أندرو ريد, ولاية بنسلفانيا وديفيد كينيدي, ولاية بنسلفانيا

أعاد أول دواء ضد فيروس نقص المناعة البشرية المرضى المحتضرين من حافة الهاوية. ولكن مع تسابق الأطباء المتحمسين لإيصال الدواء المعجزة إلى مرضى جدد، تلاشت هذه المعجزة. في حالة كل مريض، لا يعمل الدواء إلا لفترة من الوقت.

اتضح أن الدواء كان جيدًا جدًا في قتل الفيروس، ولكن الفيروس كان أفضل في تطور المقاومة للدواء. فقد منعت طفرة عفوية في المادة الجينية للفيروس الدواء من أداء وظيفته، وبالتالي تمكنت الفيروسات الطافرة من التكاثر بعنف على الرغم من الدواء، مما تسبب في مرض المرضى مرة أخرى. استغرق الأمر عقدًا آخر قبل أن يجد العلماء علاجات مقاومة للتطور.

هل يمكن أن يحدث نفس الشيء للقاح COVID-19؟ هل يمكن للقاح الآمن والفعال في التجارب الأولية وأن يفشل لأن الفيروس يتطور في طريقه للخروج من المشاكل؟ بصفتنا من علماء الأحياء الدقيقة التطوريين الذين درسوا فيروس الدواجن الذي طور مقاومة لقاحين مختلفين، فإننا نعلم أن مثل هذه النتيجة ممكنة. إننا نعتقد أيضاً نعرف ما يلزم لإيقافه. يمكن أن تفشل لقاحات COVID-19 – ولكن إذا كانت لها خصائص معينة فلن تكون كذلك.

تاريخ مقاومة اللقاحات

وقد كانت البشرية محظوظة في معظم الأحيان: فمعظم اللقاحات البشرية لم تقوضها التطورات الميكروبية.

على سبيل المثال، تم القضاء على فيروس الجدري لأنه لم يجد طريقة للتطور حول لقاح الجدري، ولم تظهر أي سلالة من فيروس الحصبة يمكن أن تتغلب على المناعة التي يسببها لقاح الحصبة.

ولكن هناك استثناء واحد. وتمكنت بكتيريا تسبب الالتهاب الرئوي من تطوير المقاومة ضد اللقاح. وكان تطوير هذا اللقاح واستبداله بأخرى مكلفاً استغرق وقتاً طويلاً، سبع سنوات بين الظهور الأولي للسلالات المقاومة والترخيص للقاح الجديد.

ولم تحدث أي إخفاقات أخرى للقاحات البشرية حتى الآن، ولكن هناك تلميحات بأن الفيروسات والبكتيريا والطفيليات يمكن أن تتطور أو أنها تتطور كرد فعل على التلقيح. يتم مشاهدة تحولات الهروب القادرة على التخلص من المناعة التي يسببها اللقاح بانتظام في الميكروبات التي تسبب التهاب الكبد B والسعال الديكي.

بالنسبة لأمراض بشرية مثل الملاريا وداء المثقبيات ( trypanosomiasis) والإنفلونزا والإيدز، كان من الصعب أو المستحيل تطوير اللقاحات لأن الميكروبات المسببة لتلك الأمراض تتطور بسرعة كبيرة. وفي البيئات الزراعية، كثيراً ما تتقوض اللقاحات الحيوانية بسبب التطور الفيروسي.

كيف سيبدو الأمر؟

فإذا تطور SARS-CoV-2 استجابةً للقاح COVID، فهناك عدة اتجاهات يمكن أن يتخذها. الأمر الأكثر وضوحاً هو ما يحدث مع فيروس الأنفلونزا. حيث تعمل المناعة عندما ترتبط الأجسام المضادة أو الخلايا المناعية بالجزيئات الموجودة على سطح الفيروس. فإذا تغيرت الطفرات في تلك الجزيئات على سطح الفيروس، فلن تتمكن الأجسام المضادة من الإمساك بها بإحكام ويتمكن الفيروس من الهروب. وتفسر هذه العملية لماذا يحتاج لقاح الإنفلونزا الموسمي إلى التحديث كل عام. إذا حدث ذلك، فإن لقاح COVID سيحتاج إلى تحديث متكرر.

ولكن التطور قد ينطلق في اتجاهات أخرى. وسيكون من الأفضل لصحة الإنسان، على سبيل المثال، إذا تطور الفيروس إلى وضع التخفي، ربما عن طريق التكاثر ببطء أو الاختباء في الأعضاء حيث تكون المناعة أقل نشاطاً. اتخذت هذا المسار العديد من مسببات الأمراض التي تسبب عدوى مزمنة بالكاد تكون ملحوظة . فهي تتجنب الاكتشاف لأنها لا تسبب مرضاً حاداً..

وسيكون السبيل الأكثر خطورة هو إذا طور الفيروس طريقة للتكاثر بسرعة أكبر من المناعة التي يولدها اللقاح. كما أن هناك استراتيجية أخرى تتمثل في أن يستهدف الفيروس الجهاز المناعي ويضعف المناعة الناجمة عن اللقاح.

