خیز کرونا، گونه‌های جهش‌یافته کووید-19 و واکسن‌های کرونا

در این مقالۀ گردآوری شده قصد بررسی پیشرفت جهانی سرعت واکسیناسیون ویروس کرونا و کاهش حاصل در موارد ابتلای جدید در برخی کشورها می‌پردازیم و امیدواریم که با افزایش سرعت بتوانیم کشور خود را تحت پوشش واکسیناسیون کامل درآورده و هرچه زودتر جهان به سلامتی کامل و مجدد خود بازگردد. اما موضوع قابل توجهی که در این مقاله به بررسی آن خواهیم پرداخت ، خیز کرونا، گونه‌های جهش‌یافته کووید-19 و و واکسن‌های کرونا می‎‌باشد.

◄ خیز کرونا، گونه‌های جهش‌یافته کووید-19 و و واکسن‌های کرونا :

SARS-CoV-2 بیش از یک سال است که مهمان ناخواندۀ جمعیت جهان است ، حدود یک سال است از اعلام سازمان بهداشت جهانی و معرفی کووید-19 به‌عنوان عامل همه‌گیری می‌گذرد. کووید-19 در برخی سبب ابتلا به سخت‌ترین و شدیدترین نشانه‌های بیماری و در نتیجه یک بیماری‌همه‌گیر است که همچنان فشارهای شدیدی بر اقتصاد و زیرساخت‌های مراقبت‌های بهداشتی در سراسر جهان وارد نموده است.

◄ جهش ویروس‌کرونا چگونه انجام می‌شود ؟

تمامی ویروس‌ها ، از جمله SARS-CoV-2 ، با گذشت زمان تکامل می‌یابند. هنگامی‌که ویروس تکثیر یافته و یا از خود نسخه برداری و کپی می‌‎کند ، گاهی اوقات دستخوش اندکی تغییر می‌گردد ، که این فرآیندی طبیعی برای ویروس است. این تغییرات را "جهش" ، "موتاسیون (mutations )" می‌نامند. از ویروسی با یک یا چند جهش جدید به عنوان " گونه" یا "واریانت" ویروس اصلی یاد می‌شود. اما نگرانی اصلی در این است که واکسن‌های COVID-19 که تاکنون تولید شده‌اند چقدر در برابر ویروس‌های جهش‌یافته ایمنی داشته و از سیستم ایمنی بدن و انسان محافظت می‌کنند؟

◄ گام‌های بلند در واکسیناسیون با کاهش موارد جدید

کشورهای سراسر جهان در حال حاضر در تلاش برای پیشروی واکسیناسیون جمعیت خود هستند.تا تاریخ 8 اردیبهشت 1400 ، بریتانیا با 49.85درصد واکسیناسیون، شیلی 41.83 درصد ، آمریکا با 42.38 درصد و بحرین با 39.78 درصد در ردۀ پوشش واکسیناسیون در جهان هستند. سرعت مرگ و میر بر اثر کووید-19 رو به کاهش است، اما نرخ مرگ و میر جهانی همچنان بالا است. مطالعه‌ای که موارد مرگ و میر را در واحدهای مراقبت ویژه در جهان بررسی نمود، دریافت میان ماه‌های مارچ و اکتبر 2020 موارد مرگ کووید-19 در بیمارستان‌ها از 60% به 36% کاهش یافته است.

◄ خیز کرونا در ایران

تعطیلات نوروز و در نتیجه عدم اعمال ممنوعیت و محدودیت در سفرهای داخلی از یک سو ، و عادی انگاشتن اوضاع و عدم رعایت پروتکل‌های بهداشتی از سوی دیگر ، موج چهارم کووید-19 را از گونۀ جهش‌یافته برای مردم به ارمغان آورد.
ستادمقابله با بیماری کرونا معتقد است ، خانواده‌هایی که در طول سفر خود با کمترین توجه به پروتکل‌های بهداشتی نوروز را سپری کرده‌اند و احتمالاً به ویروس کرونا آلوده‌ شده‌اند، اکنون درحال برگزاری تجمع‌های خانوادگی و شب‌نشینی‌ها شده‌اند که این می‌تواند عاملی در افزایش سرعت چرخه همه‌گیری در شهرها به‌خصوص کلان‌شهرها باشد؛بر اساس برآوردهای سازمان بهداشت جهانی، افرادی که به نوع جدید ویروس کرونا مبتلا می‌شوند به طور متوسط آن را به ۱.۵ نفر انتقال می‌دهند، حال آن که این میزان در مورد ویروس قبلی کرونا ۱.۱ نفر بود.

