هل يمكن لمتغيرات COVID الجديدة أن تقوض اللقاحات؟ المختبرات تتدافع لمعرفة ذلك

.

وقام فريق بقيادة عالم المعلومات الحيوية توليو دي أوليفيرا بجامعة كوازولو ناتال في ديربان بجنوب إفريقيا ، بربط وباء سريع النمو في مقاطعة الكاب الشرقية بالبلاد بمتغير فيروسات التاجية يسمونه 501Y. V2. ظهرت المتغيرات في المملكة المتحدة وجنوب إفريقيا بشكل مستقل ، لكن كلاهما يحمل مجموعة من الطفرات - بعضها متشابه - في بروتين ارتفاع الفيروس التاجي ، والذي من خلاله يتعرف الفيروس على الخلايا المضيفة ويصيبها والذي يعمل كهدف رئيسي لاستجابتنا المناعية.

قدّر علماء الأوبئة الذين يدرسون نمو المتغير B.1.1.7 في المملكة المتحدة أنه أكثر قابلية للانتقال بحوالي 50٪ من الفيروسات الموجودة المتداولة - وهي نظرة ثاقبة ساهمت في قرار حكومة المملكة المتحدة بدخول إغلاق وطني ثالث في 5 يناير. تقول ويندي باركلي ، عالمة الفيروسات في إمبريال كوليدج لندن وعضو مجموعة تقدم المشورة للحكومة البريطانية بشأن استجابتها لب 1.1.7: "لقد أوضح لنا علم الأوبئة الطريق إلى هنا".

ويضيف باركلي أن من المهم أن يحدد العلماء علم الأحياء الأساسي. "إن فهم خصائص الفيروس التي تجعله أكثر قابلية للانتقال يتيح لنا أن نكون أكثر دراية بقرارات السياسة."

يتمثل أحد التحديات في فك تشابك آثار الطفرات التي تميز سلالات المملكة المتحدة وجنوب إفريقيا عن أقربائها. يحمل المتغير B.1.1.7 8 تغييرات تؤثر على بروتين سبايك ، والعديد من التغييرات الأخرى في جينات أخرى ؛ تحمل عينات متغير 501Y. V2 الجنوب أفريقي ما يصل إلى 9 تغييرات على بروتين سبايك. يقول لوبان إن العمل على تحديد المسئولين عن الانتشار السريع للمتغيرات والخصائص الأخرى يمثل "تحديًا هائلاً". "لا أعتقد أن هناك طفرة واحدة مسؤولة عن كل ذلك."

يتركز الكثير من التركيز على التغيير في بروتين السنبلة الذي تشترك فيه كلتا السلالتين ، المسمى N501Y. تعمل هذه الطفرة على تغيير جزء من السنبلة ، يسمى مجال ربط المستقبلات ، الذي يحبس البروتين البشري للسماح بالعدوى. يقول باركلي إن إحدى الفرضيات التي تم التلميح إليها في الدراسات السابقة هي أن تغيير N501Y يسمح للفيروس بالتعلق بالخلايا بقوة أكبر ، مما يجعل العدوى أسهل.

تعد طفرة N501Y واحدة من العديد من الطفرات التي يستعد فريق Menachery لاختبارها في الهامستر ، وهو نموذج لانتقال SARS-CoV-2. لقد كان جزءًا من فريق أفاد العام الماضي أن طفرة مختلفة في البروتين الشائك مكنت الفيروسات من النمو إلى مستويات أعلى في الشعب الهوائية العليا للهامستر ، مقارنة بالفيروسات التي تفتقر إلى التغيير. يقول: "هذا ما أتوقعه مع هذه الطفرات". "إذا كان هذا هو الحال ، فسيؤدي ذلك إلى انتقالها." يدعم تقرير نُشر في أواخر ديسمبر هذه الفرضية: فقد وجد المزيد من المواد الوراثية لـ SARS-CoV-2 في مسحات الأشخاص المصابين بمتغير B.1.1.7 ، مقارنةً بالمصابين بالفيروسات التي تفتقر إلى التغيير N501Y.

اختبارات الأجسام المضادة

أدى الانتشار السريع للمتغيرات إلى بذل جهود لاحتواء انتشارها ، من خلال عمليات الإغلاق والقيود على الحدود والمراقبة المشددة. ومما يزيد من الشعور بالإلحاح القلق من أن المتغيرات يمكن أن تضعف الاستجابات المناعية التي تسببها اللقاحات والعدوى السابقة. كلا المتغيرين يحتويان على طفرات في مناطق بروتين سبايك التي يتم التعرف عليها من خلال الأجسام المضادة القوية التي تمنع الفيروسات: مجال ربط المستقبلات وجزء يسمى المجال الطرفي N ، كما يقول جيسون ماكليلان ، عالم الأحياء البنيوية في جامعة تكساس- أوستن ، الذي يدرس بروتينات سبايك لفيروس كورونا. هذا يثير احتمال تأثر الأجسام المضادة لهذه المناطق بالطفرات.