يمكن للعديد من الميكروبات البقاء على قيد الحياة داخل جسم الإنسان بسبب قدرتها الممتازة على التدخل في أجهزة المناعة لدينا. إذا كان لدى SARS-CoV-2 طرق لتعطيل المناعة البشرية جزئيًا ، فقد يفضل لقاح COVID المتحولين الذين يفعلون ذلك بشكل أفضل.

لقاحات مقاومة للتطور

قبل ظهور COVID، قارن كلانا اللقاحات التي تستمر في العمل مع اللقاحات التي قوضها تطور العوامل الممرضة.

لقد اتضح أن اللقاحات المقاومة للتطور حقاً لها ثلاث ميزات. أولاً، تكون فعالة للغاية في قمع التكاثر الفيروسي. وهذا يوقف المزيد من الانتقال. لا تكرار، لا انتقال، لا تطور.

ثانياً، تحفز اللقاحات الواقية للتطور الاستجابات المناعية التي تهاجم عدة أجزاء مختلفة من الميكروب في نفس الوقت. فمن السهل أن يتحور جزء واحد من الفيروس ويهرب من الاستهداف. ولكن إذا تمت مهاجمة العديد من المواقع في وقت واحد، فإن الهروب المناعي يتطلب حدوث العديد من طفرات الهروب المنفصلة في وقت واحد، وهو أمر شبه مستحيل. وقد تم عرض هذا بالفعل في المختبر لـ SARS-CoV-2. فهناك الفيروس الذي طور بسرعة مقاومة للأجسام المضادة التي تستهدف موقعاً واحداً، لكنه كافح لتطوير مقاومة لمجموعة من الأجسام المضادة تستهدف كل منها مواقع مختلفة.

ثالثًا، تحمي اللقاحات المقاومة للتطور من جميع السلالات المنتشرة، بحيث لا يستطيع الآخرون ملء الفراغ عند إزالة المنافسين.

هل سيكون لقاح COVID مقاوماً للتطور؟

هناك حوالي 200 مرشح للقاحات لقاح COVID في مراحل مختلفة من التطوير. ومن السابق لأوانه معرفة فيما اذا كان عدد منهم يمتلك ميزات مقاومة التطور هذه.

لحسن الحظ ، نحن لسنا بحاجة إلى الانتظار حتى يفشل لقاح مرخص لمعرفة ذلك. فقليل من الجهد الإضافي أثناء تجارب اللقاح يمكن أن يقطع شوطاً طويلاً لمعرفة ما إذا كان اللقاح سيكون مقاوماً للتطور. ومن خلال مسح الأشخاص الذين تلقوا اللقاح التجريبي، يمكن للعلماء معرفة مدى قمع مستويات الفيروس. فمن خلال تحليل جينوم أي فيروس في الأشخاص الذين تم تطعيمهم، قد يكون من الممكن رؤية الهروب التطوري أثناء العمل. وعن طريق أخذ الدم من الذين تم تلقيحهم، يمكننا أن نحدد في المختبر عدد المواقع على الفيروس التي تتعرض للهجوم بواسطة المناعة التي يسببها اللقاح.

[معرفة عميقة يوميا. اشترك في النشرة الإخبارية للمحادثة.]

ومن الواضح أن العالم يحتاج إلى لقاحات COVID. و نعتقد أنه من المهم متابعة أولئك الذين سيستمرون في العمل. ومن المحتمل أن العديد من المرشحين في الملف الحالي سيفعلون ذلك. دعونا نعمل على أي من اللقاحات في التجارب السريرية ونذهب معهم. فاللقاحات التي تقدم إغاثة مؤقتة فقط تترك الناس معرضين للخطر وتستغرق وقتاً ومالاً لاستبدالها. كما أنها قد تلغي لقاحات أخرى في حالة تطور الفيروسات التي تقاوم عدة لقاحات في وقت واحد.

واليوم، أصبح العالم لديه البعوض المقاوم للمبيدات الحشرية والآفات والمحاصيل، والأعشاب المقاومة لمبيدات الأعشاب، وأزمة مقاومة المضادات الحيوية. لا حاجة للتاريخ أن يعيد نفسه.

أندرو ريد, أستاذ الأحياء وعلم الحشرات بجامعة إيفان بو, أستاذ Eberly للتكنولوجيا الحيوية, مدير معاهد هاك لعلوم الحياة, ولاية بنسلفانيا وديفيد كينيدي, أستاذ مساعد في علم الأحياء, ولاية بنسلفانيا

تمت ترجمة هذه المقالة من قبل محرري كوربيديا نيوز CorepaediaNews

يتم إعادة نشر هذه المقالة من شبكة The Conversation تحت ترخيص المشاع الإبداعي. قراءة المادة الأصلية.

Microbes might be gatekeepers of the planet’s greatest greenhouse gas reserves

Scientists around the world are already fighting the next pandemic