सभी कोरोनावायरस के खिलाफ एक ड्रीम वैक्सीन की तलाश

दुनिया को एक सुपर वैक्सीन की जरूरत है जो एक ही बार में सभी कोरोनावायरस और भविष्य के प्रकोप से निपट सके। क्या यह संभव है? अनिश्चित है, वायरोलॉजिस्ट कहते हैं, "लेकिन हमें कम से कम कोशिश करनी चाहिए।"

आदर्श कोरोना वैक्सीन SARS-CoV-2 के भविष्य के वेरिएंट के लिए पहले से प्रतिरोधी है। और इससे भी बेहतर, वैक्सीन इतनी सार्वभौमिक रूप से काम करेगी कि यह सभी खतरनाक कोरोनविर्यूज़ को एक झटके में हानिरहित बना देगी, जिसमें वे भी शामिल हैं जो संभावित रूप से एक और महामारी का कारण बन सकते हैं।

विज्ञान के पत्रकार जॉन कोहेन ने इस तरह की वैक्सीन को पैन-कोरोनावायरस वैक्सीन कहा, वह वैक्सीन जो सभी कोरोनावायरस से सुरक्षा प्रदान करती है, "ड्रीम वैक्सीन"। वह सपना नया नहीं है। 2002/2003 में सार्स के प्रकोप के बाद से, वर्षों से इस पर गंभीरता से विचार किया गया है। इस पर शोध की प्राथमिकता बहुत कम थी। लेकिन अब जब SARS-CoV-2 महामारी नए रूपों को जन्म दे रही है जो टीके की प्रभावकारिता से दूर हो जाते हैं, तो इसके तात्कालिकता अचानक वापस आ गई है।

 लीडेन में LUMC के वायरोलॉजिस्ट मार्जोलिन किक्कर्ट कहते हैं, "यदि आप अभी एक वैक्सीन बना सकते हैं जो व्यापक रूप से रक्षा करती है, तो आप फिर से लंबे समय के लिए तैयार हैं।" यूट्रेक्ट यूनिवर्सिटी के वायरोलॉजिस्ट बेरेन्ड जान बॉश कहते हैं, "अगर हमारे पास ऐसा कोई टीका होता तो यह शानदार होता।" "यह एक पवित्र कवच होगा।"

 मोटे तौर पर कहें तो इस तरह के व्यापक स्पेक्ट्रम वाले कोरोना वैक्सीन के लिए तीन संभावित डिजाइन हैं। तीनों पर नीदरलैंड में काम किया जा रहा है। अनुसंधान अभी भी विकास के चरण की शुरुआत में है, जो अकादमिक शोधकर्ताओं और छोटी जैव प्रौद्योगिकी कंपनियों द्वारा किया जाता है। बड़ी दवा कंपनियां अभी भी इंतजार कर रही हैं कि क्या होता है: पहले देखते हैं कि यह काम करता है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि ये नए वैक्सीन उम्मीदवार कितने अलग हैं, वे सभी एक ही सिद्धांत के इर्द-गिर्द घूमते हैं: वायरस के एक टुकड़े के खिलाफ प्रतिरोध को प्रेरित करना जो सभी प्रकार, या सभी कोरोनवीरस में समान है। 

1. बेहतर स्पाइक टीके

स्पाइक सबसे निकटतम चीज है जो प्रोटीन के खिलाफ एक बेहतर टीका है, स्पाइक जैसा फलाव जिसे कोरोनवीरस को कोशिकाओं को संक्रमित करने की आवश्यकता होती है। वर्तमान कोरोना टीकों के साथ समस्या यह है कि वे स्पाइक प्रोटीन के उस हिस्से को लक्षित करते हैं जो सबसे अधिक परिवर्तनशील है। नतीजतन, नए वायरस वेरिएंट हर बार कुछ म्यूटेशन के साथ पहले से निर्मित बचाव से बचने का प्रबंधन करते हैं। 

