اللقاحات تدفع مسببات الأمراض إلى التطور

تطور مسببات الأمراض والعلاقة باللقاحات

معلومة تهمك

اللقاحات تدفع مسببات الأمراض إلى التطور

ايهاب محمد زايد-مصر

مثلما تولد المضادات الحيوية مقاومة في البكتيريا ، يمكن للقاحات أن تحرض على تغييرات تمكّن الأمراض من الهروب من سيطرتها. يعمل الباحثون على درء تطور التهديدات الجديدة.

معلومة تهمك

ماثيو جيه جونز ، مساعد باحث في جامعة ولاية بنسلفانيا ، يأخذ عينة من الغبار التي تم جمعها من مزرعة دجاج لاختبارها بحثًا عن علامات الفيروس الذي يسبب مرض ماريك ، وهو عدوى شائعة بين الدواجن. تشير بعض الأدلة إلى أن الفيروس المسبب للمرض أصبح محصنًا ضد نسخة أخرى من اللقاح الذي يسيطر عليه.

أصبح أندرو ريد عالمًا حتى يتمكن من قضاء المزيد من الوقت في الطبيعة ، لكنه لم يتخيل أبدًا أن هذا قد يعني مزرعة دجاج تجارية. ريد ، عالم بيئة الأمراض الذي يدير مركز جامعة ولاية بنسلفانيا لديناميكيات الأمراض المعدية ، ومساعده البحثي كريس كيرنز تجولوا في حظيرة حارة ورطبة ذات رائحة نفاذة تعج بـ 30 ألف دجاجة صغيرة في أعماق ريف بنسلفانيا.

كان الرجلان يغطيان رأسهما حتى أخمص قدميهما بملابس بيضاء ، ويتوقفان بشكل دوري وينحنيان ، يجمعان الغبار من الأرض بأيدٍ مرتدية القفازات. صرخت الطيور وابتعدت. نقل الرجال الغبار إلى أنابيب بلاستيكية صغيرة ، وغطوها ووضعوها في أكياس بلاستيكية لإعادتها إلى المختبر. قال ريد: “من المضحك أن يقودك العلم”.

يدرس ريد وزملاؤه كيف يمكن لفيروس الهربس الذي يسبب مرض ماريك – وهو مرض شديد العدوى ويصيب بالشلل وقاتل في نهاية المطاف يكلف صناعة الدجاج أكثر من ملياري دولار سنويًا – أن يتطور استجابة للقاح. هذا هو لقاحها الأخير. لقد تسبب مرض ماريك في مرض الدجاج على مستوى العالم لأكثر من قرن.

تلتقطه الطيور عن طريق استنشاق الغبار المحمّل بجزيئات فيروسية تتساقط في ريش الطيور الأخرى. تم تقديم اللقاح الأول في عام 1970 ، عندما كان المرض يقتل أسرابًا بأكملها. لقد نجح الأمر بشكل جيد ، ولكن في غضون عقد من الزمن ، بدأ اللقاح بشكل غامض في الفشل ؛ بدأ تفشي مرض ماريك في الظهور في قطعان الدجاج الملقح. تم ترخيص لقاح ثان في عام 1983 على أمل حل المشكلة ، لكنه أيضًا توقف عن العمل تدريجيًا. اليوم ، صناعة الدواجن تستخدم لقاحها الثالث. لا يزال يعمل ، لكن ريد وآخرين قلقون من أنه قد يفشل يومًا ما أيضًا – ولا يوجد لقاح من الخط الرابع ينتظر. الأسوأ من ذلك ، في العقود الأخيرة ، أصبح الفيروس أكثر فتكًا.

إذا لم تكن هذه الجراثيم تتطور استجابة للقاحات ، فإننا لا نفهم حقًا الانتقاء الطبيعي.

