أعلن فريق بحث من جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة مؤخرًا أن لقاح الحمض النووي الجديد المصمم باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) قد أكمل أول تجربة بشرية له. ويهدف إلى توفير حماية واسعة النطاق ضد جميع المتغيرات المعروفة لفيروس كورونا البشري والفيروسات ذات الصلة التي يحتمل أن تنتقل من الخفافيش إلى البشر من خلال تطعيم واحد.
ويصف الباحثون اللقاح بأنه نوع "جديد بشكل أساسي" من اللقاح، مع مكونات مستضدية رئيسية مصممة بالكامل باستخدام الذكاء الاصطناعي. تستهدف اللقاحات التقليدية عادةً فيروسًا محددًا وتدرب جهاز المناعة على التعرف على واحد أو عدد قليل من البروتينات الفيروسية. ومع ذلك، تستمر الفيروسات في التحور. عندما يكون نطاق الطفرة كبيرًا بدرجة كافية، ستنخفض القوة الوقائية للقاح الأصلي بشكل كبير. ولهذا السبب يجب تحديث لقاح الأنفلونزا كل عام، وتم تحديث صيغة لقاح فيروس كورونا الجديد عدة مرات منذ عام 2021. وأشار فريق البحث إلى أن الذكاء الاصطناعي يوفر حلاً جديدًا لهذه المشكلة: من خلال تحليل البيانات الجينية لآلاف الفيروسات ذات الصلة، يمكن للذكاء الاصطناعي فحص أجزاء التسلسل التي يتم حفظها بشكل كبير بين السلالات المختلفة وليست عرضة للتغيرات أثناء التطور، وبالتالي توفير هدف لتصميم اللقاح الذي يستهدف "عائلة الفيروسات بأكملها" بدلاً من أن يقتصر على سلالة معينة معروفة.
على وجه التحديد، استخدم فريق كامبريدج الذكاء الاصطناعي لمسح السلالة الفرعية لفيروس الساربيك، بما في ذلك الفيروسات التي تسبب السارس وكوفيد-19، بالإضافة إلى سلسلة من الفيروسات التاجية الحيوانية، بحثًا عن السمات المشتركة التي لم تتغير تقريبًا خلال التطور طويل المدى. تم استخدام هذه المناطق المستقرة في النهاية كأهداف مناعية للقاحات الجديدة. ويأمل الباحثون أنه من خلال حبس "نقاط الضعف المشتركة" غير المعرضة للطفرات، سيظل بإمكانهم الحفاظ على درجة معينة من الحماية المتبادلة عندما تظهر فيروسات جديدة ذات صلة في المستقبل، وبالتالي شراء وقت ثمين للاستجابة للأوبئة غير المعروفة.
يختلف هذا اللقاح الجديد عن لقاح mRNA لكوفيد-19 الذي يعرفه الجمهور أكثر، ويستخدم تقنية الحمض النووي. بالمقارنة مع لقاحات mRNA، تعد لقاحات الحمض النووي بشكل عام أكثر استقرارًا في التخزين والنقل وتتطلب ظروف سلسلة تبريد أقل، وهو أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للبلدان منخفضة الدخل ذات البنية التحتية المحدودة لسلسلة التبريد. بالإضافة إلى ذلك، لا يتطلب اللقاح حقن الإبرة التقليدية. وبدلا من ذلك، يتم حقن اللقاح في الجلد من خلال تدفق السوائل ذات الضغط العالي. ومن المتوقع أن تؤدي طريقة التوصيل بدون إبرة إلى تقليل الألم أثناء التطعيم، مع تسهيل النشر السريع وتحسين كفاءة التطعيم في حالات تفشي المرض على نطاق واسع.