इसे रोकने की चाल स्पाइक प्रोटीन के उन हिस्सों की तलाश करना है जो अलग-अलग कोरोनावायरस में समान हैं, और फिर इन टुकड़ों को एक टीके में पेश करना है। इस तरह, प्रतिरक्षा प्रणाली को कोरोनावायरस के सार्वभौमिक लक्ष्यों के लिए निर्देशित किया जाता है। 

एम्स्टर्डम यूएमसी के वायरोलॉजिस्ट रोजियर सैंडर्स ने पहले एचआईवी के खिलाफ व्यापक-स्पेक्ट्रम टीकों पर काम किया था, और अब उस अनुभव का उपयोग कोरोना के लिए भी कर रहे हैं। सैंडर्स बताते हैं कि कोरोनोवायरस स्पाइक के खिलाफ उन व्यापक-स्पेक्ट्रम एंटीबॉडी को विकसित करने के लिए लगभग दो रणनीतियाँ हैं। पहला सरल है, वे कहते हैं: "आप वैक्सीन में विभिन्न स्पाइक्स की एक विस्तृत श्रृंखला डालते हैं और आशा करते हैं कि प्राप्तकर्ता की प्रतिरक्षा प्रणाली स्वाभाविक रूप से आम भाजक को लक्षित करेगी, इसलिए आपको क्रॉस-रिएक्टिव एंटीबॉडी कहा जाता है। यह एक जुआ है, क्योंकि यदि आप छह अलग-अलग स्पाइक प्रोटीन की पेशकश करते हैं, तो आप छह पूरी तरह से स्वतंत्र एंटीबॉडी प्रतिक्रियाएं प्राप्त कर सकते हैं। जो तब क्षीण प्रतिक्रियाएं भी होती हैं क्योंकि प्रतिरक्षा प्रणाली को एक ही समय में छह अलग-अलग स्पाइक्स से निपटना पड़ता है।"

सैंडर्स इसके साथ पहले प्रयोग के परिणाम प्रकाशित करने वाले हैं, जो SARS1 और SARS2 स्पाइक्स का संयोजन है। "वहां हम एक क्रॉस-रिएक्टिव प्रतिक्रिया देखते हैं," सैंडर्स कहते हैं। "इस बीच, हम अब कई और स्पाइक प्रोटीन के संयोजन के प्रयोग भी कर रहे हैं। हमारे पास अभी तक इसके परिणाम नहीं हैं।"

 वर्तमान टीकों से प्रेरित एंटीबॉडी मुख्य रूप से स्पाइक प्रोटीन के सिर को लक्षित करते हैं, विशेष रूप से वह हिस्सा जो मानव मेजबान कोशिका को बांधता है। इस पर काम करने वाली एंटीबॉडी संक्रमण को रोकने में कारगर होती हैं। लेकिन प्रोटीन का वह हिस्सा ठीक वही जगह है जहां कोरोनावायरस एक दूसरे से काफी भिन्न होते हैं। और यह प्रोटीन के उस स्थान पर परिवर्तनों के माध्यम से ही है कि SARS-CoV-2 के वेरिएंट पहले से निर्मित प्रतिरक्षा से बचने में सक्षम हैं। 

हालांकि, स्पाइक के डंठल में छिपे हुए "सार्वभौमिक लक्ष्य" हैं जो विभिन्न कोरोनवीरस में समान हैं। एक टीके में प्रोटीन के ऐसे टुकड़ों को अलग-थलग करके, आप इसे निर्देशित कर सकते हैं ताकि केवल व्यापक-स्पेक्ट्रम एंटीबॉडी का उत्पादन किया जा सके। लेकिन चाल उन लक्ष्यों को खोजने की है, और वह है यूट्रेक्ट में बेरेन्ड जान बॉश का काम। 