 

ريد وآخرون ، بما في ذلك باحثون في وزارة الزراعة الأمريكية ، يفترضون أن الفيروس الذي يسبب مرض ماريك قد تغير بمرور الوقت بطرق ساعدته على التهرب من لقاحاته السابقة. السؤال الكبير هو ما إذا كانت اللقاحات قد حفزت هذه التغييرات بشكل مباشر أو حدث التطور ، بالصدفة ، لأسباب أخرى ، لكن ريد متأكد تمامًا من أن اللقاحات لعبت دورًا.

في بحث نُشر عام 2015 في PLOS Biology ، قام ريد وزملاؤه بتطعيم 100 دجاجة ، وترك 100 دجاجة أخرى غير محصنة. ثم قاموا بعد ذلك بإصابة جميع الطيور بسلالات من سلالات ماريك التي اختلفت في مدى ضراوتها – كما في مدى خطورتها والعدوى -. وجد الفريق ، على مدار حياتهم ، أن الطيور غير المحصنة تفرز الكثير من السلالات الأقل فتكًا في البيئة ، في حين أن الطيور المحصنة تفرز أكثر بكثير من السلالات الأكثر فتكًا.

تشير النتائج إلى أن لقاح ماريك يشجع على تكاثر فيروسات أكثر خطورة. قد تعطي هذه الفوعة المتزايدة بعد ذلك للفيروسات وسيلة للتغلب على الاستجابات المناعية المجهزة للقاحات للطيور وإصابة القطعان الملقحة بالمرض.

سمع معظم الناس عن مقاومة المضادات الحيوية. مقاومة اللقاح ، ليس كثيرًا. ذلك لأن مقاومة العقاقير هي مشكلة عالمية ضخمة تقتل سنويًا ما يقرب من 25000 شخص في الولايات المتحدة وأوروبا ، وأكثر من ضعف هذا العدد في الهند. من ناحية أخرى ، لا تشكل الميكروبات المقاومة للقاحات خطرًا كبيرًا. ربما لن يكونوا كذلك أبدًا: لقد كانت برامج اللقاحات حول العالم ولا تزال تحقق نجاحًا هائلاً في الوقاية من العدوى وإنقاذ الأرواح.

تشير الأبحاث الحديثة ، مع ذلك ، إلى أن بعض السكان المُمْرِضين يتأقلمون بطرق تساعدهم على البقاء على قيد الحياة في عالم مُلقح ، وأن هذه التغييرات تحدث بطرق متنوعة. مثلما انفجرت أعداد الثدييات بعد انقراض الديناصورات لأن مكانة كبيرة انفتحت لها ، اكتسحت بعض الميكروبات لتحل محل المنافسين الذين تم القضاء عليهم باللقاحات.

كما أن التحصين يجعل المتغيرات الجينية التي كانت نادرة أو غير موجودة من مسببات الأمراض أكثر انتشارًا ، ويفترض أن الأجسام المضادة المحضرة باللقاح لا تستطيع بسهولة التعرف على مغيرات الشكل التي تبدو مختلفة عن سلالات اللقاح ومهاجمتها. واللقاحات التي يتم تطويرها ضد بعض مسببات الأمراض الأكثر خطورة في العالم – الملاريا ، وفيروس نقص المناعة البشرية ، والجمرة الخبيثة – تستند إلى استراتيجيات يمكن ، وفقًا للنماذج التطورية والتجارب المعملية ، أن تشجع مسببات الأمراض على أن تصبح أكثر خطورة.

لم يستغرب علماء الأحياء التطورية حدوث ذلك. اللقاح هو عبارة عن ضغط اختيار جديد يُفرض على العامل الممرض ، وإذا لم يقضي اللقاح على هدفه تمامًا ، فإن مسببات الأمراض المتبقية التي تتمتع بأكبر قدر من اللياقة – تلك القادرة على البقاء ، بطريقة ما ، في عالم محصن – ستصبح أكثر شيوعًا. قال بول إيوالد ، عالم الأحياء التطورية بجامعة لويزفيل: “إذا لم يكن لديك هذه العوامل الممرضة تتطور استجابةً للقاحات ، فنحن حقًا لا نفهم الانتقاء الطبيعي”.

