كيف يتم صنع لقاح لفيروس كورونا وهل يمكن أن يوقف الوباء

2024 مؤلف: Malcolm Clapton | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 03:46

بشكل غير متوقع ، ليست هناك حاجة لتسريع العمل على اللقاح.

تتسابق العشرات من شركات التكنولوجيا الحيوية والمؤسسات العلمية ضد الوباء لإنشاء خيارات لقاح مختلفة لفيروس كورونا الجديد SARS - CoV - 2. نحن نكتشف التقنيات المستخدمة لتطويرها ، والوقت الذي سيستغرقه حتى يتم تطعيم لقاح COVID-19 ، وما إذا كان اللقاح المستقبلي سيكون قادرًا على وقف الوباء.

في كل مرة تواجه البشرية عدوى جديدة ، تبدأ ثلاثة أجناس في وقت واحد: من أجل دواء ونظام اختبار ولقاح. في الأسبوع الماضي ، بدأ المركز العلمي لـ Rospotrebnadzor اختبار لقاح ضد فيروس كورونا الجديد ، واختبار لقاح مضاد للفيروس التاجي على الحيوانات ، وفي الولايات المتحدة ، بدأت التجربة السريرية للمعاهد الوطنية للصحة للقاح التجريبي لـ COVID-19. هل يعني هذا أن الانتصار على الوباء قريب؟

وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، أعلن حوالي 40 مختبرًا في جميع أنحاء العالم عن مشهد DRAFT للقاحات المرشحة لـ COVID-19 - 20 مارس 2020 ، حيث يقومون بتطوير لقاحات ضد الفيروس التاجي. وعلى الرغم من حقيقة أن هناك قادة واضحين بينهم - على سبيل المثال ، الشركة الصينية CanSino Biologics ، التي حصلت على RECOMBINANT NOVEL CORONAVIRUS VACCINE (ADENOVIRUS TYPE 5 VECTOR) المعتمدة للحصول على إذن تجربة سريرية للتجارب البشرية ، و American Moderna ، التي حصلت بالفعل على بدأوهم ، - الآن من الصعب التنبؤ بأي من الشركات ستفوز في هذا السباق ، والأهم من ذلك ، ما إذا كان تطوير اللقاحات سيتجاوز انتشار فيروس كورونا. يعتمد النجاح في هذا السباق ليس أقله على اختيار السلاح ، أي على المبدأ الذي يُبنى عليه اللقاح.

الفيروس الميت هو فيروس سيء

في الكتب المدرسية ، يكتبون عادة أن الممرض المقتول أو الضعيف يستخدم في التطعيمات. لكن هذه المعلومات عفا عليها الزمن إلى حد ما. "معطل (" قتل ". - تقريبًا N + 1.) ومضعف (ضعيف. - تقريبًا N + 1.) تم اختراع اللقاحات وتقديمها في منتصف القرن الماضي ، ومن الصعب اعتبارها حديثة ، - يشرح في محادثة مع N +1 Olga Karpova ، رئيس قسم علم الفيروسات ، كلية الأحياء ، جامعة لومونوسوف موسكو الحكومية. - انه غالي. من الصعب نقلها وتخزينها ، فالعديد من اللقاحات تصل إلى الأماكن التي تحتاج إليها (إذا كنا نتحدث ، على سبيل المثال ، عن إفريقيا) في مثل هذه الحالة عندما لم تعد تحمي أي شخص ".

علاوة على ذلك ، فهو غير آمن. من أجل الحصول على جرعة عالية من الفيروس "المقتول" ، يجب عليك أولاً الحصول على كميات كبيرة من الكائنات الحية ، وهذا يزيد من متطلبات الأجهزة المخبرية. ثم يجب تحييده - لهذا يستخدمون ، على سبيل المثال ، الأشعة فوق البنفسجية أو الفورمالين.

ولكن أين هو الضمان أنه من بين العديد من الجزيئات الفيروسية "الميتة" لن يكون هناك المزيد من الأمراض التي يمكن أن تسبب المرض؟

مع وجود عامل ممرض ضعيف ، يكون الأمر أكثر صعوبة. الآن ، من أجل إضعاف الفيروس ، يُجبر على التحور ، ثم يتم اختيار السلالات الأقل عدوانية. لكن هذا ينتج فيروسًا بخصائص جديدة ، ولا يمكن التنبؤ بها جميعًا مسبقًا. مرة أخرى ، أين هو الضمان بأن الفيروس ، بمجرد دخوله الجسم ، لن يستمر في التحور وينتج "ذرية" أكثر "شرًا" من الأصل؟