◄ واکسن‌ها و جهش‌های ویروس

در حال حاضر، سه گونۀ اصلی ویروس‌های جهش یافته به صورت شایع از بسیاری از کشورهای جهان گزارش گردیده که عبارتند از :

B.1.1.7 که دانشمندان برای نخستین بار در انگلستان شناسایی نمودند، این گونه اتصال محکم‌تری با گیرندۀ پروتئین موسوم به ACE2 که بر روی سطح سلول‌های انسان است ایجاد می‌کند.
B.1.351 که دانشمندان برای نخستین بار در آفریقا کشف کردند.این گونه در ژن خود چندین جهش داشته که پروتئین اسپایک را کدگذاری می‌کند. این جهش‌ها به ویروس کمک نموده تا از واکنش آنتی‌بادی فرار نمایند.
P.1 که پژوهشگران برای نخستین بار آن را در شهر مانائوس در برزیل یافتند.

تمام این 3 واریانت در داشتن موتاسیون در ناحیه 501 پروتئین اسپایک با یکدیگر مشترک هستند.

فصل مشترک این گونه‌ها این است که این‌ها نسبت به تیپ قبل، وحشی و مسری‌تر هستند و این نگرانی وجود دارد که برخی از آن‌ها توانایی فرار از سیستم ایمنی را داشته باشند.
البته، نقطۀ امیدبخش این است که بر اساس داده‌هایی که تا کنون در دست است ، برخی واکسن‌های کووید-19 ، حتی اگر توانایی خنثی‌سازی آنتی‌بادی‌های تولید شده توسط این واکسن‌ها پایین باشد ، اما در مقابل گونه‌های جدید ویروس موثر هستند.

◄ بررسی تاثیر واکسن Pfizer-BioNTech در برابر گونۀ جهش یافتۀ B.1.1.7 :

برای نمونه، طی پژوهشی که در نشریۀ Science ، در Mar 2021 انجام پذیرفت ، 2 دوز واکسن فایزر-بیونتک در برابر گونۀ B.1.1.7 موثر باقی ماند.
مقاله به این نکته اشاره می‌کند که واکسن با برانگیختن سیستم ایمنی ، زمینه‌ساز تولید آنتی‌بادی‌هایی می‌شود که می‌توانند گونۀ جدید و مسری‌تر SARS-CoV-2 را خنثی کنند.
این مطالعه از واژۀ «pseudoviruses» استفاده می‌کند که حامل پروتئین اسپایک مشخصۀ گونۀ B.1.1.7 یا گونۀ اصلی قدیمی‌تر است که در ابتدا در ووهانِ چین ظاهر شد.
در این کارآزمایی هنگام استفاده از پروتئین اسپایک جدید ، کاهش بسیار خفیف و اندکی در آنتی‌بادی‌های‌خنثی‌کنندۀ شرکت‌کنندگان جوان مشاهده گردید ، اما در شرکت‌کنندگان سالخورده‌تر هیچگونه کاهشی مشاهده نگردید. به زعم دانشمندان این کاهش خفیف به لحاظ بیولوژیکی قابل ملاحظه نیست. بنابراین آنها به این نتیجه رسیدند که واکسن فایزر-بیونتک می‌تواند محافظت کافی در برابر گونۀ جدید را ایجاد نماید.

مطالعۀ دیگری، که این بار در مجلۀ Cell به چاپ رسید، نیز به نتیجۀ مشابهی رسید. پژوهشگران معتقدند که اگرچه خنثی سازی گونۀ B.1.1.7 دشوارتر از ویروس اصلی است، اما از چنگ آنتی‌بادی‌های مونوکلونال یا واکنش آنتی‌بادی‌هایی که توسط واکسن به طور گسترده‌تر ایجاد می‌کند، رهایی نخواهد داشت.
در انتها، پژوهشگران معتقدند واکسن فایزر-بیونتک از طریق افزایش سطح سیتوتکسیک سلول‌های T در برابر SARS-CoV-2 محافظت ایجاد می‌کند.بنابراین، حتی اگر آنتی بادی‌ها برای خنثی‌سازی گونۀ جدیدتری از SARS-CoV-2 کافی نباشد، واکسن همچنان می‌تواند موثر باشد.

