واکسن‌های ناقل ویروسی

واکسن ناقل ویروسی از یک ویروس بی‌ضرر یا ضعیف‌شده – که اغلب آدنوویروس است – استفاده می‌کند که برای حمل ژن آنتی‌ژن یک عامل بیماری‌زای هدف مهندسی شده است. پس از واکسیناسیون، ناقل آن ژن را به سلول‌های دریافت‌کننده می‌رساند که سپس آنتی‌ژن را سنتز کرده و به سیستم ایمنی ارائه می‌دهند. از آنجایی که آنتی‌ژن در داخل بدن تقریباً مانند یک عفونت واقعی ساخته می‌شود، این پلتفرم به طور مؤثری هم پاسخ‌های آنتی‌بادی و هم پاسخ‌های سلول T سیتوتوکسیک را تحریک می‌کند و در چندین واکسن کووید-۱۹ و ابولا مورد استفاده قرار گرفته است.

Definition

واکسن ناقل ویروسی، یک ویروس نوترکیب، فاقد قابلیت تکثیر یا ضعیف‌شده است که برای رساندن ژن کدکننده یک آنتی‌ژن هدف به سلول‌های میزبان مهندسی شده است، به طوری که سلول‌ها آنتی‌ژن را بیان کرده و ایمنی محافظتی را بدون حضور عامل بیماری‌زای هدف القا می‌کنند.

Scope

این موضوع به چگونگی طراحی و انتخاب ناقل‌های ویروسی، چرایی تحریک ایمنی سلولی و هومورال قوی توسط بیان آنتی‌ژن درون‌زا، و چالش اصلی این پلتفرم یعنی ایمنی از پیش موجود یا ایمنی هدایت‌شده علیه ناقل می‌پردازد. این یک مرجع روش‌شناختی است و توصیه‌هایی در مورد برنامه‌ریزی یا واجد شرایط بودن ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• چگونه یک ناقل ویروسی برای رساندن ایمن ژن آنتی‌ژن مهندسی می‌شود؟
• چرا بیان آنتی‌ژن درون‌زا، پاسخ‌های قوی سلول T و همچنین آنتی‌بادی را تحریک می‌کند؟
• چگونه ایمنی از پیش موجود نسبت به ناقل، اثربخشی را محدود می‌کند و چگونه می‌توان آن را کاهش داد؟

Key concepts

• ناقل ویروسی نوترکیب
• آدنوویروس و سایر اسکلت‌های ناقل
• طراحی فاقد قابلیت تکثیر
• بیان آنتی‌ژن درون‌زا
• القای سلول T سیتوتوکسیک
• ایمنی ضد ناقل (از پیش موجود)
• تقویت‌کننده اولیه با ناقل‌های هترولوگ

Mechanisms

ویروس ناقل به گونه‌ای تغییر داده می‌شود که ژن کدکننده آنتی‌ژن را حمل کند و در بیشتر پلتفرم‌ها، نمی‌تواند به طور مؤثر تکثیر شود. پس از واکسیناسیون، وارد سلول‌های میزبان می‌شود و آنتی‌ژن به صورت درون‌سلولی سنتز می‌شود و وارد مسیرهای ارائه آنتی‌ژن می‌شود که سلول‌های T سیتوتوکسیک را فعال می‌کند، در حالی که پروتئین بیان‌شده نیز پاسخ‌های آنتی‌بادی را تحریک کرده و ایمنی گسترده‌ای را ایجاد می‌کند. محدودیت اصلی این پلتفرم، ایمنی هدایت‌شده علیه خود ناقل است: آنتی‌بادی‌های از پیش موجود علیه یک ناقل رایج (یا آنهایی که توسط دوز اول تولید شده‌اند) می‌توانند پاسخ را کاهش دهند، به همین دلیل از آدنوویروس‌های نادر انسانی یا حیوانی استفاده می‌شود و رژیم‌های تقویت‌کننده اولیه هترولوگ (prime-boost)، با جفت کردن ناقل‌های مختلف، به کار گرفته می‌شوند. واکسن‌های ناقل ویروسی در پاسخ به کووید-۱۹ (به عنوان مثال ChAdOx1 و Ad26.COV2.S) و ابولا نقش محوری داشتند.

Clinical relevance

واکسن‌های ناقل ویروسی یک پلتفرم با قابلیت انطباق سریع را فراهم می‌کنند که ایمنی سلولی و هومورال قوی را تحریک می‌کند و در برابر عوامل بیماری‌زای اپیدمیک نوظهور ارزشمند بوده است. درک این پلتفرم روشن می‌کند که چرا چنین واکسن‌هایی قوی هستند، اما می‌توانند تحت تأثیر ایمنی نسبت به ناقل قرار گیرند. این مدخل به توضیح علم این پلتفرم می‌پردازد و منبعی برای توصیه‌های واکسیناسیون فردی نیست.

Epidemiology

واکسن‌های ناقل ویروسی در مقیاس وسیع علیه کووید-۱۹ به کار گرفته شدند و در شرایط شیوع بیماری‌هایی مانند ابولا استفاده شدند که نشان‌دهنده مناسب بودن این پلتفرم برای پاسخ سریع است؛ ایمنی هدایت‌شده علیه ناقل همچنان یک ملاحظه طراحی است که انتخاب ناقل و استراتژی دوز را شکل می‌دهد.

History

استفاده از ویروس‌ها به عنوان وسایل انتقال ژن برای واکسیناسیون از تحقیقات ژن‌درمانی و ویروس‌های نوترکیب در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن بیست و یکم توسعه یافت، که توسط دراپر و هینی در سال ۲۰۰۹ بررسی شده است. این پلتفرم در طول همه‌گیری کووید-۱۹ با واکسن‌های آدنوویروس-ناقل که در آزمایش‌های تصادفی مانند آزمایش‌های وویزی و همکاران (ChAdOx1) و سادوف و همکاران (Ad26.COV2.S) تأیید شدند، به استفاده عمومی در مقیاس بزرگ رسید.

Key figures

• Simon Draper
• Florian Krammer

Seminal works

• draper-2009
• voysey-2021
• sadoff-2021

Frequently asked questions

واکسن ناقل ویروسی چگونه کار می‌کند؟

یک ویروس بی‌ضرر، معمولاً فاقد قابلیت تکثیر، ژن آنتی‌ژن هدف را به سلول‌های دریافت‌کننده حمل می‌کند، که سپس آنتی‌ژن را می‌سازند؛ از آنجایی که آنتی‌ژن در داخل سلول‌ها تولید می‌شود، این پلتفرم هم پاسخ‌های آنتی‌بادی و هم پاسخ‌های سلول T سیتوتوکسیک را القا می‌کند.

ایمنی ضد ناقل چیست و چرا اهمیت دارد؟

این یک پاسخ ایمنی علیه خود ویروس حامل است که ناشی از مواجهه قبلی یا دوز قبلی است و می‌تواند میزان کارایی ناقل در رساندن ژن خود را کاهش دهد؛ طراحان با استفاده از ناقل‌های غیرمعمول و ترکیبات تقویت‌کننده اولیه هترولوگ به این موضوع می‌پردازند.