تبلیغات
Create your flash banner online in 5 step سایت تخصصی رشته میکروبیولوژی - تحولات واكسن و واكسن سازی
این سایت نمایندگی رسمی فروش لاینسس و دانلود انتی ویروس NETQINاست بر روی بنر کلیک کنید
تحولات واكسن و واكسن سازی

تحولات واكسن  و واكسن سازی، از آغاز تا حال:

ریشه واژه واكسن بواسطه تلاش ها و یافته های ادوارد جنر 200 سال پیش بدین نام نامیده می شود. وی ثابت نمود افرادی كه با ویروس آبله گاوی(L.vaccinus)  بواسطه كار خود برخورد دارند در برابر ویروس بسیار مسری و غالبا كشنده آبله انسانی مصون می شوند.

شما می توانید برای مشاهده ادامه ی مطلب در سایت ثبت نام کنید !

    

مقدمه:

ریشه واژه واكسن بواسطه تلاش ها و یافته های ادوارد جنر 200 سال پیش بدین نام نامیده می شود. وی ثابت نمود افرادی كه با ویروس آبله گاوی(L.vaccinus)  بواسطه كار خود برخورد دارند در برابر ویروس بسیار مسری و غالبا كشنده آبله انسانی مصون می شوند. این یافته بزرگ ادوارد جنر باعث نجات جان انسان های زیاد و متعاقب آن ریشه كنی بیماری آبله انسانی از روی كره زمین شد. از آن پس به تمامی محصولات پاتوژن های كشته شده و یا ضعیف شده كه به افراد تزریق شده و باعث ایمنی بواسطه آنتی بادی یا سلول های T در فرد شود واكسن اطلاق می شود. امروزه در سطح سلولی درواقع واكسن ها اپیتوپ های آنتی ژنی غیر مضری هستند كه در پاتوژن یافت می شوند.

انواع مكانیسم های واكسیناسیون می تواند فعال باشد كه درواقع بدن بواسطه سیستم ایمنی خود بدن را در برابر پاتوژن ایمن می كند، اما در ایمنی كاذب(passive) نتیجه ایمنی ایجاد شده بواسطه آنتی بادی هایی می باشد كه در انسان یا حیوان دیگر تولید شده و به بدن فرد منتقل و ایجاد یك ایمنی سریع اما محدود در فرد ایجاد می كند.

 

انواع واكسن ها:

  • واكسن برپایه ارگانیسم كشته شده: این نوع از واكسن با استفاده از كل پاتوژن كشته شده می باشد كه پاتوژن را با فرمالین یا حرارت میكشند تا بیماری زایی آن از میان برود، اساس این نوع واكسن برپایه استفاده از تمامی آنتی ژن های پاتوژن برای ایجاد یك ایمنی كامل و فراگیر می باشد اما این نوع از واكسن ها كه از ابتدایی ترین واكسن های طراحی شده بودند بدلیل حضور برخی آنتی ژن های مضر در بسیاری از نقاط ئنیا منسوخ شده اند، واكسن تیفوئید و واكسن نیسریا مننژتیدیس از این گروه می باشند. به دلایل عوارض بالینی امروزه تلاش های فراوانی برای جایگزینی این نوع از واكسن ها می شود.
  • واكسن ضعیف شده: این گروه از واكسن ها با استفاده از تجدید كشت های مكرر و از دست دادن فاكتورهای پاتوژنیسیته بسیار ضعیف شده و قادر به بیماریزایی نیستند اما هنوز برخی از آنتی ژن های ویرولانت خود را دارند. باسیل كالمت گرین از این دست از واكسن ها می باشد كه سویه ضعیف شده سل گاوی می باشد این واكسن ها نیز سرنوشتی همچون واكسن های كشته شده داشته اند و به تدریج از گردونه استفاده خارج می شوند. درحال حاضر واكسن BCG به ندرت در آمریكا مورد استفاده قرار می گیرد.
  • توكسوئید: در برخی از بیماریها همچون دیفتری كزاز واكسن های توكسوئید كاربرد وسیعی دارند. در این باكتری ها درواقع رشد باكتری خطرزا نیست و این پروتئین های توكسیك تولید شده بوسیله باكتری خطرزا می باشد. جهت تهیه این واكسن ها پس از استخراج توكسین تولید شده با استفاده از موادی همچون فرمالدئید ساختار پروتئین دناتوره شده و خطر توكسیك آن از میان می رود اما برخی ملكول ها و اپیتوپ های لازم برای ایجاد ایمنی پایدار را همچنان دارد و باعث تولید آنتی بادی های ایمنی زا می شود.
  • ملكول های سطحی: این گروه از واكسن ها غالبا جهت ایمن سازی به واسطه آنتی بادی ها می باشد در واقع با عرضه ملكول های سطحی آنتی بائی های پروتكتیو برعلیه پاتوژن تولید می شوند.واكسن های وسیعی برپایه این روش طراحی شده اند از آن جمله می توان به واكسن ضد آنفولانزا كه با استفاده از تخلیص ملكول های هماگلوتینین سطحی تخلیص شده ویروس شایع در سطح جهان اشاره نمود. در هپاتیت B ژن كد كننده ملكول سطحی HBsAg در اشرشیاكلی بیان شده كه به عنوان واكسنی موثر مورد استفاده قرار می گیرد كه در واقع به عنوان یك واكسن پیش گیری كننده از سرطان كبد نیز محسوب می شود.و یا ژن كد كننده كپسید پاپیلوماویروس در مخمر به عنوان یك پروتئین نوتركیب تولید(Gardasil) و بطور وسیع برای پیشگیری از سرطان سرویكس  استفاده می شود. واكسن مورد استفاده برعلیه استرپتوكوك پنومونیه نیز تركیبی از 23 پلی ساكارید سطحی سویه های خطرناك می باشد.
  • ویروس های غیرفعال شده: این ویروس ها همچون باكتری های كشته شده شامل تمام اجزای ویروس می باشنداما قادر به آلوده ساختن سلول میزبانی نیستند اما حاوی اپی توپ های اصلی ویروس می باشند.
  • ویروس های ضعیف شده: در این ویروس ها ویروس ها همچنان قادر به آلوده ساختن میزبان می باشند اما خطرناك نیستند، واكسن های سرخك، سرخچه، اوریوناز ان جمله می باشنداز مهمترین این گروه واكسن ها واكسن فلج اطفال می باشد .