◄ بررسی تاثیر واکسن مدرنا در برابر گونه‌های B.1.1.7 و B.1.351 :

تولید کنندگان واکسن مدرنا در پایان ماه ژانویۀ 2021 طی بیانیه‌ای اعلام نمودند که واکسن مدرنا نه تنها در برابر گونۀ B.1.1.7 ، بلکه همچنین نسبت به گونۀ B.1.351 ، که دانشمندان در ابتدا در آفریقای جنوبی شناسایی کردند، محافظت فراهم می‌نماید.
به طور کلی اطلاعات حاصل از این واکسن نشانگر کاهش میزان خنثی‌سازی اما همچنان قابل‌ملاحظه در مقابل گونۀ B.1.351 را به دنبال واکسیناسیون mRNA-1273 نشان می‌دهند و به منظور ایمنی بهتر، مدرنا در حال آزمایش یک واکسن قوی‌تر است که گونۀ B.1.351 را مورد هدف قرار می‌دهد. مدیر ارشد اجرایی(CEO) شرکت مدرنا معتقد است که داده‌های جدید امیدواری‌های بسیاری در ما ایجاد نموده که واکسن کووید-19 مدرنا باید در برابر این گونه‌های تازه کشف شده موثر باشد.
به هر حال، برای احتیاط بیشتر، تولیدکنندگان واکسن مدرنا و واکسن فایزر-بیونتک معتقدند که ساخت و طراحی یک واکسن تقویت شدۀ تطبیقی در مبارزه علیه گونه‌های جدید اقدام عاقلانه‌ای است.
مدیر ارشد شرکت مدرنا افزود:

« به دلیل احتیاط زیاد و افزایش انعطاف پذیری پلتفرم mRNA ، یک کاندیدای تقویت شدۀ نوظهورِ این گونه در مقابل اولین گونه‌ای که در آفریقای جنوبی شناسایی شد را به کلینیک آورده‌ایم تا تعیین کنیم آیا می‌تواند برای تقویت تیترها در مقابل این گونه و درنهایت گونه‌های آینده موثرتر باشد؟»

پژوهشگران کمپانی فایزر بیونتک با این رویکرد موافق هستند. در مقالۀ چاپ شده در نشریه «Science» آنها معتقدند:

«اگرچه خنثی‌سازی پایدار گونۀ فعلیB.1.1.7 تضمین شده است، آماده سازی برای تغییر رستۀ(Strain) واکسن بالقوۀ کووید-19 با احتیاط انجام می‌شود. تطبیق واکسن با یک رستۀ جدید ویروس با انعطاف پذیری تکنولوژی واکسن مبتنی بر mRNA تسهیل می‌شود.»

سرانجام ، سازندگان واکسن آسترازنکا (Oxford-AstraZeneca) نیز اعلام نمودند که نسخه‌های مناسب واکسن خود را برای پرداختن به انواع جدید تولید خواهند نمود.

◄ چرا تطبیق واکسن mRNA با گونه‌های جدید ممکن است آسان باشد ؟

پروفسور Uğur Şahin ، مدیرعامل BioNTech ، و گروه علمی وی در مقاله خود که در بالا نقل شد ، یک جنبه اصلی را بررسی می‌کنند: انعطاف پذیری واکسن های mRNA.
حتی اگر توانایی خنثی‌سازی آنتی‌بادی‌های واکسن‌ها در پاسخ به گونه‌های جدید، کمتر از نسخه‌های قبلی باشد ، همانطور که برخی مطالعات نشان می‌دهد ، واکسن‌های mRNA همچنان در مقایسه با سایر انواع واکسن‌ها دارای مزیت قابل توجهی هستند.
دانشمندان می‌توانند به آسانی واکسن‌های mRNA مانند فایزر-بیونتک و مدرنا را (بر خلاف واکسن‌هایی که گونۀ غیرفعال شدۀ ویروس را به کار می‌گیرند) برای مقابله با گونه‌های جدید ویروس تطبیق دهند. علت این است که واکسن‌های mRNA درعوض استفاده از یک پاتوژن عفونی یا بخش‌هایی از یک ویروس عفونی این چنینی، از دستورهای ژنتیک برای سلول‌های بدن استفاده می‌کند تا خود پروتئین‌های ویروسی را تولید کنند.

ممکن است واکسن‌های غیرفعال‌شده (Inactivated vaccine) برای تطابق با گونه‌های جدید به بازنگری کامل نیاز داشته باشند زیرا آنها یا ویروس کامل یا بخشی از ویروس هستند. تطابق این واکسن با یک گونۀ جدید مستلزم ساخت ویروس از یک گونۀ جدید است( تا از یک گونۀ قبلی) اما روی‌هم رفته، واکسن‌های mRNA منعطف‌تر هستند.

