واکسن

واکسن (به انگلیسی: Vaccine) سوسپانسیونی از بخش‌هایی از میکروارگانیسم‌ها یا پاتوژن‌های ضعیف یا کشته است و در برخی مواقع از سموم یا توکسین‌ها، آنتی بادی‌ها یا لنفوسیت‌ها در ساخت واکسن استفاده می‌شود. محتویات واکسن از بدن در برابر انواع عوامل بیماری‌زا مانند ویروس‌ها و باکتری‌ها محافظت می‌کند.

واکسن کووید ۱۹؛ جهت واکسیناسیون در مقابل ویروس کرونا

واکسن‌ها موجب ایجاد «ایمنی فعال» (Active Immunity) در برابر عوامل بیماری‌زا در بدن می‌شوند، در واقع آن‌ها این کار را به وسیله تحریک سیستم ایمنی بدن برای مبارزه با عوامل بیماری‌زا و از بین بردن آن‌ها انجام می‌دهد.

زمانی که تحریک سیستم ایمنی به وسیله واکسن انجام می‌گیرد، سلول‌های تولید کننده آنتی بادی به نام سلول‌ها یا لنفوسیت‌های B به صورت فعال باقی می‌مانند و آماده پاسخ‌دهی به عوامل بیماری‌زایی هستند که مجددا وارد بدن شوند.

یک واکسن گاهی ممکن است در بدن با تولید آنتی بادی یا لنفوسیت‌های به دست آمده از بدن سایر جانوران مانند انسان، «ایمنی غیرفعال» (Passive Immunity) ایجاد کنند.

واکسن‌ها اغلب به صورت تزریقی مصرف می‌شوند، اما برخی از آن‌ها نیز از طریق دهان یا بینی به بدن وارد می‌شوند. واکسن‌ها برای انجام عملکرد خود از سطوح مخاطی مانند مسیرهای بینی و لوله گوارش استفاده می‌کنند، به نظر می‌رسد، در این حالت پاسخ آنتی بادی بزرگ‌تر است و احتمالا این مسیرها به عنوان موثرترین راه‌های عملکرد واکسن عمل می‌کنند.

تاریخچه

اولین واکسن توسط فیزیولوژیست انگلیسی به نام «ادوارد جنر» (Edward Jenner) به جهان معرفی شد. جنر در سال ۱۷۹۶ از ویروس آبله گاوی (Cowpox Virus) برای ایجاد ایمنی و محافظت در برابر بیماری آبله در انسان استفاده کرد (این دو ویروس ارتباط نزدیکی دارند). قبل از انجام این فرآیند، اصول واکسیناسیون توسط یک فیزیولوژیست آسیایی به کار گرفته می‌شد، این دانشمند برای واکسینه کردن کودکان از پوسته‌های خشک شده زخم‌های افراد مبتلا به آبله را برای ایجاد ایمنی علیه بیماری به کار می‌گرفت. با این روش در برخی از کودکان ایمنی نسبت به بیماری ایجاد شد و در برخی دیگر بیماری ظاهر شد. کارهایی که ادوارد جنر انجام داد، مشابه این کار اما ایمن‌تر بود و در کودکان نسبت به بیماری آبله ایمنی ایجاد کرد.

جنر از این واقعیت استفاده کرد که در برخی موارد ایمنی بدن نسبت به یک ویروس، بدن را در برابر سایر بیماری‌های ویروسی محافظت می‌کند.

در سال ۱۸۸۱ لوئیز پاستور میکروبیولوژیست فرانسوی ثابت کرد که ایمنی در برابر «سیاه زخم» با تزریق شکل ضعیف شده‌ای از باکتری باسیلوس (عامل سیاه زخم) در گوسفند به وجود می‌آید. چهار سال بعد او مشابه همین سوسپانسیون را علیه بیماری هاری تهیه کرد که نسبت به این بیماری ایمنی ایجاد می‌کرد.

