کرونا/ واکسن های mRNA چگونه کار می کنند؟

دکتر "سانجي ميشرا" هماهنگ کننده پروژه کنسرسيوم جمع آوري داده هاي بيماران سرطاني آلوده به کوويد ۱۹ و دانشمند ستاد مرکزي پزشکي دانشگاه وندربيلت ايالات متحده آمريکا که تا اوايل سال جاري ميلادي، در حال بررسي بر روي کانديداهاي واکسن عليه بيماري هاي "زيکا" و "دنگي" بود در گفت و گو با ايسنا درباره جزيياتي از توليد واکسن کرونا در دنيا اظهار کرد: اگرچه هنوز جزييات کاملي از تجزيه و تحليل موقت شرکت هاي دارويي Moderna و Pfizer/BioNTech و AstraZeneca (که طبق توافق با دانشگاه آکسفورد، AstraZeneca مسئول توليد و توزيع واکسن اين دانشگاه در سراسر جهان است) منتشر نشده است اما اين گزارش هاي اوليه بيش از انتظار بسياري از کارشناسان واکسن از جمله من بوده است.

اميدوار کننده بودن نتايج اوليه

وي با اشاره به اميدوارکننده بودن نتايج اوليه اين شرکت ها گفت: شرکت دارويي مودرنا گزارش داده است که در طي مطالعه مرحله سوم واکسن کانديدايي mRNA-۱۲۷۳، سي هزار شرکت کننده بزرگسال آمريکايي به صورت داوطلبانه ثبت نام کرده بودند که تنها در ۵ مورد از ۹۵ مورد واکسينه شده، مبتلا به کوويد ۱۹ اتفاق افتاده در حالي که ۹۰ مورد عفونت در گروه هايي که دارونما استفاده کرده بودند، شناسايي شده است که خود کارايي ۹۴.۵ درصدي واکسيناسيون اين شرکت را بيان مي کند.

اين کارشناس واکسن در دانشگاه وندربيلت آمريکا با اشاره به اينکه هيچ يک از بيماران آلوده به کوويد ۱۹ که واکسن کروناي mRNA-۱۲۷۳ را دريافت کرده بودند، به فرم هاي شديد اين بيماري مبتلا نشده بودند اظهار کرد: اين در حالي است که ۱۱ نفر (معادل ۱۲ درصد) از داوطلباني که دارونما را دريافت کرده بودند به فرم هاي شديد اين بيماري مبتلا شدند.

ميشرا به تاثيرپذيري ۹۰ درصدي در جلوگيري از عفونت در واکسن کانديدايي BNT۱۶۲b۲ شرکت هاي داروسازي Pfizer/BioNTech در طي آزمايشات باليني فاز سوم نيز اشاره کرد و گفت: در فاز سوم مطالعات باليني اين شرکت داروسازي نيز ۴۳ هزار ۵۳۸ نفر داوطلب ثبت نام کرده بودند که شاهد موثر بودن ۹۰ درصدي واکسن کانديدايي اين شرکت هستيم.

وي در پاسخ به اين سوال که واکسن mRNA چگونه کار مي کند؟ گفت: به طور کلي نحوه عملکرد واکسن ها به گونه اي است که سيستم ايمني بدن را آموزش داده تا بخشي از ويروس را که عامل بيماري است را شناسايي و تشخيص دهند.  

اين دانشمند ستادي مرکز پزشکي دانشگاه وندربيلت با اشاره به اينکه واکسن ها به طور سنتي حاوي ويروس هاي ضعيف شده يا پروتئين هاي امضاي خالص ويروس هستند اظهار کرد: در مورد واکسن mRNA قضيه متفاوت است زيرا فرد به جاي تزريق پروتئين ويروسي، مواد ژنتيکي (mRNA) را دريافت مي کند که اين مواد ژنتيکي، پروتئين ويروسي را کد دار کرده و وقتي که اين دستورالعمل هاي ژنتيکي به قسمت فوقاني و بالايي بازوها تزريق مي شود، سلول هاي عضلاني با ترجمه اين کدها، پروتئين هاي ويروسي را مستقيما در بدن ايجاد مي کنند.

