لارا مارکس، متخصص زیست‌دارو، و آنکور موترجا، متخصص سلامت بین‌الملل، هر دو از دانشگاه کمبریج، سراغ دانشمندان صاحب‌نظر در عرصه ساخت و تولید واکسن رفته‌اند تا نظر آنان را درباره واکسنی جامع، جهانی و «همه‌سویه حریف» برای مقابله با ویروس کرونا جویا شوند. این دو پژوهشگر نتیجه مصاحبه‌ها و بررسی‌شان را در وب‌سایت کانورسیشن منتشر کرده‌اند.

سارس-کوو۲، ویروس عامل ابتلا به کوویدـ۱۹، دنیا را زیر‌و‌رو کرده است. بنا بر پیش‌بینی متخصصان، کرونا جان ۹ تا ۱۸ میلیون نفر در سراسر جهان را خواهد گرفت. این، علاوه بر آثار سوء آن بر سرزندگی، سلامت روان، آموزش و موارد بی‌شمار دیگر است. به‌رغم پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه تولید واکسن، همه‌گیری کرونا در سال‌های آتی نیز همچنان دنیا را دستخوش مصائب خواهد کرد. بروز و ظهور گونه‌های جهش‌یافته کرونا که جهان را درمی‌نوردند نیز وضعیت را پیچیده‌تر و موفقیت واکسیناسیون و درمان‌ را در معرض تهدید جدی قرار می‌دهند.

پیش‌بینی تحول‌های الگویی آتی سارس‌ـ‌کوو۲ دشوار است. بسیاری دانشمندان معتقدند که این ویروس همچنان در جهان می‌چرخد و مانند آنفلوانزا به یک بیماری همه‌گیر بومی تبدیل خواهد شد. در این حالت، موارد ابتلا تقریبا دائمی و همراه شیوع گاه‌گاه خواهد بود که همواره خطری بالقوه برای تبدیل به همه‌گیری خواهد بود. این مساله بسته به این است که چه تعداد از جمعیت جهان واکسینه شوند و مصونیت افراد پس از ابتلا یا تزریق واکسن چقدر پایدار بماند.

واکسن همه‌کاره، راه برون‌رفت از همه‌گیری‌های مکرر

در بلندمدت، بهترین راه‌حل تولید «واکسنی همه‌کاره» برای کروناست، واکسنی که قادر به حفاظت از افراد در برابر تمامی گونه‌های جهش‌یافته فعلی و گونه‌های آتی باشد. بدون دستیابی به چنین واکسنی، جهان در معرض خطر «همه‌گیری‌های مکرر» قرار خواهد گرفت.

با توجه به دشواری‌هایی که برای تولید واکسن همه‌کاره آنفلوانزا وجود داشت، این امر ممکن است مصداق «سنگ بزرگ، نشانه نزدن» به نظر برسد. اما شماری از دانشمندان بر این باورند که با توجه به تحول‌های سریع در زمینه تولید واکسن‌های کوویدـ۱۹، امری شدنی است.

از گفت‌وگوی لارا مارکس و آنکور موترجا با دیگر متخصصان، به نظر می‌رسد تعدادی واکسن‌ احتمالی در چشم‌انداز جهان باشد. حتی ممکن است یکی از این واکسن‌ها تا یک سال دیگر آماده باشد.

در بخشی از این بررسی، با ریچارد هچت، مدیرعامل «ائتلاف برای نوآوری‌ در حوزه آمادگی برای همه‌گیری» (Cepi)، گفت‌وگو شده است. هدف سپی، که در سال ۲۰۱۷ بنیان‌گذاری شد، تولید واکسن ظرف ۱۰۰ روز پس از پیدایش بیماری‌های مسری است، تقریبا یک‌سوم زمانی که برای دستیابی به اولین واکسن کرونا طول کشید.

ریچارد هچت می‌گوید چنین واکسن‌هایی نیاز به سال‌ها سرمایه‌گذاری دارد. او گفت: «اگر بخواهید درختی بار بیاورید، بهترین کار این است که آن را ۲۰ سال پیش کاشته باشید. و اگر این کار را انجام نداده‌اید، پس چه بهتر که آن را همین امروز بکارید.»

او در پاسخ درباره چشم‌انداز بهترین واکسن برای مقابله با کرونا گفت: «هنوز دقیق نمی‎دانیم. این نخستین مواجهه ما با این ویروس است و شاهد گسترش و تحول آن به‌مرور زمان بوده‌ایم… همچنان در حال جمع‌آوری داده و کسب تجربه‌ایم.»

