استعانوا ببروتين صغير.. محاولات مستمرة للقاح أفضل ضد الإنفلونزا

بعد فترة وجيزة من تقديم أول لقاح للإنفلونزا في عام 1945، كان العلماء في مهمة استمرت عقودًا من الزمان لإنتاج لقاح أفضل للإنفلونزا.

تزايد معدلات الإصابة

وعلى مستوى العالم، فإن معدلات الإصابة والوفاة بسبب الإنفلونزا الموسمية مذهلة.

تشير التقديرات إلى أن نحو مليار شخص يصابون بالإنفلونزا كل عام، مما يتسبب في وفاة ما بين 290 ألفاً و640 ألف شخص.

في الولايات المتحدة وحدها، يوصف موسم الإنفلونزا هذا بأنه الأسوأ منذ عام 2009.

وتشير التقديرات إلى أن نحو 650 ألف شخص دخلوا المستشفيات منذ أكتوبر، وفقاً لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، وتوفي أكثر من 16 ألف شخص، ومن المتوقع أن تزداد هذه الإحصائيات قبل أن ينتهي موسم الإنفلونزا في مايو.

دفع علماء اللقاحات منذ فترة طويلة نحو تطوير لقاح عالمي للإنفلونزا يكون فعالاً ضد سلالات الإنفلونزا الموسمية والوبائية.

والآن، في سلسلة أنيقة من التجارب التي أجريت في مركز أبحاث اللقاحات التابع للمعهد الوطني الأمريكي للحساسية والأمراض المعدية، يعلن العلماء عن عملهم على ما يأملون في نهاية المطاف أن يكون لقاحاً أكثر قوة ضد الإنفلونزا.

وهذا يعني لقاحًا يحفز استجابة مناعية قوية ولا يتطلب تحديثًا موسميًا.

وقد ركز علماء المركز على 3 لقاحات مرشحة تعتمد على نوع فرعي من بروتين الإنفلونزا المحفوظ للغاية.

ويعد بحث الفريق هو الأول الذي يختبر وعد هذه الأنواع الفرعية ويأتي في أوقات غير مؤكدة للبحوث الطبية الحيوية بشكل عام - وبحوث اللقاحات بشكل خاص - في الولايات المتحدة.

تكتب الدكتورة جريس إي. مانتوس، المؤلفة الرئيسية لبحث فيروس الإنفلونزا المنشور في مجلة Science Translational Medicine: "إن العقبة الرئيسية في تطوير لقاح عالمي ضد الإنفلونزا تتمثل في تنوع فيروسات الإنفلونزا".

وأضافت مانتوس أن "الانتشار المتكرر لفيروس أنفلونزا الطيور إلى الأنواع الثديية، بما في ذلك العديد من الحالات المعزولة من عدوى H5 البشرية في الأمريكتين في السنوات الأخيرة، يسلط الضوء على الخطر المحتمل لحدوث جائحة إنفلونزا".

إن فيروسات الإنفلونزا من النوع أ والنوع ب تسبب العدوى البشرية، ولكن فيروسات الإنفلونزا من النوع أ تصيب أيضاً العديد من أنواع الحيوانات.

والواقع أن الطيور البرية تشكل المستودع الطبيعي لمعظم فيروسات الإنفلونزا من النوع أ، بما في ذلك فيروس H5N1، وغيره من سلالات إنفلونزا الطيور.

ويزعم الفريق أن اختيار سلالات اللقاح المحتملة التي ترتبط مناطقها المحفوظة بهجمات الأجسام المضادة القوية قد يؤدي إلى حماية أفضل ضد الإنفلونزا الموسمية والوبائية.

تركز أبحاثهم على بروتين بالغ الصغر يتناثر على سطح فيروس الإنفلونزا: الهيماجلوتينين، وهو ليس جديدًا في أبحاث لقاح الإنفلونزا الشامل. في الواقع، إنه البروتين الذي استندت إليه عشرات اللقاحات العالمية والوبائية التجريبية.

ما يختلف الآن هو تركيز الفريق على الأنواع الفرعية من الهيماجلوتينين التي لم تحظى إلا بتحليل ضئيل في الماضي.

الهيماجلوتينين

إن الهيماجلوتينين هو أحد بروتينين أساسيين على سطح فيروس الإنفلونزا.

لا يهتم علماء الإنفلونزا بالبروتين بأكمله، بل بمنطقة "الجذع" من البروتين، والتي كانت منذ فترة طويلة هدفاً رئيسياً.

الجذع مستقر وراثياً في جميع سلالات فيروس الإنفلونزا.

أثناء عملية العدوى، يكون الهيماجلوتينين مسؤولاً عن ربط الفيروس بخلايا المضيف. ويقوم إنزيم النورامينيداز بقطع سكر حمض السياليك من خلية مصابة بالفعل، مما يسمح لفيروسات الإنفلونزا المصنعة حديثًا بالهروب من الخلية والانتشار وإصابة الآخرين.