ميشرا با بيان اينکه اين روش، همان کاري را که SARS-CoV-۲ در طبيعت انجام مي دهد را تقليد مي کند با اين تفاوت که واکسن mRNA فقط براي قطعه مهم پروتئين ويروسي کدگذاري مي شود، افزود: mRNA ها به سيستم ايمني بدن پيش نمايش آنچه ويروس واقعي در بدن ايجاد خواهد کرد را نشان مي دهد و اين پيش نمايش به سيستم ايمني بدن اين فرصت  را خواهد داد تا آنتي بادي هاي قدرتمندي را طراحي کرده که در صورت آلودگي فرد مي تواند ويروس واقعي را خنثي کند.

mRNA ماده ژنتيکي مصنوعي است که نمي تواند به نسل بعدي منتقل شود

اين کارشناس واکسن در دانشگاه وندربيلت با بيان اينکه mRNA ماده ژنتيکي مصنوعي است که نمي تواند به نسل بعدي منتقل شود اظهار کرد: پس از تزريق mRNA، اين مولکول، پروتئين هاي توليدي درون سلول هاي عضلاني را هدايت مي کند که در بازه زماني ۲۴ تا ۴۸ ساعت به حداکثر فعاليت خود رسيده و مي تواند تا چند روز نيز ادامه پيدا کند.

وي در پاسخ به اين سوال که چرا ساختن واکسن mRNA خيلي سريع انجام مي شود؟ افزود: اگرچه در حال حاضر براي توليد واکسن به روش هاي سنتي مطالعات خوبي انجام شده است، اما قطعا اين روش بسيار وقت گير بوده و نمي تواند بلافاصله در برابر بيماري هاي همه گير جديد مانند کوويد ۱۹ پاسخ مناسبي دهد.

اين دانشمند ستادي مرکز پزشکي دانشگاه وندربيلت در تشريح فرآيند روش هاي سنتي توليد واکسن گفت: به عنوان مثال، براي توليد آنتي ويروس آنفلوآنزاي فصلي، توليد واکسن تقريباً شش ماه طول مي کشد. ويروس واکسن آنفلوانزا کانديدا براي توليد يک ويروس ترکيبي، که خطر کمتري دارد و مي تواند در تخم مرغ رشد کند، حدود سه هفته رشد خواهد کرد. سپس ويروس ترکيبي به تعداد زيادي تخمک بارور شده تزريق مي شود و براي توليد نسخه هاي بيشتر براي چندين روز انکوباتور مي شود . سپس مايعات حاوي ويروس از تخم ها جمع آوري شده و ويروس هاي واکسن از بين مي روند و پروتئين هاي ويروسي طي چند روز خالص مي شوند.

ميشرا با بيان اينکه واکسن هاي mRNA مي توانند موانع توليد واکسن هاي سنتي مانند توليد ويروس هاي غير عفوني يا توليد پروتئين هاي ويروسي در سطوح خلوص پزشکي را از بين ببرند افزود: واکسن هاي mRNA بسياري از مراحل توليد را از بين مي برند زيرا بدن انسان به جاي تزريق پروتئين هاي ويروسي، از دستورالعمل هاي توليد پروتئين هاي ويروسي خود استفاده مي کند.

اين کارشناس واکسن با اشاره به اينکه مولکول هاي mRNA بسيار ساده تر از پروتئين ها هستند افزود: براي واکسن هاmRNA  به جاي سنتز بيولوژيکي، توسط مواد شيميايي توليد شده بنابراين بسيار سريعتر از واکسن هاي معمولي طراحي، مقياس بندي و توليد انبوه مي شوند.

وي در پاسخ به اين سوال مشکل mRNA چيست؟ به ايسنا گفت: ابتدا بايد به اين موضوع توجه داشت که mRNA  يک فناوري جديد نيست. مدتي قبل نشان داده شد که وقتي mRNA مصنوعي به حيوان تزريق مي شود، سلول ها مي توانند پروتئين مورد نظر را توليد کنند اما پيشرفت همچنان کند بوده است به اين دليل که mRNA نه تنها ناپايدار نيستند بلکه به اجزاي کوچکتر نيز تجزيه شده و به راحتي توسط دفاع ايمني بدن انسان تخريب مي شوند، که همين امر سبب شده رساندن آن به هدف را بسيار ناکارآمد کند.

ميشرا افزود: اما از سال ۲۰۰۵ محققان دريافتند که چگونه مي توان mRNA را تثبيت کرد و آن را در ذرات کوچک قرار دادند تا به عنوان واکسن تحويل بدن انسان داده شود بنابراين انتظار مي رود واکسن هاي mRNA کوويد ۱۹ اولين استفاده از اين فناوري باشد که توسط سازمان غذا و داروي ايالات متحده آمريکا تأييد شود.