نتيجة لذلك ، يعمل الباحثون الأكاديميون والحكوميون ومطورو اللقاحات الآن على مدار الساعة لمعالجة هذا السؤال. يقول Pei-Yong Shi ، عالم الفيروسات في UTMB الذي يتعاون مع شركة Pfizer لتحليل الدم من المشاركين في تجربة اللقاح الناجحة: "هذه سرعة مجنونة". في النسخة التمهيدية من 8 يناير ، وجد الفريق اختلافًا طفيفًا في فاعلية الأجسام المضادة التي تولدها 20 مشاركًا ضد الفيروسات التي تحمل طفرة N501Y ، مقارنة بالفيروسات التي تفتقر إلى التغيير. يقوم الفريق الآن بفحص تأثيرات الطفرات الأخرى في المتغيرات.

في تجربة ذات صلة ، وجد فريق بقيادة زميله Menachery أيضًا أن طفرة 501Y ، على الأقل ، لم تؤثر بشكل كبير على نشاط الأجسام المضادة المعادلة في مصل النقاهة - الجزء المحتوي على الأجسام المضادة من الدم المأخوذ من الأشخاص الذين تعافوا من COVID عدوى. هذا يشير إلى أن طفرة 501Y من غير المرجح أن تغير المناعة ، كما يضيف ميناشري ، الذي نشر البيانات على تويتر في 22 ديسمبر.

لكن الطفرات الأخرى قد تكون كذلك. من بين هذه الطفرات الأخرى طفرة مجال ربط المستقبلات التي حددها فريق دي أوليفيرا في متغير 501Y. V2 ، المسمى E484K. يعمل فريقه مع عالم الفيروسات أليكس سيغال في معهد أبحاث الصحة الإفريقية في ديربان لاختبار البديل ضد مصل ومصل النقاهة من الأشخاص الذين تم تطعيمهم في التجارب. يقول دي أوليفيرا إن النتائج الأولى من هذه الدراسات يجب أن تكون علنية في غضون أيام قليلة.

الهروب المناعي

هناك أدلة جديدة على أن طفرة E484K يمكن أن تمكن الفيروس من الهروب من الاستجابات المناعية لبعض الأشخاص. في 28 ديسمبر ، قام فريق بقيادة عالم المناعة رينو رابولي ، في Fondazione Toscana Life Sciences في سيينا بإيطاليا ، بتنمية SARS-CoV-2 في ظل وجود مستويات منخفضة من مصل نقاهة لشخص واحد. كان الهدف هو اختيار الطفرات الفيروسية التي تتجنب الذخيرة المتنوعة من الأجسام المضادة المتولدة استجابةً للعدوى. يقول ماكليلان ، أحد المؤلفين المشاركين: "لم يكن من المفترض بالضرورة أن تنجح التجربة". ولكن في غضون 90 يومًا ، التقط الفيروس 3 طفرات جعلته منيعة على مصل الشخص - بما في ذلك طفرة E484K في البديل الجنوب أفريقي وتغييرات المجال N-terminal الموجودة فيه والمتغير البريطاني. يقول ماكليلان: "كان ذلك مفاجئًا" ، لأنه أشار إلى أن استجابة الجسم المضاد الكاملة للفرد ضد SARS-CoV-2 كانت موجهة ضد جزء صغير من بروتين السنبلة.

أثبتت السلالة التي تم تطويرها معمليًا أنها أقل مقاومة لأمصال النقاهة من أشخاص آخرين. لكن التجربة تشير إلى أن الطفرات مثل E484K وتغيرات المجال الطرفي N التي يحملها كلا المتغيرين يمكن أن تؤثر على كيفية التعرف على الأجسام المضادة الناتجة عن اللقاحات والعدوى السابقة ، كما يقول ماكليلان.

قالت شركة Moderna للتكنولوجيا الحيوية في كامبريدج ، ماساتشوستس ، والتي طورت لقاحًا قائمًا على الحمض النووي الريبي ، إنها تتوقع أن تعمل لكماتها ضد البديل البريطاني وأن الاختبارات جارية.

يقول جيسي بلوم ، عالم الأحياء التطورية الفيروسية في مركز فريد هاتشينسون لأبحاث السرطان في سياتل بواشنطن ، إن السؤال الملح هو ما إذا كانت هذه التغييرات ستغير فعالية اللقاحات في العالم الحقيقي. في 4 كانون الثاني (يناير) قبل الطباعة ، أفاد فريقه أيضًا أن E484K والعديد من الطفرات الأخرى يمكن أن تفلت من التعرف على الأجسام المضادة في مصل النقاهة لدى الأشخاص بدرجات متفاوتة.

لكن بلوم وعلماء آخرين يأملون ألا تؤدي الطفرات في المتغيرات إلى إضعاف أداء اللقاحات بشكل كبير. تميل الطلقات إلى استخراج مستويات هائلة من الأجسام المضادة المعادلة ، لذلك قد لا يكون هناك انخفاض طفيف في فعاليتها ضد المتغيرات. قد لا تتأثر أذرع الاستجابة المناعية الأخرى التي تسببها اللقاحات ، مثل الخلايا التائية. يقول لوبان: "إذا اضطررت للمراهنة الآن ، فسأقول إن اللقاحات ستظل فعالة للأشياء التي تحسب حقًا في منع الناس من الإصابة بأمراض مميتة".