محققان دپارتمان جانورشناسی دانشگاه آکسفورد موفقیت ابتدایی خود درباره‌ی ساخت یک واکسن جهانی آنفولانزا در یک مقاله جدید در Nature Communications تشریح کرده‌اند.
تصور می‌شد که ویروس آنفولانزا بسیار متغیر است که می‌تواند جهش یافته و از دست مصونیت ایجاد شده نسبت به انواع قبلی فرار کند. با این حال، فصل‌های آنفولانزا تمایل دارند توسط ویروس‌های محدود متمایزی از نظر ژنتیکی و آنتی‌ژنی ایجاد شوند. این موضوع یک تناقض در این باره ایجاد می‌کند که با وجود این که تصور می‌شده آنفولانزا متنوع است، در واقعیت فصل‌های آنفولانزا توسط گونه‌های کمی گسترش می‌یابند.
مدل‌های ریاضی تهیه شده در طول ۲۰ سال گذشته توسط گروه پروفسور Sunetra Gupta در دانشگاه آکسفورد، به دنبال یافتن پاسخ برای این پارادوکس بودند. نهایتاً طی رویکردی همگانی بین چندین دپارتمان، گروه اعتقاد دارد که پاسخ را یافته است.
دکتر Craig Thompson گفت:
«رویکرد یکپارچه برای طراحی واکسنی که برای آنفولانزا به کار بردیم باید بتواند به صورت بالقوه برای پاتوژن‌های رام نشدنی گذشته به کار برده شود و ممکن است راه ساخت واکسن‌ها را متحول کند.»
پروفسور Sunetra Gupta گفت:
«معتقدم این کار نمونه‌ی خوبی است از اینکه چگونه مدل‌های تکاملی می‌توانند اثرات تحولی داشته باشند. ما از پیشگویی یک مدل ریاضی به یک طرح جهانی برای واکسن آنفولانزا رسیده‌ایم. کار تیمی برجسته‌ای که توسط دکتر Thompson همانگ شده بود همه‌ی این‌ها را ممکن ساخته است.»
تیم تحقیقاتی براین عقیده بود که آن بخش‌هایی از ویروس که مورد هدف سیستم ایمنی قرار می‌گیرد، از لحاظ تنوع محدود بوده و به عنوان محدودکننده‌ی تکامل ویروسی عمل می‌کنند. محل این تنوع‌های محدود به وسیله‌ی دکتر Craig Thompson شناسایی شده‌اند؛ وی به اثبات رسانیده که محل‌های اینچنینی توسط سیستم ایمنی مورد هدف حمله قرار می‌گیرد و به وسیله‌ی مطالعات درباره‌ی واکسیناسیون نشان داد که افراد محل‌هایی که ویروس آنفولانزا در سال‌های ۲۰۰۶ و ۱۹۹۷ همه‌گیر شد درمقابل ویروس همه گیرِ سال ۱۹۳۴ مقاومت نشان دادند.
سی موش با اپیتوپ‌های شناسایی شده در طی مطالعه، واکسینه شدند. دوازده موش با واکسن کنترل (واکسن فاقد اپیتوپ‌های شناسایی شده در این مطالعه، ولی دارای اپیتوپ‌های مشابه اپیتوپ‌های شناسایی شده در این مطالعه) واکسینه شدند. دوازده موش نیز به صورت مسخره‌ای فقط با PBS/adjuvant واکسینه شدند و واکسنی وجود نداشت! شش موش نیز برای کنترل، هیچگونه واکسنی دریافت نکردند.