اين هماهنگ کننده پروژه کنسرسيوم جمع آوري داده هاي بيماران سرطاني آلوده به کوويد ۱۹ دانشگاه وندربيلت آمريکا در پاسخ به اين سوال که چرا mRNA ها را بايد فوق سرد نگه داشت؟ به ايسنا گفت: مهمترين چالش براي توليد واکسن mRNA بي ثباتي ذاتي آن است، زيرا احتمال تجزيه آن بالاتر از دماي انجماد وجود دارد.

وي درباره دماي مورد نياز براي ذخيره اين واکسن ها نيز گفت: گزارش ها نشان داده است که واکسن هاي mRNA شرکت Pfizer/BioNTech  نياز به ذخيره مطلوب در دماي منفي ۹۴ درجه فارنهايت را دارد و در حدود پنج روز در دماي طبيعي يخچال کمي بالاتر از انجماد تخريب مي شود و در همين راستا نيز شرکت فايزر در حال توسعه کانتينرهاي حمل و نقل با استفاده از يخ خشک براي رفع محدوديت هاي حمل و نقلي اين واکسن است.

اين کارشناس واکسن افزود: در مقابل، شرکت داروسازي Moderna  ادعا مي کند که واکسن آنها در اکثر دماي خانگي يا فريزر پزشکي تا شش ماه براي حمل و نقل و نگهداري طولاني مدت قابل نگهداري بوده ضمن آنکه Moderna ادعا مي کند واکسن آنها مي تواند در شرايط استاندارد يخچال، از ۳۶ تا ۴۶ درجه فارنهايت و تا ۳۰ روز پس از ذوب شدن، در مدت زمان ماندگاري شش ماهه پايدار بماند.

واکسن AstraZeneca مزاياي زيادي نسبت به رقباي خود دارد

ميشرا در بخشي ديگري از اين گفت و گوي تفصيلي با ايسنا به واکسن کانديدايي کوويد ۱۹ شرکت AstraZeneca نيز اشاره کرد و گفت: شرکت زيست دارويي AstraZeneca اطلاعاتي را در مورد سومين نامزد واکسن اميدوار کننده عليه کوويد ۱۹ منتشر کرده است که به نظر مي رسد مزاياي زيادي نسبت به رقباي خود يعني فايزر و موردنا دارد.

وي در تشريح عملکرد اين واکسن نيز گفت: AstraZeneca  تجزيه و تحليل موقت داده هاي مرحله ۳ آزمايش بر روي ۲۳ هزار داوطلب از انگليس و برزيل را منتشر کرده که اين نتايج نشان مي دهد بسته به دوزهاي واکسن تجويز شده، واکسن آزمايش شده بين ۷۰ تا ۹۰ درصد در توقف کوويد ۱۹ موثر است.

اين دانشمند ستادي مرکز پزشکي دانشگاه وندربيلت افزود: اگرچه نتايج گزارش شده واکسن AstraZeneca نسبت به واکسن هاي کوويد ۱۹ شرکت هاي فايزر و مودرنا کارآمدي کمتري دارد اما اين واکسن هنوز از واکسن هاي سالانه آنفلوانزا که خطر ابتلا به آنفلوآنزا را بين ۴۰ تا ۶۰ درصد کاهش مي دهد، موثرتر بوده ضمن آنکه بايد به اين نکته توجه داشت که به طور قابل توجهي هيچ يک از شرکت کنندگان واکسينه شده AstraZeneca نيازي به بستري شدن در بيمارستان يا گزارش بيماري شديد نداشته اند.

اين کارشناس واکسن دانشگاه وندربيلت درباره جزيياتي بيشتر از واکسن شرکت AstraZeneca نيز به ايسنا گفت: واکسن AstraZeneca در دو دوز کامل، به فاصله چهار هفته به عنوان تزريق در بازو انجام شده ضمن آنکه به يک سوم داوطلبان نيز دارونما ساختگي تزريق شد.

وي افزود: يکي از معدود جزئياتي که AstraZeneca منتشر کرده اين است که از ۱۳۱ مورد مبتلا به کوويد ۱۹ در آزمايشات فاز سوم اين شرکت، فقط ۳۰ مورد از بين ۱۱ هزار و ۶۳۶ مورد واکسينه شده و ۱۰۱ مورد نيز در بين داوطلباني که دارونما دريافت کرده اند رخ داده که اين نشان مي دهد واکسن AstraZeneca در کل ۷۰ درصد در مقابل کوويد ۱۹ موثر است.