لذلك ، نادرًا ما يتم استخدام الفيروسات "المقتولة" و "غير المقتولة" اليوم. على سبيل المثال ، من بين لقاحات الأنفلونزا الحديثة ، توجد "مسببات الأمراض الموهنة" في الأقلية - لقاحات الأنفلونزا من الجيل التالي: الفرص والتحديات موجودة في الأقلية - يتم ترتيب لقاحين فقط من أصل 18 لقاحًا معتمدًا في أوروبا والولايات المتحدة بحلول عام 2020. من بين أكثر من 40 مشروعًا للقاحات ضد فيروس كورونا ، تم تنظيم مشروع واحد فقط وفقًا لهذا المبدأ - يشارك المعهد الهندي للمصل فيه.

قسّم ولقّح

يعتبر إدخال الجهاز المناعي ليس للفيروس بأكمله أكثر أمانًا ، ولكن في جزء منفصل منه. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تحديد بروتين تستطيع من خلاله "الشرطة الداخلية" للشخص التعرف على الفيروس بدقة. كقاعدة عامة ، هذا بروتين سطحي يساعده العامل الممرض على اختراق الخلايا. ثم تحتاج إلى الحصول على بعض زراعة الخلايا لإنتاج هذا البروتين على نطاق صناعي. يتم ذلك بمساعدة الهندسة الوراثية ، وهذا هو سبب تسمية هذه البروتينات بالهندسة الوراثية أو المؤتلفة.

تقول كاربوفا: "أعتقد أن اللقاحات يجب أن تكون مؤتلفة ، ولا شيء آخر". - علاوة على ذلك ، يجب أن تكون هذه لقاحات على ناقلات ، أي أن بروتينات الفيروس يجب أن تكون على نوع من الناقل. الحقيقة هي أنها (البروتينات) في حد ذاتها ليست مناعة. إذا تم استخدام البروتينات منخفضة الوزن الجزيئي كلقاح ، فإنها لن تطور مناعة ، ولن يتفاعل الجسم معها ، لذا فإن الجزيئات الحاملة ضرورية للغاية ".

على هذا النحو ، اقترح باحثون من جامعة موسكو الحكومية استخدام فيروس موزاييك التبغ. فيروس موزاييك التبغ - "ويكيبيديا" (هذا ، بالمناسبة ، هو أول فيروس يكتشفه البشر). عادة ما تبدو مثل عصا رفيعة ، ولكن عند تسخينها ، تأخذ شكل كرة. يقول كاربوفا: "إنه مستقر ، وله خصائص امتصاص فريدة ، ويجذب البروتينات إلى نفسه". "على سطحه ، يمكنك وضع البروتينات الصغيرة ، المستضدات ذاتها." إذا قمت بتغطية فيروس موزاييك التبغ ببروتينات فيروس كورونا ، فإنه يتحول بالنسبة للجسم إلى تقليد لجسيم السارس - CoV - 2 الفيروسي. تشير كاربوفا إلى أن "فيروس موزاييك التبغ هو محفز مناعي فعال للجسم. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن فيروسات النباتات لا يمكنها إصابة الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، فإننا نصنع منتجًا آمنًا تمامًا ".

جعلتها سلامة الطرق المختلفة المرتبطة بالبروتينات المؤتلفة الأكثر شيوعًا - تحاول عشرات الشركات على الأقل الآن الحصول على مثل هذا البروتين لفيروس كورونا. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الكثيرون فيروسات حاملة أخرى - على سبيل المثال ، ناقلات الفيروسات الغدية أو حتى الحصبة الحية المعدلة وفيروسات الجدري التي تصيب الخلايا البشرية وتتكاثر هناك مع بروتينات فيروس كورونا. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب ليست الأسرع ، لأنه من الضروري إنشاء إنتاج البروتينات والفيروسات في الخط في مزارع الخلايا.

جينات عارية

يمكن تقصير خطوة إنتاج البروتين في مزرعة الخلية وتسريعها عن طريق جعل خلايا الجسم تنتج بروتينات فيروسية من تلقاء نفسها. تعمل لقاحات العلاج الجيني وفقًا لهذا المبدأ - يمكن إدخال مادة وراثية "عارية" - DNA أو RNA الفيروسي - في الخلايا البشرية. عادةً ما يتم حقن الحمض النووي في الخلايا باستخدام التثقيب الكهربائي ، أي ، جنبًا إلى جنب مع الحقن ، يتلقى الشخص تفريغًا ضوئيًا ، ونتيجة لذلك ، تزداد نفاذية أغشية الخلايا ، وتدخل خيوط الحمض النووي إلى الداخل. يتم تسليم الحمض النووي الريبي باستخدام الحويصلات الدهنية. بطريقة أو بأخرى ، تبدأ الخلايا في إنتاج البروتين الفيروسي وإثباته للجهاز المناعي ، وتكشف عن استجابة مناعية حتى في حالة عدم وجود فيروس.

