اللقاحات العلاجية لـ HPV (فيروس الورم الحليمي البشري)

HPV اختصار لـ «فيروس الورم الحليمي البشري»، وهو مسؤول عن أنواع كثيرة من السرطان، مثل سرطان عنق الرحم في المقام الأول، و سرطانات الشرج و سرطانات الرأس والعنق . وقد تناولنا في مقالات سابقة ماهية HPV، و كيفية انتقاله والآليات التي يستخدمها للاختباء من جهازنا المناعي . أما هذا المقال فسيتناول اللقاحات العلاجية المستخدمة في علاج HPV.

ملاحظة: يوجد عمومًا 2 نوع من اللقاحات: وقائية و علاجية . وعند الحديث عن اللقاحات، نفكّر جميعًا في اللقاحات الوقائية، مثل (لقاحات الطفولة, لقاحات فيروس كورونا و لقاحات HPV مثل غارداسيل). أما اللقاحات العلاجية فهي مفهوم جديد؛ مثل Lmlygic للميلانوما، وProvenge لسرطان البروستاتا.

ما لقاح HPV العلاجي؟ 

تهدف لقاحات HPV العلاجية إلى توليد مناعة بوساطة الخلايا ضد الخلايا المصابة بـ HPV، لإزالة الآفات السابقة للسرطان والأورام الخبيثة، أي السرطانية. لذلك تستهدف اللقاحات مستضدّات HPV. وتتنوع مناهج اللقاحات إلى:

1. لقاحات قائمة على نواقل حيّة،
2. لقاحات قائمة على الببتيدات والبروتينات،
3. لقاحات قائمة على الأحماض النووية، و
4. لقاحات قائمة على الخلايا.

ما المستضد؟

المستضد مادة بروتينية يراها الجهاز المناعي غريبة عند دخولها الجسم أو تحوّلها داخله، كما في الخلايا السرطانية، فتؤدي إلى تكوّن أجسام مضادّة . والمستضدّات في معظمها أجزاء مميّزة للكائنات الدقيقة، مثل الفيروسات والبكتيريا والطفيليات.

البنية البيولوجية لـ HPV لفهم آليات عمل اللقاحات

• HPV نوع من الفيروساتغير المغلّفة، وله جزيء DNA دائري مزدوج السلسلة.
• ينتمي HPV إلى عائلة Papillomaviridae، ويشفّر 6 بروتينات مبكّرة (E1، E2، E4، E5، E6، E7) و2 بروتين متأخّر (L1، L2).
• تسهّل البروتينات المبكّرة تضاعف DNA الفيروس وتنتج البروتينات الخلوية؛ أما البروتينات المتأخّرة فتشكّل بنية القفيصة الفيروسية لتغليف الفيروسات الجديدة.
• يُعبَّر عن E6 وE7، وهما من الجينات المشفّرة لهذه البروتينات، بمقدار أكبر في الخلايا المصابة بالفيروس. ونتيجة لذلك يزداد بروتينا E6 وE7.
• يثبّط E6 بروتين p53؛ بينما يثبّط E7 جين RB، فيخلّان بدورة الخلية الطبيعية ويتيحان تحوّل الخلايا المصابة إلى خلايا سرطانية.
• لجين E2 أيضًا تأثير مثبّط في E6 وE7؛ وفي الخلايا المصابة ينخفض E2، فتزداد صناعة بروتينَي E6 وE7.
• وهكذا تحاول اللقاحات علاج HPV بالتأثير بطرق مختلفة في هذه الجينات.