ومع ذلك ، لا تخطئ في اعتبار هذه النتائج دليلاً على أن اللقاحات خطيرة أو أنها ستفشل – لأن النتائج غير المرغوب فيها يمكن إحباطها باستخدام معرفتنا بالانتقاء الطبيعي أيضًا. قد يكون التطور حتمياً ، لكن يمكن إقناعه بالاتجاه الصحيح.

فنانون التغيير السريع
علم اللقاحات معقد للغاية ، لكن الآلية الأساسية بسيطة. يعرّض اللقاح جسمك إما لمسببات الأمراض الحية ولكن الضعيفة أو المقتولة ، أو حتى لمجرد أجزاء معينة منها. يحرض هذا التعرض جهاز المناعة لديك على تكوين جيوش من الخلايا المناعية ، والتي يفرز بعضها بروتينات الأجسام المضادة للتعرف على مسببات الأمراض ومكافحتها إذا غزت مرة أخرى.

ومع ذلك ، فإن العديد من اللقاحات لا توفر مناعة مدى الحياة ، وذلك لعدة أسباب. يتم تطوير لقاح جديد للإنفلونزا كل عام لأن فيروسات الإنفلونزا تتحور بشكل طبيعي بسرعة. يمكن أن تتضاءل المناعة التي يسببها اللقاح أيضًا بمرور الوقت. بعد تلقيح حقنة التيفود ، على سبيل المثال ، تنخفض مستويات الأجسام المضادة الواقية لدى الشخص على مدار عدة سنوات ، ولهذا السبب توصي وكالات الصحة العامة باستخدام معززات منتظمة لأولئك الذين يعيشون في المناطق التي يتوطن فيها التيفود أو يزورونها. تشير الأبحاث إلى حدوث انخفاض مماثل في الحماية بمرور الوقت مع لقاح النكاف أيضًا.

تختلف حالات فشل اللقاح التي يسببها التطور الناتج عن اللقاح. يتم تحريض هذه الانخفاضات في فعالية اللقاح من خلال التغيرات في العوامل المسببة للأمراض التي تسببها اللقاحات نفسها بشكل مباشر. بدأ العلماء مؤخرًا دراسة هذه الظاهرة جزئيًا لأنهم يستطيعون أخيرًا: لقد سهَّل التقدم في التسلسل الجيني رؤية كيف تتغير الميكروبات بمرور الوقت. وقد عززت العديد من هذه النتائج مدى سرعة تحور مسببات الأمراض وتطورها استجابة للإشارات البيئية.

الرسم التوضيحي: تحفز اللقاحات جهاز المناعة على تكوين أجسام مضادة تهاجم السمات الموجودة على العامل الممرض. نظرًا لأن مسببات الأمراض تتغير بشكل طبيعي ، فإن التغييرات العشوائية في سمات العامل الممرض يمكن أن تجعل اللقاح غير فعال بمرور الوقت. لكن العلماء يرون الآن دلائل على أن اللقاحات نفسها ، في بعض الحالات ، يمكن أن تدفع تجمعات مسببات الأمراض لتصبح مقاومة.

تتغير الفيروسات والبكتيريا بسرعة جزئيًا لأنها تتكاثر كالجنون. بعد ثلاثة أيام من لدغة البعوضة الحاملة لفيروس غرب النيل ، يحتوي مليلتر واحد من دمه على 100 مليار جزيء فيروسي ، وهو عدد النجوم في مجرة ​​درب التبانة تقريبًا. ومع كل تكرار تأتي فرصة التغيير الجيني. عندما يتكاثر فيروس الحمض النووي الريبي ، تولد عملية النسخ خطأً أو طفرةً جديدةً واحدةً لكل 10000 نيوكليوتيد ، وهو معدل طفرة يزيد بمقدار 100000 مرة عن ذلك الموجود في الحمض النووي البشري.

