در حالی که اکنون زدن واکسن COVID-19 در اکثر نقاط ایالات متحده آمریکا بسیار آسان است، اما به دلیل کمبودها، دسترسی ناهموار و نگرانی در مورد ایمنی، انتشار واکسن در سایر نقاط جهان کند یا ناسازگار بوده است.
مهم ترین چالش برای تولید واکسن mRNA بی ثباتی ذاتی آن است، زیرا احتمال تجزیه آن در بالاتر از دمای انجماد وجود دارد.محققان امیدوارند که رویکرد اختلاط و مطابقت با واکسن های COVID-19 به کاهش این مسائل و ایجاد انعطاف پذیری بیشتر در رژیم های واکسیناسیونِ در دسترس افراد کمک کند.
در سراسر جهان، شرکت های مختلف دارویی رویکردهای مختلفی را در زمینه تولید واکسن اتخاذ کرده اند. Pfizer-BioNTech و Moderna واکسن های mRNA را ایجاد کردند. Oxford-AstraZeneca و Johnson & Johnson دنبال آن چه که بردارهای ویروسی نامیده می شود رفتند. واکسن Novavax COVID-19 مبتنی بر پروتئین است.
بنا بر این مخلوط کردن واکسن ها می تواند معنایی فراتر از تغییر تولیدکنندگان – مثلاً از Pfizer برای دوز اول به Moderna برای دوز دوم – داشته باشد. اگر برای دوز اول AstraZeneca و برای دوز دوم Moderna را انتخاب کنید، شما ممکن است به روش دیگری در حال استفاده از مزایای واکسن برای تحریک ایمنی بدن خود باشید.
بارزترین مزیت درمان با مارک های مختلف و انواع واکسن COVID-19 به صورت قابل تعویض، مزیت تدارکاتی آن است – به گونه ای که مردم می توانند بدون نگرانی هر نوع واکسنی را که در دسترس است بزنند. با تسریع در روند واکسیناسیون جهانی، مخلوط کردن و تطبیق واکسن ها می تواند به پایان این همه گیری کمک کند. محققان همچنین امیدوارند که ترکیب واکسن های مختلف در مقایسه با دریافت هر دو دوز یک واکسن، پاسخ ایمنی قوی تر و طولانی مدت تری ایجاد کند. این رویکرد ممکن است مردم را در برابر انواع نو ظهور ویروس نیز محافظت کند.
واکسن های mRNA می توانند موانع تولید واکسن های سنتی مثلاً در تولید ویروس های غیر عفونی یا تولید پروتئین های ویروسی در سطوح خلوص پزشکی را از بین ببرند.
تصویر: برگردان هنرمندانه از یک ذره و آنتی بادی ویروس کرونا. بعد از واکسیناسیون، بدن شما آنتی بادی هایی تولید می کند (در این تصویر آبی است) که به دنبال پروتئین های ویروس کرونا (صورتی) هستند. Christoph Burgstedt / کتابخانه عکس علوم از طریق گتی ایماژ
اثرات بیولوژیکی رویکرد اختلاط و تطابق
دانشمندان گمان می کنند چند روش وجود دارد که از طریق آنها دریافت دو واکسن مختلف COVID-19 ممکن است منجر به پاسخ ایمنی قوی تری شود.واکسن mRNA متفاوت است، زیرا فرد به جای تزریق پروتئین ویروسی، مواد ژنتیکی - mRNA - را دریافت می کند که پروتئین ویروسی را کد می کند. هر شرکت در فرمولاسیون خود از مناطق کمی متفاوت پروتئین سنبله SARS-CoV-2 استفاده کرده است. این پروتئین سنبله ویروس است که سیستم ایمنی بدن شما به آن واکنش نشان می دهد، و بنا بر این قرار گرفتن در معرض بخش های مختلف پروتئین سنبله باید بدین معنی باشد که بدن شما مجموعه ای از آنتی بادی های متناظر را ایجاد می کند که می تواند عفونت های آینده را دفع کند. طیف وسیعی از آنتی بادی ها باید محافظت بهتری داشته باشند و احتمال محافظت در برابر انواع مختلف پروتئین سنبله را افزایش دهند.
و فناوری های مختلف واکسن به لطف نحوه ارائه بخش انتخابی شان از پروتئین سنبله جنبه های منحصر به فرد سیستم ایمنی را فعال می کنند.
