آیا می‌توان واکسن‌هایی ساخت که مثل ویروس‌ها تکثیر شوند و جهش پیدا کنند؟
ویروس‌ها جهش پیدا می‌کنند و تکثیر و منتقل می‌شوند، یک روند پویا که اغلب باعث شیوع بیماری جدید می‌شود. اگر واکسن‌ها هم اینطور بشوند چه می‌شود؟ لئور وینبرگر، ویروس شناس ، یک موفقیت علمی را به اشتراک می گذارد: »گروگان درمانی»، نوعی درمان پزشکی که می‌تواند در کنار ویروس حمله کرده، خود را بروز داده و گسترش یابد و به طور بالقوه درمان صورت می‌گیرد وافراد مبتلا و سرعت انتشار عفونت‌هایی مانند اچ آی وی را کاهش می‌دهد.
می‌خواهم در مورد یکی از دانشجوهایم بگویم. چند هفته پیش، وقتی او در تعطیلات بود در ساعت ۳ صبح یک تماس داشت. شوهرش بود که به او می‌گفت: شهری که در آن هستی ساعت ۱۰ قرنطینه می‌شود. او در شهر ووهان چین بود. مرکز شیوع ویروس کرونا. ساعت ۸ صبح او در جاده بود در اتومبیل دوستش ۸۰۰ کیلومتر را تا فرودگاه شانگهای رانندگی کرد. تمام مدت می‌ترسید مقامات او را دستگیر کنند. بالاخره او به یکی از آخرین پروازها رسید.
خب، خیال همه ما از بازگشتش به خانه راحت شد، امن در ایالت متحده. اما چه می‌شود اگر به شما بگویم او در این اتاق بود؟ چه می‌شود اگر به شما بگویم کنار شما نشسته بود؟ هیچ واکسنی وجود ندارد. حد اقل برای ۱۲ ماه هیچ واکسنی وجود نخواهد داشت. و این ویروس درحال جهش یافتن است، بنابراین هیچ تضمینی وجود ندارد واکسنی که ما تا ۱۲ ماه دیگر تولید می‌کنیم با ویروس جهش یافته مطابقت خواهد داشت. ما همیشه بازیچه می‌شویم. و این سناریویی است که هر زمان بیماری‌ای شایع می‌شود ما در آن هستیم. قرنطینه‌های ما متخلخل هستند، پاسخ‌های پزشکی ما بدرد‌نخور هستند.
مشکل اساسی که در کنترل این شیوع با آن روبرو هستیم این است که ویروس‌ها و سایر عفونت‌ها دو کار را به خوبی انجام می‌دهند: جهش پیدا می‌کنند و آنها را انتقال می‌دهند. ابزارهای پزشکی ما هیچ یک از این دو کار را انجام نمی‌دهند. ابزارهای پزشکی ما جهش نمی‌یابد یا انتقال نمی‌پذیرد. ما بین ابزارهای خود یک عدم تطابق اساسی داریم، که ایستا هستند، و عفونت‌ها که پویا هستند. به دلیل این عدم تطابق است ما همیشه ناکارآمد هستیم. برای همین است که ما همیشه گول می‌خوریم. و این عدم تطابق جهانی است. این دلیلی است که ما عفونت‌های مقاوم به آنتی بیوتیک داریم که سال گذشته ۴۰,۰۰۰ آمریکایی را کشت، و این دلیلی است که واکسن آنفولانزا نمی‌تواند مانع از کشته شدن ۶۰،۰۰۰آمریکایی آمریکایی توسط آنفولانزا در سال گذشته گردد. خب چگونه این عدم تطابق اساسی را حل و فصل کنیم؟ من کارم را برای مطالعه و حل این مشکل اختصاص داده‌ام. به مدت ۱۰۰ سال است که، ما از مواد شیمیایی برای درمان عفونت‌ها به عنوان دارو استفاده کرده‌ایم. مواد شیمیایی هرگز جهش یا انتقال نخواهند داشت. به همین ترتیب، واکسن‌های ما طوری طراحی نشده‌اند که جهش یا انتقال داشته باشند. ۲۰ سال پیش، من یک ایده بنیادی داشتم استفاده از خود ویروس برای درمان خودش– به عنوان بلوک‌هایی برای درمان. برای ساختن روش‌های درمانی که می‌تواند جهش و انتقال یابد. بگذارید با شما در میان بگذارم چگونه موفقیت بزرگی داشته‌ایم، و درحال آزمایش این روش‌های درمانی جدیدهستیم.