تقوم الفيروسات والبكتيريا أيضًا بإعادة اتحاد أو مشاركة المواد الجينية مع سلالات مماثلة ، مما يمنحها طريقة أخرى لتغيير جينوماتها بسرعة. مثلما يمتلك جميع الأشخاص – باستثناء التوائم المتطابقة – جينومات مميزة ، تميل مجموعات مسببات الأمراض إلى أن تتكون من عدد لا يحصى من المتغيرات الجينية ، بعضها أفضل حالًا من البعض الآخر أثناء المعارك مع الأجسام المضادة المدربة على اللقاح. المنتصرون يبذرون السكان الممرضين في المستقبل.

توضح البكتيريا المسببة للسعال الديكي ، والمعروفة باسم السعال الديكي ، كيف يمكن أن يحدث هذا. في عام 1992 ، بدأت التوصيات الصادرة عن المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC) في الترويج للقاح جديد لمنع العدوى التي تسببها بكتيريا تسمى بورديتيلا السعال الديكي. تم تصنيع اللقاح القديم باستخدام بكتيريا ميتة بالكامل ، مما أدى إلى استجابة مناعية فعالة ، ولكنه تسبب أيضًا في آثار جانبية نادرة ، مثل النوبات. يحتوي الإصدار الجديد ، المعروف باسم اللقاح “اللاخلوي” ، على اثنين إلى خمسة بروتينات غشائية خارجية معزولة عن العامل الممرض.

قارنت ورقة بحثية نُشرت عام 2017 في طب الأطفال الوضع بلعبة whack-a-mole عالية المخاطر. في الأساس ، أعاد التطعيم هيكلة السكان الممرضين بالكامل.

اختفت الآثار الجانبية غير المرغوب فيها واستبدلت بمشاكل جديدة غير متوقعة. أولاً ، لأسباب غير واضحة ، تضاءلت الحماية التي يمنحها اللقاح اللاخلوي بمرور الوقت. بدأت الأوبئة في الظهور في جميع أنحاء العالم. في عام 2001 ، اقترح العلماء في هولندا سببًا إضافيًا للظهور: ربما كان التطعيم يحرض على التطور ، مما تسبب في سلالات من البكتيريا التي تفتقر إلى البروتينات المستهدفة ، أو لديها نسخ مختلفة منها ، لتعيش بشكل تفضيلي.

منذ ذلك الحين دعمت الدراسات هذه الفكرة. في ورقة بحثية نُشرت عام 2014 في مجلة Emerging Infectious Diseases ، قام باحثون في أستراليا ، بقيادة عالم الأحياء الدقيقة الطبية Ruiting Lan في جامعة نيو ساوث ويلز ، بجمع وتسلسل عينات من بكتيريا السعال الديكي من 320 مريضًا بين عامي 2008 و 2012. لا يعبر عن بيرتكتين ، وهو بروتين يستهدفه اللقاح اللاخلوي ، قفز من 5 في المائة في عام 2008 إلى 78 في المائة في عام 2012 ، مما يشير إلى أن ضغط الانتقاء من اللقاح كان يمكّن السلالات الخالية من البيركتين من أن تصبح أكثر شيوعًا. في الولايات المتحدة ، تفتقر جميع الفيروسات المنتشرة تقريبًا إلى مادة البيرتاكتين ، وفقًا لورقة CDC لعام 2017. قال لان: “أعتقد أن الجميع متفقون إلى حد كبير على أن تباين سلالة السعال الديكي يتشكل من خلال التطعيم”.

المزيد من المشاركات

يروي التهاب الكبد B ، وهو فيروس يسبب تلف الكبد ، قصة مماثلة. تم تقديم اللقاح الحالي ، الذي يستهدف بشكل أساسي جزءًا من الفيروس المعروف باسم مستضد التهاب الكبد B السطحي ، في الولايات المتحدة في عام 1989.

