چرا پس از ۴۰ سال، هنوز واکسنی برای ایدز نداریم؟

چهل سال پیش، پژوهشگران موارد مرموزی از پنج مرد همجنس‌گرا را توصیف کردند که براثر ذات‌الریه ناشی از قارچ پنوموسیستیس کارینی بیمار شده بودند. دو نفر از این پنج مرد، قبلا فوت کرده بودند.

پژوهشگران در ۵ ژوئن ۱۹۸۱ در مجله Morbidity and Mortality Weekly Report نوشتند این نوع ذات‌الریه معمولا فقط افرادی را درگیر می‌کند که سیستم ایمنی بسیار ضعیفی دارند. طولی نکشید که دانشمندان متوجه شدند بیماری که بعدها ایدز نامیده شد، درحال تخریب سیستم ایمنی این مردان بود. سه سال بعد، دانشمندان علت ایدز را پیدا کردند که HIV یا ویروس نقص ایمنی انسانی نام گرفت. در آن زمان، مارگارت هکلر، وزیر بهداشت و خدمات انسانی آمریکا در کنفرانس خبری آوریل ۱۹۸۴ گفت ظرف دو سال آینده واکسنی برای ایجاد محافظت دربرابر ویروس، آماده آزمایش خواهد بود که مردم را امیدوار کرد که محافظت دربرابر این ویروس در راه است؛ اما ما هنوز منتظریم.

در همین حین، دنیاگیری HIV که احتمالا در دهه ۱۹۲۰ از کنگو آغاز شد به تلفات مرگباری منجر شده است. تا پایان سال ۲۰۱۹، بیش از ۷۵ میلیون نفر در سراسر جهان آلوده شده‌اند. تقریبا ۳۲/۷ میلیون نفر نیز براثر این بیماری جان خود را از دست داده‌اند.

روزهای ابتدایی همه‌گیری HIV در کشور آمریکا با مجادله‌های فراوانی همراه بود، زیرا برخی افراد ایدز را به‌عنوان بیماری می‌دیدند که فقط جامعه همجنس‌گرایان را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. در جولای‌ی ۱۹۸۳، مردم در واشینگتن دی‌دسی راهپیمایی کردند تا دولت بودجه‌ای برای مبارزه با HIV و ایدز درنظر بگیرد.

بدون پیشرفت در درمان‌های ضدویروسی که می‌توانند از مرگ افراد آلوده به HIV و از انتقال ویروس به دیگران جلوگیری کنند، بدون شک تلفات حاصل از این عفونت بسیار بیشتر می‌شد. تا به امروز، فقط سه نفر موفق شده‌اند عفونت HIV را شکست دهند. برای بیشتر افراد مبتلا، عفونت تا آخر عمر طول می‌کشد.

عفونت طولانی‌مدت تنها یکی از علت‌هایی است که چرا هنوز واکسنی علیه HIV وجود ندارد. همچنین با توجه به اینکه ویروس گونه‌های بسیار مختلفی داشته و قدرت بالایی در فرار از سیستم ایمنی دارد، شناسایی و مورد هدف قرار دادن آن ساده نیست.

پول نیز یکی از مسائل است. فقدان واکسن مؤثر علیه HIV کاملا در تضاد با واکسن‌های کووید ۱۹ است که ساخت آن‌ها کمتر از یک سال طول کشید. به‌گفته سوزان زولا پازنر، ایمنی‌شناس مدرسه پزشکی آیکان در مانت‌ساینای در نیویورک، برای ساخت واکسن کووید ۱۹ بودجه زیادی درنظر گرفته شد که کار درستی هم بود؛ اما برای ساخت واکسنی علیه HIV این طور نبوده است و برای مثال در آمریکا، بودجه پژوهش‌های مربوط به ساخت واکسن HIV به‌صورت اقساط پنج ساله ارائه می‌شود و این امر تخصیص کارآمد بودجه را برای به نتیجه رساندن یک واکسن دشوار می‌کند.

