Comparison of Systemic and Mucosal Synchronous Immunization with Replicating Single-cycle Adenoviruses and SOSIP Protein HIV-1 Vaccines

मानव इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस (HIV) के साथ अधिकांश संक्रमण शरीर के कोमल, नम प्रवेश बिंदुओं से शुरू होते हैं: योनि का अस्तर, मलाशय, मुँह या नाक। इन म्यूकोसल सतहों पर, वायरस के विरुद्ध युद्ध बहुत कम संख्या में हमलावरों के साथ शुरू होता है, जो कभी-कभी केवल एक एकल कण भी हो सकते हैं। यदि कोई टीका इस वायरस को ठीक वहीं रोक सके, जहाँ यह बाधा को पार करने की कोशिश करता है, तो यह संक्रमण को कभी भी जड़ जमाने से रोक सकता है। दशकों से, वैज्ञानिकों ने इस तरह से काम करने वाले टीके बनाने की कोशिश की है, लेकिन इंजेक्शन लगाने का मानक तरीका—मांसपेशी में गहराई तक सुई चुभाना—अक्सर इन विशिष्ट प्रवेश बिंदुओं पर एक मजबूत ढाल बनाने में विफल रहता है। जबकि मांसपेशियों के इंजेक्शन पूरे शरीर में प्रतिरक्षा संकेत भेजते हैं, वे हमेशा प्रतिरक्षा प्रणाली को म्यूकोसल द्वारों की प्रभावी ढंगता से रक्षा करना नहीं सिखा पाते हैं। यह सुरक्षा में एक महत्वपूर्ण अंतर छोड़ देता है, जिससे शोधकर्ता एक सरल लेकिन कठिन प्रश्न पूछ रहे हैं: क्या यह मायने रखता है कि आप टीका कहाँ लगाते हैं?

मेयो क्लिनिक और अन्य संस्थानों के वैज्ञानिकों की एक टीम ने रhessus मैकेक्स (rhesus macaques), जो कि बंदरों की एक प्रजाति है और जिसका उपयोग अक्सर मानव रोगों के अध्ययन के लिए किया जाता है, में एक नई रणनीति का परीक्षण करके इसका उत्तर देने का प्रयास किया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या टीके के घटकों को सीधे उस स्थान पर पहुँचाना जहाँ वायरस शरीर में प्रवेश करता है, मानक मांसपेशी इंजेक्शन की तुलना में बेहतर सुरक्षा प्रदान करेगा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने वैक्सीन घटकों के दो अलग-अलग प्रकारों का उपयोग किया। पहला एक प्रोटीन था जो वायरस के बाहरी कवच की नकल करता है, जिसे प्रतिरक्षा प्रणाली को दुश्मन को पहचानने के लिए प्रशिक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। दूसरा एक अनूठा, जीन-आधारित उपकरण था: एक संशोधित एडेनोवायरस (adenovirus), जो एक सामान्य सर्दी का वायरस है, जिसे एक डिलीवरी ट्रक के रूप में कार्य करने के लिए इंजीनियर किया गया था। यह ट्रक वायरस के बाहरी कवच के आनुवंशिक निर्देशों को शरीर की कोशिकाओं में ले जाता है। महत्वपूर्ण रूप से, इस ट्रक को कोशिका के भीतर अपने कार्गो को कई बार पुनरुत्पादित (replicate) करने के लिए डिज़ाइन किया गया था ताकि वायरस के प्रोटीन की एक बड़ी मात्रा बनाई जा सके, लेकिन इसे इस तरह से अक्षम किया गया था कि यह अन्य कोशिकाओं में न फैल सके या वास्तविक संक्रमण न पैदा कर सके। इस "सिंगल-साइकिल" डिजाइन ने टीके को पूर्ण रूप से पुनरुत्पादित होने वाले वायरस के सुरक्षा जोखिमों के बिना एक विशाल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करने की अनुमति दी।