 

شاهكارهای واكسن ها:

شاید بتوان به جرآت حذف آبله از روی كره زمین را یكی از بزرگترین شاهكارهای علم پزشكی نام برد به نحوی كه از سال 1977 به بعد حتی یك مورد ابتلای طبیعی به این بیماری در دنیا گزارش نشده است فقط یك مورد كشته از آن بواسطه آلودگی آزمایشگاهی مشاهده شده است. در حال حاضر ویروس آبله فقط در آزمایشگاه های آمریكا و روسیه نگهداری می شود. امروزه مباحثات فراوانی برای از میان بردن همین سویه ها نیز وجود دارد چون هیچ گونه ایمنی در جمعیت جهان وجود ندارد و شیوع آن می تواند یك كشتار واقعی را در جهان ایجاد نماید.

درمورد فلج اطفال نیز تلاش مشابهی درحال انجام می باشد بنحوی كه تا حال این بیماری از نیمكره غربی كره زمین حذف شده است و فقط مواردی از آن در آفریقا، شبه قاره هند و نواحی جنوب شرقی آسیا مشاهده شده است. جدول شماره 2 مقایسه ای از موارد بیماری پیش از آغاز برنامه های واكسیناسیون و پس از آن در ایالات متحده آمریكا نشان می دهد.

 

مشكلات پیش روی توسعه واكسن ها:

باوجود موفقیت های فراوان در تولید واكسن ها اما همچنان بیماری های شایعی وجود دارند كه موفقیت چندانی در طراحی واكسن برای آنها بدست نیامده است. از آن جمله می توان به مالاریا یا ویروس سندرم نقص ایمنی(HIV) اشاره نمود. یكی از دلایل بروز این مشكل توسعه نامتقارن ایمنی میزبان در پی واكسیناسیون می باشد كه به دلیل تولید آنتی بادی های محافظت كننده می باشد درحالی كه در این گروه از بیماری ها ایمنی سلولی حیاتی می باشد.

در واقع واكسن ها با تحریك ایمنی همورال قادرند ایمنی پایداری را برعلیه پاتوژن های توكسین زا(همچون دیفتری، كزاز)، باكتری های خارج سلولی(پنوموكوك) و ویروس هایی كه از راه خون خود را به مقصد می رسانند(هاری، فلج اطفال) ایجاد می نمایند. اما در قبال ویروس ها و باكتری های داخل سلولی ایمنی سلولی بواسطه خاصیت سایتوتوكسیك سلول های T مورد نیاز می باشد. برای مثال تمامی تلاش های اخیر برای تولید واكسنی برعلیه HIV بدین دلیل شكست خوردند كه قادر بودند به خوبی ایمنی همورال را تحریك نمایند درحالی كه ایمنی سلولار نقش اصلی را در مهار این بیماری دارد، از سوی دیگر فعال شدن سیستم ایمنی همورال در این بیماران باعث خاموش شدن ایمنی سلولار می شد و همین میزان بالای آنتی بادی برعلیه HIV باعث مرگ این بیماران شد.

