مطالعه اخیر منتشر شده در مجله روندها در پزشکی مولکولی تلاش‌های فعلی در توسعه واکسن‌های بینی، سیستم‌های تحویل و کاربردهای بالینی برای پیشگیری از بیماری‌های تنفسی را بررسی کرد.
بررسی: واکسن های بینی: راه حل هایی برای بیماری های عفونی تنفسی. اعتبار تصویر: Josep Suria / Shutterstock
مقدمه
سطوح مخاطی در معرض محیط های خارجی قرار می گیرند و به عنوان محل ورود اولیه برای آنتی ژن های خارجی عمل می کنند. بنابراین، آنها یک سیستم ایمنی منحصر به فرد دارند که به طور مستقل تنظیم می شود، که به عنوان اولین مانع در برابر مواد خارجی عمل می کند. واکسن‌های مخاطی از این سیستم منحصر به فرد استفاده می‌کنند و به دلیل همه‌گیری بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) در کانون توجه قرار گرفته‌اند.
اگرچه واکسن‌های mRNA تزریق شده به صورت عضلانی (IM) موثر بوده‌اند، اما نمی‌توانند به طور موثر ایمنی مخاطی را ایجاد کنند. در مقابل، واکسن‌های مخاطی پاسخ‌های سیستمیک را با واکسن‌های تزریقی IM القا می‌کنند و پاسخ‌هایی را در سطوح مخاطی ایجاد می‌کنند. در نتیجه، واکسیناسیون مخاطی می تواند از عفونت و بیماری شدید محافظت کند. علاوه بر این، پاسخ های ایمنی مخاطی به طور کلی در محل های تحویل / تجویز آنتی ژن القا می شود.
مکان های تجویز متعددی برای واکسن های مخاطی مانند مخاط دهان، واژن، رکتوم و بینی در نظر گرفته شده است. تزریق بینی پاسخ های موثری را در دستگاه تناسلی و تنفسی از طریق مسیر لنفوسیت-خانه ایجاد می کند. بنابراین، به عنوان یک وسیله موثر و منطقی برای جلوگیری از عفونت های تنفسی و مقاربتی از جمله COVID-19 پیشنهاد می شود.
پاسخ های ایمنی مخاطی
بافت لنفاوی مرتبط با نازوفارنکس (NALT) محل اولیه القای ایمنی برای واکسن ها و پاتوژن های مهاجم است. NALT حاوی سلول‌های B، T و سلول‌های ارائه‌دهنده آنتی‌ژن (APCs) است و توسط لایه‌ای از سلول‌های میکروفولد، سلول‌های تخصصی برای جذب آنتی‌ژن پوشیده شده است. APCها آنتی ژن های جذب شده را فاگوسیتوز می کنند، پردازش کرده و به سلول های T ساده ارائه می کنند.
لنفوسیت های T تحریک شده اینترلوکین (IL)-5 و فاکتور رشد تبدیل کننده (TGF)-β را برای فعال سازی سلول های B تولید می کنند. سپس سلول های B به ایمونوگلوبولین (Ig) A مثبت (IgA) تمایز می یابند+) سلول های B. آنتی ژن اختصاصی T و IgA+ سلول های B به سمت مکان های موثر حرکت می کنند، جایی که IgA+ سلول های B به طور نهایی به سلول های پلاسما تولید کننده IgA تمایز می یابند.
IgA پلیمری یا دایمری تولید شده توسط پلاسماسل به گیرنده پلیمری Ig روی سلول های اپیتلیال متصل می شود و به عنوان IgA ترشحی (sIgA) به لومن حفره بینی منتقل می شود. sIgA در ایمنی مخاطی برای جذب پاتوژن های دستگاه تنفسی فوقانی و جلوگیری از چسبندگی به سطوح مخاطی نقش اساسی دارد.
یکی از ویژگی های مهم پاسخ های ایمنی اکتسابی، القای حافظه ایمونولوژیک برای ایمنی طولانی مدت در برابر عفونت است. سلول های حافظه مقیم بافت در بافت های مخاطی غیرلنفوئیدی بدون ورود به گردش خون برای مدت طولانی باقی می مانند. این سلول ها پس از قرار گرفتن مجدد در معرض آنتی ژن ها فعال می شوند و به سرعت عملکردهای موثر را القا می کنند.
سیستم های تزریق واکسن بینی
بافت‌های مخاطی مکانیسم‌هایی برای حذف ذرات خارجی دارند که ممکن است از تحویل موثر آنتی‌ژن‌های واکسن جلوگیری کند. بنابراین، وسیله نقلیه ای که بتواند این مانع را دور بزند ضروری است. برای این منظور، سیستم های تحویل غیر تکراری و تکرار شونده توسعه داده شده است. سیستم های تکثیر شامل ناقل های ویروسی نوترکیب هستند که در میزبان تکثیر می شوند و آنتی ژن های واکسن را به طور مداوم تحویل می دهند.
