واکسن کرونا چگونه ساخته می‌شود و آیا می‌تواند همه‌گیری را متوقف کند؟

2024 نویسنده: Malcolm Clapton | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 03:54

به طور غیر منتظره، نیازی به تسریع کار روی واکسن نیست.

ده‌ها شرکت بیوتکنولوژی و مؤسسه‌های علمی در حال رقابت با این همه‌گیری هستند تا گزینه‌های واکسن متفاوتی را برای کروناویروس جدید SARS-CoV-2 ایجاد کنند. ما در حال کشف این موضوع هستیم که از چه فناوری‌هایی برای توسعه آن‌ها استفاده می‌شود، چقدر طول می‌کشد تا واکسن کووید-19 واکسینه شود، و اینکه آیا واکسن آینده می‌تواند این همه‌گیری را متوقف کند یا خیر.

هر بار که بشریت با یک عفونت جدید مواجه می شود، سه مسابقه به طور همزمان شروع می شود: یک دارو، یک سیستم آزمایش و یک واکسن. هفته گذشته، مرکز علمی Rospotrebnadzor آزمایش یک واکسن علیه کروناویروس جدید، آزمایش یک واکسن ضد کرونا روی حیوانات را آغاز کرد و در ایالات متحده، کارآزمایی بالینی NIH واکسن تحقیقاتی COVID-19 آغاز شد. آیا این بدان معناست که پیروزی بر همه گیری نزدیک است؟

به گفته WHO، حدود 40 آزمایشگاه در سراسر جهان پیش نویس چشم انداز واکسن های کاندید کووید-19 - 20 مارس 2020 را اعلام کرده اند که در حال توسعه واکسن علیه کرونا هستند. و علیرغم این واقعیت که رهبران واضحی در بین آنها وجود دارد - به عنوان مثال، شرکت چینی CanSino Biologics که واکسن نوترکیب CORONAVIRUS NOVEL (ADENOVIRUS TYPE 5 VECTOR) مجوز کارآزمایی بالینی را برای آزمایشات انسانی دریافت کرده است، و مدرنای آمریکایی، که قبلاً دریافت کرده است. آنها را آغاز کردند، - اکنون پیش‌بینی اینکه کدام یک از شرکت‌ها برنده این مسابقه می‌شوند دشوار است و مهمتر از همه اینکه آیا توسعه واکسن‌ها بر شیوع ویروس کرونا پیشی می‌گیرد یا خیر. موفقیت در این مسابقه حداقل به انتخاب سلاح بستگی دارد، یعنی به اصلی که واکسن بر اساس آن ساخته شده است.

ویروس مرده یک ویروس بد است

در کتاب های درسی مدرسه معمولاً می نویسند که از یک پاتوژن کشته یا ضعیف شده برای واکسیناسیون استفاده می شود. اما این اطلاعات تا حدودی قدیمی است. "غیرفعال ("کشته". - تقریباً N + 1.) و ضعیف شده (تضعیف شده. - تقریباً N + 1.) واکسن ها در اواسط قرن گذشته اختراع و معرفی شدند و به سختی می توان آنها را مدرن دانست. - در گفتگو با N +1 اولگا کارپووا، رئیس گروه ویروس شناسی، دانشکده زیست شناسی، دانشگاه دولتی لومونوسوف مسکو توضیح می دهد. - گرونه. حمل و نقل و ذخیره سازی آن دشوار است، بسیاری از واکسن ها در چنین حالتی به مکان هایی می رسند که مورد نیاز هستند (اگر ما مثلاً در مورد آفریقا صحبت می کنیم) در حالی که دیگر از کسی محافظت نمی کنند."

علاوه بر این، امن نیست. برای دریافت دوز بالایی از ویروس "کشته شده"، ابتدا باید مقادیر زیادی زنده دریافت کنید و این باعث افزایش نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی می شود. سپس باید خنثی شود - برای این کار از ماوراء بنفش یا فرمالین استفاده می کنند.