 

نگاه نو به واكسن:

امروزه در پی سخت گیری هایی كه در راه واكسن ها بوسیله مراكز ارائه استانداردها صورت میگیرد دیگر روش های سنتی طراحی واكسن منسوخ و ناكارامد می نمایند لذا رویكردها و روش های نوینی برای طراحی واكسن طراحی و ارائه شده اند كه در ادامه به برخی از این روش ها می پردازیم:

 

Reverse Vaccinology :

مفهوم Reverse vaccinology  یا واكسن سازی معكوس به فرآیندی برمیگردد كه طی آن ابتدا فاكتورهای ویرولانس و اپی توپ های اصلی پاتوژن كه قدرت ایمنی زایی دارند به عنوان كاندید واكسن معرفی می شوند و سپس از نظر عملكرد سیستم ایمنی و ایمنی زائی مورد مطالعه قرار می گیرند. این پروسه در پی پیشرفت های وسیعی كه اخیرا صورت گرفته است ممكن می نماید بدین ترتیب كه ابتدا بایستی تمام توالی ژنومی پاتوژن مورد نظر سكانس شود سپس توسط نرم افزارهای كامپیوتری ژن های كد شونده و مهم مورد شناسائی قرار می گیرند و تعداد زیادی كاندید های مناسب برای تولید واكسن معرفی می شود. پروتئین های مذكور تمامی كلون شده و پروتئین های نوتركیب تولید و در حیوان آزمایشگاهی از نظر میزان ایمنی زائی مورد بررسی قرار می گیرند. پایه این روش شناسائی اپی توپ های حیاتی و اساسی پاتوژن می باشد كه می تواند پاسخ دلخواه ایمونولوژیك مدنظر ما را ایجاد نماید. امروزه حجم وسیعی از اطلاعات برگرفته از سكانس پروتئینی، ساختار RNA، فانكشنال ژنومیك و پروتئومیك تمامی یاری رسان نتایج بهتر برای تولید واكسن های دلخواه هستند.

حتی شناسائی اپی توپ های پیوسته و غیر پیوسته، میمیتوپ ها و پیچش های نهائی پروتئین در محیط نیز مد نظر قرار گرفته و مورد پیشبینی قرار می گیرد. شناسائی نواحی متصل شونده به MHC نیز در این میان حائز اهمیت می باشد.

در حال حاضر مطالعات فراوانی از این دست درحال اقدام می باشد بلاخص مطالعات بر روی مننگوكوك های گروه B كه باعث تولید واكسنی درخور در این جهت شده است. و یا درحال حاضر یكی از بزرگترین مطالعات تاریخ واكسن سازی برای تولید واكسنی مناسب برای مایكوباكتریوم توبركلوزیس در حال انجام است.  مطالعاتی برای تولید واكسن برای سیفلیس، مالاریا، كلامیدیا، پنوموكوك، استرپتوكوك ها، پسودوموناس، بورلیا، ریكتزیا و بارتونلا در حال انجام است

از برگترین مشكلات این روش این است كه ساختارهای پلی ساكاریدی كه در ایجاد ایمنی بواسطه سلول T حائز اهمیت هستند قابل بررسی نیستند چون سكانس ژنومی برای پلی ساكاریدها وجود ندارد، درثانی همیشه مدل حیوانی مناسب برای بررسی ایمنی زائی از معضلات این روش بوده است.

 

DNA Vaccine:

این تكنیك روش نوینی برای تولید واكسن می باشد بدین ترتیب كه بجای تزریق آنتی ژن پاتوژن ، DNA كد كننده آنتی ژن به فرد تزریق می شود. درواقع DNA در قالب یك پلاسمید تزریق می شود كه حاوی DNA كه یك یا بیشتر از پروتئین های اپی توپی پاتوژن را كد می كند. همچنین DNA حاوی پروموتوری می باشد كه DNA را قادر می سازد تا در سلول انسانی تولید شود. گاهی DNA  می تواند حاوی ملكول های تحریك كننده سیستم ایمنی همچون توالی های CpG و توالی هائی كه باعث بیان پروتئین مدنظر ما در شبكه رتیكلوم اندوپلاسمیك می شود.

برای ایجاد پاسخ وابسته به سلول، آنتی زن توسط سلول های عرضه كننده آنتی ژن(APC) همچون دندریتیك سل ها برداشته می شودو ترجمه و به پروتئین تولید شده به پپتیدهایی تجزیه و سپس به همراه MHC كلاس 1 در سطح سلول عرضه و باعث تحریك سیستم ایمنی سلولس می شود.

درصورتی كه سلول توسط سلول های دیگری همچون سلول های ماهیچه ای برداشته شود آنتی ژن تولید و عرضه می شود كه توسط سلول هایی همچون سلول B برداشته و در سطح سلول به همراه MHC كلاس 2 به سلول های T Helper عرضه و با تولید لنفوكاین ها باعث ایجاد پاسخ ایمنی همورال می شود. مطالعات وسیعی برای تولیدDNA  واكسن برعلیه سل، سارس، آبله و دیگر پاتوژن های داخل سلولی و حتی اخیرا برعلیه HIV انجام شده است كه در مرحله آزمون های بالینی می باشند.

 

نتیجه گیری:

انچه مسلم است توسعهروز افزون دانسته های بشر از علم بیولوژی و توسعه تكنیك های ژنتیكی كمكی بس شگرف به فرآیند علمی می نماید كه در آینده ای نزدیك دیگر نام و نشانی از بیماری های سعب العلاج نخواهد بود. امروزه انسان پا را فراتر از مرزهای دانسته های خود گذاشته و در تلاش است تا واكسن هایی بر علیه انواع سرطان ها و حتی بیماری های ژنتیكی بسازد.