt, die de immuunrespons uitlokken. Het team van Neyts slaagde erin de genetische sequentie die codeert voor het spike-eiwit van het nieuwe coronavirus in het vaccin tegen gele koorts te plakken. ‘Het gelekoortsvaccin doet dienst als een soort passe-partout, waarin je stukjes DNA kan vervangen door onderdelen van andere virussen. We experimenteerden eerder al met stukjes van het zika-, ebola- en lassavirus.’ Het team van Neyts werkt simultaan aan zeven versies van het vaccin, telkens met een iets andere genetische sequentie van het coronavirus.

Vooruitgang in de biotechnologie versnelt de ontwikkeling van vaccins en therapieën aanzienlijk. ‘Bij de uitbraken van SARS en MERS hadden we nog enkele weken nodig om het genoom van het virus in kaart te brengen’, zegt Kevin Ariën (Instituut voor Tropische Geneeskunde). ‘Vandaag kan dat binnen enkele dagen.’

Met die genetische informatie kunnen experts snel aan de slag. Door het DNA te vergelijken met het genoom van bekende virussen, krijgen ze inzicht in welke sequenties coderen voor de spike-eiwitten. Een andere recente passe-partouttechnologie bestaat erin om vervolgens stukjes synthetisch DNA of RNA te maken die voor die eiwitten coderen en die als vaccin te gebruiken. Enkele Amerikaanse bedrijven bewandelen die weg.

Nog een andere optie is sleutelen aan bestaande vaccins op basis van verzwakte virussen, zodat ze ook de spike-eiwitten van het nieuwe virus op hun oppervlak dragen. Dat is wat een team aan het Erasmus MC probeert met een onschadelijk gemaakt pokkenvirus.

CEPI streeft ernaar om technologieën te ontwikkelen die het tijdskader voor een vaccin sterk inkorten. Zestien weken nadat het genoom van een virus is ontcijferd wil CEPI een vaccin hebben dat klaar is voor klinische studies. Dat is vele malen sneller dan het normaal duurt.

Maar dat is slechts een deeltje van het werk. ‘We richten ook netwerken op die snel met klinische studies kunnen starten’, zegt Koopmans. ‘Maar hoe beoordelen we in een crisissituatie de doeltreffendheid en veiligheid van zo’n nieuw vaccin? En hoe slagen we erin om op korte termijn miljoenen dosissen te produceren? Dat zijn moeilijke kwesties waarover we ons nu volop buigen.’

Technologie laat toe om sneller te reageren als een nieuwe dreiging de kop opsteekt. Maar het blijft wel reageren, en dus achter de feiten aanhollen. Om proactief te kunnen handelen, hebben we meer informatie nodig over wat er mogelijk op ons afkomt.

Om daar zicht op te krijgen, schuimen wetenschappers markten af waar wilde dieren worden verhandeld, en kammen ze de wildernis uit. Ze nemen bloedmonsters van wilde dieren zoals vleermuizen, knaagdieren en primaten, om te kijken welke virussen ze met zich meedragen. Zo hebben Ariën en zijn collega’s net ruim veertigduizend bloedmonsters van wilde dieren verzameld in onder meer Congo, Kameroen en Tanzania. Ze willen nu onderzoeken welke virussen de dieren met zich meedragen.

Als reactie op de uitbraak van het vogelgriepvirus H5N1 richtte het US Agency for International Development (USAID) het PREDICT-programma op. Wetenschappers verzamelden meer dan 140.000 monsters in ruim twintig landen in Azië en Afrika. Dat leverde meer dan negenhonderd nieuwe virussen op, waaronder een nieuwe variant van het ebolavirus.

Het Global Virome Project heeft de ambitie een databank aan te leggen van alle in de natuur voorkomende virussen. Op dit moment zijn er ruim 260 virussen bekend die in staat zijn mensen te infecteren. De wetenschappers schatten dat er wereldwijd meer dan 1,2 miljoen nog onbekende virussen circuleren in vogels en zoogdieren, waarvan er meer dan vijfhonderdduizend in staat zijn de sprong van dier naar mens te maken.

‘We zien slechts het topje van de ijsberg’, zegt Jonathan Epstein, betrokken bij het PREDICT-programma en de EcoHealth Alliance, een non-profitorganisatie die het risico op nieuwe ziektes tracht in kaart te brengen en te beperken. ‘We proberen in te schatten welke virussen een groter risico stellen om mensen te infecteren. Daarvoor kijken we naar hun verwantschap met virussen die dat eerder hebben gedaan of naar hun vermogen om verschillende diersoorten te besmetten.’

De experts van de EcoHealth Alliance identificeerden wereldwijd de hotspots waar het risico op een nieuwe ziekte het grootst is. Die bevinden zich in tropische regio’s, op plekken met een hoge zoogdierdiversiteit en waar mensen en vee onder meer door ontbossing diep tot in de natuur doordringen. Op die plaatsen loont het te investeren in monitoring en preventie.

‘Er bestaan veel meer virussen dan dat we er kennen. Maar het aantal manieren waarop ze naar de mens kunnen overspringen zijn beperkt’, zegt Epstein. ‘Daarom gaan onze mensen ook het terrein op. Ze praten met de lokale bevolking over de risico’s van bushmeat en ze leren hun hoe ze kunnen voorkomen dat knaagdieren of vleermuizen hun voedsel besmet. Zo stoppen we alle virussen, en hoeven we de volgende ‘ziekte X’ niet precies te kennen.’

Tot op zekere hoogte is het mogelijk om al op voorhand virusremmers te ontwikkelen. ‘Het ebolavirus behoort bijvoorbeeld tot de filovirussen’, zegt Ariën. ‘We weten dat er nog andere filovirussen circuleren in vleermuizen. Er is een reëel risico dat die ooit ook de sprong naar de mens maken. Daarom zouden we kunnen zoeken naar middelen die tegen die hele virusfamilie werken.’

Dat hadden we ook tegen de coronavirussen moeten doen, vindt Neyts. ‘We kenden al zes coronavirussen, waaronder twee kwalijke: SARS en MERS. Als we al hadden geïnvesteerd in een virusremmer tegen die bekende varianten, dan had die wellicht ook tegen het nieuwe virus gewerkt. Dan hadden we in de eerste weken na de uitbraak in Wuhan die paar honderd patiënten kunnen behandelen en de uitbraak in de kiem smoren.’

Anders dan zijn voorgangers lijkt het nieuwe coronavirus niet te zullen uitdoven. Neyts hoopt dat het virus eindelijk iets in beweging kan zetten. ‘Zelfs kleine landen als België en Nederland geven miljarden uit aan defensie. Terwijl je virusremmers kan ontwikkelen voor een paar honderd miljoen euro per virusfamilie. Het wordt tijd dat we beseffen dat we voor onze veiligheid niet alleen moeten investeren in tanks en F35’s, maar ook in virusremmers.’