تصویر: نمودار گزینه های بستر واکسن. محققان می توانند واکسن ها را بر اساس تعدادی از آن چه که آنها پلت فرم ها می خوانند، بسازند – که این پلت فرم ها روش های مختلف فناوری در موضوع معرفی ایمن سیستم ایمنی بدن شما در مقابل ویروس مورد نظر است . Blakney AK, Ip S, Geall AJ. An Update on Self-Amplifying mRNA Vaccine Development. Vaccines. 2021; 9(2):97., CC BY
واکسن ها سیستم ایمنی بدن را آموزش می دهند تا بخشی از ویروس را که عامل بیماری است تشخیص دهد واکسن های Pfizer و Moderna از یک قطعه کوچک ازmRNA ، ماده ژنتیکی که حاوی دستور العمل ساخت ناحیه ای از پروتئین سنبله SARS-CoV-2 است، تشکیل شده است. mRNA در کُت چربی پیچیده می شود، به سلول های شخص واکسینه شده می رود و تولید پروتئین ویروسی را هدایت می کند. سپس سیستم ایمنی بدن پروتئین سنبله خارجی را تشخیص داده و آنتی بادی علیه آن تولید می کند.
چندین واکسن COVID-19 دیگر به بردار ویروسی متکی هستند. در این موارد، محققان یک آدنو ویروسی را تغییر می دهند که معمولاً باعث سرما خوردگی می شود تا دستور العمل های DNA را برای تولید بخشی از پروتئین سنبله SARS-CoV-2 تحویل دهد. ویروس اصلاح شده ایمن است زیرا نمی تواند در افراد تکثیر شود. همراه با واکسن های J&J وAstraZeneca ، مثال هایی از واکسن های بردار ویروسی COVID-19 که در سطح جهانی استفاده می شود شامل واکسن اسپوتنیک وند روسیه و CanSino Biologics می شود.
برای اطلاعات بیشتر به مقاله«فناوری رو به توسعه mRNA »رجوع کنید
سیستم ایمنی بدن شما می تواند نسبت به خودِ واکسن بردار ویروسی یک پاسخ ایمنی ایجاد کند، که این می تواند اثر واکسن را در برابر ویروس کرونا کاهش دهد. کار شناسان امیدوارند که آمیختن پلت فرم های واکسن، به عنوان مثال استفاده از یک واکسن مبتنی بر mRNA یا واکسنی که شامل یک بردار ویروسی متفاوت است برای دوز دوم، می تواند این خطر را کاهش دهد.
بررسی ایمنی و کارایی آمیخته ها
در سراسر جهان، مطالعات بر روی حیوانات و افراد در حال انجام است تا ایمنی، یعنی انواع پاسخ ایمنی ایجاد شده و مدت زمان مصونیت در هنگام دریافت دو واکسن مختلف COVID-19 توسط یک فرد، بررسی شود.استفاده از واکسن هایی که انواع مختلفی را هدف قرار می دهند، ایمنی جمعی گسترده ای را ایجاد می کند و ظهور سویه های احتمالاً خطرناک جدید را محدود می کند.نتایج حاصل از آزمایش اسپانیایی روی بیش از 600 نفر نشان داد که واکسیناسیون با هر دو واکسن COVID-19 AstraZeneca بردار ویروسی و Pfizer-BioNTech مبتنی بر mRNA باعث ایجاد یک پاسخ ایمنی قوی در برابر ویروس SARS-CoV-2 می شود.
نتایج اولیه یک مطالعه در آلمان که هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است نشان داد که دریافت واکسن AstraZeneca برای اولین بار و پس از آن واکسن Pfizer منجر به تولید آنتی بادی های محافظتی بیشتر و محافظت بهتر در برابر انواع نگرانی در مقایسه با دو دوز AstraZeneca می شود.
مطالعه Com-COV در انگلیس همچنین در حال بررسی ایمنی و اثر بخشیِ دادن ترکیبی از تزریق های AstraZeneca و Pfizer-BioNTech به بیماران است. یافته های اولیه نشان می دهد افرادی که از هر نوع یک بار تزریق می کنند بیشتر از کسانی که دو دوز واکسن مشابه دریافت کرده اند، عوارض جانبی خفیف تا متوسط را گزارش می کنند. پیش بینی شد که نتایج نهایی این مطالعه، از جمله اثر بخشی این روش، در ژوئن 2021 قابل انتظار باشد. مطالعه گسترده Com-CoV2 در حال آزمایش سایر اختلاط های واکسن های COVID-19 ، یعنی از پلت فرم mRNA مادرنا و پلت فرم پروتئین نواکس، است.