ميشرا ادامه داد: با اين حال يک خطا در مراحل اوليه آزمايش اين شرکت رخ داد به طوري که برخي از شرکت کنندگان در دور اول يک دوز و نيم واکسن دريافت کردند که به گفته AstraZeneca، در گروهي از ۲۷۴۱ داوطلبي که دوز کمتري از واکسن کانديدا اين شرکت را دريافت کرده و يک ماه بعد با يک دوز تقويت کننده، فرآيند واکسيناسيون آنها کامل شد، اثربخشي ۹۰ درصدي را دريافت کردند اما از سوي ديگر اثر تنها ۶۲ درصدي را در ميان ۸۸۹۵ داوطلبي که هر دو دوز اين واکسن را کامل دريافت کردند، شاهد بودند.

اين دانشمند ستادي مرکز پزشکي دانشگاه وندربيلت در پاسخ به اين سوال که چرا نيم دوز اضافه شده در دور اول واکسيناسيون اثربخشي بالاتري را نشان داده است؟ به ايسنا گفت: به طور واضح هنوز مشخص نيست که چرا نيم دوز اضافه شده در مرحله اول واکسيناسيون نسبت به واکسيناسيون کامل در ۲ دوز يک واحدي عملکرد بهتري دارد اما يک توضيح مي تواند اين باشد که از آنجا که اين واکسن مبتني بر ويروس سرماخوردگي متداول بوده و غيرانساني است، سيستم ايمني بدن هنگامي که دوز اول بسيار زياد باشد، احتمالا آن را مورد حمله قرار داده و از بين مي برد.

وي با بيان اينکه در مجموع به نظر مي رسد شروع با دوز اول پايين تر ممکن است روش بهتري براي عملکرد سيستم ايمني بدن باشد که پس از دوز کامل تقويت کننده ايمني، يک پاسخ ايمني قوي تر و موثرتري رخ خواهد داد، اظهار کرد: نتايج واکسن AstraZeneca براساس ارزيابي حدود يک سوم داوطلباني است (حدود ۶۰ هزار نفر ثبت نام کرده اند) که انتظار مي رود در اين دوره آزمايشي شرکت کنند ضمن آنکه AstraZeneca هم اکنون به دنبال تأييد سازمان غذا و داروي آمريکاست تا بتواند پروتکل نيمه دوز را نيز به صورت آزمايشي در ايالات متحده ارزيابي کند.

وي با بيان اينکه واکسن Oxford-AstraZeneca نمونه ديگري از استراتژي جديدي است که براي توليد سريع واکسن عليه ويروس کرونا استفاده مي شود اظهار کرد: همانطور که قبلا عنوان شد، واکسن هاي متداول توسط ويروس هاي ضعيف شده يا با تصفيه پروتئين عامل بيماري آنها ساخته مي شوند که توليد اين واکسن ها ممکن است ده ها سال طول بکشد اما واکسني که توسط دانشگاه آکسفورد و شرکت توليد کننده آن Vaccitech ابداع شده است، از ابزارهاي مختلف مولکولي براي ارائه پيش نمايش ويروس SARS-CoV-۲ به بدن انسان استفاده مي کند.

استفاده از ويروس سرماخوردگي شامپانزه اصلاح شده در واکسن دانشگاه آکسفورد

ميشرا ادامه داد: واکسن آکسفورد به جاي ساختن ويروس هاي ضعيف تر يا تحويل mRNA که کد کننده پروتئين سنبله يا خاري (مهم‌ترين سلاح کرونا براي حمله و ورود به سلول‌ انسان) است (مانند واکسن هاي مودرنا و فايزر) از ويروس سرماخوردگي شامپانزه اصلاح شده به عنوان وسيله اي براي انتقال سنبله يا پروتئين S ايجادکننده کوويد ۱۹ ويروس SARS-CoV-۲  استفاده مي کند و براي اين کار پژوهشگران دانشگاه آکسفورد دستورالعمل ژنتيکي ساخت پروتئين خاري را به ويروس سرماخوردگي شامپانزه منتقل کرده‌اند؛ به اين ترتيب سيستم ايمني، ويروس دستکاري شده را شبيه ويروس کرونا مي‌بيند و مي‌تواند ياد بگيرد چگونه با آن مبارزه کند.

اين کارشناس واکسن با بيان اينکه محققان دانشگاه آکسفورد اين واکسن را از نسخه ضعيف شده يک ويروس سرماخوردگي معمولي به نام "آدنوويروس" ساخته‌اند که از بدن يک شامپانزه دريافت شده است افزود: اين محققان از نظر ژنتيکي، آدنويروس را تغيير داده‌اند. به اين ترتيب نمي‌تواند در بدن انسان‌ها رشد و تکثير پيدا کند. همچنين اين واکسن با ژن‌هايي ترکيب شده که براي يک پروتئين کدگذاري شده‌اند. کروناويروس از اين پروتئين‌ها استفاده مي‌کند تا سلول‌هاي بدن انسان را آلوده کند.