بااین‌حال، همین جریان اندک بودجه امکان پیشرفت‌هایی را در پژوهش‌های مرتبط با HIV فراهم کرده است که تا حدی به موفقیت سریع چندین واکسن کووید ۱۹ نیز کمک کرده است. برای مثال، فناوری مورد استفاده برای ساخت واکسن کووید ۱۹ شرکت جانسون اند جانسون اولین‌بار به‌عنوان استراتژی برای مقابله با HIV ایجاد شد، زیرا باعث ایجاد پاسخ ایمنی قوی می‌شود. این واکسن از نوعی ویروس سرماخوردگی استفاده می‌کند که به شکلی تغییر داده شده است که موجب بیماری نمی‌شود. این ویروس حامل دستورالعمل ساخت پروتئین‌های ویروسی است که برای آموزش سیستم ایمنی برای شناسایی مهاجم موردنیاز است. واکسن کووید جانسون اند جانسون از ویروسی به نام آدنوویروس ۲۶ استفاده می‌کند. اولین کاندیداهای واکسن HIV از آدنوویروس ۵ استفاده می‌کردند.

متاسفانه کارآزمایی بالینی آزمایش واکسن HIV نشان داد احتمال ابتلا به عفونت HIV در شرکت‌کنندگانی که قبلا به‌طور طبیعی به آدنوویروس ۵ آلوده شده بودند، بیشتر است. پژوهشگران کارآزمایی را متوقف کردند. آن‌ها حدس زدند که شرکت‌کنندگان به آن علت دربرابر HIV حساس‌تر بودند که از قبل دربرابر آدنوویروس ۵ ایمنی داشتند و این امر موجب تضعیف پاسخ‌های محافظ دربرابر HIV می‌شد.

در نوامبر ۲۰۱۶، فردی واکسن‌های آزمایشی را برای اولین شرکت‌کنندگان کارآزمایی بالینی واکسن HIV که HVTN702 نام داشت، در آفریقای جنوبی حمل می‌کند. این کارآزمایی در فوریه ۲۰۲۰ پس از اینکه تجزیه‌و‌تحلیل موقت نشان داد واکسن در پیشگیری از عفونت HIV مؤثر نیست، متوقف شد.

مارک فاینبرگ، ایمنی‌شناس رئیس و مدیرعامل ابتکار بین‌المللی واکسن ایدز در شهر نیویورک، می‌گوید فقدان واکسن مناسبی برای HIV به‌معنای عدم تلاش نیست. کاری که درجهت ساخت واکسن HIV انجام می‌شود، بسیار پیچیده‌تر و خلاقانه بوده است.

بیشتر دشواری‌های ساخت واکسنی برای HIV از زیست‌شناسی پیچیده خود ویروس ناشی می‌شود. یکی از چالش‌های اساسی تنوع ژنتیکی بالایی است که در میان ویروس‌های HIV وجود دارد که مردم سراسر جهان را آلوده می‌کنند. دقیقا مانند ویروس کرونا که گونه‌هایی دارد که قدرت انتقال بیشتری داشته یا می‌توانند از بخش‌های مختلف سیستم ایمنی فرار کنند، HIV نیز دارای گونه‌های مختلفی است.

مورگان رولند، ویروس‌شناس برنامه پژوهشی HIV در مؤسسه تحقیقات والتر رید آمریکا دررابطه‌با ویژگی‌های خاص ویروس HIV می‌گوید این ویروس با سرعت زیادی نسخه‌هایی از الگوی ژنتیکی خود می‌سازد و هر روز در یک فرد ده‌ها هزار نسخه جدید تولید می‌کند. هریک از نسخه‌های جدید به‌طور متوسط حداقل یک جهش منحصر‌به‌فرد دارند. در طول سال‌ها، یک فرد واحد می‌تواند گونه‌های بی‌شماری از ویروس را در بدن خود داشته باشد، اگرچه فقط چند مورد منتخب از گونه‌ها می‌توانند به دیگران منتقل شوند.

