خطر بازگشت فلج اطفال و تلاش دانشمندان برای طراحی واکسن جدید
یکی‌از سویه‌های ویروس موجود در واکسن فلج‌اطفال با تغییر ژنتیک قدرت بیماری‌زایی پیدا کرده‌است و دانشمندان درحال طراحی واکسن جدیدی برای ریشه‌کن کردن آن‌هستند.
از سال ۱۹۸۸، سازمان‌های بهداشت عمومی در سرتاسر جهان درحال تلاش برای ریشه‌کن کردن جهانی فلج اطفال بوده‌اند. با انجام واکسیناسیون گسترده از آن زمان، شیوع فلج اطفال ۹۹ درصد کاهش یافت و این ویروس از بیشتر کشورهای روی زمین ریشه‌کن گردید. اما مشکلات زیادی نیز وجود داشته است. طی ۱۵ سال اخیر یک تهدید جدی پیش آمده است. در جمعیت‌های به‌خوبی واکسینه‌نگردیده، تعداد رو به افزایشی موارد بیماری فلج اطفال مشاهده می‌گردد که ناشی از سویه‌هایی از ویروس است که از نسخه‌ای از خود واکسن منشأ می‌گیرند.
واکسن سابین (Sabin) که به‌صورت خوراکی استعمال می‌گردد، از ویروس‌های زنده‌ی ضعیف تشکیل گردیده است که موجب بیماری در دریافت‌کنندگان واکسن نمی‌گردند و ایمنی پایداری را دربرابر فلج اطفال ایجاد می‌کنند. با این حال، در اثر تغییرات ژنتیکی، ویروس ضعیف‌گشته‌ی موجود در واکسن می‌تواند مجدداً قدرت بیماری‌زایی خود را به دست آورد. پژوهشگران درحال انجام پژوهش‌هایی در زمینه‌ی درک چگونگی این اتفاق و نحوه‌ی پیشگیری از آن هستند. واکسن جدیدی نیز با این هدف ساخته گردیده است و مانع از این می‌گردد که ویروس مجدداً توانایی بیماری‌زایی خود را به دست آورد. این واکسن در مرحله‌ی آزمایش‌های بالینی قرار دارد.
ویروس‌های مورد استفاده در واکسن‌ها کشته یا ضعیف می‌گردند
ویروسی که موجب بیماری فلج اطفال می‌گردد، سلول‌های گلو و روده را عفونی می‌کند. افراد سالم معمولاً با خوردن غذا یا آب آلوده به مدفوع فرد عفونی دچار این بیماری می‌گردند. بیشتر افراد آلوده به ویروس فلج اطفال هیچ‌گونه علائمی ندارند؛ حدود یک‌‌چهارم از عفونت‌ها منجر‌به علائم شبه آنفولانزا می‌گردد اما تقریباً در نیم درصد موارد ویروس به سلول‌های سیستم عصبی مرکزی حمله می‌کند و موجب فلجی می‌گردد.
ویروس فلج اطفال، ویروس بسیار ساده‌ای است. این ویروس از یک پوشش یا کپسول پروتئینی ساخته گردیده است. درون کپسول یک رشته‌ی ریبونوکلئیک اسید یا RNA وجود دارد که اطلاعات ژنتیکی مورد نیاز برای ساخت ذرات ویروسی جدید را به همراه دارد.
سه سویه از ویروس فلج اطفال وجود دارد: PV1، PV2 و PV3. ایمنی دربرابر یک سویه موجب ایمنی دربرابر دو سویه‌ی دیگر نمی‌گردد، بنابراین هر دو واکسن اصلی سالک و سابین شامل هر سه سویه می‌گردند. واکسن سالک (Salk) که یک واکسن تزریقی است، از ویروس‌های کشته‌شده تشکیل می‌گردد. واکسن سابین که به‌صورت خوراکی مصرف می‌گردد، حاوی ویروس‌های زنده‌ی ضعیف‌گشته است. روش مصرف و اثربخشی واکسن خوراکی ساده‌تر از واکسن تزریقی است و بنابراین این واکسن سلاح اصلی برای ریشه‌کنی جهانی فلج اطفال بوده است.
