ویروس، سیستم ایمنی و واکسن کرونا

ویروس، واژه‌ی ویروس در زبان لاتین (ویسا در سانسکریت و ویشا اوستایی) به معنای زهر و یا هر‌گونه ماده سمی است. ویروس‌ها بسیاری ازجانوران و گیاهان و باکتری‌ها را آلوده می‌کنند اما فقط برخی از آنها انسان را بیمار می‌کنند. تقریبا همه ویروس‌ها بسیار کوچکتر از باکتری‌ها هستند و فقط با میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده‌اند. مهمترین ویژگی ویروس‌ها و تفاوت آنها با دیگر میکروارگانیزم‌ها این است که به تنهایی و خارج از سلول‌های زنده نمی‌تواند هم‌نوع خود را تولید کنند و فقط هنگامی که در سلول‌های زنده‌ی میزبان خاص خود وارد شوند می‌توانند با استفاده از امکانات درون سلول میزبان شروع به تکثیر کرده وفعالیت اصلی یاخته‌های میزبان را به خدمت خود در‌آورند و به اصطلاح زندگی کنند. به همین جهت زیست‌شناسان تا اواخر سده‌ی گذشته آنها را زنده نمی‌دانستند.
ویروس‌ها به شکل ذرات مستقل ساختمان ساده‌ای دارند؛ آنها حاوی ماده ژنتیکی (نوکلییک اسید) هستند که درون یک پوشش پروتیینی و یا چربی محصور و محافظت می‌شود. بدین صورت ویروس‌ها فاقد تمامی ویژگی‌های زیستی بجز ژنتیک هستند. ماده‌ی ژنتیکی ویروس شامل دستورهای ژنتیکی برای تولید مواد مورد نیاز ویروس است که پس از ورود به سلول میزبان جهت تولید آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ویروس‌ها برای ورود به سلول‌های میزبان از پذیرنده‌های سطح سلول استفاده کرده و وارد سلول می‌شوند. هر گونه‌ی ویروسی پذیرنده سطحی ویژه خود را دارد. به همین جهت هر ویروس بافت خاصی را آلوده می‌کند و در نتیجه راه ورود ویژه‌ای دارد. ویروس برای اتصال به پذیرنده از برجستگی‌های پروتیینی سطح خود (اسپایک) استفاده می‌کند. به همین جهت این پروتیین‌های سطحی قویترین گزینه برای تهیه واکسن و درمان عفونت ویروسی است.
پس از اتصال ویروس به سطح سلول میزبان، ماده ژنتیکی ویروس در سلول آزاد شده و دستگاه‌های درون سلول را برای تکثیر خویش هدایت می‌کند. هر بار که سلول میزبان تکثیر می‌شود، مقادیر زیادی از ویروس نیز تولید می‌شود که بر اساس نوع ویروس، سلول میزبان به عنوان دستگاه تولید کننده ویروس یا می تواند سالم بماند و دایم ویروس تولید کند و یا در اثر تکثیر ویروس، سلول میزبان از بین رفته، و با آزاد شدن ویروس در محیط، به سلول سالم دیگر وارد شود. نکته جالب توجه این است که گاهی ممکن است یک سلول با دو گونه ویروس آلوده شود که این موضوع می تواند موجب تبادلات ماده ژنتیکی بین دو گونه ویروس شود. در این صورت حالت‌های متفاوتی اتفاق خواهد افتاد که گاهی اوقات موجب غیرفعال شدن ویروس‌ها می‌شود که از این روش در آزمایشگاه در تهیه بعضی از واکسن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیستم ایمنی و واکسن
به جرات می‌توان گفت سیستم ایمنی پیچیده‌ترین بافت بدن است. این سیستم شامل سلول‌ها و ترکیبات شیمیایی مختلفی است که تقریبا در سرتاسر بدن وجود دارد و در ارتباط تنگاتنگ با سیستم عصبی و هورمونی فعالیت‌های مختلف دفاعی را به عهده دارد. به زبان ساده، سیستم ایمنی از دو لایه محافظتی شامل ایمنی با واسطه سلول و ایمنی با واسطه مواد محلول (پادتن) تشکیل شده است. مجموعه‌ای از ویژگی‌ها موجب شده که این سیستم نسبت به بقیه بافت‌ها و ارگان‌های بدن متمایز و یگانه باشد.