بعد عام ، في ورقة بحثية نُشرت في لانسيت ، وصف الباحثون نتائج غريبة من تجربة لقاح في إيطاليا . لقد اكتشفوا وجود فيروسات التهاب الكبد B المنتشرة في 44 شخصًا تم تطعيمهم ، ولكن في البعض منهم ، كان الفيروس يفتقد إلى جزء من هذا المستضد المستهدف. بعد ذلك ، في سلسلة من الدراسات التي أُجريت في تايوان ، قام الباحثون بتسلسل الفيروسات التي أصابت الأطفال الذين ثبتت إصابتهم بالتهاب الكبد B. وأفادوا أن انتشار هذه “طفرات الهروب” الفيروسية ، كما أطلقوا عليها ، تفتقر إلى المستضد السطحي. من 7.8 في المائة عام 1984 إلى 23.1 في المائة عام 1999.

ومع ذلك ، تشير بعض الأبحاث إلى أن هذه السلالات الطافرة ليست مستقرة وأنها قد لا تشكل الكثير من المخاطر. في الواقع ، يصاب عدد أقل وأقل من الناس بالتهاب الكبد B كل عام في جميع أنحاء العالم. كما لخص الأطباء في كلية الطب Icahn في Mount Sinai في نيويورك في ورقة عام 2016 ، “لا تزال الأهمية السريرية لطفرات هروب مستضد التهاب الكبد B السطحي مثيرة للجدل.”

مكانة فارغة
يتعين على العلماء عادة تصميم تجاربهم الخاصة. لكن في عام 2000 أو نحو ذلك ، اتضح لبيل هاناج أن المجتمع كان يصمم واحدًا له. Hanage ، الذي كان قد أكمل للتو رسالة الدكتوراه. في علم الأمراض ، كان دائمًا مفتونًا بالبكتيريا وعلم الأحياء التطوري. وكان شيء عميق تطوريًا على وشك أن يحدث للبكتيريا في أمريكا.

سرعان ما تمت التوصية بلقاح جديد يسمى بريفنار 7 لجميع أطفال الولايات المتحدة لمنع الالتهابات التي تسببها المكورات الرئوية ، والبكتيريا المسؤولة عن العديد من حالات الالتهاب الرئوي والتهابات الأذن والتهاب السحايا وأمراض أخرى بين كبار السن والأطفال الصغار.

حتى الآن ، اكتشف العلماء أكثر من 90 نمطًا مصليًا مميزًا من العقدية الرئوية – مجموعات تشترك في سمات مناعية مميزة على سطح خلاياها – واستهدف بريفنار 7 الأنماط المصلية السبعة التي تسببت في وطأة العدوى الخطيرة. لكن Hanage ، مع الباحثين ، تساءلوا عما سيحدث لأكثر من 80 آخرين. قال: “لقد أدهشني ، مع افتقاري شبه الكامل للتدريب الرسمي في علم الأحياء التطوري ، أن هذه كانت تجربة تطورية غير عادية”.

تظهر قياسات كمية الفيروس في عينات الغبار من مزرعة دجاج على الشاشة. تم اختبار العينة من خلال عملية تسمى تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي (Real-Time qPCR). يمثل كل منحنى عينة واحدة ؛ فكلما زاد المنحنى فوق الخط الأحمر الأفقي ، زاد عدد الفيروسات التي تحتويها العينة.

تعاون هاناج مع مارك ليبسيتش ، عالم الأوبئة وعالم الأحياء الدقيقة الذي غادر مؤخرًا جامعة إيموري إلى هارفارد ، وكان العلماء معًا – وكلاهما الآن في جامعة هارفارد – يشاهدون سكان المكورات الرئوية يتأقلمون مع ضغط الاختيار الجديد. لقد أفادوا وآخرون أنه في حين أن بريفنار 7 قضى تمامًا تقريبًا على العدوى بالأنماط المصلية السبعة المستهدفة ، اكتسحت الأنماط المصلية الأخرى النادرة بسرعة لتحل محلها ، بما في ذلك النمط المصلي المسمى 19A ، والذي بدأ في التسبب في نسبة كبيرة من الالتهابات الرئوية الخطيرة. ردا على ذلك ، في عام 2010 ، قدمت الولايات المتحدة لقاحًا جديدًا ، بريفنار 13 ، والذي يستهدف 19 أ وخمسة أنماط مصلية إضافية. ازدهرت الأنماط المصلية غير المرئية سابقًا استجابةً لذلك. قارنت ورقة بحثية نُشرت عام 2017 في طب الأطفال الوضع بلعبة whack-a-mole عالية المخاطر. في الأساس ، أعاد التطعيم هيكلة السكان الممرضين بالكامل.