اما تضمین اینکه در میان انبوه ذرات ویروسی "مرده" دیگر چیزی وجود نداشته باشد که بتواند باعث بیماری شود، کجاست؟

با یک پاتوژن ضعیف، حتی دشوارتر است. اکنون برای ضعیف شدن، ویروس مجبور به جهش می شود و سپس سویه های کم تهاجمی انتخاب می شوند. اما این یک ویروس با خواص جدید تولید می کند و همه آنها را نمی توان از قبل پیش بینی کرد. باز هم، کجا تضمینی وجود دارد که ویروس به محض ورود به بدن، به جهش خود ادامه ندهد و "فرزندانی" حتی "بد"تر از اصل اصلی تولید نکند؟

بنابراین، امروزه هر دو ویروس "کشته شده" و "کشته نشده" به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال، در میان واکسن‌های مدرن آنفولانزا، «پاتوژن‌های ضعیف‌شده» در اقلیت هستند - واکسن‌های نسل بعدی آنفولانزا: فرصت‌ها و چالش‌ها در اقلیت هستند - تنها 2 واکسن از 18 واکسن تایید شده در اروپا و ایالات متحده تا سال 2020 ترتیب داده شده است. از بیش از 40 پروژه واکسن علیه ویروس کرونا، تنها یکی بر اساس این اصل سازماندهی شده است - موسسه سرم هند در آن مشغول است.

تقسیم کنید و واکسینه کنید

بسیار ایمن تر است که سیستم ایمنی را نه با کل ویروس، بلکه به بخش جداگانه ای از آن معرفی کنیم. برای انجام این کار، شما باید پروتئینی را انتخاب کنید که توسط آن "پلیس داخلی" فرد قادر به تشخیص دقیق ویروس باشد. به عنوان یک قاعده، این یک پروتئین سطحی است که با کمک آن پاتوژن به داخل سلول ها نفوذ می کند. سپس برای تولید این پروتئین در مقیاس صنعتی باید مقداری کشت سلولی انجام دهید. این کار با کمک مهندسی ژنتیک انجام می شود، به همین دلیل است که چنین پروتئین هایی را دستکاری شده ژنتیکی یا نوترکیب می نامند.

کارپووا می‌گوید: «من معتقدم که واکسن‌ها باید نوترکیب باشند، نه چیز دیگری. - علاوه بر این، اینها باید واکسن های ناقل باشد، یعنی پروتئین های ویروس باید روی نوعی ناقل باشد. واقعیت این است که آنها (پروتئین ها) به خودی خود ایمنی زا نیستند. اگر پروتئین های با وزن مولکولی کم به عنوان واکسن استفاده شوند، ایمنی ایجاد نمی کنند، بدن به آنها واکنش نشان نمی دهد، بنابراین ذرات حامل کاملا ضروری هستند.

به عنوان یک حامل، محققان دانشگاه دولتی مسکو پیشنهاد استفاده از ویروس موزاییک تنباکو را پیشنهاد می کنند. معمولاً مانند یک چوب نازک به نظر می رسد، اما وقتی گرم می شود، شکل یک توپ را به خود می گیرد. کارپوا می‌گوید: «پایدار است، خواص جذب منحصربه‌فردی دارد، پروتئین‌ها را به سمت خود جذب می‌کند». روی سطح آن، می توانید پروتئین های کوچک، همان آنتی ژن ها را قرار دهید. اگر ویروس موزاییک تنباکو را با پروتئین های کروناویروس بپوشانید، برای بدن به تقلیدی از ذره ویروسی SARS-CoV-2 تبدیل می شود. کارپوا خاطرنشان می کند: ویروس موزاییک تنباکو، یک محرک ایمنی موثر برای بدن است. در عین حال، از آنجایی که ویروس های گیاهی نمی توانند حیوانات، از جمله انسان ها را آلوده کنند، ما یک محصول کاملاً ایمن می سازیم.

ایمنی روش‌های مختلف مرتبط با پروتئین‌های نوترکیب آنها را به محبوب‌ترین روش‌ها تبدیل کرده است - حداقل ده‌ها شرکت در حال حاضر در تلاش هستند تا چنین پروتئینی را برای کروناویروس به دست آورند. علاوه بر این، بسیاری از ویروس‌های حامل دیگر استفاده می‌کنند - به عنوان مثال، ناقل‌های آدنوویروسی یا حتی ویروس‌های زنده سرخک و آبله اصلاح‌شده که سلول‌های انسانی را آلوده کرده و همراه با پروتئین‌های کروناویروس در آنجا تکثیر می‌شوند. با این حال، این روش‌ها سریع‌ترین نیستند، زیرا لازم است تولید درون خطی پروتئین‌ها و ویروس‌ها در کشت‌های سلولی ایجاد شود.