2017 में, वर्तमान महामारी शुरू होने से बहुत पहले, बॉश ने कोरोनवीरस के लिए व्यापक-स्पेक्ट्रम एंटीबॉडी पर शोध करना शुरू किया। "वास्तव में, एक संभावित प्रकोप, एक संभावित महामारी का मुकाबला करने में सक्षम होने के लिए," वे कहते हैं। 2002/2003 में SARS और 2012 में MERS के प्रकोप ने पहले ही दिखा दिया था कि कोरोनावायरस निर्दोष नहीं हैं।

"एंटीबॉडी विभिन्न तरीकों से संक्रमण को रोक सकते हैं," बॉश बताते हैं। "सबसे स्पष्ट यह है कि वे उस साइट पर बंधते हैं जहां स्पाइक प्रोटीन मेजबान के रिसेप्टर को बांधता है।"

लेकिन एंटीबॉडी किसी अन्य साइट पर भी हस्तक्षेप कर सकते हैं, बॉश बताते हैं। जबकि वायरस को कोशिका से जोड़ने के लिए स्पाइक प्रोटीन (S1) का 'सिर' अपरिहार्य है, स्पाइक (S2) का 'डंठल' कोशिका के साथ वायरस के वास्तविक संलयन का ख्याल रखता है, ताकि यह प्रवेश कर सके। यह S2 को वायरस का कमजोर स्थान भी बनाता है। चूंकि प्रोटीन के इस हिस्से में वायरस के बीच कम भिन्नता है, इसलिए व्यापक कवरेज प्राप्त करना संभव है। बॉश कहते हैं, "एंटीबॉडी जो बिल्कुल वहीं बांधते हैं, इसलिए वायरस को भी रोक सकते हैं।"

"हालांकि, यह कम प्रभावी है। इसलिए व्यापक कवरेज एक कीमत के साथ आता है।" बॉश और उनकी टीम ने मानवकृत चूहों (मानव प्रतिरक्षा प्रणाली वाले चूहों) के साथ प्रयोग किए कि उन्होंने कई कोरोनविर्यूज़ - MERS, SARS 1 और 2, और सामान्य सर्दी वायरस OC43 के स्पाइक्स के प्रति एंटीबॉडी बनाए। इन चूहों में एंटीबॉडी के प्रदर्शनों की सूची में, उन्हें दो व्यापक स्पेक्ट्रम एंटीबॉडी भी मिले। वे दोनों स्पाइक प्रोटीन के डंठल में एक क्षेत्र को लक्षित करते दिखाई दिए। 

बॉश कहते हैं, "आश्चर्यजनक बात यह है कि प्रकाशित होने के कुछ ही समय बाद, चार या पांच समूह अन्य एंटीबॉडी की खोज के साथ बाहर आए, लेकिन स्पाइक के उसी हिस्से के खिलाफ निर्देशित किया।" "इससे पता चलता है कि स्पाइक के उस S2 हिस्से पर उन अच्छी तरह से संरक्षित टुकड़ों की एक राशि नहीं है। यह बहुत कम है और मुझे नहीं लगता कि आपको व्यापक-स्पेक्ट्रम वैक्सीन के लक्ष्य के रूप में इससे चमत्कार की 

2. टी-सेल टीके

अधिक व्यापक रूप से प्रभावी टीका प्राप्त करने का एक अन्य विकल्प टी कोशिकाओं पर अपनी कार्रवाई को लक्षित करना है, एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका जो प्रतिरक्षा प्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। लीडेन बायोटेक्नोलॉजी कंपनी इम्यूनट्यून के आणविक जीवविज्ञानी गेरबेन ज़ोंडाग कहते हैं, "एंटीबॉडी कोशिका के अंदर नहीं देख सकते," लेकिन टी-कोशिकाएं देख सकती हैं कि सेल के अंदर क्या है। यह संभव है क्योंकि कोशिकाएं अपनी सामग्री के बिट्स को विशेष रूप से बाहर की तरफ पेश करती हैं। रिसेप्टर्स जिन्हें टी कोशिकाओं द्वारा पहचाना जा सकता है। इसलिए टी कोशिकाओं को लक्षित करने वाले टीके के साथ, आप अन्य, आंतरिक वायरस प्रोटीन भी प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए दृश्यमान बना सकते हैं।"