دلیل جهش سارس‌ـ‌کوو ۲ چیست؟

جهش‌های سارس‌ـ‌کوو ۲ برای هیچ‌‌یک از دانشمندانی که با آن‌ها مصاحبه شده دور از ذهن نبوده است. تمام ویروس‌ها جهش پیدا می‌کنند و اغلب دستخوش تغییرهای ژنتیکی تصادفی می‌شوند چرا که دستگاه تکثیر ویروس عالی و بی‌نقص نیست. هرگاه ویروس یک یا جهش‌هایی بیشتری پیدا کند «سویه‌ای» از ویروس اصلی نامیده می‌شود.

فرایند جهش‌ به ویروس کمک می‌کند تا با حملات سیستم ایمنی میزبان، واکسن و درمان دارویی وفق و در نتیجه، بقا پیدا کند. تحت چنین فشارهایی، ویروس سریع‌تر تغییر می‌کند.

از زمان آغاز همه‌‌گیری کرونا، دانشمندان تغییرهای ژنتیکی سارس‌ـ‌کوو ۲ را از طریق توالی‌ ژنوم، یا همان آران‌اِی ویروس، نمونه‌‌های گرفته‌شده از بیماران رصد کرده‌اند. ژنوم مجموعه کامل دستورالعمل‌های ژنتیکی برای رشد و عملکرد جاندار است.

دانشمندان در چین توانستند ژنوم اولین سارس‌ـ‌کوو ۲ را یک هفته پس از بستری نخستین فرد مبتلا به کرونا در ووهان، توالی‌بندی کنند. نتیجه حاکی از آن بود که ویروس عامل کرونا شباهت زیادی به ویروس سارس‌ـ‌کوو ۱، عامل سندروم حاد تنفسی سارس دارد. توالی‌بندی مذکور همچنین نشان داد که ویروس عامل کووید‌ـ‌۱۹ شبیه ویروس‌های کرونای شبه‌سارس شایع میان خفاش‌هاست.

ویروس سارس‌ـکوو ۲ بلند‌ترین ژنوم را میان تمامی ویروس‌های دارای آران‌ای شناخته‌شده دارد. دانشمندان به‌کمک توالی‌بندی توانستند به‌سرعت ژن‌های حاوی دستورالعمل برای شاخک پروتئینی این ویروس را مشخص کنند. شاخک پروتئینی قسمتی از ویروس است که با اتصال به سلول‌های انسان، آن‌ها را آلوده می‌کند. این کشف یافته‌ای مهم برای تولید واکسن کرونا بود.

داده‌های حاصل از توالی‌بندی اولیه ژنوم سارس‌ـ‌کوو ۲ نشان داد که جهش این ویروس از اغلب ویروس‌های دارای آران‌ای کندتر است و تقریبا با سرعتی نصف ویروس عامل آنفلوانزا و یک‌چهارم ویروس اچ‌آی‌وی جهش یافته است. اما سرعت جهش این ویروس به‌مرور با افزایش شمار افراد مبتلا و همچنین فشار عوامل موثر بر بقای ویروس شتاب گرفته است.

اما تمامی جهش‌ها ناگوار نیستند، در برخی موارد، جهش‌ ویروس را ضعیف‌تر می‌کند تا جایی که آن سویه کاملا ناپدید شود. اما در موارد دیگر، ورود ویروس به سلول‌ها و دور زدن سیستم ایمنی میزبان را تسهیل می‌کنند، امری که جلوگیری از ابتلا و درمان را دشوارتر می‌کند.

تاکنون، شش گونه جهش‌یافته نگران‌کننده کرونا شناسایی شده است: آلفا که در بریتانیا شناسایی شد، بتا در آفریقای جنوبی، گاما در برزیل، دلتا در هند، لامبدا در پرو و مو در کلمبیا. مساله نگران‌کننده این است که گونه‌های جهش‌یافته فعلی مسری‌ترند و سریع‌تر پخش می‌شوند، که احتمال ابتلای دوباره و شیوع مجدد را افزایش می‌دهد. هر سویه جهش‌یافته سارس‌ـ‌کوو ۲ نسخه‌ای از ویروس اصلی است.

پژوهش‌های اولیه نشان می‌دهد که نسل اول واکسن‌های کرونا تا اندازه‌ای قادر است در برابر گونه‌های جهش‌یافته جدید دوام بیاورد و در صورت ابتلا، از وخامت حال و بستری بیمار جلوگیری کند. با این حال، این واکسن‌ها با جهش ویروس و کاهش تدریجی مصونیت افراد، رفته‌رفته کم‌اثرتر می‌شوند. 