کارآمدی واکسن

بعد از دوره پاستور، جنبش بزرگی در سراسر جهان برای تولید واکسن برای بیماری‌های مختلف به وجود آمد و واکسن‌هایی علیه باکتری‌ها و ویروس‌های بیماری‌زا ساخته شد، علاوه بر این، واکسن‌هایی نیز برای مقابله با سموم و توکسین‌های جانوری تولید شد. با واکسیناسیون بیماری آبله در سراسر جهان در سال ۱۹۸۰ ریشه کن شد و بیماری فلج اطفال تا ۹۹ درصد کاهش یافت.

به عنوان نمونه‌های دیگری از بیماری‌هایی که برای آن‌ها واکسن تهیه شده است، می‌توان به بیماری‌های «اوریون» (Mumps)، «سرخک» (Measles)، «تب تیفوئید» (Typhoid fever)، «وبا» (Cholera)، «طاعون» (Plague)، «سل»‌ (Tuberculosis)، «تولارمی» (Tularemia) یا تب خرگوش، «عفونت ریوی» (Pneumococcal Infection) یا ذات الریه، «کزاز» (Tetanus)، «آنفلونزا» (Influenza)، «تب زرد» (Yellow fever)، «هپاتیت آ» (Hepatitis A)، «هپاتیت بی» (Hepatitis B)، برخی از انواع «انسفالوپاتی» (Encephalitis) و «تیفوس» (Typhus) اشاره کرد. لازم به ذکر است که تمام این واکسن‌ها ۱۰۰ درصد موثر نبودند یا فقط در جمعیت‌هایی با خطر بالا مورد استفاده قرار گرفتند. واکسن‌ها در مقابل ویروس‌ها محافظت ایمنی ویژه‌ای ایجاد می‌کنند، زیرا برخلاف عفونت‌های باکتریایی، عفونت‌های ویروسی به آنتی بیوتیک‌ها پاسخ نمی‌دهند.

انواع

در تولید واکسن، ابداع یک واکسن که به اندازه کافی قوی باشد تا بدون بیمار شدن فردی از ابتلا به عفونت جلوگیری کند، یکی از مهم‌ترین چالش‌ها به شمار می‌آید. برای این منظور، محققان انواع مختلفی از واکسن‌ها را ابداع کرده‌اند.

واکسن‌هایی از میکروارگانیسم‌های تضعیف شده تولید شدند که این میکروارگانیسم‌ها توانایی ایجاد بیماری‌ جدید را از دست داده‌اند اما این میکروارگانیسم‌های تضعیف شده هنوز توانایی تحریک ایمنی را دارند.

در برخی موارد واکسن‌ها از یک نوع خفیف یا تحت درمان بالینی بیماری ایجاد می‌شوند. واکسن‌های ضعیف شده شامل موارد مربوط به سرخک، اوریون، فلج اطفال (واکسن سابین)، سرخجه و سل هستند.

واکسن‌های غیرفعال از آن دسته از ارگانیسم‌هایی تهیه می‌شوند که با گرما یا مواد شیمیایی کشته یا غیرفعال شده‌اند.

واکسن‌‌های غیرفعال شده پاسخ ایمنی را ایجاد می‌کنند، اما پاسخ سیستم ایمنی بدن اغلب نسبت به واکسن‌های حاصل از پاتوژن ضعیف شده کمتر است. از آنجا که واکسن‌های غیرفعال در مبارزه با عفونت مانند آن‌هایی که از میکروارگانیسم‌های ضعیف ساخته شده‌اند، مؤثر نیستند، به همین دلیل برای کارایی بهتر همیشه مقادیر بیشتری از واکسن‌های غیرفعال به انسان تزریق می‌شود. واکسن‌های ضد‌هاری، فلج اطفال (واکسن Salk)، برخی از انواع واکسن‌های آنفلوانزا و وبا از میکروارگانیسم‌های غیرفعال ساخته می‌شوند.

نوع دیگری از واکسن‌ها، «واکسن زیر واحد» (Subunit Vaccine) است که از پروتئین‌هایی که در سطح عوامل عفونی وجود دارند، ساخته می‌شود. واکسن‌های آنفلوانزا و هپاتیت B از این نوع هستند. هنگامی که از سمومی که فرآورده‌های متابولیکی موجودات عفونی هستند، برای ایجاد واکسن استفاده شود، سموم میکروارگانیسم‌ها غیرفعال می‌شوند و به این ترتیب می‌توان از آن‌ها برای تحریک سیستم ایمنی در برابر بیماری‌های «کزاز» (Tetanus)، «دیفتری» (Diphtheria) و «سیاه سرفه» (Whooping Cough) استفاده کرد.