مشکل اصلی که گونه‌ها برای واکسن‌ها ایجاد می‌کنند، این است که برخی از جهش‌ها در قسمت‌هایی از ویروس واقع شده‌اند که سیستم ایمنی معمولا به آن‌ها حمله می‌کند. چنین تغییراتی می‌تواند به ویروس کمک کند تا شناسایی نشود. واکسن‌های خوب باید موجب پاسخ ایمنی شوند که برای ایجاد محافظت گسترده دربرابر عفونت بتواند با این تنوع عظیم مبارزه کند.

علاوه‌براین، ویروس از روش‌های مختلفی برای پنهان شدن از سیستم ایمنی استفاده می‌کند. یکی از تاکتیک‌هایی که ویروس استفاده می‌کند، این است که قسمت‌هایی از سطح خود را با لایه متراکمی از مولکول‌های قند می‌پوشاند. بسیاری از این قسمت‌ها، اهداف اصلی آنتی‌بادی‌های بدن هستند که به ذرات ویروسی متصل می‌شوند. بارتون هاینز، ایمنی‌شناس مؤسسه واکسن‌های انسانی دانشکده پزشکی دانشگاه دوک می‌گوید بدن این قندها را به‌عنوان عامل خودی تشخیص می‌دهد و اساسا چیزی که ویروس به سیستم ایمنی ما می‌گوید این است که مشکلی وجود ندارد و می‌توانی پاسخ ایمنی محافظت‌کننده‌ای ایجاد کنی؛ اما اگر آنتی‌بادی‌ها به آن‌ها حمله کنند، به‌عنوان دشمن درنظر گرفته شده و از بین می‌روند. این بدان معنا است که کارآمدی سیستم ایمنی در مبارره با ویروس کم می‌شود.

زیست‌شناسی پیچیده ویروس نقص ایمنی انسانی تلاش‌هایی را که تاکنون برای طراحی واکسنی مؤثر در پیشگیری از عفونت ناشی‌از این ویروس انجام شده است، خنثی کرده است؛ اما پژوهشگران درحال ایجاد راه‌حل‌های خلاقانه برای مقابله با آن هستند.

اگرچه شاید بزرگ‌ترین مانع ساختن واکسنی علیه HIV، ماهیت مادام‌العمر بودن عفونت باشد. بسیاری از ویروس‌ها پس از مبارزه سیستم ایمنی دربرابر آن‌ها، از بین می‌روند؛ اما HIV این توانایی را دارد که الگوی ژنتیکی خود را وارد DNA میزبان کند و مخزنی مخفی در سلول‌های T (یکی از انواع سلول‌های ایمنی) ایجاد کند که به‌طور معمول با عفونت‌ها مبارزه می‌کنند. این مخزن موجب می‌شود ویروس برای سیستم ایمنی غیرقابل تشخیص شود. وقتی ویروس در مخفیگاه جدید خود ساکن شد، نه سیستم ایمنی و نه درمان‌های دارویی قادر به ریشه‌کن کردن آن نیستند. این بدان معنا است که باید از همان روز و لحظه عفونت ایمنی داشته باشید. اگر سیستم ایمنی طی ۲۴ ساعت از شر ویروس رها نشود، ویروس پیروز شده است.

اکثر واکسن‌ها ایمنی خنثی‌کننده‌ای را که مانع از بروز عفونت در بیشتر افرادی می‌شود که واکسن را دریافت می‌کنند، ایجاد نمی‌کنند. درعوض، واکسن‌ها احتمالا مانع از بیماری شدید افراد می‌شوند. برای مثال، بسیاری از واکسن‌های کووید ۱۹ در پیشگیری از ایجاد علائم و خصوصا علائم شدید بسیار مؤثر هستند؛ اما برخی افراد واکسینه‌شده هنوز ممکن است به ویروس کرونا آلوده شوند. زولا پازنر می‌گوید این روش گزینه‌ای برای ساخت واکسن HIV نیست، زیرا ویروس هرگز بدن را ترک نمی‌کند.