LUMC के इम्यूनोलॉजिस्ट के साथ मिलकर ज़ोंडाग की टीम ने कोरोना के खिलाफ ऐसी टी-सेल वैक्सीन बनाई। उन्होंने दिखाया कि यह कम से कम चूहों में काम करता है। ज़ोंडाग अभी भी मनुष्यों में अनुवर्ती परीक्षणों के लिए धन की तलाश में है। उनकी कंपनी इम्यूनट्यून ने मूल रूप से डीएनए पर आधारित व्यक्तिगत कैंसर के टीकों पर काम किया। चूंकि लॉकडाउन के दौरान प्रयोगशाला बंद थी लेकिन कोरोनाग्राफ से संबंधित अनुसंधान के लिए खुली रही, ज़ोंडाग ने अस्थायी रूप से पाठ्यक्रम को स्थानांतरित कर दिया।

कैंसर के टीके के अनुभव ने रविवार की टीम को एक अच्छी शुरुआत दी। उनके पास पहले से ही डीएनए के टीके बनाने के सभी उपकरण थे, केवल नुस्खे को अनुकूलित करना था। इम्यून ट्यून के कैंसर का टीका कोशिकाओं को ट्यूमर प्रोटीन के टुकड़े बनाता है, जो इस प्रोटीन (यानी, ट्यूमर की कोशिकाओं) वाले सभी कोशिकाओं पर हमला करने और उन्हें साफ करने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित करता है। कोरोना वैक्सीन की आड़ में, वैक्सीन में वायरस प्रोटीन के लिए डीएनए कोड के टुकड़े होते हैं, इस इरादे से कि श्वेत रक्त कोशिकाएं इन प्रोटीनों (यानी, वायरस से संक्रमित कोशिकाओं) से युक्त कोशिकाओं को खत्म करना सीखते हैं। 

वैक्सीन स्पाइक की तुलना में पूरी तरह से अलग प्रोटीन को लक्षित करता है, अर्थात् एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ के हिस्से, जो वायरस के लिए स्वयं की प्रतियां बनाने के लिए आवश्यक है। उस आवश्यक कार्य के कारण, विभिन्न कोरोनावायरस में प्रोटीन काफी हद तक समान होता है। यह टी कोशिकाओं द्वारा "सार्वभौमिक मान्यता" के अवसर प्रदान करता है।

ज़ोंडाग के अनुसार: "कुल मिलाकर, हमने टीके में प्रोटीन के 35 अलग-अलग टुकड़ों का कोड डाला है, प्रत्येक 20 से 60 अमीनो एसिड लंबा है। डीएनए स्थिर है, इसलिए आप इसमें बहुत कुछ डाल सकते हैं। यह हमें टीकों की तुलना में अधिक विकल्प देता है। प्रोटीन या आरएनए पर आधारित।" 

"पहले परिणाम इंगित करते हैं कि यह काम करता है, लेकिन निश्चित रूप से स्पाइक-आधारित टीकों के साथ-साथ नहीं," एलयूएमसी के मार्जोलिन किक्कर्ट कहते हैं जिन्होंने इस नए टीके पर शोध में योगदान दिया। एक संयुक्त दृष्टिकोण यहाँ भी चाल चल सकता है, वह सोचती है: "मुझे लगता है कि प्रेरित प्रतिरक्षा को मजबूत करने के लिए स्पाइक के टुकड़ों को जोड़ने की आवश्यकता है। टीका अंततः 50 प्रतिशत प्रभावकारिता की सीमा से ऊपर जाने के लिए पर्याप्त होना चाहिए।"