ویروس اچ آی وی ویرانگرترین بیماری همه گیر دوران ماست. ۷۵ میلیون نفر آلوده؛ ۳۳ میلیون کشته. بیشتر‌ما فکر می‌کنیم که اچ آی وی یک مشکل حل شده است. ما واقعا داروهای ضد ویروسی شگفت‌انگیزی داریم: آنها ایمن و موثر هستند، و ما ۱۵ سال وقت صرف کردیم و همینطورمیلیاردها دلار برای بهره‌برداری از این داروها در سراسر دنیا. بنابراین بیایید به اعداد نگاه کنیم.
در سال ۲۰۱۹، ۱/۷میلیون نفر به اچ آی وی مبتلا شدند. این تعداد را من فقط در سال گذشته دیدم وقتی برای بازدید از یکی از دهکده‌های خارج از دوربان آفریقای جنوبی رفته بودم. داشتم در طول این جاده خاکی رانندگی می‌کردم با دختر ۱۰ ساله‌ام در صندلی عقب، و در کنار ما دخترانی بودند که در کنار جاده راه می‌رفتند، هم سن دخترم، پابرهنه. دخترم پرسید چرا این دختران پابرهنه هستند؟ و من مجبورشدم تفاوت‌ها را برای او توضیح دهم، که سخت بود. اما آنچه واقعاً شوکه‌ام کرد زمانی بود که همکارم، دانشمند محلی آفریقایی به من توضیح داد که این دختران جوان هم سن دخترم —
ببخشید — به احتمال ۸۰ درصد در طول عمر خود به ایدز مبتلا می‌شوند. این من را تخریب کرد. چطور این دختران ۸۰ درصد در خطر هستند اگر داروهای ایمن و موثری داریم؟
دلیل آن، عدم تطابق اساسی است. این برای کنترل بیماری‌های عفونی موانعی ایجاد می‌کند، به خصوص در محیط‌های با منابع محدود. اولین مانع جهش است: ویروس‌ها جهش می‌یابند، داروهای ما اینگونه نیستند. مانع دوم: اعتقاد و تبعیت است. رسیدن این داروها به کسانی که بیشترین نیاز را دارند واقعاً سخت است. من حتی نمی‌توانم یک هفته به رژیم آنتی بیوتیک در این کشور پایند باشم. در محیط‌های با منابع محدود از آنها که با سختی‌های زیادی مواجه‌اند می‌خواهیم به رژیم‌های مادام العمر پایبند باشند.
و مانع سوم استقرار است، یا دسترسی. رساندن این داروها به کسی که بیشترین نیاز به آن را دارد بسیار سخت است. نه این دختران بلکه کسانی که مشغول فعالیت‌های پرخطر هستند، مانند کارگرهای جنسی تجاری و مصرف کنندگان مخدرهای تزریقی. در اصطلاح اپیدمیولوژیک، به این گروه ها «ابر منتشرکننده» گفته می‌شود. و در دهه ۱۹۰۰، یک زیرمجموعه کوچکی از ابر پخش‌کننده‌ها در گروهی در حال عبور از راه‌های آفریقا وجود داشت و شیوع این ویروس در این قاره صورت گرفت. شناسایی این گروه‌ها بسیار دشوار است، آنها کوچک هستند، آنها با ننگ عظیم اجتماعی روبرو هستند بنابراین خود را شناسایی نمی‌کنند و کسانی هستند که باید بیشتر از همه به آنها برسیم. همه این موانع با هم ترکیب شدهاند و وضعیت امروز ما را ایجاد کرده‌است، که بیش از ۱۵ درصد مردم در آفریقای جنوبی با اچ آی وی زندگی می‌کنند.