مهمترین ویژگی سیستم ایمنی در این است که توانایی شناسایی 10⁹ تا 10¹² شاخص بیگانه را دارد که می‌تواند نسبت به آنها پاسخ‌های سلولی و پادتن بدهد. ویژگی برجسته‌ی دیگر سیستم ایمنی خاطره یا حافظه است. بدین صورت که بعد از شناسایی عامل بیگانه برای اولین بار و انجام پاسخ مناسب در جهت کنترل و از بین بردن آن، اگر همان عامل بیگانه دوباره با سیستم ایمنی همان فرد برخورد کند، به دلیل وجود خاطره و حافظه ، پاسخ ایمنی قویتر، سریع‌تر و پایدار‌تری در هر دو لایه ایجاد می‌شود که گاهی مواقع تا آخر عمر باقی می‌ماند. از دیگر ویژگی‌های سیستم ایمنی پاسخ به عوامل مشابه است؛ بدین صورت که اگر دو یا چند عامل بیگانه در بعضی موارد مشابه باشند، پاسخ سیستم ایمنی به یکی از عوامل می‌تواند بر علیه عامل بیگانه دیگر مصونیت نسبی ایجاد کند. همچنین سیستم ایمنی راه‌های مختلفی در جهت کنترل و خاتمه واکنش‌های خود به عوامل بیگانه دارد؛ چه در غیر اینصورت واکنش‌های مهار نشده ایمنی موجب آسیب به بافت بدن و در مواقع شدید منجر به مرگ می‌شود؛ و در نهایت اینکه سیستم ایمنی پیش از آغاز به کار خود در بدن، آموزش دیده است که به بافت‌های میزبان واکنش ندهد و یا به عبارت بهتر بی‌پاسخ بماند.
اگر چه کشف اولین واکسن (واکسن آبله) توسط ادوارد جنر انگلیسی بر اساس مشاهدات تجربی اتفاق افتاد، اما همین اتفاق موجب شد که دانشمندان به تدریج و با شناسایی توانمندی‌های یاد شده در سیستم ایمنی، از آنها در جهت تولید واکسن استفاده کنند. واکسن‌ها در دو گروه کلی واکسن‌های پیشگیری و واکسن‌های درمانی دسته‌بندی می‌شوند. آنچه که عموم مردم از واژه واکسن استنباط می‌کنند همان واکسن‌های پیشگیری است. باید بدانیم که واکسن پیشگیری برخلاف نوع درمانی تنها می‌تواند افراد سالم را تا اندازه زیادی از ابتلا به بیماری مصون کند (پیشگیری)، اما نمی‌تواند بیمار مبتلا را درمان کند. واکسن‌های درمانی (بجز در چند مورد) در مراحل پژوهش هستند و دانشمندان امیدوارند که به زودی بتوانند از آنها برای درمان بیماری‌های سخت مانند سرطان و ایدز استفاده کنند.
واکسن‌های پیشگیری نسل اول به دو شکل تهیه می‌شود؛ یا عامل بیماری‌زا با روش‌های مختلف کشته می‌شود و عامل کشته‌شده ماده مورد استفاده در واکسن است، و یا اینکه عامل بیماری‌زا توسط روش‌های مختلف بگونه‌ای ضعیف می‌شود که توان بیماری‌زایی نداشته یا بسیار خفیف بیماری ایجاد کند. واکسن‌های پیشگیری نسل اول برای بیماری‌های باکتریایی مانند کزاز، دیفتری، سیاه سرفه به گونه‌ای موثر بود که دانشمندان را بسیار امیدوار کرد تا بتوانند بر علیه همه‌ی عوامل عفونی با منشا باکتری واکسن تهیه کنند. اما به دلایل مختلف از جمله ویژگی‌های عوامل بیماریزا و سیستم ایمنی موجب شد که این آرزو درباره بیماری‌های دیگر مانند سل، وبا، طاعون، و عفونت‌های گوارشی محقق نشود. این موضوع اما درباره واکسن‌های ویروسی مانند فلج اطفال، سرخک، سرخجه و … به‌دلیل ساختار ویژه ویروسها بسیار بهتر و با موفقیت های بیشتری همراه شده است. حتا دانش و اطلاعات موجود درباره تکثیر ویروس‌ها این امکان را به دانشمندان داده است تا ویروس‌ها را برای مقاصد گوناگون درمانی مورد استفاده قرار دهند. در واقع از ویروس‌ها به عنوان ابزاری جهت انتقال ژن‌های مختلف به سلول‌ها برای تکثیر و یا درمان بیماری‌ها استفاده می‌شود. این ابزار به ویژه درباره هر دو نوع واکسن‌های درمانی و پیشگیری سخت مورد توجه است. علاوه بر این با ورود تکنولوژی‌های نوین مانند فن‌آوری نانو به دانش واکسن‌سازی، تهیه این نوع واکسن‌ها وارد مرحله‌ی تازه‌ای شده است. شاید بهترین مثال در این زمینه واکسن‌های کرونا باشد.