وقتی کودکی با واکسن خوراکی فلج اطفال واکسینه می‌گردد، ویروس‌های ضعیف‌گشته تا چندین هفته در روده‌ی او زندگی می‌کنند و موجب می‌گردند تا آنتی‌بادی‌هایی در بدن کودک ساخته و او را دربرابر این بیماری مصون می‌کند. طی این مدت، ویروس در مدفوع دریافت‌کنندگان واکسن وجود دارد. ویروس‌های ضعیف‌گشته‌ی موجود در واکسن به‌خودی‌خود موجب فلج اطفال نمی‌گردند و اگر افرادی که واکسن را دریافت نکرده‌اند در تماس با مواد دفعی افرادی که به‌تازگی واکسن را دریافت کرده‌اند، قرار گیرند، می‌توانند دربرابر این بیماری مصونیت کسب کنند.
در اوایل دهه‌ی ۱۹۶۰ و مدت کوتاهی پس از استفاده‌ی گسترده از واکسن خوراکی فلج اطفال، پژوهشگران دریافتند که برخی از ویروس‌های دفع‌گشته از بدن فرد واکسینه‌گردیده دارای قابلیت ایجاد فلج اطفال هستند. همان‌طور که ویروس‌ها در روده تکثیر می‌گردند، دچار تغییر ژنتیکی گشته و برخی از آن‌ها می‌توانند تغییرات ژنتیکی را که موجب ضعیف گردیدن آن‌ها شده است، معکوس کرده یا دور بزنند. ویروس‌های بیماری‌زای حاصل از واکسن به‌ندرت موجب می‌گردند که میزبان دچار فلج اطفال گشته اما وقتی که در جمعیت گردش می‌کنند، افراد واکسینه نگردیده را درمعرض خطر جدی قرار می‌دهند. به دلیل این خطر، بیشتر کشورهای توسعه‌یافته ازجمله کشور آمریکا استفاده از واکسن خوراکی سابین را متوقف کرده و به جای آن به چندین نوبت تزریق واکسن سالک روی آورده است؛ اگرچه واکسن خوراکی فلج اطفال هنوز در کشورهای درحال توسعه قابل دسترس‌ترین و مورد اعتمادترین واکسن فلج اطفال است.
در سال ۲۰۱۵ اعلام کردند که یکی از سویه‌های ویروس فلج اطفال (فلج اطفال نوع ۲ یا PV2) در سرتاسر جهان ریشه‌کن گشته است. سپس چالش پیشگیری از موارد جدید فلج اطفال نوع ۲ ایجاد گردید که می‌توانست از مواد دفعی افرادی که به‌تازگی واکسن دریافت کرده بودند، ریشه بگیرد. برای پیشگیری از موارد جدید فلج اطفال نوع ۲ حاصل از واکسن، سازمان جهانی بهداشت تلاش کرد تا واکسن استاندارد خوراکی فلج اطفال را با واکسنی که تنها از PV1 و PV3 تشکیل گردیده بود، جایگزین کند. این تغییر در سال ۲۰۱۶ کامل گشت. متأسفانه ویروس فلج اطفال نوع ۲ حاصل از واکسن همچنان در جوامع مختلف درحال گردش است و موجب فلجی می‌گردد. در سال ۲۰۱۸، در سرتاسر جهان، ۱۰۴ مورد فلج اطفال در اثر ویروس ناشی از واکسن رخ داد که سه برابر تعداد موارد ناشی از ویروس طبیعی بود.
با افزایش شمار کودکانی که دربرابر ویروس فلج اطفال نوع دو مصونیت ندارند، این رقم ممکن است افزایش پیدا کند. مقامات بهداشتی به‌دنبال حذف تمام واکسن‌های خوراکی و تکیه بر واکسن‌های تزریقی حاوی ویروس‌های کشته هستند؛ اگرچه اجرای این طرح برای کشورهای در حال توسعه دشوار خواهد بود. در همین حین، هنوز واکسن‌های نوع ۲ خوراکی برای توقف هرگونه شیوع فلج اطفال نوع ۲ مورد نیاز هستند و مقامات بهداشتی هنوز نمی‌دانند چگونه از این موضوع اطمینان حاصل کنند که کودکان واکسینه نگردیده، دچار فلج اطفال ناشی از ویروس‌های جهش‌یافته دفعی افراد واکسینه‌شده نمی‌گردند.