در حال حاضر، عقل متعارف این است: آنچه باید انجام دهیم تهیه دارو‌ی بیشتر برای افراد بیشتر است. من استدلال می کنم: ما باید عدم تطابق اساسی راحل کنیم؛ ما باید این موانع را برطرف کنیم. اگر بتوانیم روش‌های درمانی بسازیم که جهش و انتقال پیدا‌کنند، ما می‌توانیم بر مقاومت دارویی غلبه کنیم، غلبه برموانع پایبندی، و اگر ما آن را به درستی انجام دهیم، ما ابر پخش‌کننده‌ها را از بزرگترین مانع تبدیل خواهیم کرد به قدرتمندترین استراتژی استقراری که می‌توانیم تصور کنیم.
این یک مفهوم رادیکال و بنیادی است. این بازده بالقوه زیادی دارد، اما یک چالش وجود دارد. و جدی است. قبل از اینکه ما یک روش درمانی را بخواهیم گسترش دهیم و منتقل کنیم، حتی اگر فقط در جمعیت محدودی از افراد آلوده باشد، قبل از انجام این کار، ما باید فوق العاده مراقب باشیم، و ما باید ایمنی را به سختگیرانه ترین روش‌های ممکن آزمایش کنیم. دلیل اینکه امروز برای اولین بار بعد از ۲۰ سال اینجا هستم این است که، ما فهمیدیم که این کار جواب داده، و این اولین بار است که آن را به صورت عمومی به اشتراک می‌گذارم.
بنابراین برای کمک به شما در درک این پیشرفت، بگذارید شما را به ۲۰ سال قبل برگردانم به سال ۱۹۹۹. وقتی از دانشگاه برکلی کالیفرنیا فارغ التحصیل شدم، در باره بیوفیزیک اچ آی وی مطالعه می‌کردم. برای چنین اپیدمی پیچیده‌ای، سادگی این ویروس من را مجذوب خود کرد. اچ آی وی، مانند همه ویروس ها، فقط یک مجموعه دستورالعمل است — نرم افزارهای مخرب. یک سلول را ربوده و آن‌را به کارخانه‌ای مبدل می‌کند تا کاری انجام دهد: تمرکز بر تولید انبوه ویروس بیشتر. تمام عملکردهای طبیعی سلول از بین می‌رود. اچ آی وی گلبول‌های سفید خون را که باعث سلامت ما می‌شود، آلوده می‌کند. این سلول قبلاً گروگان گرفته شده و به کارخانه تبدیل شده است. و اگر بزرگنمایی کنیم ، ما می‌توانیم آناتومی ویروس را مشاهده کنیم. خطوط قرمز در وسط؟ اینها مجموعه دستورالعمل‌های اچ آی وی است. مواد ژنتیکی آن
این ماده ژنتیکی روند گروگان گیری سلول را هدایت می‌کند، اول تبدیل آن سلول به یک کارخانه برای ایجاد نسخه‌های بیشتر از مجموعه دستور العمل‌ها، و سپس تمامی اجزای دیگر ویروس و سرهم کردن آن به صورت جزء به جرء. به این ترتیب ویروس منتقل می‌شود. هریک از این ذرات می‌توانند وارد شوند و سلول جدیدی را بربایند. به این ترتیب ویروس تکثیر می‌شود. و هر بار که یک سلول ربوده می‌شود، در کپی کردن مواد ژنتیکی اشتباهات کمی انجام می شود. به این ترتیب ویروس جهش می‌یابد. این توانایی برای تکثیر، انتقال و جهش کاری‌است که داروهای فعلی ما قادر به انجام آن نیست.
