लसीकरणाचे स्पष्टीकरण (उत्तरार्ध)

आपण या लेखमालेच्या पूर्वार्धात बघितले कि आपली संरक्षण यंत्रणा किंबहुना अँटीबॉडी निर्माण करण्याची यंत्रणा कशी काम करते. हे कार्य विस्तृतपणे सांगण्याचा उद्देश असा कि कोणतीही लस याच यंत्रणेला हाताशी धरून आपला हेतू साध्य करते. त्यामुळे लसीकरणामागचा सिद्धांत समजायला आता जास्त सोपे जाईल.

लसीकरणाचे  तत्व:

लस हा प्रकार साधारणतः ‘उपचारांपेक्षा प्रतिबंध योग्य’ या तत्वावर चालतो.  अगदी थोडक्यात माहिती द्यायची झाली तर असं म्हणूया कि ज्या जिवाणू अथवा विषाणूंमुळे आजार होतो त्यांना क्षीण करून, मारून  अथवा त्यांचे लहान  शारीरिक भाग (तुकडे) हे आपल्या शरीरामध्ये टोचले जातात. जर या सूक्ष्मजीवांनी स्त्रवलेला एखादा विषारी घटक रोगकारक ठरत असेल तर त्यावर प्रक्रिया करून त्याची तीव्रता नष्ट केली जाते आणि लसी च्या रूपात वापर केला जातो. याचा अर्थ असा कि निष्प्रभ स्वरूपात अँटीजेन आपणच शरीराला पुरवतो. याचा परिणाम म्हणून शरीर त्या विरोधात आपली स्पेशल फोर्स (अँटीबॉडी) कशी उभी करते ते आपण लेखाच्या मागील भागात  समजून घेतले आहेच. पण हा प्रातिनिधिक स्वरूपाचा हल्ला तर आपण कृत्रिमरीत्या घडवून आणलेला आहे. कारण याचा मुख्य उद्देश memory B cells (B स्मृतीपेशी) निर्माण करणे हा आहे.आपल्याला आता माहीत आहे कि जेव्हा प्रत्यक्ष खरा संसर्ग होईल तेव्हा त्या विरोधात स्मृती पेशी आपल्याकडे आगाऊ तयार आहेत ज्या जास्त मोठी आणि परिणामकारक अँटीबॉडीची फळी उभी करू शकतील. थोडक्यात हे म्हणजे शत्रूंच्या गोटातील सैनिक हातपाय बांधून, सगळी शस्त्रे जप्त करून आपल्या अधिकाऱ्यांसमोर हजर करण्यासारखे आहे. मग आपले सैन्य त्यांची झडती घेऊन हत्यारांची माहिती करून घेते आणि  त्यानुसार ती हत्यारे निष्प्रभ करणारी शस्त्रे तयार करते. हि हत्यारे चालवणारे प्रशिक्षित खास पथक कायम शरीरात गस्त घालत राहते. 

लसीकरणात साधारणतः दोन पध्द्ती अवलम्बल्या जातात. पहिल्या प्रकारात १) एखाद्या ठराविक आजाराला कारक असणारे अँटीजेन आपण इतर प्राण्यांमध्ये नियोजित प्रमाणात टोचून त्याविरुद्ध त्यांच्या शरीरात अँटीबॉडी तयार होऊ देतो. त्या वेगळ्या करून शुद्ध स्वरूपात रुग्णाच्या शरीरात टोचल्या जातात. या द्वारे आपण अप्रत्यक्ष (passive immunity) रोगप्रतिकारकता उभी करतो. इथे आपल्याला आयत्या तयार इम्युनोग्लोब्युलिन प्रथिनांचा पुरवठा होतो. दुसऱ्या प्रकारात २) शरीरामध्ये त्या आजारासाठी प्रत्यक्ष रोगप्रतिकारक क्षमता  निर्माण होण्यास प्रोत्साहन दिले जाते. इथे  भविष्यात होणाऱ्या आजाराची संभावना लक्षात घेऊन संरक्षण यंत्रणेला कामाला लावून आगाऊ स्मृती पेशी तयार ठेवण्याची तजवीज केलेली असते. या दोन्ही प्रकारांची आपण विस्तृत माहिती घेऊ.