تصویر: سه واکسن با سرنگ. با ادامه تکامل و جهش ویروس کرونا، ممکن است اختلاط واکسن ها مهم باشد. توماس کینزل / خبرگزاری فرانسه از طریق گتی ایماژ
انواع نو ظهور ویروس کرونا یکی از جذاب ترین دلایل در نظر گرفتن مخلوط کردن واکسن هاست.
آمیخته ها می تواند یک استراتژی خوب ضد تنوع باشد
انواع نو ظهور ویروس کرونا یکی از جذاب ترین دلایل در نظر گرفتن مخلوط کردن واکسن هاست. استفاده از واکسن هایی که انواع مختلفی را هدف قرار می دهند، ایمنی جمعی گسترده ای را ایجاد می کند و ظهور سویه های احتمالاً خطرناک جدید را محدود می کند.این امکان وجود دارد که افرادی که در حال حاضر کاملاً واکسینه شده اند، برای رسیدگی به تفاوت های ژنتیکی در انواع جدید، به تزریق سوم نیاز داشته باشند. تغییر پلت فرم ها برای این تزریق تقویت کننده - به عنوان مثال، اگر اولین دور شما مبتنی بر بردار ویروسی باشد، تغییر حالت به mRNA یا یکی که بر پایه پروتئین است - می تواند به تقویت پاسخ ایمنی بدن کمک کند.
واکسن های آنفلوانزا به طور معمول در برابر چندین گونه ویروس آنفلوانزا محافظت می کنند - اما این واکسن ها معمولاً توسط همان شرکت تولید می شوند. در آینده، این روش می تواند منجر به واکسن هایی شود که حاوی مناطق مختلفی از SARS-CoV-2 برای محافظت در برابر چندین گونه، یا مناطقی از هر دو پروتئین های ویروس کرونا و آنفلوانزا باشد و در یک بار تزربق در مقابل هر دو ویروس محافظت کند.
آن چه تاکنون مجاز است
به هر حال برای اکنون، مراکز کنترل و پیش گیری از بیماری ها در ایالات متحده اجازه مخلوط کردن تزریق های فایزر مبتنی بر mRNA و مادرنا را فقط در "شرایط استثنایی"، از جمله محدود بودن واکسن یا اگر بیمار نداند که کدام واکسن را در اصل دریافت کرده است، می دهد.افرادی که از هر نوع یک بار تزریق می کنند بیشتر از کسانی که دو دوز واکسن مشابه دریافت کرده اند، عوارض جانبی خفیف تا متوسط را گزارش می کنند.آژانس بهداشت عمومی کانادا اخیراً مخلوط کردن واکسن های مختلف COVID-19 را در صورتی که محدودیت عرضه مانع از دریافت دوز دوم همان واکسن شود یا کسی به دلیل عوارض جانبی منتشر شده نسبت به دوز دوم AstraZeneca دلهره داشته باشد، تصویب کرد.
کشورهای اتحادیه اروپا پیش از اجازه مخلوط کردن دوزهای واکسن، در انتظار نتایج مطالعات بیشتر هستند.
چگونگی کارِ واکسن ها
تصویر: واکسن mRNA جدید Moderna تقریباً 94.5٪ در آزمایشات گسترده مؤثر بوده است. جاستین تالیس / خبرگزاری فرانسه از طریق گتی ایماژ
سال گذشته با سرد شدن هوا، تعداد عفونت های همه گیر COVID-19 به شدت در حال افزایش بود. با خستگی همه گیری، محدودیت های اقتصادی و اختلافات سیاسی، مقامات بهداشت عمومی برای کنترل شیوع همه گیری تلاش کرده اند. اما، تجزیه و تحلیل موقت شرکت های دارویی Moderna و Pfizer / BioNTech این خوش بینی را برانگیخت که نوع جدیدی از واکسن ساخته شده از RNA پیام رسان، معروف بهmRNA ، می تواند با جلوگیری از COVID-19 در میان افرادی که واکسینه می شوند، از سطح بالایی از محافظت کنندگی برخوردار باشد.
اگر چه منتشر نشده است، اما این گزارش های اولیه بیش از انتظار بسیاری از کارشناسان واکسن، از جمله من، بوده است. تا اوایل سال، من در حال توسعه کاندیداهای واکسن علیه زیکا و دنگی بودم. اکنون من یک تلاش بین المللی را برای جمع آوری گزارشات در مورد بیماران بزرگ سال مبتلا به سرطان های فعلی یا قبلی که با COVID-19 نیز تشخیص داده شده اند، هماهنگ می کنم.