أعتقد أن الجميع متفقون إلى حد كبير على أن تباين سلالة السعال الديكي يتشكل عن طريق التطعيم.Ruiting لان

بشكل عام ، انخفض معدل حدوث عدوى المكورات الرئوية الغازية في الولايات المتحدة بشكل كبير بين الأطفال والبالغين نتيجة بريفنار 13. إنه ينقذ العديد من الأرواح الأمريكية ، ربما لأنه يستهدف مجموعة فرعية من الأنماط المصلية التي من المرجح أن تسبب العدوى.

لكن البيانات الواردة من إنجلترا وويلز ليست وردية. على الرغم من انخفاض الإصابات بين الأطفال هناك ، إلا أن عدوى المكورات الرئوية الغازية تزداد باطراد لدى كبار السن وهي أعلى بكثير الآن مما كانت عليه قبل تقديم بريفنار 7. وحول سبب حدوث ذلك ، قال هاناج: “لا أعتقد أننا نعرف”. “لكنني أعتقد أننا قد نقترح بشكل معقول إلى حد ما أن الأنماط المصلية التي يحملها الأطفال الآن أكثر قدرة عن غير قصد على إحداث المرض لدى البالغين ، وهو أمر لم نكن نعرفه من قبل ، لأنها كانت نادرة نسبيًا.”

يمكن للمرء أن يفكر في التطعيم كنوع من الغربال ، كما يقول تروي داي ، عالم الأحياء التطوري الرياضي بجامعة كوينز في أونتاريو ، كندا. يمنع هذا الغربال العديد من مسببات الأمراض من المرور والبقاء على قيد الحياة ، ولكن إذا ضغط القليل منها ، فإن تلك الموجودة في تلك العينة غير العشوائية ستبقى على قيد الحياة بشكل تفضيلي ، وتتكاثر وتحول في النهاية تكوين مجتمع الممرض. قد تكون تلك التي تضغط من خلال الهروب من المسوخات ذات الاختلافات الجينية التي تسمح لها بالتجاهل أو الاختباء من الأجسام المضادة المعدة للقاح ، أو قد تكون ببساطة أنماطًا مصلية لم يستهدفها اللقاح في المقام الأول ، مثل المجرمين المحظوظين الذين تتكاثر مخدراتهم. تم التغاضي عنها خلال ليلة من مداهمات الشرطة على مستوى المدينة. في كلتا الحالتين ، يغير اللقاح بهدوء المظهر الجيني لمجموعة العوامل الممرضة.

قلب الموازين
تمامًا كما أن لمسببات الأمراض طرقًا مختلفة لإصابتنا والتأثير علينا ، فإن اللقاحات التي يطورها العلماء تستخدم استراتيجيات مناعية مختلفة. تمنع معظم اللقاحات التي نحصل عليها في مرحلة الطفولة مسببات الأمراض من التكاثر داخلنا وبالتالي تمنعنا أيضًا من نقل العدوى إلى الآخرين. لكن العلماء لم يتمكنوا حتى الآن من صنع هذه الأنواع من اللقاحات المعقمة لمسببات الأمراض المعقدة مثل فيروس نقص المناعة البشرية والجمرة الخبيثة والملاريا. للتغلب على هذه الأمراض ، قام بعض الباحثين بتطوير تطعيمات تمنع المرض دون منع العدوى فعليًا – ما يسمى باللقاحات “المسربة”. وقد تحرض هذه اللقاحات الجديدة على تطور جرثومي مختلف ، وربما أكثر ترويعًا.