بیشتر بخوانید:
محققان، مناطقی از ویروس را که در تنوع محدود بودند، با نگاشت و طرح کشی تنوعات تاریخی ویروس آنفولانزا به عنوان هدف اصلی سیستم ایمنی شناسایی کردند (پروتئینی به نام haemagglutinin). این کار به آنها اجازه داد که مناطق مختلف پروتئین را شناسایی کنند، درحالی که این مناطق قبلاً به اندازه‌ای که محدود هستند، متغییر تصور می‌شدند. آنالیزهای بعدی نشان داد که این مناطق به شکل حالت‌های مختلف بین سال ۱۹۱۸ تا امروز در چرخش بودند. بعد از آن، محققان نشان دادند که سرم کودکان ۶ تا ۱۲ ساله با سویههای تاریخی‌ای که ممکن نبود قبلاً با آنها مواجهه داشته باشند، cross-reaction دادند. جهش زایی یکی از نواحی شناساسیی شده در آنالیزهای بیوانفورماتیکی/رایانه‌ای ما از یک حالت به حالت دیگر، cross-reaction را از بین برد. پس از آن، تیم تحقیقاتی، هریک از موش‌ها با نواحی منحصر به فرد که به صورت دوره‌ای با سویههای قدیمی cross-reaction ایجاد می‌کردند را واکسینه کردند (واکسینه کردن موش‌ها با یک نسخه، دقیقاً cross-reaction مشابه سرم کودکان را بازسازی کرد). سپس اثبات کردند که نسخه‌هایی از این ناحیه‌ی شناسایی شده توسط آنالیز و تحقیقات سرولوژیکِ صورت گرفته در سال‌های ۱۹۷۷ و ۲۰۰۶، توانایی محافظت از موش دربرابر مرگ حاصل از ویروس آنفولانزای همه‌گیر در سال ۱۹۳۴ را داشتند.
این آزمایش تجربی با کنترل‌های بسیاری انجام گرفت که موجب شد مححقان بتوانند دقیقاً مشخص کنند که اپیتوپ‌هایی که شناسایی شده بودند، مسئول cross-reaction مشاهده شده در مطالعه بودند.
نتایج این مطالعات می‌تواند برای ساخت نوع بدیعی از واکسن آنفولانزای جهانی یا محافظ گسترده دربرابر آنفولانزا استفاده شود که استفاده‌ی یکباره‌ی آن می‌تواند دربرابر آنفولانزا محافظت مادام‌العمر ایجادکند. تیم تحقیقاتی امیدوار است بتواند دستاوردش را برای سایر ویروس‌ها مانند HIV و HCV تعمیم دهد و همچنین برای ساخت واکسن سرماخوردگی معمولی استفاده کند. این دستاورد جدید درزمینه‌ی طراحی واکسن در مقاله‌ای جدید بر Nature Communications منتشر شده است. به علاوه، این واکسن‌ها می‌توانند با هزینه‌ای کمتر تولید شوند که مراقبین بهداشتی را قادر می‌سازد تا برخلاف سایر واکسن‌ها و داروهای جدید، در هزینه‌های بهداشتی صرفه‌جویی کنند.
این مطالعه همچنین یکی از اولین مثال‌های چگونگی این که یک مدل ریاضیِ پویاییِ تکاملی بیماری‌های عفونی می‌تواند منجر به شناسایی تجربی هدفِ واکسن جدید شود را ارائه می‌دهد. دستاورد جدید، در سال ۲۰۱۶ جایزه‌ی Confidence in Concept را از MRC دریافت کرد و در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ به ترتیب Royal Society Translational Award و ERC Proof of Concept grant را دریافت کرد.
سازمان بهداشت جهانی برآورد می‌کند که آنفولانزا هرساله ۲۶۰۰۰۰ تا ۶۵۰۰۰۰ نفر را کشته و موجب ایجاد ۳ الی ۵ میلیون کیس از بیماری‌های شدید می‌شود. این اتفاقات، به طور معمول در افراد پیر و کودکان کم سن و سال رخ می‌دهد؛ مخصوصاً در کشورهای درحال توسعه. بهترین راه محافظت در برابر آنفولانزا، استفاده از واکسن می‌باشد؛ گرچه، مشکل اینجاست که واکسن‌های فعلی که درحال استفاده هستند باید هرساله تجویز شوند و همچنین ازنظر اثرگذاری متفاوتند.