واکسن کرونا
همان‌گونه که بیان شد پروتیین سطح ویروس (اسپایک) که وسیله اتصال آنها به سلول میزبان است، یکی از بهترین گزینه‌ها برای تهیه واکسن است. این نکته درباره‌ی ویروس کرونا هم درست است. بدین صورت که واکسن‌های فایزِر- بیو اِن تِک، مُدِرنا، آسترازنِکِا-اکسفورد-سِرُم و … بر اساس نقشه ژنتیکی این پروتیین (و نه ماده ژنتیکی کامل ویروس) طراحی شده است و از ماده ژنتیکی این پروتیین برای تولید آن توسط میزبان استفاده می‌کنند. ماده ژنتیکی در حالتی که بطور مستقیم و آزاد به بدن تزریق شود، بسیار ناپایدار است و به راحتی شکسته و تجزیه می‌شود. برای اینکه از تجزیه آن جلوگیری شود، نیازمند یک پوشش و محافظ است. در مورد واکسن‌های فایزِر و مُدِرنا جنس پوشش از یک نوع ماده حاصل فن‌آوری نانو و از نوع ترکیبات چربی است. به خاطر حساسیت به دما، حمل و نقل این واکسن نیاز به امکانات خاص جهت نگهداری و کنترل دما دارد. این پوشش در واکسن‌هایی مانند آسترازنِکِا-اکسفورد-سِرُم از نوع ویروس واقعی است. بدین صورت که گونه دیگری از ویروس (مانند آدِنو‌ویروس میمون) حامل ماده ژنتیکی پروتیین سطحی کرونا ویروس است که البته نیازمند امکانات نگهداری این واکسن مانند دو واکسن یاد شده نیست.
پس از تزریق واکسن، بسته تزریق شده ماده ژنتیکی را به درون سلول آزاد می‌کند. ماشین سازنده پروتیین سلول انسانی از روی نسخه ژنتیکی تزریق شده شروع به ساختن پروتیین ویروس می‌کند و ماده‌ی ژنتیکی تجزیه شده و از بین می‌رود. بخشی از این پروتیین در سطح سلول پدیدار می‌شود و قسمتی هم به خارج سلول ترشح می‌شود. همچنین سلول‌هایی که این پروتیین را تولید می‌کنند بعد از مرگ مقادیر زیادی از این پروتیین را آزاد می‌کنند که در همه حالت‌ها سیستم ایمنی می‌تواند آنها را به عنوان عامل بیگانه شناسایی کند. این شناسایی توسط هر دو لایه سلول و پادتن انجام می‌شود که موجب محافظت سلول‌ها از اتصال ویروس به سلول، جلوگیری از اتصال ویروس به سلول، مرگ بی دردسر سلول‌های آلوده به ویروس که این پروتیین بر سطح آنهاست و ایجاد پاسخ با خاطره مناسب در بدن فرد واکسینه می‌شود. برای ایجاد ایمنی با دوام و خاطره‌دار در سیستم ایمنی هر دو این گونه واکسن لازم است تا در نوبت اولیه و یادآوری تزریق شود که فاصله‌ی 21 تا 28 روز بین هر نوبت مناسب است. اما به‌دلیل اینکه واکسن جدید است پژوهشگران نمی‌دانند که محافظت واکسن چقدر به طول می‌انجامد. معمولا سلول‌هایی که در این فاز توان پاسخ ایمنی دارند بعد از مدتی کم می‌شوند، اما ویژگی خاطره‌ در سیستم ایمنی می‌تواند اطلاعات این پروتیین را تا سال‌ها و حتی دهه‌ها در خود ذخیره کنند تا در صورت برخورد مجدد با ویروس دوباره فعال شده و پاسخ ایمنی قوی‌تر ایجاد کند که باز هم به‌دلیل نوپدید بودن واکسن و ویروس، از میزان تولید و ماندگاری این سلول‌ها اطلاع کافی در دست نیست و نیاز است تا واکسن تزریق شود تا بتوان به اثرات آن پی‌برد.

*افشین نامدار ایمونولوژیست، پژوهشگر بیماری‌های عفونی و سرطان