أعتقد أن المجتمع العلمي أصبح يدرك بشكل متزايد أن مقاومة اللقاح تشكل خطرًا حقيقيًا.

 

الفوعة ، كصفة ، ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالنسخ المتماثل: فكلما زاد عدد مسببات الأمراض التي يأويها جسد الشخص ، أصبح هذا الشخص أكثر مرضًا بشكل عام. معدل التكاثر المرتفع له مزايا تطورية – يؤدي المزيد من الميكروبات في الجسم إلى المزيد من الميكروبات في المخاط أو الدم أو البراز ، مما يمنح الميكروبات فرصًا أكبر لإصابة الآخرين – ولكن له أيضًا تكاليف ، حيث يمكن أن يقتل المضيف قبل أن تتاح لهم الفرصة لنقل العدوى.

يقول ريد إن مشكلة اللقاحات المتسربة هي أنها تمكن مسببات الأمراض من التكاثر دون رادع مع حماية المضيفين من المرض والوفاة ، وبالتالي التخلص من التكاليف المرتبطة بزيادة الفوعة. بمرور الوقت ، إذن ، في عالم من اللقاحات المتسربة ، قد يتطور العامل الممرض ليصبح أكثر فتكًا للمضيفين غير المحصنين لأنه يمكن أن يجني فوائد الفوعة دون التكاليف – مثلما أصبح مرض ماريك أكثر فتكًا بالدجاج غير المحصن. يمكن أن تتسبب هذه الفوعة أيضًا في فشل اللقاح عن طريق التسبب في مرض في المضيفين الملقحين.

بالإضافة إلى مرض ماريك ، كان ريد يدرس الملاريا ، والتي تعد هدفًا للعديد من اللقاحات المتسربة قيد التطوير حاليًا. في ورقة بحثية نُشرت عام 2012 في PLOS Biology ، قام ريد وفيكي باركلي ، باحث ما بعد الدكتوراه في ذلك الوقت ، بتلقيح الفئران بمكون من عدة لقاحات ملاريا متسربة يجري اختبارها حاليًا في التجارب السريرية. ثم استخدموا هذه الفئران المصابة ولكنها ليست مريضة لإصابة الفئران الأخرى الملقحة.

بعد انتشار الطفيليات عبر 21 جولة من الفئران الملقحة ، درسها باركلي وريد وقارناها بطفيليات الملاريا التي انتشرت عبر 21 جولة من الفئران غير الملقحة. ووجدوا أن سلالات الفئران الملقحة نمت أكثر ضراوة ، حيث تكاثرت بشكل أسرع وقتلت المزيد من خلايا الدم الحمراء. في نهاية 21 جولة من العدوى ، كانت هذه الطفيليات القاتلة سريعة النمو هي الوحيدة المتبقية.

الهندسة التطورية
إذا كان كل هذا يبدو مخيفًا للغاية ، فضع في اعتبارك بعض الأشياء. لا يبدو أن العديد من مسببات الأمراض ، بما في ذلك الحصبة ، تتطور كمجموعة سكانية استجابة للقاحات. ثانيًا ، لا تتنبأ البيانات التجريبية من المختبر ، مثل دراسة الملاريا الموضحة أعلاه ، بالضرورة بما سيحدث في المشهد الأكثر تعقيدًا في العالم الحقيقي. وثالثًا ، يؤكد الباحثون المهتمون بالتطور الذي يحركه اللقاح أن هذه الظاهرة ليست بأي حال من الأحوال حجة ضد التطعيم أو قيمته ؛ إنها مجرد نتيجة يجب مراعاتها ويمكن تجنبها. من خلال التفكير في كيفية استجابة مجموعة مسببات الأمراض للقاح ، يمكن للعلماء إجراء تعديلات قبل حدوثها. حتى أنهم قد يكونون قادرين على تصميم لقاحات تشجع العوامل الممرضة على أن تصبح أقل خطورة بمرور الوقت.

