واکسن های کرونا ویروس؛ از ساخت تا عملکرد

 

 

 

هم زمان با شروع همه گیری ویروس کرونا (SARS-CoV-2) تلاش ها برای ساخت واکسن علیه این ویروس نیز آغاز شد.

درحال حاضر کشورهای بسیاری واکسیناسیون را آغاز کرده اند و حتی برخی کشورها سرعت بالایی در انجام واکسیناسیون مردم داشته اند.

برای درک عملکرد واکسن در بدن لازم است، سیستم ایمنی و نحوه برخورد آن با عوامل بیماری زا را بشناسیم.

بدن ما از طرق مختلفی با عوامل بیماری زا مبارزه می کند، در ساده ترین حالت ممکن برای درک مکانیسم سیستم ایمنی باید بدانیم در جریان خون  گلبول قرمز منتقل کننده اکسیژن به بافت ها و اندام های بدن و گلبول های سفید مبارزان اصلی علیه عوامل بیماری زا هستند، که در حالت کلی می توان آنها را در سه دسته زیر خلاصه کرد:

ماکروفاژها گلبول های سفید خون هستند که میکروب ها و سلول های مرده یا در حال مرگ را بلعیده و هضم می کنند. ماکروفاژها قسمت هایی از میکروب های مهاجم را که “آنتی ژن” نامیده می شوند به جا می گذارند. بدن آنتی ژن ها را خطرناک تشخیص داده و آنتی بادی ها را برای حمله به آنها تحریک می کند.

لنفوسیت های B نیز گلبول های سفید دفاعی هستند. آنها آنتی بادی هایی تولید می کنند  که از قطعات ویروسی که ماکروفاژها از خود به جای گذاشته اند حاصل شده است.

لنفوسیت های T نوع دیگری از گلبول های سفید دفاعی هستند. آنها به سلول هایی که قبلاً آلوده شده اند حمله می کنند. به این گروه سلول های خاطره نیز می گویند چرا که نحوه برخورد با عامل بیماری زا را در خود ذخیره می کنند تا در برخورد بعدی نحوه مبارزه با عامل بیماری زا را به خاطر بیاورند.

اولین باری که فرد به ویروس  COVID-19  آلوده می شود، ساختن و استفاده از تمام ابزارهای مقابله با میکروب برای غلبه بر عفونت ممکن است چند روز یا چند هفته طول بکشد. بعد از عفونت، سیستم ایمنی بدن فرد به یاد می آورد که در مورد چگونگی محافظت از بدن در برابر آن بیماری چه چیزی یاد گرفته است.

بدن چند لنفوسیت T به نام “سلول های حافظه” را نگه می دارد تا اگر دوباره با ویروس مشابه روبرو شود، به سرعت عمل کند. با شناسایی آنتی ژن های آشنا، لنفوسیت های B برای ایجاد حمله، آنتی بادی تولید می کنند.

دانشمندان هنوز در حال بررسی هستند که سلول های خاطره چه مدت از شخص در برابر ویروس عامل COVID-19 محافظت می کنند.

و اما در ساخت واکسن های کرونا در حال حاضر از سه مکانیسم اصلی استفاده شده است که در ادامه با معرفی واکسن ها به بررسی نحوه عملکرد آنها می پردازیم:

 

• واکسن فایزر(Pfizer-BioNTech COVID-19)

نام واکسن: BNT162b2

ساخت شرکت: Pfizer, Inc., and BioNTech

نوع واکسن: mRNA

نوع و میزان تزریق: در دوز به فاصله ۲۱ روز، تزریق در ماهیچه بازوی دست ( ماهیچه دلتویید)

این واکسن برای افراد بالای ۱۶ سال قابل استفاده است و مورد تایید FDA  (سازمان غذا و داروی امریکا) می باشد.

نکته حائز اهمیت در مورد واکسن فایزر این است که بر اساس تکنولوژی ساخت این واکسن، افراد با تزریق آن نباید مبتلا به کرونا شوند چرا که عامل بیماری زایی در این واکسن استفاده نشده است در واقع واکسن های mRNA بر اساس عملکرد طبیعی سلول ها ساخته می شوند به عبارت دیگر در تمام موجودات زنده اعم از پروکاریوت ها و یوکاریوت ها، ژن ها تاثیر خود را در واحدهای ساختاری و عملکردی از طریق پروتئین ها به سرانجام می رسانند. براساس اصل central dogma  ژن ها یا DNA در موجودات زنده به مولکول حد واسطی به نام mRNA  نسخه بردای می شود تا توسط ماشین پروتین سازی در سلول، به نام ریبوزوم، تبدیل به واحد عملکردی شود.

 

• تکنولوژی ساخت واکسن فایزر

ویروس ها به طور کلی برای همانندسازی و تکثیر خودشان نیازمند ماشین همانند سازی سلول میزبان هستند این سلول میزبان می تواند یک باکتری، یک گیاه و یا سلول یک انسان باشد و اغلب ویروس ها دارای میزبان های اختصاصی هستند.