در جست‌وجوی نقطه ضعف ویروس

وقتی صحبت از «واکسن همه‌کاره» کرونا می‌شود، مساله کلیدی گستره‌ای است که واکسن پوشش می‌دهد و برای تحقق این امر، باید به‌دنبال نقطه ضعف ویروس گشت.

تولید واکسن همه‌کاره بسیار چالش‌برانگیز است. بخشی از مساله برمی‌گردد به تغییر روکش پروتئینی ویروس‌ که ظاهر ویروس را مدام عوض می‌کند و تشخیص آن را برای سیستم ایمنی بدن دشوار می‌سازد.

اما دانشمندان در سال‌های اخیر به پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه شناخت رویارویی سیستم ایمنی بدن با ویروس‌های عامل آنفلوانزا و اچ‌آی‌وی دست یافته‌اند و اکنون، این دانش را در ساخت واکسنی همه‌کاره برای مقابله با ویروس‌های کرونا، که سرعت تغییرشان کمتر از دو ویروس نامبرده دیگر است، به کار بسته‌اند.

تاریخچه طولانی نوآوری در تولید واکسن

دلیل دیگر امیدواری و خوش‌بینی به تولید واکسنی موثر و جامع برای ویروس کرونا، ساخت واکسن کوویدـ۱۹ است که با سرعتی بی‌سابقه ساخته شد. البته پایه ساخت این واکسن سال‌ها پیش بنا شده بود. تا دهه ۱۹۸۰، بیشتر واکسن‌ها از طریق تغییر و کم‌خطرتر کردن ویروس یا باکتری ساخته می‌شد. در این روش پاتوژن یا عامل بیماری‌زای تضعیف‌شده یا غیرفعال‌ تزریق می‌شد تا واکنش ایمنی بدن را برانگیزد.

در دهه ۱۹۸۰، با پیدایش زیست‌فناوری، تولید واکسن متحول شد. زیست‌فناوری ابتدا به کمک ساخت واکسن هپاتیت‌بی آمد که برآورد می‌شود بیش از سل، ایدز و مالاریا جان افراد را در سراسر جهان می‌گیرد.

واکسن هپاتیت‌بی اولین واکسن برای مقابله در برابر سرطان کبد بود و در آن، به‌جای استفاده از تمام ویروس عامل هپاتیت‌بی، فقط از روکش قسمتی از ویروس استفاده شد، امری که دستاوردی عظیم در زمینه تولید واکسن به شمار می‌رفت.

واکسن اچ‌پی‌وی یا همان زگیل تناسلی نیز با استفاده از قسمتی از ویروس ساخته می‌شود و گونه‌های پرخطر این ویروس عامل سرطان دهانه رحم است و سالانه جان ۲۶۰ هزار زن در سراسر جهان را می‌گیرد.

در پی شیوع همه‌گیری آنفلوانزای خوکی، که از ژانویه ۲۰۰۹ به‌مدت ۱۹ ماه جهان را درنوردید، انقلابی در فناوری ساخت واکسن پدید آمد. شرکت‌های داروسازی ظرف شش ماه واکسن درست کردند که خود رکوردی تاریخی بود اما به‌اندازه کافی سریع نبود زیرا از نقطه اوج شیوع گذشته بود. بخشی از دلیل تاخیر زمان‌بر بودن فرایند کشت ویروس در تخم‌مرغ و سلول‌های جانوران پستاندار بود.

بنابراین از سال ۲۰۱۱، متخصصان راهبردی جدید در پیش گرفتند تا از مزایای پیشرفت‌ها در زمینه ژنومی و به‌اشتراک‌گذاری آنلاین داده‌های توالی‌بندی بهره‌مند شوند. این عوامل دست در دست امکان تلفیق ژن‌ها دانشمندان را قادر به طراحی تکه‌هایی از ژنوم ویروس ساخت تا واکسنی تولید کنند که به بدن یاد بدهند ویروس واقعی را در صورت ورود، شناسایی کند و هدف قرار دهد.

یافته‌های جدید

یکی از عواملی که به ساخت اولین واکسن‌های کوویدـ۱۹ سرعت بخشید، شناخت ساختار هسته‌ پروتئین رویه ویروس بود و پادتن‌هایی که به آن چسبیده‌اند.

اندرو وارد، متخصص واکسن، و همکارانش دریافتند که ویروس‌های کرونا با استفاده از یک زنجیره اسید آمینه به‌ نام اس‌ـ۲پی که روی تاج پروتئینی‌شان سوار است، وارد سلول‌های انسان می‌شوند، یافته‌ای که یکی از پایه‌های ساخت واکسن کوویدـ۱۹ بود.