علاوه بر ویروس ها، سیستم های تحویل مبتنی بر باکتری نیز مورد بررسی قرار گرفته است. به طور مشخص، لاکتوباسیلوسیک ارگانیسم نسبتا ایمن، به دلیل توانایی آن در رساندن آنتی ژن های واکسن به طور مستقیم به مخاط بینی، کاندیدای اصلی برای تحویل واکسن است. اگرچه در القای پاسخ‌های هومورال و سلولی مؤثر است، نگرانی‌های ایمنی ناشی از تکرار سیستم‌های تحویل، مانند اثرات سمی ناقل‌ها و بازگشت به حدت، قبل از اینکه این سیستم‌ها بتوانند در استفاده بالینی پیشرفت کنند، باید مورد توجه قرار گیرند.
سیستم‌های تحویل غیرقابل تکرار، مانند بردارهای ویروسی، پلیمرها، نانومواد و لیپوزوم‌های غیرقابل تکثیر، برای غلبه بر مسائل ایمنی مرتبط با طرح‌های تکرار شونده توسعه یافته‌اند. ناقل‌های آدنوویروسی امیدوارکننده هستند زیرا نیازی به تجویز همزمان ندارند. نانومواد به دلیل قرابت بیولوژیکی و مزایای ایمنی به طور گسترده به عنوان وسیله نقلیه تحویل واکسن مورد مطالعه قرار گرفته اند.
واکسن های بینی COVID-19
بر اساس ردیاب واکسن کووید-۱۹ سازمان جهانی بهداشت، یازده نامزد واکسن بینی در حال آزمایش بالینی هستند. واکسن ناقل ویروس آنفولانزا با قابلیت تکثیر مبتنی بر دامنه اتصال گیرنده پروتئین اسپایک در مرحله آزمایشی فاز 3 قرار دارد. واکسن های غیرقابل تکثیر منتقله از ناقل تحت مراحل مختلف کارآزمایی بالینی شامل CVXGA1-001، BBV154، و Covishield هستند.
COVI-VAC، یک واکسن زنده ضعیف شده تحت ارزیابی فاز 3، به دلیل حذف محل برش فورین و کدگذاری مجدد بخش‌های سنبله، ایمنی را بهبود بخشیده است. واکسن MV-014-212، بر اساس پروتئین اسپایک، از یک ناقل ویروس سنسیشیال تنفسی ضعیف شده زنده (RSV) استفاده می کند و در آزمایش فاز 1 برای ایمنی و ایمنی زایی ارزیابی می شود. علاوه بر واکسن های مبتنی بر ویروس ناقل و ضعیف شده زنده، سه واکسن بینی مبتنی بر زیرواحد پروتئین نوترکیب، CIGB-669، Razi Cov Pars و ACM-001 در دست توسعه هستند.
نگرانی در مورد کاربردهای بالینی واکسن های بینی
FluMist Quadrivalent تنها واکسن آنفلوانزای بینی تایید شده توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) است. حتی اگر یک واکسن تطبیق‌شده با سرما را بتوان با کاهش حدت تولید کرد، برای استفاده در بزرگسالان و نوزادان تایید نمی‌شود، زیرا تزریق واکسن‌های زنده از طریق بینی می‌تواند منجر به خس‌خس سینه‌ای از نظر پزشکی شود.
نگرانی مهم دیگر بازگشت به حالت تکثیر واکسن ها با استفاده از کل پاتوژن است. به این ترتیب، واکسن های مبتنی بر زیرواحد پروتئین نوترکیب ایمن تر از واکسن های زنده به نظر می رسند. با این وجود، آنتی ژن‌های نوترکیب به سیستم‌های تحویل نیاز دارند و تمایل به ایجاد پاسخ‌های ضعیف دارند، که تجویز همزمان ادجوانت‌ها به عنوان محرک‌های ایمنی را تضمین می‌کند. به عنوان مثال، واکسن غیرفعال آنفولانزای بینی در گذشته در سوئیس مورد استفاده قرار گرفت، اما به دلیل چند مورد فلج عصب صورت متوقف شد.
علاوه بر این، یک واکسن غیرفعال دیگر آنفولانزای بینی (Pandemrix) خطر ابتلا به نارکولپسی را افزایش داد. موادی که از طریق بینی تجویز می شوند ممکن است از طریق اپیتلیوم بویایی و پیازها وارد مغز شوند و به طور بالقوه بر عملکردهای عصبی تأثیر بگذارند. به دلیل نزدیکی حفره بینی به سیستم عصبی مرکزی (CNS)، نامزدهای واکسن بینی باید قبل از استفاده بالینی آزمایش شوند تا اطمینان حاصل شود که اجزای واکسن بر CNS تأثیر نمی گذارد.
نتایجی که اظهار شده
واکسن های بینی می توانند پاسخ های ایمنی سیستمیک و مخاطی خاص آنتی ژن را ایجاد کنند و با توجه به کارآیی و سهولت تجویز، جایگزین مناسبی برای واکسن های IM در نظر گرفته می شوند. با این حال، در حال حاضر تنها تعداد کمی از واکسن های تزریق شده از طریق بینی استفاده می شود. تلاش جهانی هماهنگ برای تولید واکسن‌های بینی ایمن و مؤثر برای مبارزه با همه‌گیری کووید-19 و تهدید بیماری‌های همه‌گیر در آینده ضروری است.