ویروس کرونا جدید نیز از طریق گیرنده های سطح خود به نام پروتین spike  به سلول میزبان  متصل می شوند وماده ژنتیک خود را که یک RNA تک رشته است وارد  سلول میزبان  می کند و آن را مانند یک برده در اختیار خود می گیرد.

پروتین spike  اولین مواجهه سیستم ایمنی با کرونا ویروس است و بلافاصله به عنوان یک آنتی ژن شناسایی شده و سلول های سیستم ایمنی شروع به ساخت آنتی بادی و مبارزه علیه عامل خارجی می کنند.

در ساخت واکسن ها بر اساس تکنولوژی mRNA  قسمتی از ژن ویروس کرونا که مسئول کد کردن پروتین spike  است خارج شده و mRNA  این ژن از طریق واکسن وارد بدن فرد می شود.

بلافاصله در محل تزریق این واکسن، سلول های ماهیچه  mRNA  را ترجمه می کنند و پروتئن spike  که گیرنده کرونا ویروس است در بدن شکل می گیرد بدون اینکه خود ویروس وارد بدن شود. پروتئن های تولید شده توسط سیستم ایمنی شناسایی شده و آنتی بادی علیه آن ترشح می کنند که در این صورت دارای یک پیش زمینه و تصویری از این بیماری می شوند تا در صورت ورود ویروس واقعی بهتر در دفاع از بدن عمل کنند.

بعد از تزریق واکسن فایزر در محل تزریق علایمی نظیر تورم، درد و قرمز شدن پوست  وعلایم کلی تر نظیر تب، درد ماهیچه ای، لرز، حالت تهوع، سر درد و خستگی را نیز ممکن است، تجربه کنید.

 

• واکسن مدرنا Moderna COVID-19 Vaccine

نام واکسن: mRNA-1273

ساخت شرکت: ModernaTX, Inc

نوع واکسن: mRNA

نوع و میزان تزریق: در دو دوز به فاصله ۲۸ روز، در ماهیچه بازو دست

واکسن مدرنا برای افراد بالای ۱۸ سال تجویز می شود. علایم محل تزریق و مجموعه علایم کلی پس از تزریق مشابه واکسن فایزر است.

 

• واکسن: جانسون Johnson & Johnson’s Janssen COVID-19 Vaccine

نام واکسن: JNJ-78436735

ساخت شرکت: Janssen Pharmaceuticals Companies of Johnson & Johnson

نوع واکسن: Viral vector

نوع و میزان تزریق: یک دوز در ماهیچه بازو دست

علایم در محل تزریق و علایم عمومی پس از تزریق مشابه واکسن های قبلی است.

مکانیسم اثر واکسن ها با حامل (وکتور) ویروسی

در این نوع واکسن از یک ویروس که خطری  برای میزبان ندارد و در واقع تحت تغییرات ژنتیکی قرار گرفته است، به عنوان یک حامل استفاده می شود تا ژن پروتئین spike  را وارد بدن کند، این ویروس در بدن شروع به تکثیر می کند و پروتین های لازم را ایجاد می کند سیستم ایمنی آنتی بادی لازم را ترشح کرده و آمادگی لازم برای برخورد با عامل بیماری زای اصلی را کسب می کند.

این واکسن نیز خطر ابتلا به کرونا ندارد چرا که هیچ کرونا ویروس یا عامل بیماری زای آن وارد بدن نمی شود و ویروس حامل نیز خطری برای بدن ندارد. این واکسن تغییراتی در ماده ژنتیک فرد گیرنده ایجاد نمی کند وعوارض جانبی آن مشابه دو واکسن فایزر و مدرنا می باشد.

 

• واکسن: Sputnik V

نام واکسن: Gam-COVID-Vac

ساخت شرکت: Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology

نوع واکسن: Viral vector

نوع و میزان تزریق: دو دوز به فاصله ۲۱ روز و در ماهیچه بازو دست (دلتویید)

مکانیسم این واکسن بر اساس وکتور(حامل) ویروسی است، وکتور مورد استفاده، آدنو ویروس ( ویروس، سرما خوردگی عادی) تیپ ۲۶ و ۵  است.

این وکتور بیان کننده پروتئین spike  در بدن فرد است و به دنبال آن ایجاد ایمنی در بدن گیرنده واکسن است.

این واکسن نیز امکان ابتلا به کرونا، پس از تزریق را ندارد چرا که ویروس  عامل بیماری زایی در این واکسن استفاده نشده است.