بنابراین، فکر کردم: چرا ما نمی‌توانیم درمانی ایجاد کنیم که جهش و انتقال و تکثیر داشته باشد؟ این ایده بود. اگر بتوانیم ویروس را برداریم و آن را مهندسی کنیم تا مواد ژنتیکی را با رنگ آبی در اینجا قطع کند، آن وقت این مجموعه دستورالعمل قطع شده دیگر نمی تواند سلول را بدزدد. اما این مجموعه دستورات قطع شده می‌تواند کار بسیار خاصی انجام دهد. در یک سلول قبلاً آلوده، این مجموعه دستورالعمل قطع شده می‌تواند گروگانگیر را بدزدد. این می‌تواند سازوکار اچ آی وی را برای کپی کردن از خودش به خدمت در بیاورد، مجموعه دستورات قطع شده، و سپس هریک از این کپی‌ها می‌تواند تمام اجزای دیگر اچ آی وی را بدزدد به طوری که سلول از کارخانه تولید ویروس تبدیل می‌شود به کارخانه‌ای که درمان ایجاد می‌کند. گروگانگیرها. اینها هیچ بیماری ایجاد نمی‌کنند. این به طور چشمگیری سطح اچ آی وی را کاهش می‌دهد و سلول را سالم تر نگه می‌دارد.
این ایده من را درگیر کرده بود. ماه‌ها. این شدیدترین چالش فکری زندگی من بود. در هر دوچرخه سواری به آزمایشگاه، در هر پیاده‌روی به کافی شاپ، در هر دویدن در تپه‌های بالای دانشگاه، ایده‌ها، استدلالها، ضد استدلالها، همه آنها خیلی سریع وارد سر من شدند، در مونولوگ درونی من، از نظر جسمی من رو از نفس انداخته بود. فکرکردم اگر بتوانیم درمانی ایجاد کنیم که، فقط یکبار لازم است مصرف شود، می‌تواند همراه با ویروس جهش یابد و احتمالاً می‌تواند بین افراد آلوده منتقل شود برای درمان آنها. این درمانی بود که می‌توانست همه کارهایی را که ویروس می‌تواند انجام دهد، انجام دهد. این عدم تطابق اساسی را برطرف کرد.
اساسی ترین قسمت این مفهوم این بود که ابر پخش کننده ها نیز باید تبدیل شوند از یک منتقل کننده ویروس به یک منتقل کننده درمان. این درمانی بود که همراه با سرعت ویروس منتقل و منتشر می‌شد. این برخی افراد رو ترسوند. اما در حال حاضر یک نمونه وجود دارد: ما پیش از این به طور ناخواسته از روش‌های درمانی استفاده کردیم. واکسنی که فلج اطفال را در ایالات متحده از بین برد، واکسن خوراکی فلج اطفال، بین مردم منتقل می‌شد. شناخته شده و مشهور نیست، اما در واقع قابل انتقال بودن این واکسن بخشی از دلیلی است که از این واکسن برای نابودی بیماری در سراسر جهان استفاده می‌شد با وجود مسائل ایمنی آن.
خب مشکل بزرگتر این بود که در این روش‌های درمانی گروگانگیر های سلولی وجود نداشتند. مشاوران من در دانشگاه برکلی به من گفتند، « ایده خوبی‌است، اما بسیار تاسف آور است که هرگز عملی نخواهد شد.» یا، « تنظیم کنندگان هرگز اجازه نمی‌دهند، ولش کن.» اما این ایده من را رها نمی‌کند.
اگر تا کنون جواب داده، می‌تواند عدم تطابق اساسی را حل کند. پس ما سال‌ها برای ساختن آن تلاش کردیم. ما هر ترفندی را امتحان کردیم و بارها و بارها شکست خورد. ما– هر وقت فکر می‌کردیم ایده خوبی داریم، ماه‌ها، گاهی اوقات سال‌ها، روی آن کار می‌کردیم تا وقتی پوچ از آب دربیاد. ما یک بار پنج سال وقت صرف کردیم ساخت ۱۵۰,۰۰۰ نسخه از گروگانگیرهای درمانی. تک تک شکست خورد. یکبار ازیک دانشجوی درخشانم پرسیدم: امیدی داری چیزی از من یاد بگیری در دوره دکترا —
و او پاسخ داد، «چگونه می‌توان ادامه داد، چگونه می‌توان به جلو حرکت کرد با وجود صفر دست‌آوردی که تاکنون کسب کردیم.»
