خطر بازگشت فلج اطفال و تلاش دانشمندان براي طراحي واكسن جديد

از سال ۱۹۸۸، سازمان‌هاي بهداشت عمومي در سرتاسر جهان درحال تلاش براي ريشه‌كن كردن جهاني فلج اطفال بوده‌اند. با انجام واكسيناسيون گسترده از آن زمان، شيوع فلج اطفال ۹۹ درصد كاهش يافت و اين ويروس از بيشتر كشورهاي روي زمين ريشه‌كن شد. اما اشكالات زيادي نيز وجود داشته است. طي ۱۵ سال اخير يك تهديد جدي پيش آمده است. در جمعيت‌هاي به‌خوبي واكسينه‌نشده، تعداد رو به افزايشي موارد بيماري فلج اطفال ديده مي‌شود كه ناشي از سويه‌هايي از ويروس است كه از نسخه‌اي از خود واكسن منشا مي‌گيرند.

واكسن سابين (Sabin) كه به‌صورت خوراكي استعمال مي‌شود، از ويروس‌هاي زنده‌ي ضعيف تشكيل شده است كه موجب بيماري در دريافت‌كنندگان واكسن نمي‌شوند و ايمني پايداري را دربرابر فلج اطفال ايجاد مي‌كنند. با اين حال، در اثر تغييرات ژنتيكي، ويروس ضعيف‌شده‌ي موجود در واكسن مي‌تواند مجددا قدرت بيماري‌زايي خود را به دست آورد. پژوهشگران درحال انجام پژوهش‌هايي در زمينه‌ي درك چگونگي اين اتفاق و نحوه‌ي پيشگيري از آن هستند. واكسن جديدي نيز با اين هدف ساخته شده است و مانع از اين مي‌شود كه ويروس مجددا توانايي بيماري‌زايي خود را به دست آورد. اين واكسن در مرحله‌ي آزمايش‌هاي باليني قرار دارد.

ويروسي كه موجب بيماري فلج اطفال مي‌شود، سلول‌هاي گلو و روده را عفوني مي‌كند. افراد سالم معمولا با خوردن غذا يا آب آلوده به مدفوع فرد عفوني دچار اين بيماري مي‌شوند. بيشتر افراد آلوده به ويروس فلج اطفال هيچ‌گونه علائمي ندارند؛ حدود يك‌‌چهارم از عفونت‌ها منجر به علائم شبه آنفلوآنزا مي‌شود اما تقريبا در نيم درصد موارد ويروس به سلول‌هاي سيستم عصبي مركزي حمله مي‌كند و موجب فلجي مي‌شود.

ويروس فلج اطفال، ويروس بسيار ساده‌اي است. اين ويروس از يك پوشش يا كپسول پروتئيني ساخته شده است. درون كپسول يك رشته‌ي ريبونوكلئيك اسيد يا RNA وجود دارد كه اطلاعات ژنتيكي مورد نياز براي ساخت ذرات ويروسي جديد را به همراه دارد.

نمايشي از ذره‌ي ويروس فلج اطفال

سه سويه از ويروس فلج اطفال وجود دارد: PV1، PV2 و PV3. ايمني دربرابر يك سويه موجب ايمني دربرابر دو سويه‌ي ديگر نمي‌شود، بنابراين هر دو واكسن اصلي سالك و سابين شامل هر سه سويه مي‌شوند. واكسن سالك (Salk) كه يك واكسن تزريقي است، از ويروس‌هاي كشته‌شده تشكيل مي‌شود. واكسن سابين كه به‌صورت خوراكي مصرف مي‌شود، حاوي ويروس‌هاي زنده‌ي ضعيف‌شده است. روش مصرف و اثربخشي واكسن خوراكي ساده‌تر از واكسن تزريقي است و بنابراين اين واكسن سلاح اصلي براي ريشه‌كني جهاني فلج اطفال بوده است.

