Immune determinants of cellular and humoral non-responsiveness to mRNA/LNP vaccination in immunocompromised individuals
यह अध्ययन यह प्रकट करने के लिए एक एकीकृत मल्टी-ओमिक दृष्टिकोण का उपयोग करता है कि जबकि विभिन्न माध्यमिक इम्यूनोडेफिशिएंसी समूहों में एंटीबॉडी विफलता के तंत्र भिन्न होते हैं, mRNA/LNP टीकाकरण के बाद टी सेल डिसफंक्शन इफ़ेक्टर विभेदन, चयापचय संकेतन और कार्यक्षमता में दोषों के एक एकीकृत सेट से उत्पन्न होता है।
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अधिकांश लोगों के लिए, एक टीका (वैक्सीन) प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए एक प्रशिक्षण अभ्यास की तरह काम करता है। यह वायरस का एक हानिरहित हिस्सा पेश करता है, जिससे शरीर की रक्षा प्रणाली को यह सिखाया जाता है कि यदि वास्तविक वायरस कभी आए, तो उसे कैसे पहचाना और नष्ट किया जाए। यह प्रशिक्षण आमतौर पर दो प्रकार की सुरक्षा प्रदान करता है: एंटीबॉडीज, जो रक्त में तैरने वाले Y-आकार के प्रोटीन हैं और हमलावरों को बेअसर करते हैं, और टी सेल्स (T cells), जो संक्रमित कोशिकाओं को खोजने और मारने वाले विशेष सैनिक हैं। स्वस्थ आबादी में, mRNA टीके, जो वायरस का एक हिस्सा बनाने के लिए आनुवंशिक निर्देश पहुँचाते हैं, इन दोनों प्रतिक्रियाओं को सक्रिय करने में अत्यधिक प्रभावी सिद्ध हुए हैं। हालाँकि, माध्यमिक इम्यूनोडेफिशिएंसी (secondary immunodeficiencies)—ऐसी स्थितियाँ जहाँ पुरानी बीमारी या अंग प्रत्यारोपण या कैंसर के लिए उपयोग की जाने वाली आवश्यक दवाओं के कारण प्रतिरक्षा प्रणाली कमजोर हो जाती है—के साथ रहने वाले लाखों लोगों के लिए, यह प्रशिक्षण अक्सर विफल रहता है। ये व्यक्ति गंभीर संक्रमणों के प्रति संवेदनशील बने रहते हैं क्योंकि उनके शरीर मजबूत रक्षा तंत्र विकसित नहीं कर पाते, भले ही उन्होंने टीके की कई खुराकें ली हों। यह समझना कि ऐसा क्यों होता है, न केवल इन रोगियों की सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि सभी के लिए बेहतर टीके डिजाइन करने के तरीके खोजने के लिए भी आवश्यक है।
ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने उन लोगों के शरीर के भीतर क्या होता है, इस रहस्य को सुलझाने के लिए गहराई से अध्ययन किया जो टीके के प्रति अच्छी प्रतिक्रिया नहीं दे पाए। उन्होंने दस अलग-अलग समूहों के इम्यूनोकोम्प्रोमाइज्ड (प्रतिरक्षा प्रणाली कमजोर) रोगियों के 217 व्यक्तियों का अध्ययन किया, जिनमें लिवर रोग, इंफ्लेमेटरी बाउल डिजीज, रूमेटॉइड अर्थराइटिस और अंग प्रत्यारोपण वाले रोगी, साथ ही विशिष्ट प्रतिरक्षा-दमनकारी दवाएं लेने वाले लोग शामिल थे। सभी प्रतिभागियों ने कोविड-19 के टीके की दो खुराकें ली थीं, लेकिन वे पर्याप्त एंटीबॉडी बनाने में विफल रहे थे। शोधकर्ताओं ने उन्हें तीसरी खुराक, या बूस्टर दिया, और शॉट से पहले और बाद में रक्त के नमूने एकत्र किए। कोशिकाओं की आनुवंशिक गतिविधि को पढ़ने और विशिष्ट प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाओं को गिनने के लिए उन्नत उपकरणों के संयोजन का उपयोग करके, उन्होंने उन जैविक मार्गों (pathways) का मानचित्रण किया जो इन रोगियों में बाधित थे।
अध्ययन से पता चला कि वैक्सीन की विफलता के कारण हर किसी के लिए एक समान नहीं थे; रोगी की विशिष्ट स्थिति के आधार पर प्रतिरक्षा प्रणाली अलग-अलग तरीकों से विफल हुई। उन रोगियों के लिए जिन्होंने बी-सेल्स (B cells) को कम करने वाली दवाएं ली थीं, प्राथमिक समस्या यह थी कि काम करने के लिए बी-सेल्स की संख्या बहुत कम थी। हालाँकि, अंग प्रत्यारोपण प्राप्तकर्ताओं के लिए स्थिति अधिक सूक्ष्म थी। इन रोगियों में बी-सेल्स की संख्या सामान्य थी, और वे कोशिकाएं वायरस को ढूंढ भी सकती थीं, लेकिन वे उस विशिष्ट प्रकार की मेमोरी सेल में परिपक्व होने