 

• واکسن Oxford–AstraZeneca COVID-19 vaccine

واکسنAZD1222  با نام واکسن اکسفورد نیز از دسته واکسن های viral vector  است، وکتور مورد استفاده آدنوویروس شامپانزه است که عامل سرما خوردگی عادی در شامپانزه می باشد. این وکتور یکی از بهترین وکتورهایی است که در طیف وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته است.

این واکسن نیز در دو دوز به فاصله ۸ تا ۱۲ هفته تزریق می شود.

واکسن های viral vector  هیچ ارتباط باDNA  و اثری بر روی آن ندارند.

 

• واکسن سینوفارم چین

واکسن  BBIBP-CorV با نام سینوفارم، واکسن چینی است که علیه کرونا ویروس استفاده می شود. مکانیسم اثر این واکسن بر مبنای ویروس کشته شده یا ضعیف شده است.

کرونا ویروس از مبتلایان جمع آوری شده و سپس در محیط آزمایشگاه توسط ماده beta-propiolactone  قابلیت همانند سازی خود را از دست می دهد در نتیجه ویروس در بدن نمی تواند  تکثیر کند و منجر به بیماری شود البته پروتین spike  سالم باقی می ماند و منجر به تولید آنتی بادی می شود.

این واکسن از طریق تزریق به ماهیچه بازو دست وارد بدن می شود.

 

• واکسن بهارات هند

واکسن بهارات هند ساخت شرکت Bharat Biotech’s BSL-3  است، تکنولوژی این  واکسن ویروس ضعیف شده کرونا است. این واکسن در دو دوز به فاصله ۲۸ روز تزریق می شود.

تکنولوژی ساخت واکسن بر مبنای ویروس های ضعیف شده، از سال ۱۹۵۵ اولین بار توسط جوناس سالک (Jonas Salk) برای بیماری فلج اطفال با عامل ویروسی پولیوویروس مورد استفاده قرارگرفت سپس در بیماری های دیگر نظیر هپاتیت A نیز از این نوع واکسن استفاده شده است.

 

• واکسن های کرونا در ایران

در ایران نیز سه واکسن برکت، رازی و فخرا(سپند) در دست بررسی و تولید هستند:

 

• واکسن برکت

نخستین پروژه ساخت واکسن کرونا در ایران توسط شرکت داروسازی شفا کلید خورد. این واکسن که «کُووایران برکت» نامگذاری شده، به نام گروه شفا فارمد از سوی سازمان بهداشت جهانی در فهرست واکسن‌های در حال ساخت کرونا ثبت شده است.

مطابق اطلاعات ثبت شده این واکسن در فهرست سازمان جهانی بهداشت، واکسن مورد آزمایش داروسازی شفا با استفاده از روش ویروس غیرفعال شده(Inactivated virus) تولید شده است.

در روش سنتی تولید واکسن‌ علیه بیماری‌های ویروسی، معمولا از ویروس ضعیف یا کشته شده برای تحریک سیستم ایمنی بدن انسان استفاده می‌شود. سپس وقتی بدن مجدد با آن ویروس مواجه می‌شود، پادتن(آنتی‌بادی) خاصی تولید می‌کند، درست شبیه نحوه ایمن‌سازی بدن در مقابل بیماری فلج اطفال.

شرکت داروسازی «سینوفارم» و «سینوواک» چین نیز که پیشتر واکسن‌های کووید-۱۹ را به بازار عرضه کرده‌اند، از روشی مشابه شرکت شفا استفاده کرده‌اند.

 

• واکسن رازی

واکسن رازی نیز در ایران در حال ساخت و بررسی می باشد. با وجود اطلاعات اندک از نحوه سازو کار این واکسن، دکتر علی اسحاقی، رییس موسسه تحقیقاتی واکسن و سرم سازی رازی اعلام کرده است: “روش کار ما ویروس کشته شده یا ضعیف شده نیست، بلکه ما از یک پروتئین ویروس کرونا به نام اسپایک استفاده کردیم و با تغییرات در ژنوم آن و فرمولی کردن آن، واکسن را تولید کرده ایم.”

 

• واکسن فخرا (سپند)

احمد کریمی مدیر پروژه واکسن فخرا اعلام کرده است: در ساخت این واکسن از ویروس غیرفعال، استفاده شده است و با ورود این ویروس غیر فعال، ایمنی بدن فعال می‌شود.

در ایران دو واکسن «برکت و فخرا» از روش ویروس غیر فعال شده استفاده کردند و شرکت رازی با بهره گیری از پروتیئن اسپایک واکسن خود را ساخته است. احتمالا شرکت رازی از تکنولوژی جدید تری برای ساخت واکسن استفاده می کند و می توان گفت نسبت به روش ویروس ضعیف شده ایمنی بالاتر و کارایی بهتر داشته باشد. با این حال باید منتظر اطلاعات دقیق تری از شرکت های واکسن ساز ایران بود.

نویسنده: نیلوفر خلیلی – کارشناس ارشد ژنتیک مولکولی