تا به امروز، تعداد انگشت‌شماری از کارآزمایی‌های بالینی برای آزمایش کارآیی واکسن‌های بالقوه HIV در انسان وجود داشته است. از ۶ کارآزمایی که به‌طور کامل انجام شد، فقط یکی از کاندیداهای واکسن در پیشگیری از عفونت مؤثر بود. در این کارآزمایی موفق که با نام RV144 شناخته می‌شود، از استراتژی تقویت اولیه استفاده شد که در آن واکسن در شش نوبت و با ترکیب‌های متفاوتی به شرکت‌کنندگان تزریق شد.

چهار دوز اول واکسن حاوی نوعی ویروس آبله قناری است که از قدرت تکثیر در سلول‌ها برخوردار نیست و دستورالعمل‌های ژنتیکی ساخت پروتئین‌های انتخابی HIV را حمل می‌کند. سلول‌های شرکت‌کنندگان پروتئین‌های ویروسی موردنظر را می‌سازند و دربرابر آن‌ها پاسخ ایمنی ایجاد می‌کنند. شرکت‌کنندگان همچنین دو دوز دیگر دریافت کردند که شامل تزریق قطعه‌ای از پروتئین HIV می‌شود که برای ورود ویروس به سلول‌ها ضروری است.

پژوهشگران امیدوار بودند شرکت‌کنندگان پاسخ ایمنی و فراگیری ایجاد کنند و به آن افراد محافظت گسترده‌ای دربرابر زیرگونه‌های مختلف HIV بدهد. درنهایت، این استراتژی واکسن، خطر ابتلا به عفونت را در شرکت‌کنندگان واکسینه‌شده درمقایسه‌با گروه واکسینه‌نشده، ۳۱/۲ درصد کاهش داد.

البته استراتژی آبله قناری/پروتئین در کارآزمایی که اخیرا انجام شد، نتایج ضعیف‌تری حاصل کرده است. در فوریه ۲۰۲۰ (همان‌طور که کووید ۱۹ در سراسر جهان درحال انتشار بود)، پژوهشگران کارآزمایی پیگیری را که در آفریقای جنوبی درحال انجام بود و از همان پلتفرم واکسن با هدف بهبود یافته‌های RV144 استفاده می‌کرد، متوقف کردند. پژوهشگران در تاریخ ۲۵ مارس در مجله New England Journal of Medicine گزارش کردند که نتایج حاصل از کارآزمایی نشان‌دهنده کاهش خطر عفونت HIV در افراد واکسینه‌شده نبود.

زولا پازنر می‌گوید این همان جایی است که اختصاص بودجه بیشتر برای پژوهش‌های مرتبط با واکسن HIV می‌تواند کمک‌کننده باشد. اگر به قدر کافی پول داشتید و هرجا که نیاز بود، آن را خرج می‌کردید، دانشمندان با کارآیی علمی بیشتری عمل می‌کردند و سریع‌تر به پاسخ می‌رسیدند. این سرمایه‌گذاری خصوصا برای آزمایش‌های اولیه حیوانی بسیار مهم است. به‌جای صرف ده‌ها سال برای آزمایش رویکردها هر بار روی تعداد اندکی حیوان، در صورت وجود بودجه کافی می‌توان آزمایش‌های بزرگ‌تری انجام داد که نتایج قطعی‌تری حاصل کنند. این امر می‌تواند رویکردهای امیدوارکننده را سریع‌تر به داوطلبان کارآزمایی‌های انسانی برساند.

نشانه‌های امیدوارکننده‌ای وجود دارد که سازندگان واکسن HIV که روی پلتفرم‌های مختلفی کار می‌کنند، ممکن است در مسیر درست ساختن واکسنی مؤثر باشند که ایمنی خنثی‌کننده حاصل کند؛ اما به‌نظر زولا پازنر، نباید هیچ رویکردی را نادیده گرفت.