ژن های برهنه

مرحله تولید پروتئین در کشت سلولی را می توان با ساخت سلول های بدن به تنهایی پروتئین های ویروسی کوتاه و تسریع کرد. واکسن های ژن درمانی بر اساس این اصل کار می کنند - مواد ژنتیکی "برهنه" - DNA یا RNA ویروسی - می توانند به سلول های انسانی وارد شوند. DNA معمولاً با استفاده از الکتروپوریشن به سلول ها تزریق می شود، یعنی همراه با تزریق، فرد ترشحات سبکی دریافت می کند، در نتیجه نفوذپذیری غشای سلولی افزایش می یابد و رشته های DNA به داخل می روند. RNA با استفاده از وزیکول های لیپیدی تحویل داده می شود. به هر حال، سلول‌ها شروع به تولید پروتئین ویروسی می‌کنند و آن را به سیستم ایمنی نشان می‌دهند، و حتی در غیاب ویروس، پاسخ ایمنی را آشکار می‌کند.

این روش کاملاً جدید است، هیچ واکسنی در جهان وجود ندارد که بر اساس این اصل کار کند.

با این وجود، به گفته سازمان جهانی بهداشت، هفت شرکت به طور همزمان در تلاش هستند تا بر اساس آن واکسنی علیه کرونا بسازند. این راهی است که Moderna Therapeutics، رهبر آمریکایی در مسابقه واکسن طی کرده است. او همچنین توسط سه شرکت کننده دیگر در مسابقه از روسیه برای خود انتخاب شد: مرکز علمی وکتور در نووسیبیرسک (طبق گزارش Rospotrebnadzor، او شش طرح واکسن را همزمان آزمایش می کند و یکی از آنها بر اساس RNA است). Biocad و مرکز علمی و بالینی پزشکی دقیق و ترمیمی قیمت کازان.

آلبرت رضوانوف، مدیر مرکز، استاد گروه ژنتیک در موسسه پزشکی بنیادی و زیست‌شناسی دانشگاه فدرال کازان، می‌گوید: «در اصل، ایجاد واکسن چندان دشوار نیست. واکسن‌های ژن‌درمانی از نظر توسعه سریع‌ترین واکسن‌ها هستند، زیرا برای ایجاد یک ساختار ژنتیکی کافی است. واکسنی که در مرکز روی آن کار می شود، باید همزمان به چندین هدف شلیک کند: یک رشته DNA با چندین ژن ویروسی به طور همزمان به سلول ها تزریق می شود. در نتیجه، سلول ها نه یک پروتئین ویروسی، بلکه چندین پروتئین را در یک زمان تولید می کنند.

علاوه بر این، به گفته ریضوانوف، واکسن‌های DNA ممکن است ارزان‌تر از سایر واکسن‌های تولید شوند. دانشمند به شوخی می گوید: «ما اساساً مانند Space X هستیم. - توسعه نمونه اولیه ما فقط چند میلیون روبل هزینه دارد.با این حال، نمونه سازی فقط نوک کوه یخ است و آزمایش با یک ویروس زنده یک دستور کاملاً متفاوت است.

فراز و نشیب ها و حقه ها

هنگامی که واکسن ها از پیشرفت های نظری به اشیاء تحقیقاتی تبدیل می شوند، موانع و محدودیت ها مانند قارچ شروع به رشد می کنند. و تامین مالی تنها یکی از مشکلات است. به گفته کارپووا، دانشگاه دولتی مسکو در حال حاضر نمونه ای از واکسن را در اختیار دارد، اما آزمایش های بیشتر نیاز به همکاری با سایر سازمان ها دارد. در مرحله بعد قصد دارند ایمنی و ایمنی زایی را آزمایش کنند و این کار را می توان در دیوارهای دانشگاه انجام داد. اما به محض اینکه نیاز به ارزیابی اثربخشی واکسن دارید، باید با پاتوژن کار کنید و این در موسسه آموزشی ممنوع است.

علاوه بر این، حیوانات خاصی مورد نیاز خواهند بود. واقعیت این است که موش های آزمایشگاهی معمولی با همه ویروس های انسانی بیمار نمی شوند و تصویر بیماری نیز می تواند بسیار متفاوت باشد. بنابراین، واکسن ها اغلب در موش ها آزمایش می شوند. اگر هدف کار با موش است، موش‌های اصلاح‌شده ژنتیکی مورد نیاز هستند که دقیقا همان گیرنده‌هایی را که ویروس کرونا در بدن بیمار به آنها می‌چسبد، روی سلول‌های خود حمل می‌کنند. این موش ها Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT ارزان نیستند (ده ها یا بیست هزار دلار در هر خط). درست است، گاهی اوقات می توانید در هزینه خود صرفه جویی کنید - فقط چند نفر را بخرید و آنها را در آزمایشگاه پرورش دهید - اما این مرحله آزمایش بالینی را طولانی می کند.