में विफल रहीं जिसकी आवश्यकता मजबूत, लंबे समय तक चलने वाली एंटीबॉडी बनाने के लिए होती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि इन रोगियों में बी-सेल्स एक अपरिपक्व अवस्था में अटकी हुई थीं, जो प्रभावी सुरक्षा के लिए आवश्यक रासायनिक टैग बदलने में असमर्थ थीं। यह विफलता एक विशिष्ट प्रकार के हेल्पर टी सेल (helper T cell) की कमी के कारण प्रतीत हुई, जिसे टी फॉलिकुलर हेल्पर सेल (T follicular helper cell) कहा जाता है, जो सामान्यतः बी-सेल्स को उनके विकास के माध्यम से मार्गदर्शन करता है। प्रत्यारोपण रोगियों में, ये हेल्पर सेल्स मौजूद तो थे, लेकिन कार्यात्मक रूप से दोषपूर्ण थे, जो बी-सेल्स को सही संकेत भेजने में असमर्थ थे।
यद्यपि एंटीबॉडी विफलता के कारण भिन्न थे, टी सेल विफलता के कारण लगभग सभी विभिन्न रोगी समूहों में आश्चर्यजनक रूप से सुसंगत थे। शोधकर्ताओं ने पाया कि जो रोगी टी सेल प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में विफल रहे, उनमें अप्रशिक्षित टी सेल्स (untrained T cells)—जो नए खतरे को सीखने के लिए तैयार ताज़ा, अप्रशिक्षित सैनिक हैं—का भंडार स्वस्थ लोगों की तुलना में काफी छोटा था। इस कमी का अर्थ था कि विस्तार करने और वायरस से लड़ने के लिए उपलब्ध कोशिकाओं की संख्या कम थी। इसके अलावा, प्रतिक्रिया देने वाले टी सेल्स "थके हुए" या वृद्ध होने के लक्षण दिखा रहे थे, जिनमें बढ़ने और संक्रमित कोशिकाओं को मारने के लिए आवश्यक रसायनों का उत्पादन करने की क्षमता कम थी। एक प्रमुख निष्कर्ष यह था कि एक विशिष्ट मेटाबॉलिक पाथवे (metabolic pathway), जो 'माइक' (Myc) नामक प्रोटीन द्वारा संचालित होता है, इन रोगियों में धीमा था। यह प्रोटीन कोशिकाओं के तेजी से बढ़ने और विभाजित होने के लिए आवश्यक है। रोगी इम्यूनोसप्रेसिव दवाओं पर हो या न हो, यह मेटाबॉलिक इंजन अक्सर लड़खड़ा रहा था, जिससे टी सेल्स एक मजबूत रक्षा मोर्चा बनाने में विफल हो रहे थे।
शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट प्रकार के हेल्पर टी सेल की भी पहचान की जो एंटीबॉडी और टी सेल दोनों की सफलता के लिए महत्वपूर्ण था। जो रोगी टीके के प्रति अच्छी प्रतिक्रिया दे रहे थे, उनमें ये हेल्पर सेल्स सक्रिय, मेटाबॉलिक रूप से फिट और अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं के साथ प्रभावी ढंग से संवाद करने में सक्षम थीं। इसके विपरीत, जो रोगी प्रतिक्रिया नहीं दे रहे थे, उनमें ये कोशिकाएं या तो अनुपस्थित थीं या सुप्त अवस्था में अटकी हुई थीं। अध्ययन बताता है कि इन संवेदनशील रोगियों में प्रतिरक्षा प्रणाली न केवल कमजोर है, बल्कि प्रतिक्रिया का समन्वय करने की इसकी क्षमता मौलिक रूप से परिवर्तित हो गई है। यह विफलता केवल एक टूटा हुआ स्विच नहीं है, बल्कि सेल संख्या, सेल परिपक्वता और लड़ने के लिए आवश्यक मेटाबॉलिक ऊर्जा से जुड़ी जटिल समस्याओं का एक नेटवर्क है।
ये निष्कर्ष एक स्पष्ट मानचित्र प्रदान करते हैं कि इम्यूनोकोम्प्रोमाइज्ड व्यक्तियों में प्रतिरक्षा प्रणाली कहाँ गलत होती है। अध्ययन सुझाव देता है कि केवल एक ही टीके की अधिक खुराक देना पर्याप्त नहीं हो सकता है यदि अंतर्निहित मेटाबॉलिक और सिग्नलिंग पाथवे अवरुद्ध हैं। इसके बजाय, भविष्य की रणनीतियों में इन कोशिकाओं की मेटाबॉलिक गतिविधि को बढ़ाने या विशिष्ट संकेतों को प्रदान करने के तरीके शामिल करने की आवश्यकता हो सकती है, जैसे कि कार्यात्मक टी फॉलिकुलर हेल्पर सेल्स से मिलने वाली सहायता। वैक्सीन विफलता के सटीक जैविक कारणों को समझकर, वैज्ञानिक नए दृष्टिकोण डिजाइन करना शुरू कर सकते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि समाज के सबसे संवेदनशील सदस्य भी वह सुरक्षा प्राप्त कर सकें जिसकी उन्हें आवश्यकता है।
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