طیف وسیعی از آنتی بادی ها باید محافظت بهتری داشته باشند و احتمال محافظت در برابر انواع مختلف پروتئین سنبله را افزایش دهند.
امیدوار کنندگی نتایج مقدماتی
Moderna گزارش داد که در طی مطالعه مرحله 3 نامزد واکسن خود mRNA-1273 ، که 30000 شرکت کننده بزرگ سال آمریکایی را در آن ثبت نام کرد، فقط پنج مورد از 95 مورد COVID-19 در بین واکسینه شده ها رخ داده است، در حالی که 90 عفونت در گروه دارو نما شناسایی شده است. این مربوط به کارایی 94.5٪ است. در هیچ یک از بیماران آلوده که واکسن دریافت کرده اند، COVID-19 شدیدی ایجاد نشده است، در حالی که 11 نفر (12٪) از کسانی که دارو نما دریافت کرده اند، این بیماری را تجربه کردند.به همین ترتیب، کاندید واکسنPfizer-BioNTech ، BNT162b2 ، 90٪ در پیش گیری از عفونت در طول آزمایش بالینی فاز 3، که 43،538 شرکت کننده را ثبت نام کرد، با 30٪ در ایالات متحده و 42٪ در خارج از کشور، مؤثر بود.
واکسن mRNA چگونه کار می کند؟
واکسن ها سیستم ایمنی بدن را آموزش می دهند تا بخشی از ویروس را که عامل بیماری است تشخیص دهد. واکسن ها به طور سنتی یا حاوی ویروس های ضعیف شده و یا پروتئین های امضای خالص ویروس هستند.اما واکسن mRNA متفاوت است، زیرا فرد به جای تزریق پروتئین ویروسی، مواد ژنتیکی - mRNA - را دریافت می کند که پروتئین ویروسی را کد می کند. وقتی این دستورات ژنتیکی به قسمت فوقانی بازو تزریق می شود، سلول های عضلانی با ترجمه آنها پروتئین ویروسی را مستقیماً در بدن ایجاد می کنند.
این روش همان کاری را که SARS-CoV-2 در طبیعت انجام می دهد تقلید می کند - اما mRNA واکسن فقط برای قطعه مهم پروتئین ویروسی کد گذاری می کند. این به سیستم ایمنی بدن پیش نمایشی از آن چه ویروس واقعی به نظر می رسد را نشان می دهد بدون این که ایجاد بیماری کند. این پیش نمایش به سیستم ایمنی بدن زمان می دهد تا آنتی بادی های قدرتمندی را طراحی کند که در صورت آلودگی فرد می تواند ویروس واقعی را خنثی کند.
محققان همچنین امیدوارند که ترکیب واکسن های مختلف در مقایسه با دریافت هر دو دوز یک واکسن، پاسخ ایمنی قوی تر و طولانی مدت تری ایجاد کند. این رویکرد ممکن است مردم را در برابر انواع نو ظهور ویروس نیز محافظت کند.در حالی که این mRNA مصنوعی ماده ژنتیکی است، اما نمی تواند به نسل بعدی منتقل شود. پس از تزریقmRNA ، این مولکول تولید پروتئین درون سلول های عضلانی را هدایت می کند، که به مدت 24 تا 48 ساعت به حداکثر می رسد و می تواند چند روز دیگر ادامه یابد.
تصویر: جدول زمانی ایمن سازی برای آزمایش واکسن Moderna. undefined undefined / iStock / Getty Images Plus
چرا ساختن واکسن mRNA این قدر سریع انجام شد؟
تولید واکسن سنتی، اگر چه به خوبی مطالعه شده است، اما بسیار وقت گیر است و نمی توانست بلافاصله در برابر موارد همه گیری جدیدی مانند COVID-19 پاسخ دهد.به عنوان مثال، برای تولید آنتی ویروس آنفولانزای فصلی، تولید واکسن، از شناسایی سویه ویروس آنفلوانزای در گردش تا تولید واکسن، تقریباً شش ماه طول می کشد. ویروس واکسن آنفلوانزای کاندید برای تولید یک ویروس ترکیبی، که خطر کم تری دارد و می تواند در تخم مرغ، بهتر رشد کند، حدود سه هفته رشد داده می شود. سپس ویروس ترکیبی به تعداد زیادی تخمک بارور شده تزریق می شود و برای تهیه نسخه های بیشتر برای چندین روز در انکوباتور قرار می گیرد. سپس مایعات حاوی ویروس از تخم ها جمع شده، ویروس های واکسن از بین می روند و پروتئین های ویروسی طی چند روز خالص می شوند.