◄ نتیجۀ یک بررسی آزمایشگاهی روی ساختار مولکولی کووید-19 :

این بررسی در آزمایشگاه دانشگاه (Purdue) در ایندیانای آمریکا توسط پژوهشگران انجام پذیرفت که به صورت اختصاصی در نشریه پزشکی امروز تقدیم حضورتان خواهد گردید.
در این پژوهش ساختار مولکولی ویروس‌های RNA ( همانند ویروسی که سبب ایجاد کوید-19 می‌گردد) و چگونگی تکثیر و چند برابر شدن آن‌ها در بدن میزبان مورد بررسی قرار گرفت. زمانی که ویروس سبب آلودگی بیشتر در افراد گشته و درنهایت موجب پیدایش همه‌گیری می‌گردد، SARS-CoV-2 به تکوین و تکامل خود ادامه می‌دهد. این روند تکامل مداوم است و به ویروس اجازه می‌دهد تا از محیط خود نمونه‌برداری کند و تغییراتی را ایجاد نماید که سبب رشد موثرتر خود می‌گردد. بنابراین، مهم است که ویروس‌ها را به سبب این جهش‌های جدید، که منجر به کشنده‌تر گشتن، یا مسری‌تر شدن، یا هردو می‌شود، مورد پایش قرار دهیم.

◄ سرعت تکامل ویروس‌های RNA :

ماده ژنتیکی تمام ویروس‌ها در DNA یا RNA رمزگذاری می‌شود. از ویژگی‌های جالب‌توجه ویروس‌های RNA این است که آن‌ها بسیار سریع‌تر از ویروس‌های DNA تغییر می‌کنند. هر بار که آنها یک نسخه از ژن‌های خود را رونویسی (Copy) می‌کنند ، مرتکب یک یا چند اشتباه می‌شوند. انتظار می‌رود این فرآیند چندین مرتبه در بدن بیمارِ دچار عفونت کووید- 19 رخ دهد.
ممکن است تصور گردد که رخ دادن اشتباه در اطلاعات بدن اتفاق نامطلوبی باشد، اما این مساله اساس بیماری‌های ژنتیکی در انسان است. برای ویروس RNA ، یک تغییر واحد در ژنوم آن ممکن است سبب مرگ آن شود. اگر در درون یک سلول انسانی آلوده، هزاران نسخه ساخته شده و تعدادی از آن‌ها مفید نباشند ، مسالۀ بغرنجی رخ نداده‌است.
با این حال ، برخی از ژنوم‌ها ممکن است تغییری ایجاد کنند که برای بقای ویروس مفید باشد: ممکن است این تغییر به ویروس اجازه دهد تا از یک آنتی‌بادی یا یک داروی ضد ویروس فرار کند. یک تغییر مفید دیگر ممکن است به ویروس اجازه دهد نوع متفاوتی از سلول یا حتی گونۀ حیوانی متفاوتی را آلوده نماید که به احتمال بالا این روشی‌ است که به SARS-CoV-2 اجازه داد تا از خفاش به انسان برسد.
در یک بیمار آلوده ، صدها میلیون ذره ویروس جداگانه وجود دارد.گر بخواهید هر نوبت یک ویروس را در این بیمار انتخاب نمایید ، طیف وسیعی از جهش‌ها یا گونه‌های مختلف را در ترکیب پیدا خواهید نمود.این پرسشی است که کدام یک مزیت رشد دارند؟ بدین معنا که کدام یک می‌توانند تکامل یابند، زیرا از ویروس اصلی بهتر هستند. آنها همان‌هایی هستند که قرار است در طول همه‌گیری موفق شوند.
واکسن‌های کنونی، سیستم ایمنی را برای تولید آنتی‌بادی‌هایی که پروتئین اسپایک را بر روی ویروس شناسایی کرده و مورد هدف قرار می‌دهند، تحریک می‌کنند، که برای حمله به سلول‌های انسان لازم است. دانشمندان تجمع چند تغییر در پروتئین اسپایک را در گونۀ آفریقای جنوبی مشاهده کرده‌اند.
این تغییرات به SARS-CoV-2 اجازه می‌دهد تا محکم‌تر به گیرندۀ ACE2 متصل شده و به طور موثرتری وارد سلول‌های انسان شود. این تغییرات می‌توانند ویروس را قادر سازند تا سلول‌ها را آسان‌تر آلوده نماید و نیز امکان سرایت آن را نیز افزایش می‌دهند. با تغییرات متعدد در پروتئین اسپایک، ممکن است واکسن‌ها دیگر یک واکنش ایمنی موثر در برابر این ویروس‌های گونۀ جدید ایجاد نکنند. این موضوع بدین معناست که واکسن ناکارآمدتر و ویروس قوی‌تر می‌گردد .