أنواع لقاحات HPV العلاجية

1. اللقاحات القائمة على نواقل حيّة

هي لقاحات تستخدم الفيروسات والبكتيريا حوامل. ويقوم أساس اللقاحات الناقلة على تقديم المستضدّات إلى الخلايا المتغصّنة . وكثير من اللقاحات ذات النواقل الحيّة عالية القدرة على إحداث المناعة، لأنها تتكاثر فورًا في الخلية المضيفة وتتيح انتشار المستضدّات بين الخلايا. لكن توجد عوامل تحدّ من استعمالها، مثل خطر إحداث السُمّية. ويمكننا تقسيم لقاحات النواقل الحيّة إلى 2 فئة:

1. النواقل البكتيرية
2. النواقل الفيروسية

النواقل البكتيرية

يمكن استخدام بكتيريا مضعَّفة لتقديم المستضدّات إلى الخلايا المتغصّنة. L.monocytogenes وSalmonella وLactococcus lactis أمثلة على البكتيريا المستخدمة. وقد أُثبت في لقاحات النواقل البكتيرية ظهور استجابة مناعية قوية نوعية لـ E7 بوساطة الخلايا T .

النواقل الفيروسية

النواقل الفيروسية أيضًا عالية القدرة على إحداث المناعة. ويمكن استعمال أنواع مختلفة في اللقاحات، مثل فيروس الوقس والفيروس الغدّي والفيروس المرتبط بالغدّي (كما أن لقاح أكسفورد-أسترازينيكا المطوَّر ضد فيروس كورونا يستخدم الفيروس الغدّي ناقلًا فيروسيًا).

يُعتقد أن فيروس الوقس، من بين هذه الفيروسات، واعد للعلاج المناعي النوعي للمستضدّات وأكثر فعالية ضد العدوى. ويمكن لفيروس الوقس المؤتلف المسمّى MVA-E2 صناعة بروتين E2. وقد اختُبر اللقاح الذي يستخدم هذا الناقل لدى مرضى لديهم آفات CIN، أي التنشّؤ داخل ظهارة عنق الرحم، وآفات الثآليل التناسلية. وأظهرت الدراسات أن المرضى كوّنوا أجسامًا مضادّة للقاح MVA-E2، وأن استجابة نوعية للخلايا اللمفاوية T نشأت في الخلايا التي تتحوّل إلى سرطانية.

يُرسم أدناه مسار التحوّل إلى السرطان في عدوى HPV:

2. اللقاحات القائمة على الببتيدات / البروتينات

اللقاحات القائمة على الببتيدات

يمكن استخدام الببتيدات المستخلصة من مستضدّات HPV في التطعيم ضده أيضًا. وآلية ذلك كما يلي: عند إدخال البروتينات المستضدّية لـ HPV إلى الجسم، تلتقطها الخلايا المتغصّنة وتقدّمها عبر المسارات المرتبطة بـ MHC-1 أو MHC-2 على جزيء HLA، أي مستضدّ الكريات البيضاء البشري، فتتكوّن استجابة مناعية. وهذه اللقاحات آمنة عمومًا وسهلة التصنيع، لكن استعمالها يظلّ محدودًا. والسبب أنها نوعية لـ MHC؛ ومع تعدّد أنواع HLA، يصعب تطوير لقاح فعّال لدى كل مريض. كما أنها تولّد مستوى منخفضًا من المناعة. ولذلك تركّز دراسات كثيرة على جزيئات داعمة، مثل الكيموكينات والسيتوكينات، لزيادة إمكانات اللقاح نظرًا إلى هذه الخصائص.

ومن أمثلة دراسات هذه اللقاحات تجربة بشرية من المرحلة 1/2 اختبرت لقاحًا قائمًا على ببتيد HPV-E7 المرتبط بالدهون؛ وأظهرت لدى 3 من أصل 18 مريضًا تلقّوا اللقاح اختفاء خلل التنسّج ، وتراجع الآفات بوضوح لدى 6 منهم.