و اگر هنوز بتوانیم مشکل تامین مالی را حل کنیم، زمان به عنوان یک مشکل غیرقابل حل باقی می ماند. به گفته رضوانوف، تولید واکسن ها معمولاً ماه ها و سال ها طول می کشد. او می گوید: «به ندرت کمتر از یک سال، معمولا بیشتر. رئیس آژانس بیومدیکال فدرال (آنها در حال ساخت واکسنی مبتنی بر پروتئین نوترکیب هستند) ورونیکا اسکورتسووا پیشنهاد کرد که FMBA روسیه اولین نتایج آزمایش نمونه های اولیه واکسن کروناویروس را در ژوئن 2020 دریافت خواهد کرد که ممکن است واکسن تمام شده در آن ظاهر شود. 11 ماه.

چندین مرحله وجود دارد که در آن فرآیند می توان تسریع کرد. بارزترین آنها توسعه است. شرکت آمریکایی مدرنا به دلیل اینکه مدت‌هاست واکسن‌های mRNA را تولید می‌کند، پیشرو بوده است. و برای ساختن یکی دیگر، آنها به اندازه کافی از ژنوم رمزگشایی شده ویروس جدید برخوردار بودند. تیم‌های روسی از مسکو و کازان نیز چندین سال است که روی فناوری خود کار می‌کنند و به نتایج آزمایش‌های واکسن‌های قبلی خود در برابر بیماری‌های دیگر تکیه می‌کنند.

ایده آل پلتفرمی است که به شما امکان می دهد به سرعت یک واکسن جدید از یک الگو ایجاد کنید. محققان دانشگاه دولتی مسکو در حال طراحی چنین طرح هایی هستند.

کارپووا می‌گوید: «ما می‌توانیم پروتئین‌های چندین ویروس را روی سطح ذرات خود قرار دهیم و همزمان در برابر COVID-19، SARS و MERS محافظت کنیم. ما حتی فکر می کنیم که می توانیم از بروز چنین شیوع هایی در آینده جلوگیری کنیم. 39 کروناویروس وجود دارد که برخی از آنها نزدیک به کروناویروس‌های انسانی هستند و کاملاً واضح است که غلبه بر مانع گونه‌ها چیست ("پرش" ویروس از خفاش به انسان. - توجه N + 1.). اما اگر واکسنی مانند لگو وجود داشته باشد، می‌توانیم پروتئین ویروسی را که از جایی منشأ گرفته است، روی آن قرار دهیم. ما این کار را ظرف دو ماه انجام خواهیم داد - این پروتئین ها را جایگزین یا اضافه خواهیم کرد. اگر چنین واکسنی در دسامبر 2019 در دسترس بود و مردم حداقل در چین واکسینه شده بودند، این واکسن بیشتر گسترش نمی یافت.

مرحله بعدی آزمایش پیش بالینی است، یعنی کار با حیوانات آزمایشگاهی. این طولانی‌ترین فرآیند نیست، اما زمانی که با آزمایش‌های بالینی روی انسان ترکیب می‌شود، می‌توان آن را با هزینه آن برنده شد. Moderna دقیقاً این کار را انجام داد - شرکت خود را به یک بررسی سریع ایمنی محدود کرد و مستقیماً به تحقیقات انسانی رفت. با این حال، شایان ذکر است که دارویی که او امتحان می کند یکی از بی خطرترین است. از آنجایی که Moderna از ویروس ها یا پروتئین های نوترکیب استفاده نمی کند، احتمال بسیار کمی وجود دارد که داوطلبان عوارض جانبی داشته باشند - سیستم ایمنی بدن به سادگی چیزی برای واکنش تهاجمی به آن ندارد.بدترین اتفاقی که می تواند بیفتد این است که واکسن بی اثر باشد. اما این موضوع باید تایید شود.

اما ظاهراً تولید واکسن یک مرحله محدود کننده نیست. رضوانوف توضیح می دهد: «این پیچیده تر از تولید بیوتکنولوژیک معمول پروتئین های نوترکیب نیست. به گفته وی، این گیاه می تواند یک میلیون دوز از چنین واکسنی را در عرض چند ماه تولید کند. اولگا کارپووا تخمین مشابهی ارائه می دهد: سه ماه برای یک میلیون دوز.

آیا به واکسن نیاز دارید؟

اینکه آیا ارزش کاهش کارآزمایی های بالینی را دارد یا خیر، موضوعی بحث برانگیز است. اولا، این به خودی خود یک روند کند است. در بسیاری از موارد، واکسن باید در چند مرحله تزریق شود: اگر ویروس به خودی خود در داخل بدن تکثیر نشود، به سرعت از بین می رود و غلظت آن برای همه گیری ویروس آنفلوآنزای مرغی A و توسعه واکسن برای ایجاد ایمنی جدی کافی نیست. واکنش. بنابراین، حتی یک آزمایش ساده از اثربخشی حداقل چندین ماه طول می کشد و پزشکان قرار است ایمنی واکسن را برای سلامت داوطلبان برای یک سال کامل نظارت کنند.