در اواخر قرن بیستم، با پیشرفت تکنیک‌های آزمایشگاهی این امکان فراهم شد تا محققان بتوانند واکسن‌های کاملا خالصی را تولید کنند. محققان در زمینه پزشکی، می‌توانند ژن‌های پاتوژن‌ها را شناسایی کنند (عوامل ایجاد کننده بیماری‌ها) که در این حالت قادر به رمزگشایی پروتئین یا پروتئین‌هایی از میکروارگانیسم‌ها هستند که می‌توانند در بدن انسان پاسخ ایمنی ایجاد کنند.

این امر سبب می‌شود که پروتئین‌های تحریک کننده ایمنی که به آنتی ژن‌ها معروف هستند، به صورت انبوه تولید ‌شوند و در واکسن‌ها مورد استفاده قرار گیرند. از طرفی دیگر شناسایی ژن‌های پاتوژن امکان ایجاد تغییر ژنتیکی در پاتوژن‌ها و تولید سویه‌های ضعیف ویروس را فراهم می‌کنند. از این طریق، پروتئین‌های مضر از عوامل بیماری‌زا می‌توانند حذف یا اصلاح شوند، بنابراین روشی ایمن‌تر و مؤثرتر برای تولید واکسن‌های ضعیف ارائه می‌دهند.

فناوری DNA نوترکیب همچنین در تولید واکسن برای ویروس‌هایی که با موفقیت قابل کشت نیستند و یا ذاتاً خطرناک هستند، مفید واقع شده است. در این روش، ماده ژنتیکی که آنتی ژن مورد نظر را کد می‌کند، به فرم تضعیف شده یک ویروس بزرگ مانند ویروس آبله منتقل می‌شود، در این حالت ویروس بزرگ ژن‌های خارجی را در سلول خود حمل می‌کند.

سپس ویروس تغییر یافته به فرد تزریق می‌شود تا تولید آنتی بادی در سیستم ایمنی بدن فرد را با استفاده از پروتئین‌های خارجی تحریک کند و در نتیجه سیستم ایمنی بدن به طور کلی به عامل خارجی پاسخ دهد. این رویکرد به طور بالقوه ویروس آبله را قادر می‌سازد به عنوان واکسن زنده در برابر چندین بیماری عمل کند، این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که ویروس آبله ژن‌های دریافت شده از میکروارگانیسم‌های مرتبط با بیماری‌ها را دریافت کند. روش مشابهی را می‌توان با استفاده از یک باکتری اصلاح شده مانند «سالمونلا تیفی موریوم» (Salmonella typhimurium) به عنوان حامل یک ژن خارجی مشاهده کرد.

واکسن‌هایی که برای مقابله با ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) از ذراتی مشابه ویروس ساخته شده‌اند. در ساخت این واکسن‌ها از تکنولوژی DNA نوترکیب استفاده شده است. واکسن‌های ضد ویروس پاپیلومای انسانی شامل ماده ژنتیکی یا زیستی ویروس نیستند به همین دلیل این واکسن‌ها قادر به ایجاد عفونت در بدن انسان نمی‌شوند.

دو نوع از واکسن HPV تاکنون طراحی و تولید شده‌اند که شامل موارد زیر هستند:

• یک واکسن دو ظرفیتی HPV که از ذرات شبه ویروسی HPV گونه‌های ۱۶ و ۱۸ ساخته شده‌اند.
• یک واکسن چهار ظرفیتی HPV که از ذرات شبه ویروسی HPV گونه‌های ۶، ۱۱، ۱۶ و ۱۸ ساخته شده‌اند.

