أنواع اللقاحات والتصميم الرشيد للقاحات

تختلف اللقاحات ليس فقط في الفيروس الذي تستهدفه، بل في كيفية تقديم المستضد إلى الجهاز المناعي — سواء كان فيروسًا حيًا مُضعفًا، أو مستحضرًا مقتولًا، أو بروتينًا مُنقى، أو ناقلًا جينيًا، أو حمضًا نوويًا ريبيًا رسولًا (mRNA). يختار التصميم الرشيد للقاحات المستضد والمنصة ويصممهما هندسيًا لاستنباط استجابة وقائية، ويسترشد بشكل متزايد بالمعرفة الهيكلية للبروتينات الفيروسية المعنية.

Definition

تصميم اللقاح هو اختيار مستضد فيروسي ومنصة توصيل — بالإضافة إلى أي مادة مساعدة — مصممة هندسيًا لتحفيز مناعة تكيفية وقائية ودائمة مع الحفاظ على السلامة، وتتراوح المنصات من الفيروس الكامل الموهن أو المعطل إلى بروتينات الوحدات الفرعية وتركيبات الأحماض النووية.

Scope

يغطي هذا الموضوع المنصات الرئيسية للقاحات (الحية الموهنة، والمعطلة، والوحدات الفرعية والمترافقة، والناقلات الفيروسية، والأحماض النووية)، ودور المواد المساعدة (adjuvants)، ومبادئ التصميم الرشيد والقائم على البنية. ويوضح كيف تشكل كل منصة الاستجابة المناعية الناتجة. ولا يتناول الجداول الزمنية أو المؤشرات أو نصائح التحصين الفردية.

Core questions

• ما هي المنصات الرئيسية للقاحات وكيف تختلف ميكانيكيًا؟
• لماذا يؤثر اختيار المنصة على قوة المناعة واتساعها وديمومتها؟
• ما هي المادة المساعدة (adjuvant) ومتى تكون هناك حاجة إليها؟
• كيف تمكّن المعرفة الهيكلية للمستضدات الفيروسية التصميم الرشيد؟
• ما هي المقايضات الموجودة بين الأساليب الحية والمعطلة والأحماض النووية؟

Key concepts

• اللقاحات الحية الموهنة
• اللقاحات المعطلة (المقتولة)
• لقاحات الوحدات الفرعية والمترافقة
• لقاحات الناقلات الفيروسية
• لقاحات الأحماض النووية (mRNA و DNA)
• المواد المساعدة (Adjuvants)
• اختيار المستضد وتصميم المستمنع
• تصميم اللقاح القائم على البنية والتصميم الرشيد

Mechanisms

تقدم كل منصة المستضد الفيروسي بطريق مختلف. تستخدم اللقاحات الحية الموهنة فيروسًا مُضعفًا ولكنه يتكاثر ويحاكي العدوى الطبيعية ويميل إلى تحفيز مناعة واسعة ودائمة؛ وتقدم اللقاحات المعطلة فيروسًا كاملًا غير متكاثر وغالبًا ما تتطلب جرعات معززة ومواد مساعدة. تستخدم لقاحات الوحدات الفرعية والمترافقة بروتينات أو سكريات متعددة نقية، وتوازن بين الاتساع والسلامة. أما لقاحات الناقلات الفيروسية والأحماض النووية فتقدم التعليمات الجينية للمستضد بحيث تنتجه خلايا المتلقي نفسها، مما يشرك استجابات الأجسام المضادة والخلايا التائية. يقدم بولارد وبيجكر (Pollard and Bijker, 2020) الإطار المقارن لهذه المنصات، ويصف شي وآخرون (Shi et al., 2019) كيف تعزز المواد المساعدة وتشكّل الاستجابة للمستضدات غير الحية. يصقل التصميم الرشيد المستضد نفسه — على سبيل المثال تثبيت بروتين سطحي فيروسي في شكله قبل الاندماج — لتركيز المناعة على الحواتم الوقائية.

Clinical relevance

يحدد اختيار المنصة الكثير من الملامح العملية للقاح — كيفية تخزينه، وعدد الجرعات المطلوبة، ونوع المناعة التي يفضلها — وهذا هو السبب في أن فهم المنصات أمر أساسي لتفسير الأدلة المتعلقة باللقاحات. أظهرت التجارب الكبيرة للقاحات mRNA الخاصة بكوفيد-19 (Polack et al., 2020; Baden et al., 2021) أن منصة جديدة آنذاك حققت فعالية عالية مقاسة. يشرح هذا المدخل علم هذه التصميمات وليس مصدرًا لتوصيات التحصين.

History

تطور تصميم اللقاح من تلقيح جينر (Jenner) بالممرض الكامل عبر توهين باستور (Pasteur)، إلى اللقاحات الفيروسية المعطلة والحية في منتصف القرن العشرين، ثم إلى مستضدات الوحدات الفرعية والمؤتلفة، وأخيرًا إلى منصات الناقلات الفيروسية و mRNA التي حصلت على ترخيص خلال جائحة كوفيد-19، كما رسمه بولارد وبيجكر (Pollard and Bijker, 2020).

Debates

هل تتفوق منصات الأحماض النووية والناقلات على لقاحات الفيروس الكامل التقليدية؟

تقدم المنصات الأحدث سرعة ومرونة وأثبتت فعاليتها العالية ضد SARS-CoV-2، لكن اللقاحات الحية والمعطلة تحتفظ بمزايا في بعض الإعدادات، لذا يتعامل المجال مع اختيار المنصة على أنه يعتمد على المستضد والسياق بدلاً من كونه أمرًا محسومًا.

Key figures

• Andrew Pollard
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pollard-bijker-2020
• shi-2019

Frequently asked questions

ما الفرق بين لقاح الوحدة الفرعية ولقاح mRNA؟

يقدم لقاح الوحدة الفرعية بروتينًا فيروسيًا جاهزًا، بينما يقدم لقاح mRNA التعليمات الجينية بحيث تصنع خلايا المتلقي البروتين بنفسها؛ وكلاهما يهدف إلى تقديم نفس المستضد ولكنه يصل إليه بطرق مختلفة.

لماذا تحتوي بعض اللقاحات على مادة مساعدة (adjuvant)؟

غالبًا ما تكون المستضدات النقية أو المعطلة ضعيفة المناعة بمفردها، لذلك تُضاف مادة مساعدة لتحفيز وتشكيل الاستجابة المناعية، مما يحسن قوة الحماية وديمومتها.