هذه الطريقة جديدة تمامًا ، ولا توجد لقاحات في العالم تعمل وفقًا لهذا المبدأ.

ومع ذلك ، وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، تحاول سبع شركات في وقت واحد صنع لقاح ضد فيروس كورونا بناءً عليه. هذا هو المسار الذي سلكته شركة Moderna Therapeutics ، الشركة الأمريكية الرائدة في سباق اللقاحات. تم اختياره أيضًا لأنفسهم من قبل ثلاثة مشاركين آخرين في السباق من روسيا: مركز Vector Scientific في نوفوسيبيرسك (وفقًا لـ Rospotrebnadzor ، قام باختبار ما يصل إلى ستة تصاميم للقاح في نفس الوقت ، ويعتمد أحدها على RNA) ، Biocad والمركز العلمي والسريري للطب الدقيق والتجديدي سعر كازان.

يقول ألبرت رزفانوف ، مدير المركز ، وأستاذ قسم علم الوراثة في معهد الطب الأساسي والبيولوجيا في جامعة قازان الفيدرالية: "من حيث المبدأ ، ليس من الصعب جدًا صنع لقاح". "لقاحات العلاج الجيني هي الأسرع من حيث التطور ، لأنها كافية لخلق بنية وراثية." اللقاح ، الذي يجري العمل عليه في المركز ، يجب أن يطلق النار على عدة أهداف في وقت واحد: يتم حقن خيط DNA به عدة جينات فيروسية في الخلايا في نفس الوقت. نتيجة لذلك ، لن تنتج الخلايا بروتينًا فيروسيًا واحدًا ، ولكن العديد منها في وقت واحد.

بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لريزفانوف ، قد تكون لقاحات الحمض النووي أرخص من لقاحات أخرى في الإنتاج. "نحن في الأساس مثل Space X ،" يمزح العالم. - يكلف تطوير النموذج الأولي لدينا بضعة ملايين روبل فقط.ومع ذلك ، فإن النماذج الأولية هي مجرد قمة جبل الجليد ، والاختبار باستخدام فيروس حي أمر مختلف تمامًا ".

التقلبات والحيل

بمجرد أن تتحول اللقاحات من التطورات النظرية إلى أشياء بحثية ، تبدأ العقبات والقيود في النمو مثل عيش الغراب. والتمويل هو مجرد واحدة من المشاكل. وفقًا لكاربوفا ، تمتلك جامعة موسكو الحكومية بالفعل عينة من اللقاح ، لكن المزيد من الاختبارات تتطلب التعاون مع المنظمات الأخرى. في الخطوة التالية ، يخططون لاختبار السلامة والمناعة ، ويمكن القيام بذلك داخل أسوار الجامعة. ولكن بمجرد أن تحتاج إلى تقييم فعالية اللقاح ، فسيتعين عليك العمل مع العامل الممرض ، وهذا محظور في المؤسسة التعليمية.

بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى حيوانات خاصة. الحقيقة هي أن فئران المختبر العادية لا تمرض بجميع الفيروسات البشرية ، كما يمكن أن تكون صورة المرض مختلفة تمامًا. لذلك ، غالبًا ما يتم اختبار اللقاحات في القوارض. إذا كان الهدف هو العمل مع الفئران ، فإن الفئران المعدلة وراثيًا ضرورية ، والتي تحمل خلاياها بالضبط نفس المستقبلات التي "يلتصق" بها فيروس كورونا في جسم المريض. هذه الفئران ليست رخيصة Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT (عشرات أو عشرين ألف دولار لكل سطر). صحيح ، في بعض الأحيان يمكنك توفير المال - شراء عدد قليل من الأفراد وتربيتهم في المختبر - ولكن هذا يطيل مرحلة الاختبار قبل السريري.