اللقاحات القائمة على البروتينات

مثل اللقاحات الببتيدية، فإن اللقاحات البروتينية آمنة وسهلة الإنتاج، وهي، بخلاف الببتيدية، غير نوعية لـ MHC. ويمكن معالجة المستضدّات البروتينية وعرضها على سطح الخلايا المتغصّنة؛ كما أنها تحتوي على كل حاتمة HLA محتملة. لكن نشاطها المناعي منخفض رغم ذلك، لذا تُستخدم جزيئات داعمة لزيادة إمكاناتها. ومن قيودها الأخرى أن الخلايا المقدِّمة للمستضدّ (APC) قد تصادف أحيانًا، بعد إعطاء اللقاح، البروتينات المحقونة من أجل عرض MHC 1، فتبتلعها وتبطل مفعولها. ومن أمثلة الدراسات على اللقاحات البروتينية:

• أدّى لقاح TA-CIN، المؤلَّف من دمج L2 وE6 وE7 لـ HPV-16، إلى إنتاج أجسام مضادّة لدى جميع النساء اللواتي تلقّينه، وثبتت سلامته.
• وتناولت دراسة أخرى لقاحًا يجمع HPV-16 E7 وبروتين M.bovis hsp16. وأظهرت الدراسة أن جميع المرضى ذوي التنشّؤ داخل ظهارة الشرج المرتفع الدرجة (AIN) تحمّلوا اللقاح جيدًا.

3. اللقاحات القائمة على الأحماض النووية

يوجد 2 نوع من لقاحات الأحماض النووية:

1. لقاحات تستخدم جزيء DNA، و
2. RNA لقاحات تستخدم ريبليكونه.

سنتناول هذه الأنواع من اللقاحات بالتفصيل.

اللقاحات القائمة على DNA

لقاحات DNA فعّالة محتملًا في استراتيجية العلاج المناعي النوعي للمستضدّات. وDNA العاري، أي غير المصاحب لخلايا وبروتينات، آمن ومستقرّ وسهل الإنتاج.

بالمقارنة مع اللقاحات الأخرى، فإن لقاحات DNA:

• توفّر تعبيرًا مستضدّيًا أطول مدّة من لقاحات RNA أو البروتينات.
• لا تسبّب إنتاج أجسام مضادّة معادِلة مقارنة بلقاحات النواقل الحيّة، مما يتيح تكرار إعطاء اللقاح للمريض نفسه.

رغم أن لقاحات DNA أكثر أمانًا من اللقاحات الأخرى، توجد مخاوف بشأنها. فمثلًا، قد يندمج DNA في جينوم المضيف ويخلّ بجينوم تلك الخلية، لكن لا توجد أي بيانات على ذلك. وثمة قلق آخر هو ضعف النشاط المناعي، لأن DNA الموجود في اللقاح لا يملك خاصية الانتقال من الخلايا المصابة بـ HPV إلى الخلايا المجاورة والتكاثر فيها. ولهذه الأسباب، طُوّرت استراتيجيات لزيادة فعالية لقاح DNA.

الاستراتيجية الأولى هي زيادة الخلايا المتغصّنة التي تعبّر عن المستضدّ. ومن الطرق المستخدمة لتحقيق ذلك طريقة «المدفع الجيني» ، وهي قوية جدًا. يطلق «المدفع الجيني» جسيمات ذهب مطليّة بـ DNA؛ وبذلك تدخل المادة إلى الخلايا المتغصّنة التي تهاجر إلى الأعضاء اللمفاوية لكي تنضج وتتحوّل إلى خلايا T. ويعني إدخال المادة الوراثية دخول قطعة DNA خارجية إلى خلية. ونتيجة لذلك، يدخل جزيء DNA العاري في بنية الخلايا المتغصّنة. ومن الطرق الأخرى لزيادة الخلايا المتغصّنة «إتاحة انتشار المستضدّ المشفَّر بين الخلايا المتغصّنة». ويتطلّب ذلك ربط المستضدّ ببروتين يستطيع نقله بين الخلايا.