وقتي كودكي با واكسن خوراكي فلج اطفال واكسينه مي‌شود، ويروس‌هاي ضعيف‌شده تا چندين هفته در روده‌ي او زندگي مي‌كنند و موجب مي‌شوند كه آنتي‌بادي‌هايي در بدن كودك ساخته شده و او دربرابر اين بيماري مصونيت كسب كند. طي اين مدت، ويروس در مدفوع دريافت‌كنندگان واكسن وجود دارد. ويروس‌هاي ضعيف‌شده‌ي موجود در واكسن به‌خودي‌خود موجب فلج اطفال نمي‌شوند و اگر افرادي كه واكسن را دريافت نكرده‌اند در تماس با مواد دفعي افرادي كه به‌تازگي واكسن را دريافت كرده‌اند، قرار گيرند، مي‌توانند دربرابر اين بيماري مصونيت كسب كنند.

در سال ۲۰۱۵ اعلام شد كه يكي از سويه‌هاي ويروس فلج اطفال (فلج اطفال نوع ۲ يا PV2) در سرتاسر جهان ريشه‌كن شده است. سپس چالش پيشگيري از موارد جديد فلج اطفال نوع ۲ ايجاد شد كه مي‌توانست از مواد دفعي افرادي كه به‌تازگي واكسينه شده بودند، ريشه بگيرد. براي پيشگيري از موارد جديد فلج اطفال نوع ۲ حاصل از واكسن، سازمان جهاني بهداشت تلاش كرد تا واكسن استاندارد خوراكي فلج اطفال را با واكسني كه تنها از PV1 و PV3 تشكيل شده بود، جايگزين كند. اين تغيير در سال ۲۰۱۶ كامل شد. متاسفانه ويروس فلج اطفال نوع ۲ حاصل از واكسن همچنان در جوامع مختلف درحال گردش است و موجب فلجي مي‌شود. در سال ۲۰۱۸، در سرتاسر جهان، ۱۰۴ مورد فلج اطفال در اثر ويروس ناشي از واكسن رخ داد كه سه برابر تعداد موارد ناشي از ويروس طبيعي بود.

با افزايش شمار كودكاني كه دربرابر ويروس فلج اطفال نوع دو مصونيت ندارند، اين رقم ممكن است افزايش پيدا كند. مقامات بهداشتي به‌دنبال حذف تمام واكسن‌هاي خوراكي و تكيه بر واكسن‌هاي تزريقي حاوي ويروس‌هاي كشته‌ هستند؛ اگرچه اجراي اين طرح براي كشورهاي در حال توسعه دشوار خواهد بود. در همين حين، هنوز واكسن‌هاي نوع ۲ خوراكي براي توقف هرگونه شيوع فلج اطفال نوع ۲ مورد نياز هستند و مقامات بهداشتي هنوز نمي‌دانند چگونه از اين موضوع اطمينان حاصل كنند كه كودكان واكسينه‌نشده، دچار فلج اطفال ناشي از ويروس‌هاي جهش‌يافته دفعي افراد واكسينه‌شده نمي‌شوند.

نظارت‌هاي زيست‌محيطي با هدف حذف ويروس‌هاي حاصل از واكسن و ويروس‌هاي وحشي بخشي از تلاش مداوم براي ريشه‌كن كردن فلج اطفال است

چه مي‌شود اگر پژوهشگران واكسني را از يك ويروس زنده‌ي ضعيف‌شده ايجاد كنند كه احتمال بازگشت آن به حالت بيماري‌زايي بسيار كم باشد؟ اين يكي از استراتژي‌هايي است كه درحال حاضر چندين گروه پژوهشي درحال كار روي آن هستند. به‌عنوان بخشي از اين تلاش، دانشمندان اكنون مراحلي را كه به سويه‌ي موجود در واكسن PV2 اجازه مي‌دهد كه بتواند خاصيت بيماري‌زايي خود را مجددا به دست آورد، به‌طور دقيق مشخص كرده‌اند.