نمی‌دانم آیا او می‌خواست چیزی به من بگوید؟
تا سال ۲۰۱۸، اوضاع بد به نظر می‌رسید. هیچ مدرک و دست‌آوردی وجود نداشت که یک گروگانگیری درمانی می‌تواند مهندسی شود. در حقیقت، ما شواهدی داشتیم که ممکن است این کاری غیرممکن باشد. روبرو شدن با حقیقت زمان سختی بود. این راه حل که خیلی دوستش داشتم، این راه سلول درمانی وجود ندارد. به مدت ۲۰ سال، من دنبال سراب می‌دویدم.
سپس یک روز، الیزابت، یک فوق دکترا در آزمایشگاه من، با این تصویر پیش من آمد. زیاد شبیه به نظر نمی‌رسد. همسرم فکر می‌کند مثل آزمایش بارداری است.
اما این گروه کوچک این پایین — این ماده ژنتیکی قطع شده بود که ما ۲۰ سال بدنبال آن بودیم. کل زمانی که ما برای ساختن آن تلاش کرده بودیم و شکست می‌خوردیم، به خودی خود در یک فلاسک در پشت آزمایشگاه تکامل یافته بود.
(مخاطبان) چی؟
ما سرانجام سرنخی داشتیم. و ما از این برای ساخت اولین گروگانگیر سلولی استفاده کردیم. اما هیچ مدرکی دال بر اینکه آنچه ساخته بودیم یک روش درمانی بود، نداشتیم.
اولین مانعی که هر درمانی باید برطرف کند تست روی موش است. این می‌تواند خطرناک باشد. درمورد ما ، اگر موش‌های ما می‌مردند، بودجه ما نیز قطع می‌شد، و با آن، هر گونه امید به درمان شدن ناکام می‌ماند، چه رسد به تحول آفرینی. بعد از این همه شکست، همه ما کاملاً شک داشتیم اما در واقع گزینه دیگری نداشتیم. ما مجبور شدیم تیرآخر را شلیک کنیم. باید تلاش می‌کردیم.
شگفت آوراست، گروگانگیری سلولی در موش کار کرد، و دقیقاً همانطور که ۲۰ سال قبل پیش بینی کرده بودیم کار کرد. از سلول‌های موش در برابر اچ آی وی محافظت کرد. در اینجا سلول‌های زیر میکروسکوپ را داریم. ابتدا، اچ آی وی در رنگ قرمز باعث آلوده شدن این سلول‌ها می‌شود، و سپس گروگاگیر سلولی، با رنگ آبی، می‌تواند فعال شود، ازسلول‌ها حفاظت می‌کند وبه سلول‌های دیگر پخش می‌شود. ما سرانجام بعد از ۲۰ سال گروگانگیر سلولی را می‌ساختیم. همه افراد در آزمایشگاه سرحال بودند. برای من، این مدرک اثبات مفهوم بود. اگر این روی یک ویروس جواب می‌داد، روی بقیه ویروس ها هم می‌شد.
برای درک اینکه این سلول‌ها چگونه می‌تواند برسطح اچ آی وی در سراسرجهان تأثیر بگذارد، شبیه سازی رایانه ای انجام دادیم، مدل‌های اپیدمیولوژیک. و نتایج بسیار شگفت انگیز بود. اگر ما در مناطق آسیب دیده آفریقا کاری انجام ندهیم، شیوع اچ آی وی بین ۲۵ تا ۳۰ درصد باقی خواهد ماند. اگر ما موفق به معرفی دارو به سه چهارم مردم شویم یا حتی اگر به واکسن با اثر طولانی مدت برسیم، می‌توانیم این تعداد را به ۲۰ درصد کاهش دهیم. اما این سناریوها در بهترین حالت هستند. اگر اچ آی وی مقاومت نشان‌دهد یا اگر مردم رفتارهای خود را تغییر دهند، این اعداد می‌توانند تا ۳۰ درصد برگردند یا حتی بیشتر. آبی، گروگان درمانی است. و هنوز راهی پیدا نکردیم، هم از لحاظ تئوری و چه از نظر تجربی، اچ آی وی می‌تواند تکامل پیداکند و دربرابر گروگانگیر سلولی مقاومت کند.