واستراتيجية أخرى هيزيادة تعبير المستضدّ ومعالجته وعرضه في الخلايا المتغصّنة. ويمكن تطبيقها بتقنية تُسمّى «تحسين الكودونات». وفيها تُستبدَل الكودونات النادرة الاستعمال بكودونات شائعة، فيتغيّر تسلسل جين المستضدّ ويزداد إنتاجه بترجمة لقاح DNA في الخلايا المتغصّنة. والترجمة هي صناعة عديد الببتيد تحت تحكّم mRNA. كما أن ربط المستضدّ ببروتين يستهدف التحلّل بالبروتيازوم أو الشبكة الإندوبلازمية يزيد استجابة الخلايا اللمفاوية T السامّة للخلايا (CTL)، عبر زيادة عرض المستضدّ بواسطة MHC-1. فمثلًا، أُثبت أن لقاحًا يحتوي على E7 مرتبط بالكالريتيكولين (CRT)، وهو بروتين يزيد عرض المستضدّ بـ MHC-1، زاد الاستجابة النوعية لـ E-7 من خلايا CD8 T، وكان فعّالًا ضد الأورام المعبّرة عن E7.

ومن التقنيات الأخرى «استخدام تقنية ثلاثي الوحدات أحادي السلسلة لـ MHC-1 ‏(SCT)». وهي تمنع معالجة المستضدّ وتتيح عرض الببتيد الذي يشفّره لقاح DNA بواسطة MHC-1.

أما الاستراتيجية الأخيرة لزيادة فعالية لقاح DNA فهي تعزيز التفاعل بين الخلايا المتغصّنة والخلايا T. بعد معالجة المستضدّ وعرضه، يكون التفاعل بين الخلايا المتغصّنة والخلايا T بالغ الأهمية لتنشيط T. وبعد مرحلة التهيئة (priming)، تصبح الخلايا المتغصّنة هدفًا للخلايا T المؤثّرة المنشَّطة. ولمنع الاستماتة التي تحدث في الخلايا المتغصّنة بوساطة هذه الخلايا T، يمكن أن يشفّر DNA بروتينات مضادّة للاستـماتة تُطيل حياة الخلايا المتغصّنة. وأظهرت دراسة على الفئران أن لقاحًا يجمع DNA المشفّر لـ E7 وDNA المشفّر لبروتين مضادّ للاستـماتة مثل Bcl-2 زاد استجابة الخلايا T النوعية لـ E7. كما تزيد لقاحات DNA عرض المستضدّ بإطالة عمر الخلايا المتغصّنة.

لقاحات ريبليكون RNA

تُسمّى وحدة الجينوم التي يحدث فيها التضاعف الريبليكون . أما ريبليكون RNA فهو جزيء RNA عارٍ يستطيع التكاثر في الخلايا التي أُدخل إليها. ويمكن الحصول على ريبليكونات RNA من فيروسات ألفا أو فيروس غابة سيمليكي. وللنواقل القائمة على ريبليكون RNA مزايا كثيرة لتطوير لقاحات السرطان. فمثلًا، تستطيع هذه الريبليكونات التضاعف في خلايا كثيرة مختلفة، ويمكن استخدامها لإتاحة عرض مستمرّ للمستضدّ في الخلايا؛ ولذلك يمكن القول إنها أكثر توليدًا للمناعة من لقاحات DNA التقليدية. ولا تحتوي ريبليكونات كثيرة على جينات فيروسية، فلا تُنتج جسيمات معدية ويكون الردّ المناعي على ناقل الريبليكون محدودًا. وتتيح هذه الخصائص إعادة استخدام لقاحات ريبليكون RNA لدى الأشخاص أنفسهم. كما تقلّل خطر الاندماج الكروموسومي المرتبط بلقاحات DNA، لكنها أقل استقرارًا منها. وقد ظهر بديل يجمع مزايا جزيء ريبليكون RNA ولقاحات DNA، هو ريبليكون RNA المُطلَق من DNA. وسُمّي هذا الجزيء «DNA الانتحاري». واستُخدم DNA الانتحاري في دراسات قبل سريرية لتطوير لقاح HPV؛ وفي الخلية التي أُدخل إليها تحوّل إلى RNA، وأتاح تعبيرًا فعّالًا عن مستضدّ الورم.

