كيف طوّر العلماء اللقاحات ضد الأوبئة والفيروسيات عبر التاريخ؟

سباق عالمي محموم على تطوير لقاح مضاد لفيروس كورونا المستجد الذي يتسبب بقتل الآلاف يوميا حول العالم كما تسبب بشلل مختلف نواحي الحياة في معظم دول العالم.
ويعتبر معهد جانر لتطوير اللقاحات التابع لجامعة أوكسفورد البريطانية من السبّاقين في هذا المضمار وقد بدأ فعلا بالتجارب العملية عبر تلقيح آلاف المتطوعين ضد هذا المرض.
ويحمل هذا المعهد اسم رائد التلقيح أو ما يسمى أيضا بالتطعيم، الطبيب الإنجليزي إدوارد جانر. لكن اللقاح لم يبدأ مع جانر الذي استخدم بقايا بثور جدري البقر في تلقيح البشر لإعطائهم الحماية ضد الجدري، وفق ما نقلت "بي بي سي" عربي.
عانى البشر من الأمراض المعدية منذ الأزل وكانت في بعض الأحيان تقضي على مجموعات بشرية بأكملها، لذا سعى القدماء كثيرا للتخلص أو الحد من ويلات هذه الأوبئة والأمراض، وهناك أدلة على استخدام الصين لنوع من أنواع التطعيم ضد الجدري قبل نحو ألف عام.
كما عرفت الشعوب القديمة بعض التدابير لمواجهة الأمراض المعدية بعد أن راكمت الخبرات في هذا المجال، وكان على سبيل المثال يتم عزل المصابين ببعض هذه الأمراض في أماكن نائية بعيداً عن الاصحاء. وكان اليونانيون القدماء يعرفون أن الناجين من الطاعون لن يصابوا به مرة ثانية وكان من نجا منه يقوم بخدمة المصابين به بسبب اكتسابهم المناعة ضد المرض.
في عام 1661 مات امبراطور الصين فو لين بمرض الجدري فتولى ثالث أبنائه الحكم من بعده وكان الأخير قد نجا من المرض قبل توليه العرش فكان من أشد أنصار التطعيم فأخضع جميع أفراد أسرته للتطعيم ضده وفرضه على جميع الرعايا. وطلب من من يخلفه السير على خطاه في هذا المجال.
كما كان التطعيم شائعا في القرن السابع عشر في الإمبراطورية العثمانية وكان يقوم به الأطباء الشعبيون ضد مرض الجدري. فقد قامت زوجة السفير البريطاني هناك عام 1717 بتطعيم ابنها البالغ من العمر ست سنوات ونقلت تلك الخبرة الى بلادها بعد عودتها من إسطنبول.
نقل العدوى
نقل المستعمرون الأوروبيون معهم الجدري وغيره من الأمراض التي كانت منتشرة في أوروبا إلى مستعمراتهم في أسيا وأمريكا وأستراليا.
ففي منطقة غوا الهندية المطلة على المحيط الهندي مات 8 آلاف طفل بعد وصول البرتغاليين إليها عام 1545. كما انقرضت شعوب وحضارات بكاملها بسبب الأوبئة والأمراض التي نقلها الأوروبيون اليها مثل الأزتيك والأنديز في أمريكا الوسطى.
وكان السكان الأصليون في كندا حاليا يتفادون الاقتراب من المستعمرين الفرنسيين بعد وصولهم الى هناك بعد أن لاحظوا أن سكان قرى بكاملها إنقرضوا بعد فترة من الاختلاط بالقادمين الجدد.
رائد اللقاح
في عام 1796 قام إدوارد جانر بأول عملية لقاح ضد مرض الجدري المعدي الذي كان يفتك بالملايين وكان الموت نصيب ثلث من يصابون به أما الناجون فكان يعانون من تشوهات رهيبة أو العمى.