واکسن های mRNA می توانند موانع تولید واکسن های سنتی مثلاً در تولید ویروس های غیر عفونی یا تولید پروتئین های ویروسی در سطوح خلوص پزشکی را از بین ببرند.
واکسن های mRNA بسیاری از مراحل تولید را حذف می کنند زیرا بدن انسان به جای تزریق پروتئین های ویروسی، از دستور العمل های تولید پروتئین های ویروسی خود استفاده می کند.
همچنین، مولکول های mRNA بسیار ساده تر از پروتئین ها هستند. برای واکسن ها، mRNA به جای سنتز بیولوژیکی توسط مواد شیمیایی تولید می شود، و بنا بر این بسیار سریع تر از واکسن های معمولی طراحی، مقیاس بندی و تولید انبوه می شود.
در واقع، چند روز پس از در دسترس بودن کد ژنتیکی ویروس SARS-CoV-2 ، کد mRNA برای آزمایش واکسن نامزد آماده شد. جالب ترین چیز این است که به محض این که ابزار واکسن mRNA قابل دوام شود، mRNA می تواند به سرعت برای سایر موارد همه گیری آینده طراحی شود.
تصویر: مقایسه واکسن های سنتی و mRNA جدید. @ VI4research، CC BY-SA
مشکلات mRNA چیست؟
فناوری mRNA جدید نیست. مدتی قبل نشان داده شد که وقتی mRNA مصنوعی به حیوان تزریق می شود، سلول ها می توانند پروتئین مورد نظر را تولید کنند. اما پیشرفت همچنان کند بود. به این دلیل که mRNA نه چندان مشهور ناپایدار است و تجزیه آن به اجزای کوچک تر آسان است، و به راحتی توسط سیستم دفاعی ایمنی بدن انسان از بین می رود، که رساندن آن به هدف را بسیار ناکارآمد می کند.اما از سال 2005 محققان دریافتند که چگونه می توان mRNA را تثبیت کرد و آن را در ذرات کوچک قرار داد تا به عنوان واکسن تحویل داده شود. انتظار می فت اولین واکسن های mRNA COVID-19 اولین استفاده از این فناوریِ مورد تأیید FDA باشد.
پس از یک دهه کار، واکسن های mRNA اکنون آماده ارزیابی شده بودند. پزشکان مراقب واکنش های ایمنی ناخواسته بودند که می توانستند مفید و یا مضر باشند.
چرا mRNA را باید فوق سرد نگه داشت؟
مهم ترین چالش برای تولید واکسن mRNA بی ثباتی ذاتی آن است، زیرا احتمال تجزیه آن در بالاتر از دمای انجماد وجود دارد.
اصلاح بلوک های سازنده mRNA و ایجاد ذراتی که می توانند آنها را به گونه ای نسبتاً ایمن پیله کنند به کاندیداهای واکسن mRNA کمک کرده است. اما این کلاس جدید واکسن هنوز برای توزیع و تجویز به شرایط فریز بی سابقه ای نیاز دارد.
نیازهای تبرید چیست؟
واکسن mRNA Pfizer-BioNTech باید به گونه ای بهینه در دمای منفی 94 درجه فارنهایت ذخیره شود و با ماندن در حدود پنج روز در دمای طبیعی یخچال، کمی بالاتر از انجماد، تخریب می شود.در مقابل، Moderna ادعا می کند که واکسنش را می توان در اکثر دماهای خانگی یا فریزر پزشکی تا شش ماه برای حمل و نقل و نگهداری طولانی مدت نگه داشت. Moderna هم چنین ادعا می کند که واکسنش می تواند در شرایط استاندارد یخچال، از 36 تا 46 درجه فارنهایت ، تا 30 روز پس از ذوب شدن، با مدت زمان ماندگاری شش ماه، پایدار بماند.
جای تعجب نیست که Pfizer در حال توسعه کانتینرهای حمل و نقل با استفاده از یخ خشک برای رفع محدودیت های حمل و نقل بوده است.
منبع: مورین فران، Rochester Institute of Technology، سانجی میشرا، Vanderbilt University