وي با تاکيد بر اينکه اين اولين بار نيست که دانشمندان دانشگاه آکسفورد با استفاده از اين ويروس بي خطر، واکسني را امتحان مي کنند افزود: پيش از اين نيز دانشمندان اين دانشگاه اين مفهوم را در برابر ويروس کرونايي که باعث سندرم تنفسي خاورميانه (MERS) مي شد، در مطالعات حيواني آزمايش کرده بودند. بنابراين اين بار بلافاصله پس از در دسترس بودن SARS-CoV-۲، دانشمندان آکسفورد ويروس شامپانزه را براي واکسني که باعث ايجاد پاسخ ايمني قوي در برابر SARS-CoV-۲ در موش ها و ميمون رزوس شد، مجدداً مورد استفاده قرار دادند.

واکسن آکسفورد نياز به ذخيره سازي خيلي سرد ندارد

اين دانشمند ستادي مرکز پزشکي دانشگاه وندربيلت در مقايسه اين سه واکسن کانديداي کوويد ۱۹ گفت: واکسن AstraZeneca با وجود اثربخشي ادعا شده کمتر نسبت به رقباي ديگر خود همچون فايزر و مودرنا، اما ممکن است بيشتر مورد پسند واقع شود زيرا مي توان آن را در شرايط استاندارد يخچال بين ۳۶ تا ۴۶ درجه فارنهايت براي حداقل شش ماه ذخيره، حمل و نقل و استفاده کرد.

وي افزود: واکسن هاي mRNA رقابتي توسط مودرنا و Pfizer/ BioNTech براي پايداري به دماي فوق سرد نياز دارند بنابراين استفاده از واکسن AstraZeneca در کلينيک هاي عادي، به ويژه در مناطق روستايي و کشورهاي در حال توسعه از جمله ايران آسان تر خواهد بود.

ميشرا با بيان اينکه يکي ديگر از مزاياي مهم واکسن AstraZeneca قيمت پايين آن نسبت به ساير رقباي خود است افزود: Covax يک پويش جهاني براي دستيابي به تجهيزات مرتبط با ويروس کرونا است. در اين همکاري جهاني که با هدف مشارکت و هم افزايي دانش و اطلاعات براي مبارزه با همه گيري ويروس کرونا و همچين توزيع عادلانه تکنولوژي مرتبط با آن تشکيل شده است، تمام مراکز تحقيقاتي براي مشارکت در آن فراخوان شده اند که در حال حاضر بيش از ۶۴  اقتصاد با درآمد بالا به تسهيلات COVAX پيوسته اند که يک ابتکار جهاني بوده که دولت ها و توليدکنندگان را با هم جمع مي کند تا اطمينان حاصل کنند واکسن هاي کوويد ۱۹ در نهايت به کساني که بيشترين نياز را دارند (هر کسي که باشد و هر کجا که زندگي مي کنند) خواهد رسيد.

وي ادامه داد: شرکت هاي داروسازي فايزر و مودرنا به ابتکار COVAX نپيوسته اند اما AstraZeneca توافق کرده است که واکسن را به صورت غيرانتفاعي و براي مدت زمان همه گيري با قيمت پايين تر براي کشورهايي با در آمدهاي متوسط تهيه کند که خود عاملي است که باعث مي شود واکسن AstraZeneca قيمت پايين تري نسبت به ساير رقباي خود داشته باشد و همين امر سبب خواهد شد بيشتر مورد استقبال قرار گيرد.

اين کارشناس واکسن دانشگاه وندربيلت با اشاره به اينکه مانند ساير واکسن هاي نامزد کوويد ۱۹، واکسن AstraZeneca نيز داراي جزئيات کليدي مانند تجزيه در عفونت ها، دوام يا اثر بخشي در گروه هاي سني مختلف شرکت کنندگان در آزمايش نيست اظهار کرد: براي همه کانديداهاي واکسن کوويد ۱۹، ما فقط اطلاعات مقدماتي مربوط به تعداد کمي از عفونت ها را داريم و هيچ يک از گروه هاي توليد کننده کانديد واکسن کوويد ۱۹ تاکنون اطلاعات کاملي منتشر نکرده اند بنابراين ارزيابي کامل اختلافات بين آنها دشوار است بنابراين براي ارزيابي کارايي همه واکسنهاي کوويد ۱۹ در سرانجام کنترل همه گيري اين بيماري، بايد منتظر پيگيري بيشتر و داده هاي طولاني مدت باشيم.