تحقق جانر من صحة فرضية أن الإصابة بجدري البقر يمكن أن تحمي الشخص من عدوى الجدري. في 14 مايو 1796 طعَّم جانر طفلاً ببقايا جدري البقر أخذها من يد مربية أبقار. عانى الطفل من رد فعل موضعي وشعر بضعف لعدة أيام وتعافى بعدها. وبعدها بشهرين طعَّم جانر نفس الطفل بمادة أخذها من جدري شخص جديد الإصابة بالجدري في محاولة لاستثارة وتحفيز جهاز المناعة لديه. ظل الطفل سليماً معافى. كما أثبت جانر أن جدري البقر الذي ينتقل بين البشر من شخص لآخر يوفر الحماية ضد جدري البشر الأشد خطورة على الإنسان.
خضع اكتشاف جانر للقاح الجدري والذي انتشر سريعا في القارة الأوروبية لتغييرات طبية وتكنولوجية على مدى 200 سنة لاحقة ونجح في النهاية في القضاء على الجدري.
اكتشاف الصدفة
ونجح عالم الأحياء الفرنسي لويس باستور (1822-1895) في إنتاج أول لقاح مخبرياً وهو لقاح كوليرا الدجاج. فقد أضعف باستور البكتيريا لاستعمالها في اللقاح. وعثر على طريقة لإضعاف البكتيريا بالصدفة.
كان باستور يدرس الكوليرا في مختبره بحقن الدجاج ببكتيريا حية ويسجل التقدم القاتل للمرض. طلب باستور من مساعده حقن الدجاج ببكتيريا حية جديدة النمو قبل حلول العطلة، ولكن المساعد نسي.
وعندما رجع المساعد بعد شهر شرع في تنفيذ أمر باستور مستعملا الباكتيريا التي مر على زراعتها مدة شهر. رغم أن الدجاج اظهر اعراض المرض الا انه لم يمت. وعندما استعاد الدجاج صحته حقنه باستور ببكتيريا جديدة لكن الدجاج لم يمرض. استنتج باستور في النهاية ان العامل الذي جعل البكتيريا أقل فتكاً هو تعرضها للأوكسجين.
في عام 1881 أثبت باستور ابتكاره اللقاح المضاد للجمرة الخبيثة عن طريق حقن الأغنام بكمية مخففة الفعالية من العصية التي تسبب المرض وبعدها بأربع سنوات طور مصلاً وقائياً ضد داء الكلب.
لقاح فران ضد الكوليرا
ابتكر الطبيب الاسباني خايمي فران (1852-1929) لقاحاً ضد الكوليرا عام 1885. كان لقاحه أول تطعيم للإنسان ضد مرض جرثومي. اعتمد فران الذي كان يعمل في مجال التطعيم البيطري أسلوب باستور في إضعاف الجراثيم. انتج فران لقاح الكوليرا بزرع جراثيم أخذها من براز شخص مصاب بالكوليرا ثم قام بتنميتها عبر زرعها في بيئة مناسبة وفي حرارة الغرفة. أعطيت المادة بعد ذلك لأشخاص حقنا في الذراع بمعدل مرة إلى ثلاث مرات.
بعدها بقليل طُلِب من فران التوجه إلى مدينة فالنسيا حيث قام بتطعيم حوالي 50 الف شخص أثناء تفشي وباء الكوليرا هناك. خلال مسيرته الطبية تمكن فران من تطوير لقاح ضد الطاعون والكزاز والتيفوس والسل وداء الكلب.
الميدان العسكري
عام 1899 بدأ الجيش البريطاني بعملية تلقيح الجنود المشاركين في القتال في جنوب افريقيا ضد مرض التيفوئيد. ولاحقا بات التلقيح ضد هذا المرض الزاميا في الجيوش حيث حد من اعداد حالات الإصابة بهذا المرض الى حد بعيد بين الجنود.
في بداية القرن العشرين لجأ الجيش الأمريكي في كوبا الى تجفيف المستنقعات وردم برك المياه الآسنة التي تعتبر البيئة المناسبة لنمو البعوض المصري الذي ينشر عدوى الحمى الصفراء. كما أدت الخطوة الى تراجع عدد الإصابات بالملاريا في صفوف الجيش الأمريكي هناك.
وفي عام 1921 تمكن الباحثان الفرنسيان ألبرت كالمات والبيطري جون ماري كاميل جيرين من إنتاج لقاح ضد مرض السل القاتل والمعدي ولا يزال هذا اللقاح يحمل الأحرف الأولى من اسمي الباحثين (BCG).