وإذا كنا لا نزال قادرين على حل مشكلة التمويل ، فلا يزال الوقت يمثل صعوبة لا يمكن التغلب عليها. وفقًا لريزفانوف ، عادةً ما يستغرق تطوير اللقاحات شهورًا وسنوات. "نادرًا ما يكون أقل من عام ، وعادة ما يكون أكثر" ، كما يقول. اقترحت فيرونيكا سكفورتسوفا ، رئيسة الوكالة الفيدرالية للطب الحيوي (وهم يطورون لقاحًا يعتمد على بروتين مؤتلف) ، أن يتلقى FMBA في روسيا نتائج الاختبار الأولى للنماذج الأولية للقاح فيروس كورونا في يونيو 2020 ، حيث قد يظهر لقاح نهائي في 11 شهر.

هناك عدة مراحل يمكن فيها تسريع العملية. أكثرها وضوحا هو التنمية. أخذت شركة Moderna الأمريكية زمام المبادرة لأنها طورت لقاحات mRNA لفترة طويلة. ولصنع واحد آخر ، كان لديهم ما يكفي من الجينوم الذي تم فك تشفيره للفيروس الجديد. تعمل الفرق الروسية من موسكو وكازان أيضًا على تقنيتها لعدة سنوات وتعتمد على نتائج اختبارات لقاحاتها السابقة ضد أمراض أخرى.

سيكون النموذج المثالي هو منصة تتيح لك إنشاء لقاح جديد بسرعة من قالب. باحثون من جامعة موسكو الحكومية يخططون لمثل هذه الخطط.

تقول كاربوفا: "على سطح جسيمنا ، يمكننا وضع بروتينات للعديد من الفيروسات والحماية في الوقت نفسه من COVID-19 والسارس وفيروس كورونا. حتى أننا نعتقد أنه يمكننا منع مثل هذه الفاشيات في المستقبل. يوجد 39 فيروسات كورونا ، بعضها قريب من فيروسات كورونا البشرية ، ومن الواضح تمامًا ما هو التغلب على حاجز الأنواع ("القفز" بالفيروس من الخفافيش إلى البشر. - ملاحظة N + 1.). ولكن إذا كان هناك لقاح مثل Lego ، فيمكننا أن نضع عليه بروتين بعض الفيروسات التي نشأت في مكان ما. سنفعل ذلك في غضون شهرين - سنقوم باستبدال أو إضافة هذه البروتينات. لو كان مثل هذا اللقاح متاحًا في ديسمبر 2019 ، وتم تطعيم الناس على الأقل في الصين ، لما انتشر هذا اللقاح أكثر.

المرحلة التالية هي الاختبار قبل السريري ، أي العمل مع حيوانات المختبر. إنها ليست أطول عملية ، ولكن يمكن الفوز بها على حسابها عند دمجها مع التجارب السريرية على البشر. لقد فعلت موديرنا ذلك بالضبط - اقتصرت الشركة على فحص سريع للسلامة وذهبت مباشرة إلى البحث البشري. ومع ذلك ، يجدر بنا أن نتذكر أن العقار الذي تجربه هو من أكثر الأدوية أمانًا. نظرًا لأن Moderna لا تستخدم الفيروسات أو البروتينات المؤتلفة ، فهناك احتمال ضئيل جدًا أن يكون للمتطوعين آثار جانبية - فالجهاز المناعي ببساطة ليس لديه ما يستجيب له بقوة.أسوأ ما يمكن أن يحدث هو أن اللقاح غير فعال. لكن هذا لا يزال يتعين التحقق منه.

لكن إنتاج اللقاحات ، على ما يبدو ، ليس مرحلة مقيدة. يوضح ريزفانوف: "هذا ليس أكثر تعقيدًا من إنتاج التكنولوجيا الحيوية المعتاد للبروتينات المؤتلفة". ووفقا له ، يمكن للمصنع أن ينتج مليون جرعة من مثل هذا اللقاح في غضون أشهر. تعطي أولغا كاربوفا تقديرًا مشابهًا: ثلاثة أشهر مقابل مليون جرعة.

هل تحتاج لقاح؟

ما إذا كان الأمر يستحق تقليص التجارب السريرية هو نقطة خلافية. أولاً ، إنها عملية بطيئة في حد ذاتها. في كثير من الحالات ، يجب إعطاء اللقاح على عدة مراحل: إذا لم يتكاثر الفيروس من تلقاء نفسه داخل الجسم ، فسيتم القضاء عليه بسرعة ، ويكون تركيزه غير كافٍ للتأهب لوباء إنفلونزا الطيور وتطوير اللقاح للحث على مناعة خطيرة استجابة. لذلك ، حتى اختبار بسيط للفعالية سيستغرق عدة أشهر على الأقل ، وسيقوم الأطباء بمراقبة سلامة اللقاح على صحة المتطوعين لمدة عام كامل.