روش دیگری برای تولید واکسن ابداع شده است که DNA درمانی (DNA برهنه) نام دارد، در این تکنیک DNA ‌که در بر دارنده ژن‌های پروتئین بیگانه است به سلول‌های ماهیچه‌ای تزریق می‌شود. این سلول‌ها آنتی ژن‌های بیگانه را تولید می‌کنند که پاسخ ایمنی در بدن را تحریک می‌کنند.

فواید استفاده از واکسن

علاوه بر توسعه سلول‌‌های B خاطره که قادر به ایجاد پاسخ ایمنی ثانویه در هنگام قرار گرفتن مجدد در معرض پاتوژنی که واکسن آن پیش‌تر دریافت شده، هستند، واکسیناسیون در سطح جمعیت نیز مفید است. هنگامی ‌که تعداد کافی از افراد در یک جمعیت در برابر یک بیماری مصون هستند، مانند زمانی که بخش بزرگی از جمعیت واکسینه می‌شوند، «ایمنی جمعی» (Herd Immunity) حاصل می‌شود. این بدان معناست که اگر اختلاط تصادفی افراد در بین جمعیت وجود داشته باشد، نمی‌توان پاتوژن را در کل جمعیت گسترش داد. ایمنی جمعی با شکستن زنجیره انتقال عفونت یا با کاهش احتمال انتقال بیماری به افراد مستعد در تماس با شخصی که عفونی است، از شیوع گسترده بیماری جلوگیری می‌کند.

ایمنی جمعی برای افرادی که شخصاً از ابتلا به این بیماری در امان نیستند، محافظت می‌کند. به عنوان مثال، افرادی که به دلیل سن و شرایط پزشکی خود نمی‌توانند واکسن دریافت کنند یا افرادی که واکسن دریافت کرده‌اند اما همچنان مستعد ابتلا به بیماری هستند، با وجود ایمنی جمعی از خطر ابتلا به بیماری در امان می‌مانند. ایمنی جمعی نقش مهمی‌ در ریشه کن کردن موفقیت آمیز بیماری آبله در سراسر جهان داشته است، علاوه بر این، واکسیناسیون در جلوگیری از شیوع بیماری‌‌هایی مانند فلج اطفال و سرخک نقش بسزایی دارد.

عوارض جانبی

واکسیناسیون علاوه بر مزایایی که به همراه دارد، ممکن است واکنش‌هایی را نیز در بدن ایجاد کند. هر چند عوارض جانبی ناشی از واکسن معمولاً بسیار نادر و بسیار خفیف هستند. شایع‌ترین واکنش‌‌ها در مورد واکسن‌‌ها شامل قرمزی و درد در اطراف محل واکسیناسیون است.

واکنش‌های شدیدتر مانند استفراغ، تب بالا، تشنج، آسیب مغزی یا مرگ در مورد برخی از واکسن‌ها ممکن است، رخ دهد. چنین واکنش‌‌هایی بسیار نادر هستند، به طوری که این عوارض و خطرات ممکن است در ۱ نفر از هر یک میلیون نفری که مورد واکسیناسیون قرار می‌گیرند، اتفاق بیفتد. واکنش‌‌های شدید ناشی از واکسیناسیون فقط روی برخی از جمعیت‌‌های خاصی ممکن است تأثیر بگذارد، مانند افرادی که سیستم ایمنی بدن آن‌ها در اثر بیماری زمینه‌ای (مثلاً HIV / AIDS) به خطر می‌افتد یا تحت شیمی ‌درمانی قرار می‌گیرند.

برخی از دانشمندان با توجه به عوارض جانبی واکسن‌ها ادعا می‌کنند كه آن‌ها مسئول به وجود آمدن برخی از شرایط نامطلوب سلامتی، به ویژه «اوتیسم» (Autism)، اختلالات گفتاری و بیماری التهابی روده هستند. برخی از این ادعا‌ها بر روی «تیومرسال» (Thimerosal)، یک ترکیب حاوی جیوه که به عنوان ماده نگهدارنده در واکسن‌ها استفاده می‌شود، متمرکز شده است. برخی از دانشمندان معتقد هستند که اوتیسم نوعی مسمومیت با جیوه است که به طور خاص توسط تیومرسال که در واکسن‌های دوران کودکی وجود دارد، ایجاد می‌شود.