ومن منظور الصحة العامة، يؤكد الباحثون أنه إذا أثبت هذا النهج الفني فعاليته، فمن المتوقع أن تغير اللقاحات واسعة النطاق طريقة استجابة البشر للأمراض المعدية الناشئة. ومن خلال التصميم لاستهداف الخصائص المشتركة عبر السلالات داخل عائلة الفيروس، من المتوقع أن توفر اللقاحات واسعة النطاق الحماية الأساسية ضد الفيروسات الجديدة التي لم تظهر بعد في وقت مبكر من الوباء، مما يسمح لسلطات الصحة العامة بقطع سلاسل انتقال العدوى قبل تطور الوباء. وتُعتبر نفس الفكرة أيضًا "مغيرًا لقواعد اللعبة" في مجال الأنفلونزا: حاليًا، يحتاج العلماء إلى التنبؤ مسبقًا بالسلالات السائدة في كل موسم من مواسم الأنفلونزا. وبمجرد حدوث خطأ في التنبؤ، سينخفض التأثير الوقائي للقاح بشكل كبير. إذا أمكن تطوير "لقاح عالمي ضد الأنفلونزا" يستهدف الخصائص المشتركة لسلالات الأنفلونزا المتعددة، فمن المتوقع أن تنتهي "حرب اللحاق بالركب" السنوية هذه.
ويسلط وباء الإيبولا الأخير الضوء على الضرورة العملية لهذا الاتجاه. وكانت حالات تفشي المرض الأخيرة في جمهورية الكونغو الديمقراطية وأوغندا ناجمة في المقام الأول عن سلالة بونديبوجيو، التي يمكن أن تتحايل على الحماية التي توفرها اللقاحات الموجودة، مما يعرض المجتمعات المحلية لخطر أكبر. وبينما يعكف الباحثون على تطوير لقاح جديد بشكل عاجل ضد هذه السلالة المحددة، فمن المرجح أن يتجنب اللقاح واسع النطاق ضد عائلة الفيروس بأكملها، إذا تم نشره مسبقًا، وضعًا سلبيًا مماثلاً يتمثل في "استبدال السلالة - لقاح متخلف".
وفي هذه التجربة البشرية الأخيرة، أفاد الباحثون أنه أول لقاح مصمم للذكاء الاصطناعي في العالم يتم اختباره على البشر. وأظهرت النتائج أن لقاح الحمض النووي كان قادرًا على تحفيز أجهزة المناعة لدى الأشخاص وإنتاج أجسام مضادة يمكنها التعرف على فيروسات الساربيكو المتعددة. وأظهرت التجربة أيضًا أن هذا المسار التقني كان آمنًا بشكل عام وجيد التحمل بين الأشخاص الخاضعين للتجربة. ويعتقد الفريق أن هذه النتيجة تظهر أن الذكاء الاصطناعي لديه إمكانات مهمة في تصميم لقاحات جديدة ذات "مقاومة الطفرات" ضد مسببات الأمراض الوبائية المحتملة في المستقبل، وأن نظام توصيل الأدوية بدون إبرة يجلب مزايا إضافية لتعزيز التطعيم على نطاق عالمي.
ومع ذلك، يعترف الباحثون أيضًا بأن هذا التقدم لا يزال بعيدًا عن "لقاح عالمي" حقيقي. على الرغم من أن الاستجابة المناعية التي لوحظت في الدراسة الحالية واسعة النطاق، إلا أن المستوى العام لا يزال معتدلاً. ولا يزال من غير الواضح إلى متى يمكن الحفاظ على التأثير الوقائي وما إذا كانت هناك حاجة إلى جرعات معززة إضافية. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة لتجارب سريرية أكبر للتحقق مما إذا كان اللقاح قادراً بالفعل على منع أو تخفيف الالتهابات الفيروسية المختلفة في ظل ظروف العالم الحقيقي.
ويشير الخبراء إلى أن اللقاح الشامل الذي يمكن استخدامه على نطاق واسع سيكون من الصعب أن ينضج بالكامل في غضون عدة سنوات. ويجب أن يخضع أي لقاح جديد لتجارب سريرية متعددة المراحل على عينات كبيرة لإثبات سلامته وفعاليته وقدرات الحماية على المدى الطويل. ومع ذلك، تظهر هذه الدراسة أنه بمساعدة الذكاء الاصطناعي، يقترب المجتمع العلمي تدريجياً من هذا الهدف، وقد يؤدي التحليل المنهجي والتصميم السريع لسلالات الفيروسات الكبيرة بمساعدة الخوارزميات إلى تقصير الوقت من المفهوم إلى التطبيق السريري للقاحات الجيل التالي بشكل كبير.