یکی از رویکردهای ساخت واکسن HIV، استفاده از این ایده است که برخی افراد عفونی به‌طور طبیعی آنتی‌بادی‌هایی تولید می‌کنند که می‌توانند به گونه‌های مختلف HIV حمله کنند و مانع از این شوند که ویروس‌ سلول‌ها را عفونی کند. تولید این آنتی‌بادی‌ها زمان زیادی نیاز دارد. هاینز می‌گوید گاهی‌اوقات آن‌ها تا سال‌ها پس از آغاز عفونت HIV تولید نمی‌شوند. سازندگان واکسن HIV می‌خواهند این فرایند را تسریع کنند.

روش‌های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد. یکی از روش‌ها که اکنون در کارآزمایی بالینی تحت سرپرستی جانسون اند جانسون درحال انجام است، با استفاده از یکی از پروتئین‌های HIV که از موزاییکی از سویه‌های مختلف HIV تشکیل شده است که در سراسر جهان در گردش هستند، موجب ایجاد پاسخ ایمنی گسترده‌ای می‌شود.

روش دیگر آموزش سیستم ایمنی برای ساخت آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده‌ای است که گونه‌های مختلف ویروس را مورد حمله قرار دهند. پژوهشگران برای انجام این کار آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده‌ای را که گونه‌های مختلف را مورد حمله قرار می‌دهند، در افراد آلوده به HIV شناسایی می‌کنند. آن‌ها سپس می‌توانند مراحلی را که بدن برای ایجاد این پروتئین‌های ایمنی طی می‌کند، تجزیه‌و‌تحلیل کنند.

کوین ساندرز، واکسن‌شناس مؤسسه واکسن‌های انسانی دانشکده پزشکی دانشگاه دوک می‌گوید هدف ساخت واکسنی است که موجب شود افراد واکسینه‌شده هنگام مواجهه با قطعات ویروسی مختلف، آنتی‌بادی‌های مشابهی بسازند. در مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۹ در مجله Science منتشر شد، ساندرز، هاینز و همکارانشان نشان دادند که در موش‌ها و ماکاک‌های رزوس واکسینه‌شده، اولین مراحل ساخت آنتی‌بادی‌های ضد HIV که ممکن است درنهایت بتوانند دربرابر گونه‌های مختلف ویروس عمل کنند، برانگیخته می‌شود.

اخیرا تلاش جداگانه‌ای ازسوی فاینبرگ و همکارانش نشان داد ۹۷ درصد از شرکت‌کنندگان انسانی کارآزمایی بالینی اولیه‌ای هنگام مواجهه با قطعه‌‌ی مهندسی‌شده‌ای از HIV، همان سلول‌های ایمنی نادر را تولید می‌کردند.

گروه‌های دیگر برای مبارزه با عفونت روی سلول‌های T تمرکز کرده‌اند. برای مثال، لوئیس پیکر و کلاوس فروه واکسنی را ساخته‌اند که به‌جای اینکه برای پیشگیری کامل از عفونت روی آنتی‌بادی‌ها تکیه کند، موجب می‌شود سلول‌های T خاصی، سلول‌های T آلوده به HIV را بکشند. پژوهشگران نتایج مطالعه خود را در ماه مارس در مجله Science Immunology گزارش کردند. آن‌ها قبلا نشان داده بودند که حدود نیمی از میمون‌هایی که واکسن را دریافت کرده بودند، از محافظت برخوردار شده بودند. این حیوانات به SIV (معادل HIV در نخستی‌ها) آلوده شده بودند؛ اما ویروس نتوانسته بود در بدن آن‌ها به‌خوبی تکثیر شود و عفونت با گذشت زمان از بین رفت. مرحله بعدی، آزمایش واکسن روی انسان‌ها است.

پس از حدود چهار دهه تلاش، اکنون کورسوی امیدی ایجاد شده است. زولا پازنر می‌گوید: «معتقدم به واکسنی دست پیدا خواهیم کرد؛ اما نمی‌دانم چقدر طول خواهد کشید».