دلیل این که این گروگانگیر سلولی بسیار خوب کار می‌کند سرعت پخش فوق العاده است. اگر گروگانگیر سلولی در اینجا معرفی و منتشر شود، ابر پخش کننده‌ها می‌توانند آن را بردارند و از طریق جمعیت حاظر منتقلش کنند. تصور کنید ۱۰ سال بعد، اچ آی وی دیگر یک بیماری همه گیر نیست.
برای رسیدن به آن نقطه، ما باید آزمایش های بالینی در مقیاس بزرگ را در مدت پنج سال شروع کنیم، که به معنای آزمایش های اولیه انسانی در سال آینده است. سازمان غذا و دارو ما را برای شروع آزمایش در بیماران اچ آی وی مثبت ترغیب کرده است کسانی که سرطان غیر قابل درمان دارند و کمتر از یک سال برای زندگی زمان دارند. داوطلب شدن در این آزمایش آخرین هدیه فوق العاده سخاوتمندانه آنها به جهان است. آنها « آخرین گروه هدیه» نامیده می‌شوند. و آزمایش در این بیماران نوع دوست سال آینده‌است، ما باید امسال آزمایشات بالینی خود را به پایان برسانیم … و فکرکنم انجام خواهیم داد.
من هنوزهمکارانی را می‌بینم که مخالفند و کاملاً مخالف این هستند که به ما اجازه دهند با آزمایش جلو برویم. آنها می‌گویند: «اگر مشکلی پیش بیاید چه؟ نمی‌توانید آنها را خلاص کنید.» آنها می‌گویند، « مسائل اخلاقی وجود دارد؛ مردم رضایت نخواهند داد.» واکسن فلج اطفال خوراکی با نگرانی‌های اخلاقی و ایمنی مشابهی روبرو شده‌است. در واقع، واکسن فلج اطفال خوراکی با چنین کمپین موثراطلاعات غلط روبرو شد که اکثر مردم هنوز نمی‌دانند قابللیت انتقال بود که، فلج اطفال را با موفقیت در بسیاری از کشورها ریشه کن کرد یا اینکه این واکسن اساس واکسن‌های جدید است. وقتی ما سال گذشته این ایده سلول درمانی را در آفریقا ارائه دادیم، دانشمندان آفریقایی پاسخ متفاوتی داشتند. آنها گفتند: «چگونه می‌توانید این را آزمایش نکنید؟» آنها گفتند که آزمایش نکردن غیراخلاقی است. حتی اگر امکان داشته باشد شکست بخوریم، من فکر می‌کنم مخاطرات برای تلاش زیاد نیستند. اگر کاری نکنیم، آن دختران خارج از دوربان آفریقا به اچ آی وی مبتلا می‌شوند، و دفعه بعدی که ویروسی جدید ظاهر شد، در همان موقعیت آسیب پذیر امروزی خواهیم بود با قرنطینه‌های پر از اشکال و واکسن‌هایی که ممکن است ماه‌ها صبر کنیم و ممکن است مطابقت نداشته باشد.
من فکر می‌کنم زمان یک رویکرد جدید است که متفاوت از رویکردهای ایستا در قرن گذشته است. زمان فن‌آوری جدیدی است که انفعال کمتری دارد و فعال تر هستند. من فکر می‌کنم زمان درمان رسیده‌است که فقط به نفع افراد مرفه نیست بلکه برای کسانیست که با بزرگترین ناملایمات روبرو هستند. فکر می‌کنم زمان نوعی سلاح جدید فرا رسیده‌است که مطابقت دارد، یا عدم تطابق اساسی را برطرف می‌کند. فکرمی‌کنم زمانش رسیده که روش‌های درمانی ویروسی شوند.