عندما يتكاثر فيروس الحمض النووي الريبي ، تولد عملية النسخ خطأً أو طفرةً جديدةً واحدةً لكل 10000 نيوكليوتيد ، وهو معدل طفرة يزيد بمقدار 100000 مرة عن ذلك الموجود في الحمض النووي البشري.

في آذار (مارس) 2017 ، نشر ريد وزميله في ولاية بنسلفانيا ديفيد كينيدي ورقة بحثية في Proceedings of the Royal Society B حددوا فيها العديد من الاستراتيجيات التي يمكن لمطوري اللقاحات استخدامها لضمان عدم تعرض اللقاحات المستقبلية للقوى التطورية. إحدى التوصيات الشاملة هي أن اللقاحات يجب أن تحفز الاستجابات المناعية ضد أهداف متعددة.

يعمل عدد من اللقاحات الناجحة التي تبدو على ما يبدو بأنها مقاومة للتطور بهذه الطريقة: بعد تلقيح الأشخاص بلقاح التيتانوس ، على سبيل المثال ، تحتوي دمائهم على 100 نوع من الأجسام المضادة الفريدة ، وكلها تحارب البكتيريا بطرق مختلفة. في مثل هذه الحالة ، يصبح من الصعب جدًا على العامل الممرض أن يراكم جميع التغييرات اللازمة للبقاء على قيد الحياة. كما أنه يساعد إذا استهدفت اللقاحات جميع المجموعات السكانية الفرعية المعروفة لممرض معين ، وليس فقط الأكثر شيوعًا أو خطورة. ريتشارد مالي وباحثون آخرون في مستشفى بوسطن للأطفال ، على سبيل المثال ، يحاولون تطوير لقاح عالمي ضد المكورات الرئوية غير محدد النمط المصلي.

يجب أن تمنع اللقاحات أيضًا مسببات الأمراض من التكاثر والانتقال داخل العوائل الملقحة. أحد الأسباب التي تجعل مقاومة اللقاح أقل مشكلة من مقاومة المضادات الحيوية ، كما يفترض ريد وكينيدي ، هو أن المضادات الحيوية تميل إلى أن تُعطى بعد أن تنتشر العدوى بالفعل – عندما يكون عدد مسببات الأمراض داخل العائل كبيرًا بالفعل ومتنوعًا وراثيًا قد تتضمن طفرات يمكنها مقاومة تأثيرات الدواء. من ناحية أخرى ، تُعطى معظم اللقاحات قبل الإصابة وتحد من التكاثر ، مما يقلل من فرص التطور.

علماء اللقاحات أهمية علم الأحياء التطوري في مجالهم. في الشهر الماضي ، عندما اجتمع أكثر من 1000 عالم لقاحات في واشنطن العاصمة ، في المؤتمر العالمي للقاحات ، لم تكن قضية التطور الناجم عن اللقاحات محور أي جلسات علمية. يقول ريد إن جزءًا من المشكلة هو أن الباحثين خائفون: فهم متوترون عند الحديث عن الآثار التطورية المحتملة ولفت الانتباه إليها لأنهم يخشون أن يؤدي ذلك إلى زيادة الخوف وانعدام الثقة في اللقاحات من قبل الجمهور – على الرغم من الهدف هو ، بالطبع ، لضمان نجاح اللقاح على المدى الطويل. ومع ذلك ، يشعر هو وكينيدي أن الباحثين بدأوا في إدراك الحاجة إلى تضمين التطور في المحادثة. قال كينيدي: “أعتقد أن المجتمع العلمي أصبح يدرك بشكل متزايد أن مقاومة اللقاح تشكل خطرًا حقيقيًا”.

ووافق ريد على ذلك قائلاً: “أعتقد ذلك أيضًا ، ولكن لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه”.

المصدر كوانتا

تنبيه هام، المنشور يعبر عن رأي الكاتب ويتحمل مسؤوليته، دون ادنى مسؤولية علي الجريدة

تنبيه

احصل على تحديثات في الوقت الفعلي مباشرة على جهازك ، اشترك الآن.

معلومة تهمك

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

%d مدونون معجبون بهذه: