03-309-4421

חיסונים לנגיף הקורונה – איך הם פועלים, ומה מצבנו בדרך לפיתוח חיסון מוצלח?

כיום, מעל 100 חיסונים שונים לנגיף הקורונה נמצאים בתהליכי פיתוח. בפוסט זה ננסה להבין איך עובד חיסון, מה ההבדל בין סוגי החיסונים השונים, ואיזה חיסונים מכל סוג נמצאים בשלבי פיתוח מתקדמים?

על מערכת החיסון עצמה כבר דובר בפוסט קודם, אך אזכיר פה שוב את הנקודות העיקריות לטובת החברים החדשים או אלו שצריכים תזכורת. מי שכבר בקיא מוזמן לדלג על ההקדמה.

הקדמה:

נתחיל מהבסיס – איך עובד חיסון?

חיסון מתבסס על דרך הפעולה הטבעית של מערכת ההגנה של הגוף מפני מזיקים חיצוניים שהיא מערכת החיסון. מערכת החיסון שלנו מחולקת לשניים – מערכת החיסון המולדת, ומערכת החיסון הנרכשת. שתי המערכות שונות זו מזו בבסיסן, אך הן עובדות יחד בשיתוף פעולה ובתיאום.

1) מערכת החיסון המולדת קיימת אצלנו מלידה, והיא מספקת לגוף את קו ההגנה הראשון מפני פתוגן (למשל נגיף, חיידק או פטריה), או כל דבר אחר הזר לגוף. היא מפעילה תגובה בלתי-ספציפית נגד הפתוגן – אפשר להגיד שהיא כוח הפעולה הראשוני, הפחות מתוחכם, שמגיב כמה שיותר מהר עד שמערכת החיסון הנרכשת, המתוחכמת יותר, נכנסת לפעולה. פעמים רבות, פעולתה של מערכת החיסון המולדת מספיקה על מנת לסלק את הפתוגן מהגוף, אך חסרונה הגדול של מערכת זו הוא שהיא חסרת זכרון. כלומר, גם אם אותו פתוגן יגיע שוב, היא לא תדע להגיב בצורה ספציפית או יעילה יותר, מפני שהיא אינה ספציפית ומבדילה באופן דיי פשטני בין עצמי לזר.

2) מערכת החיסון הנרכשת היא מערכת שמתפתחת במהלך שנות חיינו עקב חשיפה לפתוגנים שונים. כל תא או מולקולה בה יודעים להגיב באופן ספציפי לסוג פתוגן מסוים. לכן, בשונה ממערכת החיסון המולדת אשר זהה בין אדם לאדם, מערכת זו משתנה בין פרט לפרט בהתאם לפתוגנים אליו נחשף במהלך חייו. חוזקה העיקרי של מערכת החיסון הנרכשת הוא כפי שאמרנו, האפשרות לייצר זכרון חיסוני הנשאר לאורך שנים ארוכות.

מה קורה כאשר נגיף הקורונה נכנס לגוף?

בכדי להבין את תגובת מערכת החיסון לנגיף הקורונה, נתאר בקצרה מהו נגיף. נגיף, או וירוס, הוא פתוגן הפולש לתאים אחרים (במקרה זה, תאי הגוף שלנו), משתמש בתאים האלו על מנת להתקיים ולשכפל את עצמו. הנגיף הוא בעצם צבר של חומר גנטי (מסוג DNA או RNA) אשר עטוף במעטפת של חלבונים.

מבנה נגיף הקורונה:

נגיף הקורונה מצופה במספר סוגי חלבונים, כאשר החלבון העיקרי שמתמקדים בו כיום בפיתוח החיסונים נקרא חלבון ספייק (spike).
בתוך מעטפת הנגיף, כמו שאמרנו, ישנו חומר גנטי שיכול להיות מסוג DNA או RNA. במקרה של נגיף הקורונה מדובר ב-RNA, שבהשוואה ל-DNA הינו פחות יציב, צובר יותר מוטציות, ומשתנה במהירות רבה יותר. תכונות אלו מקשות עוד יותר על פיתוח חיסון לנגיף הקורונה.

מה קורה כאשר הנגיף נכנס לגוף?

נגיף הקורונה נכנס לתא בעזרת חלבון הספייק שלו, שמאפשר לו להיקשר לרצפטור (חלבון שמצוי על החלק החיצוני של התא ומעביר מסרים מהחוץ פנימה) בשם ACE2 שנמצא על פני תאי הגוף שלנו. הוא משכפל את עצמו בתוך התא, וכשהנגיפים החדשים יוצאים מהתא, הם מזוהים על ידי תאי מערכת החיסון בשם תאים מציגי-אנטיגן. תאים אלו מציגים על פניהם חתיכה מהנגיף שקרויה אנטיגן, המאפשרת הפעלה של תאי מערכת החיסון האחרים שמטרתם להרוג את הנגיף או לייצר נוגדנים שייקשרו אליו ויגרמו לנטרול שלו או יתייגו אותו להרג על ידי תאים אחרים. התאים הללו שהופעלו, ישמרו בתוכם זיכרון חיסוני של הנגיף לאורך זמן, וכך בפעם הבאה שנתקל בו, התגובה החיסונית נגדו תהיה מהירה ויעילה הרבה יותר, לפני שהוא יספיק להשתכפל ולגרום למחלה.

אז לענייננו, איך על סמך כל השרשרת הזו מפתחים חיסון "מלאכותי"?

אם נסכם את כל האמור לעיל, מה שבסופו של דבר מאפשר לגוף לפתח תגובה חיסונית לנגיף, זה בעצם הצגה של האנטיגן לתאי מערכת החיסון האחרים. את התהליך הזה חיסונים פעילים, עליהם נדבר היום, נועדו לייצר, אך יש כמה דרכים שונות להביא לאותה תגובה.

אילו סוגי חיסונים קיימים, ואילו חברות כיום נמצאות בתהליכי פיתוח מתקדמים של חיסונים אלו כנגד נגיף הקורונה?

נחלק את סוגי החיסונים הנמצאים בפיתוח כיום לנגיף הקורונה קודם כל לחיסונים סטנדרטיים, שלסוג זה משתייכים רוב החיסונים שאושרו לשימוש שאנחנו מכירים מחיי היום-יום, וחיסונים ניסויים, שהם מתבססים על שיטות אחרות של פיתוח חיסון שעד היום הניבו מעט מאוד חיסונים שאושרו לשימוש.

חיסונים סטנדרטיים:

חיסוני וירוס שלם (חי מוחלש או מומת):

לקטגוריה זו משתייכים רוב החיסונים שאנחנו מכירים כיום, למשל חיסון כנגד נגיף השפעת. ניתן, כמו שקורה בהדבקה טבעית, להכניס לגוף וירוס שלם ולתת לתהליך פירוקו והצגתו לקרות כרגיל, אך כמובן שלא נרצה להשתמש בנגיף פעיל שיכול לגרום למחלה. לכן בסוג חיסון זה, מדענים משתמשים או בנגיף חי שעבר החלשה (בדרך כלל דרך שינוי החומר הגנטי שלו כך שלא יוכל לייצר את החלבונים ה"אלימים" שלו שמאפשרים לו בדרך כלל להשתלט על תאים ולגרום למחלה), או בנגיף מומת, שעבר טיפול כימי או בעזרת חום, כך שהוא אינו פעיל כלל. בשתי האופציות הנ"ל, ניתן להזריק את הנגיף לגוף ולקבל תגובה חיסונית כנגדו.
נציין שחיסונים של נגיף חי-מוחלש, בשל האפשרות שהנגיף עדיין יוכל להשתכפל ברמה כזו או אחרת, לא יוכלו להנתן לאנשים בעלי מערכת חיסון מדוכאת מחשש שמערכת החיסון שלהם לא תוכל להתמודד עם נגיף זה למרות היותו מוחלש.
- חברה סינית בשם Sinovac Biotech מפתחת חיסון מומת לנגיף הקורונה והחלה באפריל 2020 מחקר קליני שלב 1.

חיסונים ניסויים:

1) חיסוני וקטור ויראלי (viral vector):

בסוג חיסון זה, מדענים בונים וקטור ויראלי על ידי לקיחת נגיף מסוג אחר, למשל אדנוירוס (קבוצת נגיפים שכיחה שגורמת לצינון ועוד), והינדוס שלו כדי שייצר את חלבון הספייק של נגיף הקורונה. לאחר הזרקת החיסון, מערכת החיסון שלנו תיחשף לחלבון הספייק, ותדע לזהות ולנטרל את נגיף הקורונה בפעם הבאה שהיא תתקל בו. נכון להיום, כ-25 חברות מפתחות חיסונים מסוג זה לנגיף הקורונה.
- חברת Johnson & Johnson עובדת כיום על פיתוח חיסון בשיטה זו. החיסון צפוי להגיע לניסויים קליניים בבני אדם בספטמבר 2020.
- אוניברסיטת אוקספורד גם החלה באפריל בניסוי קליני שלב 1, הבודק וקטור ויראלי לא משתכפל המשתמש באדנוירוס המופק מקופי שימפנזה.
- חברה סינית בשם CanSino Biologics החלה בחודש מרץ בניסוי קליני שלב 1 לחיסון מסוג זה, וכבר החלה באפריל בגיוס לניסוי שלב 2 שיכלול 500 מתנדבים, לאחר קבלת תוצאות בטיחות חיוביות בשלב 1 (תוצאות אלו טרם פורסמו). .

2) חיסוני חומצות גרעין:

בחיסון מסוג זה, משתמשים אך ורק בחומר הגנטי של הנגיף. בשיטה זו לא משתמשים בוירוס שלם, אלא מייצרים באופן מלאכותי במעבדה רצף גנטי המכיל למשל את הרצף המקודד לחלבון הספייק של נגיף הקורונה, ואת רצף זה מזריקים לגוף בחיסון. עד היום, למרות מאמצי פיתוח רבים, לא אושרו חיסונים מסוג זה לאף מחלה. ישנן כ-20 חברות המפתחות חיסוני חומצות-גרעין כנגד נגיף הקורונה.
- במרץ 2020 החל ניסוי שלב 1 של ניסוי הבוחן סוג של RNA שהונדס לייצר את חלבון הספייק של נגיף הקורונה, על ידי האיגוד האמריקאי הלאומי לבריאות (National Institute of Health, NIH) בשיתוף עם חברת Kaiser Permanente.
- חברת Inovio Pharmaceuticals החלה באפריל 2020 ניסוי קליני שלב 1 הבודק חיסון מבוסס DNA.

3) חיסונים מבוססי-חלבון:

בשיטה זו, מתבצעת הזרקה של חלבונים או חלקי-חלבונים של הנגיף באופן ישיר לגוף. כיום, 28 חברות נמצאות בתהליך פיתוח של חיסון מסוג זה, אך אף אחת עוד לא הגיעה לשלב של ניסויים קליניים בבני אדם. רוב החברות מתמקדות בחלבון הספייק של נגיף הקורונה, או חלקיק שלו שיוצר את הקישור לרצפטור על פני תאי הגוף שלנו. חיסונים מסוג זה הראו יעילות בקופים ביצירת חסינות כנגד נגיף ה-SARS-CoV-1 בעבר, אך ייתכן ובכדי שחיסונים אלו יהיו יעילים בבני אדם, יידרש מתן של מספר מנות חיסון, או מתן של תרכובות אשר מפעילות את מערכת החיסון במקביל על מנת ליצור תגובה חיסונית יעילה יותר.

4) חיסון עם חלקיקים דמויי-וירוס (virus-like particles, VLPs):

בשיטה זו, משתמשים רק במעטפת הנגיף ללא החומר הגנטי הפנימי (נקרא VLP), כדי לחשוף את הגוף לחלבונים החיצוניים של נגיף הקורונה. כיום ישנן 5 חברות המפתחות חיסון מסוג זה כנגד נגיף הקורונה, אך הן טרם הגיעו לשלב הניסויים הקליניים בבני אדם. חיסון מסוג כזה יכול לגרום לתגובה חיסונית חזקה, אך קיים קושי לייצורו באופן מוצלח.

5) שיטה משולבת:

נוסף לכל השיטות האלו, מתנהלים כיום בסין שני ניסויים קליניים נוספים שמשתמשים בשיטה משולבת, שבה לוקחים תאים הדומים לתאים מציגי-אנטיגן שדיברנו עליהם קודם, ומחדירים להם בעזרת וקטור ויראלי רצפים שונים המקודדים לחלבונים של נגיף הקורונה. בנוסף, הוקטורים מכילים גנים אימונו-מודולטוריים (מפעילי מערכת חיסון) שנועדו לגרום לתגובה חיסונית טובה יותר כנגד חלבוני הוירוס.

לסיכום, למרות המאמץ הכביר לפיתוח חיסון שמתנהל בעולם הרפואה והמחקר מאז פרוץ מגפת הקורונה, התחזיות אודות מתי יהיה חיסון זמין הן לא עקביות וחלקן לא מבטיחות במיוחד. התחזיות נעות בין 12-18 חודשים במקרה הטוב, ל-5 שנים במקרה הרע, ויש אף את התרחיש הגרוע ביותר, בו לא יאושר חיסון כלל. למרות הצהרות רבות שאנחנו "קרובים מאוד לחיסון" או "במרחק חודשים ספורים", חשוב לזכור מה ניסיון העבר מלמד אותנו – בשנות ה-80, כאשר פרצה מגפת נגיף ה-HIV (עוד נגיף מסוג RNA), היו אינספור הצהרות על חיסונים ש"עוד רגע" יאושרו, ואף על פי כן עד היום, כמעט 30 שנה אחרי, טרם אושר חיסון. לצערנו, הפער בין הפיתוח הראשוני אשר מתנהל כיום במאות חברות ואקדמיות לבין אישור של חיסון מוצלח, הוא עצום.

למרות זאת, נסיים בנימה אופטימית ונגיד שגם המדע התקדם בצורה חסרת-תקדים ב-30 השנים האחרונות, ורק הזמן יגיד מה תהיה התוצאה הסופית.