 ड्राइंग बोर्ड पर, व्यापक रूप से सुरक्षात्मक कोरोना वैक्सीन के लिए एक नाक का स्प्रे आदर्श उम्मीदवार हो सकता है। आखिरकार, ऐसा टीका श्लेष्म झिल्ली में स्थानीय रूप से प्रतिरक्षा को प्रेरित कर सकता है, ठीक उसी स्थान पर जहां वायरस पहले मेजबान के शरीर में प्रवेश करता है। "इस तरह से देखा गया, यह वास्तव में थोड़ा अजीब है कि अब तक हमने मांसपेशियों में एक श्वसन वायरस के खिलाफ टीके लगाए हैं," मार्जोलिन किक्कर्ट नोट करते हैं। अवधारणा आशाजनक है, लेकिन टीकाकरण के इस नए तरीके को अभी भी मनुष्यों में खुद को साबित करना होगा।

 2. नाक के टीके

 वैगेनिंगेन विश्वविद्यालय के वायरोलॉजिस्ट गोर्बेन पिजलमैन बताते हैं कि पशु चिकित्सा जगत में इस तरह के टीकों के साथ पहले से ही अनुभव है: "उदाहरण के लिए, चूजों को एक कोरोना वायरस के खिलाफ टीका लगाया जाता है, जो नेबुलाइज्ड वैक्सीन की महीन धुंध के माध्यम से संक्रामक ब्रोंकाइटिस का कारण बनता है। यह वहां ठीक काम करता है।" 

लीडेन में LUMC के क्यूबा बायोटेक्नोलॉजिस्ट लुइस क्रूज़ के नेतृत्व में एक टीम, Bilthoven- आधारित कंपनी IntraVacc के सहयोग से, एक नाक के टीके की जांच कर रही है जो SARS-CoV-2 के सभी (भविष्य) वेरिएंट से रक्षा कर सकता है। यह एक प्रोटीन वैक्सीन है, जिसमें स्पाइक प्रोटीन के एक सामान्य टुकड़े के अलावा आंतरिक वायरस प्रोटीन के तीन टुकड़े भी होते हैं। प्रोटीन के टुकड़ों को सूक्ष्म गोले में पैक किया जाता है और एक प्रोटीन के साथ मिलाया जाता है जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाता है। 

नाक के टीके को तीन स्तरों पर प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित करना चाहिए - टी कोशिकाओं द्वारा एंटीबॉडी के उत्पादन और मान्यता में और जन्मजात सुरक्षा को उत्तेजित करने में भी उत्तेजित करना चाहिए। उत्तरार्द्ध में सामान्य एंटीवायरल एजेंटों और कोशिकाओं की एक बैटरी होती है जो श्लेष्म झिल्ली में वायरस का पता चलते ही सक्रिय हो जाती है। यह आक्रमणकारियों के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रणाली की रक्षा की पहली पंक्ति है। किक्कर्ट कहते हैं, "वहां एक टीका लगाने का विचार कुछ समय के लिए रहा है।" "लेकिन यह अभी भी दिखाया जाना है कि यह वास्तव में बेहतर प्रतिरक्षा देता है। और यह भी सुनिश्चित कर सकता है कि प्रतिरक्षा व्यापक है और बनी रहती है।"

हथियारों के लिए लगातार होड़

कोशिशें काफी हैं, लेकिन क्या यह कोरोना के खिलाफ ड्रीम वैक्सीन बनाने में कामयाब होगी? "सभी कोरोना वायरस के खिलाफ लक्षित एक टीका, जो शायद वास्तव में बहुत महत्वाकांक्षी है," मार्जोलिन किक्कर्ट कहते हैं। "लब्बोलुआब यह है कि प्रतिरक्षा प्रणाली विशिष्टता पर अविश्वसनीय रूप से केंद्रित है। यदि आप वास्तव में एक अच्छा टीका बनाना चाहते हैं तो आपको इसे बहुत विशिष्ट बनाना होगा। यदि आप चौड़ाई की तलाश करते हैं, तो आपको अभी भी प्रतिक्रिया मिलेगी लेकिन जीत होनी ही है ऐसा मत समझो। यह वास्तव में एक संतुलन है।"