فقط سه جهش ژنتيكي ساده كه هر كدام از آن‌ها به‌تنهايي اثر ناچيزي دارند، وقتي با هم تركيب مي‌شوند به‌ميزان زيادي موجب افزايش قدرت بيماري‌زايي سويه‌ي PV2 مي‌شوند. اين سه جهش در ويروس‌هاي دفع‌شده از افرادي كه اخيرا واكسينه شده‌اند، ديده شده است. در روده نيز اگر ماده‌ي ژنتيكي سويه‌ي PV2 با ماده‌ي ژنتيكي ويروس ديگري تركيب شود، ممكن است قدرت بيماري‌زايي ويروس بازگردد. ويروس دوم مي‌تواند PV1 يا PV3 ضعيف‌شده حاصل از واكسن يا ويروس مرتبطي مانند كوكساكي باشد كه ويروس شايعي در كودكان است.

آلبرت سابين از ويروس‌هاي خالص‌شده براي ساخت واكسن فلج اطفال استفاده كرد. امروزه پژوهشگران براي طراحي واكسني جديد براي اين بيماري در حال تغيير ويروس هستند

با كشف اينكه ويروس واكسن نوع ۲ چگونه مجددا قدرت بيماري‌زايي خود را به دست مي‌آورد، دانشمندان روش‌هايي را براي پيشگيري از ايجاد اين تغييرات ژنتيكي خاص پيدا كردند. آن‌ها با استفاده از ابزارهاي زيست‌شناسي مولكولي چهار تغيير مهم را در ژنوم PV2 ايجاد كردند كه مانع از كسب مجدد قدرت بيماري‌زايي در آن مي‌شود. براي اينكه اين پروتئين‌ها (محصولات حاصل از جهش) ساخته شوند، بخشي از RNA ويروس بايد به شكل آبنبات چوبي تا بخورد. اين ساختار در سويه‌ي ضعيف‌شده موجود در واكسن تشكيل نمي‌شود اما بروز يك جهش موجب مي‌شود كه ويروس مجددا اين قابليت را به دست آورد. براي اينكه چنين اتفاقي نيفتد، دانشمندان توالي RNA را به شكلي تغيير دادند كه هيچ تغيير تك نوكلئوتيدي اجازه‌ي تاخوردن RNA را به شكل ساختار پايدار آبنبات چوبي شكل ندهد. دوم، آن‌ها توالي ژنتيكي آنزيمي كه RNA را نسخه‌برداري مي‌كند، تغيير دادند. به اين ترتيب، جهش‌هاي ژنتيكي كمتري در روده‌ي دريافت‌كنندگان واكسن اتفاق خواهد افتاد. سوم، تغيير ديگري در همان آنزيم موجب كاهش احتمال تركيب شدن ژنوم ويروس فلج اطفال با ژنوم ويروس‌هاي ديگر شد. درنهايت چهارم، پژوهشگران ژن‌هاي ويروس را به شكلي بازآرايي كردند كه جايگزيني مناطق خاصي از RNA با اطلاعات ژنتيكي ويروس ديگري مانند كوكساكي براي آن كشنده باشد.

پژوهشگران دو نمونه از اين ويروس‌ها را ايجاد كردند و مورد آزمايش قرار دادند. اين ويروس‌ها در سلول‌هاي آزمايشي به‌خوبي رشد كردند و وقتي روي موش مورد آزمايش قرار گرفتند، بيماري‌زا نبوده و ازانديشه متخصصين ژنتيكي پايدار بودند. در آزمايش باليني مرحله‌ي اول، نشان داده شد كه واكسن‌هاي ساخته‌شده از اين ويروس‌ها به‌خوبي تحمل مي‌شوند، پاسخ ايمني رضايت‌بخشي حاصل مي‌كنند و درمقايسه‌با واكسن خوراكي PV2 ميزان بازگشت آن‌ها به حالت بيماري‌زايي اگرچه به صفر نمي‌رسد، اما كاهش مي‌يابد. چنين ويروس‌هاي طراحي‌شده‌اي داراي ظرفيت ايجاد حفاظت دربرابر فلج اطفال و كاهش خطر شيوع بيماري در اثر ويروس‌هاي ناشي از واكسن هستند.