शोधकर्ताओं ने बंदरों को समूहों में विभाजित किया और उन्हें इन दोनों वैक्सीन भागों का एक ही संयोजन दिया, लेकिन उन्होंने जीन-आधारित ट्रक के वितरण के मार्ग को बदल दिया। एक समूह को हाथ की मांसपेशी में मानक इंजेक्शन द्वारा यह ट्रक दिया गया। दूसरे समूह को नाक के माध्यम से तरल स्प्रे के रूप में यह दिया गया। तीसरे समूह को सीधे योनि की दीवार में इंजेक्शन द्वारा यह दिया गया, जो वही स्थान है जहाँ वायरस बाद में प्रवेश करने की कोशिश करेगा। सभी समूहों को मांसपेशी में प्रोटीन घटक प्राप्त हुआ, क्योंकि उस समय उस विशिष्ट प्रोटीन के लिए यही एकमात्र ज्ञात तरीका था। बंदरों को कई महीनों में चार बार टीका लगाया गया, और शोधकर्ताओं ने प्रत्येक बार वायरल ट्रकों को एक सुरक्षात्मक कोटिंग के साथ सावधानीपूर्वक ढका ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि प्रतिरक्षा प्रणाली उन्हें नए लक्ष्यों के रूप में पहचाने, न कि पुराने परिचितों के रूप में खारिज कर दे।

टीकाकरण श्रृंखला पूरी होने के बाद, शोधकर्ताओं ने एक लंबा समय—डेढ़ वर्ष से अधिक—इंतज़ार किया यह देखने के लिए कि क्या सुरक्षा बनी रहती है। फिर, उन्होंने एक कठोर परीक्षण शुरू किया। उन्होंने दस सप्ताह तक एक बार प्रति सप्ताह योनि के माध्यम से बंदरों को वायरस के संपर्क में लाया। यह बार-बार होने वाला एक्सपोजर वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों की नकल करता है जहाँ एक व्यक्ति को कई बार वायरस के संपर्क में लाया जा सकता है। परिणाम चौंकाने वाले थे। नियंत्रण समूह के प्रत्येक बंदर और मांसपेशी में इंजेक्शन द्वारा टीका प्राप्त करने वाले प्रत्येक बंदर को पहले दस एक्सपोजर के भीतर संक्रमित कर दिया गया। जिन बंदरों को नाक के माध्यम से स्प्रे दिया गया था, उनकी स्थिति भी बेहतर नहीं थी; उनमें से अधिकांश भी जल्दी संक्रमित हो गए। हालाँकि, जिस समूह को सीधे योनि की दीवार में जीन-आधारित टीका दिया गया था, उसने एक अलग कहानी सुनाई। इन बंदरों में से आधे ने उन्हें संक्रमित करने के सभी दस प्रयासों का प्रतिरोध किया। यहाँ तक कि जो अंततः वायरस पकड़ लेते थे, उनमें भी रक्त में वायरल स्तर अन्य समूहों की तुलना में कम था।

यह अध्ययन बताता है कि टीके का स्थान स्वयं टीके के प्रकार से अधिक महत्वपूर्ण है। मांसपेशी में इंजेक्शन प्राप्त करने वाले बंदरों ने रक्त में मजबूत प्रतिरक्षा संकेत विकसित किए, लेकिन वे संकेत वायरस को योनि के द्वार पर रोकने के लिए पर्याप्त नहीं थे। जिन बंदरों को संक्रमण के स्थान पर सीधे टीका दिया गया, उन्होंने एक स्थानीय रक्षा प्रणाली बनाई जो वायरस को रोकने में कहीं अधिक प्रभावी थी। यह निष्कर्ष इस धारणा को चुनौती देता है कि रक्त में एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया यौन संचारित संक्रमणों के विरुद्ध सुरक्षा के लिए पर्याप्त है। यह इंगित करता है कि द्वार पर रोकने के लिए, प्रतिरक्षा प्रणाली को द्वार पर ही प्रशिक्षित करने की आवश्यकता हो सकती है। शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि हालांकि यह प्रत्यक्ष इंजेक्शन विधि अध्ययन में अच्छी तरह काम करती है, लेकिन यह मनुष्यों के लिए एक व्यावहारिक समाधान नहीं है, क्योंकि योनि की दीवार में टीका लगाना सामान्य आबादी के लिए एक व्यवहार्य दिनचर्या नहीं है। इस खोज का वास्तविक मूल्य यह सिद्ध करने में निहित है कि म्यूकोसल बाधाओं को मजबूत किया जा सकता है, जो यह सुझाव देता है कि भविष्य के टीकों को अपने संदेश को उन विशिष्ट ऊतकों तक पहुँचाने के नए तरीके खोजने होंगे जहाँ वायरस प्रहार करता है, न कि केवल मानक मांसपेशी शॉट पर निर्भर रहना होगा।