ثانیاً، کووید-19 همان موردی است که در آن تسریع آزمایش‌های انسانی برای بسیاری غیرعملی به نظر می‌رسد.

امروزه مرگ و میر ناشی از این بیماری چند درصد تخمین زده می شود و این مقدار احتمالاً به محض اینکه مشخص شود چند نفر بدون علامت به این بیماری مبتلا شده اند، بیشتر کاهش می یابد. اما این واکسن، اگر اکنون اختراع شود، باید به میلیون‌ها نفر تزریق شود و حتی عوارض جانبی کوچک می‌تواند منجر به تعداد بیماری‌ها و مرگ‌ومیرهای مشابه با خود عفونت شود. و کروناویروس جدید به اندازه کافی "عصبانی" نیست که به قول رضوانوف "به طور کامل همه ملاحظات امنیتی را کنار بگذارد." این دانشمند معتقد است که در شرایط فعلی، قرنطینه بیشترین تأثیر را دارد.

با این حال، به گفته کارپووا، در آینده نزدیک نیازی فوری به واکسن وجود ندارد. او توضیح می دهد: "نیازی به واکسینه کردن افراد در طول یک بیماری همه گیر نیست، این با قوانین اپیدمی مطابقت ندارد."

گالینا کوژونیکوا، رئیس بخش بیماری های عفونی دانشگاه RUDN، با او موافق است. در طول یک بیماری همه گیر، هیچ واکسیناسیون به هیچ وجه توصیه نمی شود، حتی یک واکسیناسیون معمول، که در برنامه واکسیناسیون گنجانده شده است. کوژونیکوا در پاسخ به سوال N + 1 گفت: زیرا هیچ تضمینی وجود ندارد که فرد در دوره کمون نباشد و اگر واکسن در این لحظه استفاده شود، عوارض جانبی و کاهش کارایی واکسیناسیون امکان پذیر است.

وی افزود، مواردی وجود دارد که واکسیناسیون اورژانسی به دلایل بهداشتی، در شرایطی که پای مرگ و زندگی در میان باشد، ضروری است. به عنوان مثال، در طول شیوع سیاه زخم در Sverdlovsk در سال 1979، همه واکسینه شدند، هزاران نفر فوری واکسینه شدند، و در سال 1959 در مسکو در طی شیوع آبله توسط کوکورکین، الکسی آلکسیویچ - "ویکی پدیا" از هند توسط هنرمند الکسی کوک.

اما ویروس کرونا مطلقاً چنین داستانی نیست. از آنچه اتفاق می افتد، می بینیم که این اپیدمی مطابق با قوانین کلاسیک بیماری حاد تنفسی در حال توسعه است.

بنابراین، توسعه دهندگان واکسن همیشه در وضعیت نامناسبی قرار دارند. تا زمانی که ویروسی وجود نداشته باشد، ساخت واکسن تقریبا غیرممکن است. به محض ظهور ویروس، معلوم می شود که باید از دیروز انجام می شد. و وقتی عقب نشینی کند، تولیدکنندگان مشتریان خود را از دست می دهند.

با این حال، باید واکسن تزریق شود. این اتفاق در طول شیوع قبلی عفونت‌های کروناویروس رخ نداده است - مرس و سارس خیلی سریع پایان یافتند و تحقیقات بودجه خود را از دست دادند. اما اگر از سال 2004 تاکنون هیچ موردی از سارس در جهان وجود نداشته باشد، آخرین مورد مرس به سال 2019 بازمی‌گردد و هیچ‌کس نمی‌تواند تضمین کند که شیوع مجدد آن تکرار نخواهد شد. علاوه بر این، واکسن علیه عفونت های قبلی می تواند یک پلت فرم استراتژیک برای توسعه واکسن های آینده فراهم کند.

کارپووا خاطرنشان می کند که حتی پس از محو شدن این شیوع کووید-19، شیوع دیگری ممکن است. و در این مورد، دولت باید یک واکسن آماده داشته باشد.او می‌گوید: «این آن نوع واکسنی نیست که همه مردم مانند آنفولانزا با آن واکسینه شوند. اما در شرایط اضطراری با شیوع جدید، ایالت باید چنین واکسنی و همچنین یک سیستم آزمایشی داشته باشد.

ویروس کرونا. تعداد مبتلایان:

243 093 598

در جهان

8 131 164

در روسیه مشاهده نقشه