◄چرا کاهش سرایت کرونا مهم است؟

کاهش سرایت به معنای موارد عفونت کمتر است.تکثیر کمتر ویروس منجر به فرصت‌های کمتری برای تکامل ویروس در انسان می‌شود. با فرصت کمتری برای جهش ، تکامل ویروس کُند می‌شود و احتمال ابتلا به انواع جدید کمتر است. با داشتن فرصت‌های کمتر برای جهش، روند رشد ویروس نیز کاهش یافته و خطر وجود گونه‌های جدید کمتر می‌شود.
تا حدامکان افراد بیشتری را باید واکسینه و محافظت نمود. در غیر این صورت، ویروس به رشد خود در تعداد زیادی از افراد و تولید گونه‌های جدید ادامه خواهد داد.

◄ چرا باید جهش‌های ویروس کرونا را مورد پایش قرار دهیم؟

هدف محققان این است که تست‌های تشخیصی تمام ویروس‌ها را شناسایی نمایند. اگر در مادۀ ژنتیک ویروس جهش‌هایی رخ داده باشد، یک آنتی بادی یا تست PCR ممکن است نتواند آن را به طور موثر و یا کامل تشخیص دهد و برای این که مطمئن شویم واکسن قرار است موثر باشد، محققان باید بدانند آیا ویروس، در حال تکوین و فرار از آنتی‌بادی‌هایی است که واکسن آنها را برانگیخته است.
دلیل دیگری که پایش گونه‌های جدید را پراهمیت می‌نماید، این است که اگر ویروس جهش یافته باشد و سیستم ایمنی بدن نتواند آن را تشخیص داده و از بین ببرد ، ممکن است افرادی که آلوده شده اند دوباره آلوده شوند.
بهترین روش برای جستجوی انواع نوظهور در جمعیت ویروس‌ها، انجام توالی‌یابی تصادفی ویروس‌های SARS-CoV-2 از نمونه‌های بیماران ، در زمینه‌های گوناگون ژنتیکی و موقعیت‌های جغرافیایی است.هرچقدر دانشمندان داده‌های توالی بیشتری جمع آوری کنند،تولیدکنندگان واکسن قادر خواهند بود پیش از تغییرات بزرگ‌تر در جمعیت ویروس، واکنش نشان دهند. مراکز تحقیقاتی بسیاری در ایالات متحده و جهان در حال بالا بردن قابلیتهای تعیین توالی خود هستند تا به این هدف دست یابند.

◄ نتیجه‌گیری:

ویروس‌ها به‌ویژه از نوع RNA دار، در فرآیند تکامل خود به‌طور مرتب در حال ایجاد تغییر از طریق جهش می‌باشند. این تغییرات سبب افزایش آداپتاسیونِ ویروس با محیط پر تنش در داخل بدن انسان به واسطه تقابل با سیستم ایمنی می‌گردد. واکسن‌ها به خودی خود سبب افزایش فشار بر ویروس و ایجاد موتاسیون و درنهایت مقاومت در برابر واکسن می‌گردد. بنابراین بر اساس یافته‌های کنونی، ویروس‌های جهش یافته که جدیدا شناسایی شده‌اند همگی نسبت به این واکسن حساس بوده و بدن فرد واکسینه در برابر این واریانت‌ها قابل حفاظت می‌باشد. بنابراین این حساسیت با درجات متفاوتی از مقاومت همراه است که در نوع انگلیسی کمترین مقاومت و در نوع آفریقایی بیشترین مقاومت مشاهده گردیده است.

▪ دکتر برزو سالک
مدیرعلمی نشریه پزشکی امروز
پژوهشگر و مدیرعالی و اجرایی پروژه‌های دانش بنیان درحوزه ویروس‌شناسی

▪ دکتر سید محمد جزایری
رییس شبکۀ بیماری‌های ویروسی ایران
رییس مرکز تحقیقات ویروس‌شناسی بالینی دانشگاه علوم پزشکی تهران، استاد ویروس شناسی پزشکی دانشکده بهداشت

▪ دکتر مهدی نوروزی
دانشیار گروه ویروس شناسی دانشکده بهداشت و معاون پژوهشی مرکز تحقیقات ویروس شناسی بالینی دانشگاه علوم پزشکی تهران

▪ دکتر ایرج خسرونیا
رییس هیات مدیرۀ جامعۀ پزشکان متخصص داخلی

▪ منابع :
1. independentpersian.com
2.Al Arabia
3. خبرگزاری ایرنا
4. investors.modernatx.com
5. Science Journal-2020
6. the preprint server Biorxiv. In it, Dr. Kai Wu, Ph.D. from Moderna, Inc. in Cambridge, MA
7. The Lancet Journal , 2020
8. The British Medical Journal,2020
9. Cell Journal-2020