ومن الاستراتيجيات المستخدمة في الريبليكونات طريقة «كونجين (KUN)». ويُستخدم فيها كونجين، وهو فيروس مُصفِّر، لتوزيع الريبليكونات. وأظهرت دراسة على فئران لُقّحت بريبليكونات KUN المعبّرة عن HPV-16 E7 تحفيز استجابة نوعية للخلايا T، وحماية الفئران من التحوّل الورمي. ورغم مزايا جزيء ريبليكون RNA الكثيرة، تظلّ التجارب السريرية للقاحات القائمة عليه والبيانات المتاحة محدودة، لذلك يلزم فحص مزيد من الدراسات.

4. اللقاحات القائمة على الخلايا الكاملة

اللقاحات القائمة على الخلايا المتغصّنة

استخدام الخلايا المتغصّنة استراتيجية منطقية أخرى في اللقاحات المطوَّرة ضد HPV. ولإنشاء هذا النوع، ينبغي تحميل الخلايا المتغصّنة بمستضدّ فيروسي. ويمكن إعدادها خارج الجسم الحي بنقل جزيئات MHC-1 و2 ماديًا. ويمكن تحميل المستضدّ إليها عبر مستضدّات ببتيدية أو بروتينية، أو بنقل جزيء DNA / RNA يشفّر مستضدّ HPV. ورغم تطوير لقاحات فعّالة باستخدام خلايا متغصّنة ذاتية، فإن إنتاج اللقاحات المخصّصة للفرد صعب بالطبع. كما تؤثّر تقنية الزرع المستخدمة في تحضير الخلايا المتغصّنة في جودة اللقاح.

اقتُرحت طرق عدة لزيادة فعالية لقاحات الخلايا المتغصّنة. ومنها إطالة عمر هذه الخلايا، كما ذكرنا سابقًا. فمثلًا، اختبرت دراسة خلايا متغصّنة محمَّلة بـ E7 ومصابة بـ RNA صغير متداخل (siRNA) يستهدف بروتينات محفّزة للاستـماتة مثل Bak وBax. وأظهرت الدراسة تثبيط بروتينَي Bak وBax في الخلايا المتغصّنة، مما زاد مقاومتها للاستـماتة بوساطة الخلايا T.

تستمر التجارب السريرية للقاحات الخلايا المتغصّنة. وفي تجربة، حُقنت تحت جلد مريض بسرطان عنق الرحم النقيلي خلايا متغصّنة محمَّلة بـ HPV-18 E7. وأُثبت لاحقًا تثبيط تقدّم الورم لديه. وأُبلغ أيضًا عن تحسّن حالته الصحية وعدم ملاحظة أي أثر جانبي، رغم عدم حدوث هدأة، أي تراجع، كاملة.

اللقاحات القائمة على الخلايا الورمية

النهج 2. في تطوير لقاحات الخلايا الكاملة هو استعمال الخلايا الورمية. ولزيادة تأثيرها المناعي، يمكن تحفيزها خارج الجسم الحي كي تنتج بروتينات مختلفة معدِّلة للمناعة، مثل السيتوكينات. وتُستخدم في هذه اللقاحات جينات سيتوكينات مثل IL-2 وIL-12 وGM-CSF. ومن مزاياها عدم تحديد مستضدّات الورم بوضوح، وسهولة إنتاجها.

تُختبر لقاحات الخلايا الورمية في نماذج قبل سريرية. فمثلًا، أظهر تطعيم فئران بلقاح يستخدم خلية ورمية إيجابية لـ E7 ومنتجة لـ GM-CSF أنه قاد إلى استجابة خلايا T نوعية لـ E7 وزاد الفعالية المضادّة للأورام.

لكن هذه اللقاحات تحمل أيضًا خطر إحداث سرطانات جديدة؛ لذلك يظلّ تطوير لقاحات الخلايا الورمية محدودًا.