ثانيًا ، COVID-19 هي الحالة ذاتها التي تبدو فيها التجارب البشرية المتسارعة غير عملية بالنسبة للكثيرين.

يقدر معدل الوفيات من المرض اليوم بنسبة قليلة ، ومن المرجح أن تنخفض هذه القيمة بمجرد أن يتضح عدد الأشخاص الذين عانوا من المرض بدون أعراض. لكن اللقاح ، إذا تم اختراعه الآن ، سيتعين إعطاؤه لملايين الأشخاص ، وحتى الآثار الجانبية الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى عدد من الأمراض والوفيات التي يمكن مقارنتها بالعدوى نفسها. والفيروس التاجي الجديد بعيد كل البعد عن "الغضب" بما يكفي ، على حد تعبير رزفانوف ، "للتخلص تمامًا من جميع الاعتبارات الأمنية". يعتقد العالم أن الحجر الصحي هو الأكثر فعالية في الوضع الحالي.

ومع ذلك ، وفقًا لكاربوفا ، ليست هناك حاجة ماسة للقاح في المستقبل القريب. وتوضح قائلة: "ليست هناك حاجة لتلقيح الناس أثناء الجائحة ، فهذا لا يتماشى مع قواعد الوباء".

تتفق معها غالينا كوزيفنيكوفا ، رئيسة قسم الأمراض المعدية في جامعة RUDN. أثناء الوباء ، لا يوصى بأي تطعيم على الإطلاق ، حتى لو كان روتينيًا ، وهو مشمول في جدول التطعيم. وقالت كوزيفنيكوفا ، مجيبة على سؤال N + 1 ، لأنه لا يوجد ضمان بأن الشخص ليس في فترة الحضانة ، وإذا تم تطبيق لقاح في هذه اللحظة ، فمن الممكن حدوث أحداث سلبية وتقليل كفاءة التطعيم.

وأضافت أن هناك حالات يكون فيها التطعيم الطارئ ضرورياً لأسباب صحية في موقف يتعلق بالحياة أو الموت. على سبيل المثال ، أثناء اندلاع الجمرة الخبيثة في سفيردلوفسك في عام 1979 ، تم تطعيم الجميع ، وتم تطعيم الآلاف من الأشخاص بشكل عاجل ، وفي عام 1959 في موسكو أثناء تفشي مرض الجدري الذي جلبه كوكوريكين ، أليكسي ألكسيفيتش - "ويكيبيديا" من الهند للفنان أليكسي كوكوريكين.

لكن فيروس كورونا ليس مثل هذه القصة على الإطلاق. من خلال ما يحدث ، نرى أن هذا الوباء يتطور وفقًا للقوانين الكلاسيكية لأمراض الجهاز التنفسي الحادة ، كما تقول كوزيفنيكوفا.

وبالتالي ، فإن مطوري اللقاحات دائمًا في موقف حرج. طالما لا يوجد فيروس ، يكاد يكون من المستحيل صنع لقاح. بمجرد ظهور الفيروس ، اتضح أنه كان يجب القيام به أول من أمس. وعندما يتراجع ، يفقد المصنعون عملائهم.

ومع ذلك ، يجب إعطاء لقاح. لم يحدث هذا خلال الفاشيات السابقة لعدوى فيروس كورونا - فقد انتهى كل من متلازمة الشرق الأوسط التنفسية والسارس بسرعة كبيرة ، وفقدت الأبحاث التمويل. ولكن إذا لم تكن هناك حالات إصابة بالسارس في العالم منذ عام 2004 ، فإن آخر حالة لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية تعود إلى عام 2019 ، ولا يمكن لأحد أن يضمن عدم حدوث تفشي المرض مرة أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للقاح ضد الإصابات السابقة أن يوفر منصة استراتيجية لتطوير لقاحات في المستقبل.

تشير كاربوفا إلى أنه حتى بعد اندلاع COVID-19 هذا ، فمن الممكن حدوث تفشٍ آخر. وفي هذه الحالة ، يجب أن يكون لدى الدولة لقاح جاهز."هذا ليس نوع اللقاح الذي سيتم تطعيم جميع الناس به مثل الأنفلونزا" ، كما تقول. "ولكن في حالة الطوارئ مع اندلاع جديد ، يجب أن يكون لدى الدولة مثل هذا اللقاح ، وكذلك نظام اختبار."

فيروس كورونا. عدد المصابين:

243 093 598

في العالم

8 131 164

في روسيا اعرض الخريطة