اگر پژوهشگران واکسنی را از یک ویروس زنده‌ی ضعیف‌گردیده ایجاد کنند که احتمال بازگشت آن به حالت بیماری‌زایی بسیار کم باشد، این یکی از استراتژی‌هایی است که درحال حاضر چندین گروه پژوهشی درحال کار روی آن هستند. به‌عنوان بخشی از این تلاش، دانشمندان اکنون مراحلی را که به سویه‌ی موجود در واکسن PV2 اجازه می‌دهد که بتواند خاصیت بیماری‌زایی خود را مجدداً به دست آورد، به‌طور دقیق مشخص کرده‌اند.
فقط سه جهش ژنتیکی ساده که هر کدام از آن‌ها به‌تنهایی اثر ناچیزی دارند، وقتی با هم ترکیب گردیده به‌میزان زیادی موجب افزایش قدرت بیماری‌زایی سویه‌ی PV2 می‌گردند. این سه جهش در ویروس‌های دفع‌گردیده از افرادی که اخیراً واکسینه گشته‌اند، مشاهده گردیده است. در روده نیز اگر ماده‌ی ژنتیکی سویه‌ی PV2 با ماده‌ی ژنتیکی ویروس دیگری ترکیب گردد، ممکن است قدرت بیماری‌زایی ویروس بازگردد. ویروس دوم می‌تواند PV1 یا PV3 ضعیف‌گردیده حاصل از واکسن یا ویروس مرتبطی مانند کوکساکی باشد که ویروس شایعی در کودکان است.
طراحی ویروس برای واکسن
با کشف اینکه ویروس واکسن نوع ۲ چگونه مجدداً قدرت بیماری‌زایی خود را به دست می‌آورد، دانشمندان روش‌هایی را برای پیشگیری از ایجاد این تغییرات ژنتیکی خاص پیدا کردند. آن‌ها با استفاده از ابزارهای زیست‌شناسی مولکولی چهار تغییر مهم را در ژنوم PV2 ایجاد کردند که مانع از کسب مجدد قدرت بیماری‌زایی در آن می‌گردد. برای اینکه این پروتئین‌ها (محصولات حاصل از جهش) ساخته گردند، بخشی از RNA ویروس باید به شکل آبنبات چوبی تا بخورد. این ساختار در سویه‌ی ضعیف‌گشته موجود در واکسن تشکیل نمی‌گردند اما بروز یک جهش موجب می‌گردد که ویروس مجدداً این قابلیت را به دست آورد. برای اینکه چنین اتفاقی نیفتد، دانشمندان توالی RNA را به شکلی تغییر دادند که هیچ تغییر تک نوکلئوتیدی اجازه‌ی تاخوردن RNA را به شکل ساختار پایدار آبنبات چوبی شکل ندهد. دوم، آن‌ها توالی ژنتیکی آنزیمی که RNA را نسخه‌برداری می‌کند، تغییر دادند. به این ترتیب، جهش‌های ژنتیکی کمتری در روده‌ی دریافت‌کنندگان واکسن اتفاق خواهد افتاد. سوم، تغییر دیگری در همان آنزیم موجب کاهش احتمال ترکیب گشتن ژنوم ویروس فلج اطفال با ژنوم ویروس‌های دیگر گردید. درنهایت چهارم، پژوهشگران ژن‌های ویروس را به شکلی بازآرایی کردند که جایگزینی مناطق خاصی از RNA با اطلاعات ژنتیکی ویروس دیگری مانند کوکساکی برای آن کشنده گردد.
پژوهشگران دو نمونه از این ویروس‌ها را ایجاد کردند و مورد آزمایش قرار دادند. این ویروس‌ها در سلول‌های آزمایشی به‌خوبی رشد کردند و وقتی روی موش مورد آزمایش قرار گرفتند، بیماری‌زا نبوده و ازنظر ژنتیکی پایدار بودند. در آزمایش بالینی مرحله‌ی اول، نشان داد که واکسن‌های ساخته‌گردیده از این ویروس‌ها به‌خوبی تحمل می‌گردند، پاسخ ایمنی رضایت‌بخشی حاصل می‌کنند و درمقایسه‌با واکسن خوراکی PV2 میزان بازگشت آن‌ها به حالت بیماری‌زایی اگرچه به صفر نمی‌رسد، اما کاهش می‌یابد. چنین ویروس‌های طراحی‌گشته‌ای دارای ظرفیت ایجاد حفاظت دربرابر فلج اطفال و کاهش خطر شیوع بیماری در اثر ویروس‌های ناشی از واکسن هستند. (زومیت)