وشهد أواسط القرن العشرين نشاطا واسعا في مجال تطوير وإنتاج اللقاحات. ولعب اكتشاف طرق انتاج الفيروسات في المختبر دوراً مهما في هذا المجال. وتم التوصل إلى إنتاج لقاحات ضد شلل الأطفال. كما تركزت الأبحاث حول أمراض الطفولة الشائعة الأخرى مثل الحصبة والنكاف والحصبة الألمانية مما قلل من نسب الوفيات بين الأطفال حول العالم الى حد بعيد.
فقد تم القضاء على الجدري عالميا عام 1980 وبينما تراجعت امراض أخرى مثل شلل الأطفال بنسبة 99 في المئة.
تباين
تختلف فعالية اللقاحات من لقاح إلى آخر. تصل فعالية بعضها الى مئة في المئة وبعضها الأخر أقل من ذلك. كما أن بعضها يعطى فقط عند الحاجة في حال مواجهة السكان مخاطر وشيكة للوباء.
اللقاحات ضد الامراض الفيروسية ذات أهمية كبيرة لأنها توفر المناعة ضد هذه الامراض عن طريق تحفيز جهاز المناعة لدى الانسان، إذ أن المضادات الحيوية عاجزة عن مواجهة الأمراض الفيروسية، بينما تقضي على الجراثيم والبكتيريا.
أنواع اللقاحات
يواجه الباحثون في مجال اللقاحات معضلة الموازنة بين ضمان فعاليتها في مواجهة المرض وتفادي التسبب بعوارض أو أمراض جانبية خطيرة. لذلك قام الباحثون بتطوير عدة أنواع من اللقاحات، أحدها يعتمد على استخدام نسخة معدلة أو مخففة أو معدومة الفعالية من المادة الحية المجهرية لتحفيز جهاز المناعة لدى الانسان.
قد تسبب هذه اللقاحات بعض الأعراض الجانبية البسيطة المؤقتة. واللقاحات المستخدمة ضد السل وشلل الأطفال والحصبة والنكاف والحصبة الألمانية تندرج ضمن هذا الصنف من اللقاحات.
أما النوع الاخر من اللقاحات فهي تلك التي تستخدم كائنات حية خاملة أو تم القضاء على فعاليتها أو قتلها تماما باستخدام الحرارة أو المواد الكيميائية.
يستجيب جهاز المناعة لهذه اللقاحات لكن هذه الاستجابة ليست شبيهة بتلك التي تحدث في حالة اللقاح من الصنف الذي يعتمد على المادة الحية المجهرية.
لذلك فإن فاعلية هذه النوع من اللقاح أقل ويجب إعطاء جرعات أكبر منه. ولقاحات داء الكلب و لقاح سالك ضد شلل الأطفال وبعض أنواع الأنفلوانزا والكوليرا تعتمد على استخدام كائنات حية مجهرية خاملة.
وهناك نوع من اللقاحات تعمد على استخدام البروتين الموجود على سطح العنصر المسبب للمرض ومثال على ذلك اللقاح الخاص بالتهاب الكبد الوبائي من نوع بي ولقاحات الأنفلوانزا.
وفي أواخر القرن العشرين، سمح التقدم في التقنيات المختبرية بتقدم كبير في مجال تطوير اللقاحات. ويمكن للباحثين في هذا المجال حالياً عزل جينات الاجسام التي تتسبب بالأمراض (الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض) ومعرفة بنية البروتين أو البروتينات التي تحفز الاستجابة المناعية ضد هذه الأجسام.
سمح ذلك بإنتاج البروتينات المحفزة للمناعة (Antigens) بكميات كبيرة واستخدامها في اللقاحات. كما جعلت من الممكن ادخال تعديل وراثي على مسببات الأمراض وإنتاج سلالات ضعيفة من الفيروسات. بهذه الطريقة يمكن حذف أو تعديل البروتينات الضارة من مسببات الأمراض وبالتالي توفير طريقة أكثر أماناً وفعالية لتصنيع اللقاحات.
اقرأ أيضا: احنا أقوى من كورونا