لقد لجأ علماء اللقاحات في جميع أنحاء العالم، الذين كانوا يتسابقون لتطوير لقاح عالمي ضد الإنفلونزا، إلى الهيماجلوتينين باعتباره البروتين الذي يشكل أساس اللقاحات.

وقد قام هؤلاء الباحثون بتصنيف الأنواع الفرعية للهيماجلوتينين إلى فئتين عريضتين، تعرفان ببساطة باسم المجموعة 1 والمجموعة 2.

هناك 12 نوعًا فرعيًا من الهيماجلوتينين تم عزلها من عدد من فيروسات الأنفلونزا المختلفة التي تندرج ضمن المجموعة 1: H1، وH2، وH5، وH6، وH8، وH9، وH11، وH12، وH13، وH16، وH17، وH18.

وتتضمن المجموعة 2 6 أنواع فرعية: H3، وH4، وH7، وH10، وH14، وH15.

وأكدت مانتوس أن "جذع الهيماجلوتينين المحفوظ للإنفلونزا، والذي يعد هدفًا للأجسام المضادة المحايدة المتصالبة، يستخدم الآن في استراتيجيات اللقاحات التي تركز على الحماية من أوبئة الإنفلونزا".

وأضافت مانتوس، التي شمل عملها مع زملائها المجموعة الثانية: "لقد تم وصف استجابات الأجسام المضادة للمجموعة 1 على نطاق واسع، ولكن القليل معروف عن المجموعة 2".

وعلى الرغم من حجم الجذع الصغير، فإنه يمتلك مناطق محددة على طوله تثير استجابات قوية للأجسام المضادة.

قامت مانتوس وزملاؤها بتحليل 3 لقاحات على أساس ثلاثة أنواع فرعية من الهيماجلوتينين من المجموعة 2.

كان هدفهم مزدوجًا: تحديد مدى فعالية هذه اللقاحات في تحفيز استجابة الأجسام المضادة ورسم خريطة دقيقة للمكان على الجذع حيث يمكن العثور على تجمعات الأجسام المضادة لمكافحة الإنفلونزا.

تُعرف هذه المواقع باسم النمط الظاهري، وهي تعمل في الأساس كعناوين محددة على طول الجذع الصغير.

وقالت مانتوس وفريقها إن تحديد النمط الظاهري يمكن أن يعزز تصميم اللقاح.

وأوضحت مانتوس: "لقد قمنا بتوصيف ذخيرة الجذع المحددة من الأفراد الذين تم تطعيمهم بواحد من ثلاثة أنواع فرعية من المجموعة 2 للإنفلونزا: H3، وH7، وH10".

وقد قامت هي وزملاؤها بفحص الأجسام المضادة في عينات من أشخاص تم تطعيمهم ضد الأنواع الفرعية الثلاثة للهيماجلوتينين، ولدهشة الفريق، وجدوا "موقعين رئيسيين" للأجسام المضادة على سيقان الهيماجلوتينين من المجموعة 2: موقع مركزي وموقع سفلي.

أظهر الأشخاص الذين تم تطعيمهم ضد H7 إنتاج أجسام مضادة أكثر ضد الموقع المركزي، في حين أن الأشخاص الذين تم تطعيمهم ضد H3 وH10 أنتجوا استجابة أجسام مضادة أكثر توازناً ضد كلا الموقعين.

وأوضحت مانتوس: "تشير نتائجنا إلى أن استراتيجيات اللقاح التي تستهدف كل من النمطين الجذعيين للمجموعة 2 ستكون تكميلية، مما يؤدي إلى حماية أوسع وأكثر فعالية ضد سلالات الإنفلونزا الموسمية والوبائية".

وعندما عالج العلماء الفئران المعملية بأجسام مضادة تستهدف كل من مواقع جذع الهيماجلوتينين المركزية والسفلى، أصبحت الحيوانات محمية من العدوى بعد التعرض لفيروس الأنفلونزا الموسمية H3N2.

والسبب وراء تركيز مانتوس وفريقها ـ وكل من يسعى إلى التوصل إلى لقاح عالمي للإنفلونزا ـ على جذع الهيماجلوتينين هو استقراره الجيني.

ويتجنب الباحثون بناء اللقاحات العالمية على "رأس" الهيماجلوتينين لتجنب المنطقة الفيروسية المرتبطة بالتغير الموسمي.

في إطار الآلية الجينية لكلا النوعين من البروتينات التي تواجه السطح ـ الهيماجلوتينين والنورامينيداز ـ تحدث خلطات جينية موسمية، وهي العملية المعروفة باسم الانجراف المستضدي، فالتغيرات الجينية الطفيفة ـ الطفرات ـ تغير من طبيعة فيروسات الإنفلونزا سنويا.

إن هذه الطفرات يتم نسخها إلى تسلسلات جديدة من الأحماض الأمينية المعدلة قليلاً والتي تسمح للفيروس بالتهرب من الجهاز المناعي البشري عاماً بعد عام.

هذه التغييرات هي التي تجبرنا على اتباع الاستراتيجية الحالية لإنتاج تركيبة مختلفة من لقاح الإنفلونزا السنوي.