تحول عمده دیگر، شناسایی پادتن‌های خنثی‌کننده (bNAbs) بود. این پادتن‌ها نخستین بار در اوایل دهه ۱۹۹۰ و در سرم خون بیماران مبتلا به اچ‌آی‌وی مشاهده شد. چنین پادتن‌هایی می‌توانند زنجیره گوناگون و متنوعی از ویروس را به‌یک‌باره خنثی کنند.

شناسایی پادتن‌های خنثی‌کننده دریچه‌ای جدید در حوزه واکسن‌سازی گشود و امکان ساخت «واکسنی همه‌کاره» برای آنفلوانزا و اچ‌آی‌وی را پررنگ‌تر کرد، امری که تا امروز به‌دلیل جهش سریع این دو ویروس، دشوار بوده است. اکنون با پیدایش کرونا، تلاش‌ها معطوف کوویدـ۱۹ شده و هدف دانشمندان ساخت واکسنی برای برانگیختن بدن به تولید پادتن‌های خنثی‌کننده است تا «دامنه اتصال گیرنده» روی تاج پروتئینی ویروس کرونا را هدف قرار دهد.

بارتون هینس، ایمنی‌شناس از دانشگاه دوک بریتانیا، معتقد است ساخت چنین واکسنی با اتصال قسمت‌های کوچکی از دامنه اتصال گیرنده چند ویروس‌ کرونا به پروتئینی ریزذره محقق می‌شود. آزمایش روی میمون‌ها نشان داده است که این روش نه‌تنها راه ورود سارس‌ـکوو ۲ و سویه‌های جهش‌یافته‌اش را سد می‌کند، از ورود سارس‌ـ‌کوو ۱ و همچنین گروهی از ویروس‌های کرونای شایع میان خفاش‌ها نیز جلوگیری می‌کند.

در واکسن‌ پیشنهادی دیگر، تکه‌هایی از تاج پروتئینی به ریزذره متصل می‌‌شود. نتیجه آزمایش بر موش‌ها نشان می‌دهد که یک دوز از چنین واکسنی می‌تواند چند نوع ویروس کرونا را که میزبان انسان و حیوان دارند و حتی آن‌هایی را که در طراحی واکسن تعریف نشده‌اند، خنثی کند.

جاناتان هینی، متخصص آسیب‌شناسی تطبیقی از دانشگاه کمبریج، و تیم پژوهشی‌اش نیز به واکسن کرونایی که با گروه وسیعی از ویروس‌های کرونا مقابله می‌کند، دست یافته‌اند. این واکسن به‌گونه‌ای طراحی شده است که واکنش‌ التهابی شدید بدن را که گاهی به مرگ منجر می‌شود، برنیانگیزد. در مرحله آزمایش روی حیوانات، این واکسن از ابتلا به چند نوع ویروس کرونا از جمله ویروس‌های عامل کوویدـ۱۹ و سارس و بسیاری انواع دیگر با منشا خفاش، محافظت کرد.

تمامی این روش‌ها هنوز به مرحله آزمایش روی انسان نرسیده است اما مراحل کارآزمایی‌های بالینی آن‌ها به‌زودی آغاز می‌شود. تولیدکنندگان این واکسن‌ها درصددند آن‌ها را با فناوری مقاوم به گرما و به‌شکل پودر«منجمد خشک» تولید کنند، که نگهداری و توزیع این واکسن‌ها را بسیار آسان‌تر از واکسن‌هایی همچون فایزر و مدرنا می‌کند و همچنین پخش واکسن را بسیار ارزان‌تر و دسترسی برابر به واکسن را در سراسر جهان ممکن می‌کند.

همه‌گیری‌های جدید در راه

هرچند دانشمندان ابزار تولید واکسنی برای مقابله با همه گونه‌های ویروس‌ کرونا را در دست دارند و تا یک سال دیگر می‌توانند آن را تولید کنند، این آخر ماجرا نخواهد بود. تراکم جمعیت جهان، جابه‌جایی انسان‌ها و تغییرهای ‌زیست‌بومی همه‌ و همه به این معناست که جهان همچنان با خطر همه‌گیری‌های جدید مواجه خواهد بود.

رویارویی با همه‌گیری‌های آتی نیازمند هوشیاری، اراده سیاسی و همکاری در سطح بین‌المللی است. علاوه بر این، سرمایه‌گذاری در زمینه تولید واکسن نیز ضروری است.

دسترسی به واکسن تنها یک راه مقابله با همه‌گیری‌ جهانی است. درس دیگری که کرونا به ما آموخته تشکیل جبهه‌ای سریع برای تشخیص توالی‌ ژنومی است تا تهدیدهای آتی به‌سرعت شناسایی شود و می‌تواند کلید کاهش همه‌گیری در جهان باشد.