और यहां तक कि ब्रॉड-स्पेक्ट्रम कोरोना टीकों के साथ, संभावना बनी हुई है कि वायरस उत्परिवर्तन के माध्यम से उनसे बच जाएंगे, किक्कर्ट कहते हैं। "यह एक निरंतर हथियारों की दौड़ है। आखिरकार, कोई ऐसी चाल का चुनाव करना होगा जो वायरस को अनुकूलित करने के लिए जितना संभव हो सके उतना कठिन बना देता है, फिर टीका के कम उपयोगी होने में अधिक समय लगेगा।"

"एक व्यापक पैन कोरोना टीका एक स्वप्नलोक साबित हो सकता है," रोजियर सैंडर्स भी कहते हैं। "यह निश्चित रूप से बड़ी अफ़सोस की बात होगी, लेकिन सबसे बढ़कर हमें कोशिश करनी होगी। अगर यह काम नहीं करता है, तो इसे छोटे टुकड़ों में काटने के अलावा और कुछ नहीं बचा है, और उदाहरण के लिए एक पैन बेटा कोरोनावायरस वैक्सीन के साथ-साथ एक पैन कोरोनावायरस वैक्सीन भी बना सकते हैं।"

 चूंकि हम यह अनुमान नहीं लगा सकते हैं कि नए वैक्सीन-प्रतिरोधी संस्करण या नए महामारी कोरोनावायरस का खतरा किस कोने से आएगा, बेरेन्ड जान बॉश का कहना है कि ज्ञात उच्च जोखिम वाले वायरस पर वैक्सीन विकास पर ध्यान केंद्रित करना बुद्धिमानी है। "अब हम जानते हैं कि दो सार्स जैसे वायरस ने जानवर से मानव में छलांग लगा दी है। यह स्पष्ट रूप से एक उच्च जोखिम वाला समूह है। लेकिन प्रकृति हमें इस संबंध में हमेशा आश्चर्यचकित करेगी, क्योंकि अन्य कोरोनविर्यूज़ भी मनुष्यों में समाप्त हो सकते हैं। वहाँ हैं उसके दो हालिया उदाहरण। तथाकथित पोर्सिन डेल्टा कोरोना वायरस एक सूअर से आया, और दूसरा कुत्तों से आया, जो है कैनाइन कोरोना वायरस। दोनों ही मामलों में इसका बड़े पैमाने पर प्रकोप नहीं हुआ, लेकिन इससे संक्रमित लोगों में बीमारी के लक्षण पाए गए। यह सिर्फ यह दिखाने के लिए है कि कोरोनावायरस का प्रकोप एक अप्रत्याशित स्रोत से भी आ सकता है।"

कोरोना वायरस एक बहुत बड़ा परिवार है

कोरोना वायरस का नाम उनकी उपस्थिति से मिलता है: माइक्रोस्कोप के तहत, वायरस कण स्पाइक प्रोटीन की एक माला से घिरा होता है, जो एक मुकुट (कोरोना) जैसा होता है।

बाहरी एकरूपता भ्रामक है, क्योंकि आनुवंशिक रूप से ये आरएनए वायरस बहुत विविध हैं। उन्हें ग्रीक अक्षर द्वारा नामित चार मुख्य समूहों में वर्गीकृत किया गया है (SARS-CoV-2 वेरिएंट के साथ भ्रमित न होने के लिए जिन्हें ग्रीक अक्षर भी दिया गया है)।

मनुष्यों में कोरोना संक्रमणों में से दो अल्फा कोरोना वायरस से आते हैं; कोल्ड वायरस 229E और NL63। बाकी बीटा कोरोना वायरस के अंतर्गत आते हैं। कोल्ड वायरस OC43 और HKU1 को छोड़कर, सभी SARS जैसे वायरस (sarbecoviruses) और MERS इस समूह के हैं। गामा और डेल्टा कोरोना वायरस अक्सर पक्षियों और सूअरों में संक्रमण का कारण बनते हैं