अप्रत्यक्ष रोगप्रतिकारकता (Passive immunity)

एखाद्या आजाराला कारणीभूत जिवाणू , विषाणू  अथवा इतर परकीय घटकाचा काही अंश, तुकडा जो अँटीजेनचे काम करतो, तो अशा प्राण्यात टोचला जातो ज्याच्याकडे त्याविरुद्ध नैसर्गिक अँटीबॉडी निर्माण करण्याची क्षमता आहे. या प्राण्यांमध्ये घोडा, मेंढी यांचा समावेश होतो. ठराविक प्रमाणात आणि कालबद्ध डोस दिल्यावर विशिष्ट कालावधीत, जेव्हा त्यांच्या शरीरात अँटीबॉडी निर्मिती ऐन भरात असते तेव्हा  रक्तातून हि प्रथिने वेगळी केली जातात आणि जतन करून आजारी माणसाच्या उपचारासाठी वापरात येतात. सर्वात ओळखीचे उदाहरण म्हणजे सापाचे प्रतिविष हे होय. हे प्रतिविष म्हणजे सापाच्या विषाविरुद्ध घोड्याच्या शरीरात निर्माण केल्या गेलेल्या इम्युनोग्लोब्युलिन प्रथिनांचा उतारा होय. वेगवेगळ्या सापाच्या प्रजातीची विषाच्या रेणूची संरचना वेगळी असल्याने त्याच्या प्रतिविषामध्ये सुद्धा विविधता येते. साप चावलेल्या व्यक्तीच्या शरीरातील विष (जे एक प्रथिनचअसते हे लक्षात घ्या ) या बाहेरून दिल्या गेलेल्या अँटीबॉडीज निष्प्रभ करतात.

काही आजारांमध्ये प्राण्याऐवजी माणसाच्याच अँटीबॉडीज दुसऱ्या व्यक्तीच्या उपचारात वापरल्या जातात. जेव्हा एखाद्या आजारात समुहामधील मोजकी माणसे तुलनात्मकरित्या जलदगतीने बरी होतात तेव्हा त्यांच्या रोगप्रतिकारक यंत्रणेने योग्य अँटीबॉडीज वेगाने उत्पन्न केलेल्या असतात.परंतु बराचसा मोठा समूह तितकी प्रखर संरक्षक फळी उभी करू न शकल्याने रोगग्रस्त होतो. अशा वेळी बऱ्या झालेल्या व्यक्तीच्या रक्तातून अँटीबॉडीज वेगळ्या करून त्या आजारी व्यक्तींना टोचल्या जातात. सध्या सुरु असलेल्या कोविड- १९ ला आटोक्यात  आणण्यासाठी ‘प्लाझ्मा थेरपी’  ह्या  उपचार पद्धतीची चाचपणी सुरु आहे हे याचे उत्तम उदाहरण आहे. यामध्ये कोविड-१९ मधून बऱ्या झालेल्या  पेशन्टचे रक्त त्याच्या परवानगीने  वापरले जाते. त्यातून रक्तपेशी आणि अनावश्यक  प्रथिने वेगळी करून  जो प्लाझ्मा उरतो तो रुग्णाच्या रक्तात सोडला जातो. ज्यामुळे तयार अँटीबॉडीजचा  पुरवठा  होऊन विषाणूंवर नियंत्रण प्रस्थापित होऊ शकते का  हि पडताळणी केली जात आहे.

या अप्रत्यक्ष रोगप्रतिकारकक्षमता पुरवण्याच्या पद्धतीत काही उणिवा सुद्धा आहेत.

१. प्लाझ्मा थेरपी सारख्या उपचारात क्वचित प्रसंगी इतर रोगांचे संक्रमण होण्याचा धोका असतो.

२. रुग्णाची शारीरिक स्थिती, त्याची नैसर्गिक रोग प्रतिकारकक्षमता, इतरआजारांचा पूर्वेतिहास, असे बरेचसे घटक बाहेरून दिल्या गेलेल्या अँटीबॉडीज वर परिणाम करतात आणि त्याचा प्रभाव कमी जास्त होऊ शकतो.

३. या उपचाराचा प्रभाव दीर्घकालीन टिकणारा नसतो. काही आठवडे, महिने झाल्यावर हि अप्रत्यक्ष प्रदान केलेली क्षमता कमी होऊ शकते अथवा निष्प्रभ होऊ शकते.

४. ज्या आजारासाठी उपचार केला गेला तो कालांतराने पुन्हा होऊ शकतो कारण या प्रकारचे लसीकरण कायम स्वरूपी बंदोबस्ताची गरज असलेल्या रोगात  उपयोगी ठरत नाही. तातडीच्या उपचारात मात्र याचा फायदा होतो कारण शरीराला रेडिमेड शस्त्रे मिळत असल्याने संरक्षण यंत्रणेला त्यावर मेहनत करावी लागत नाही.

 

प्रत्यक्ष रोगप्रतिकारकता (Active immunity) :

जन्माला आल्यापासून लहान मुलांना डॉक्टर जे लसीकरण चालू करतात ती बहुतांश या प्रकारात मोडतात. यामध्ये आपण भविष्यात होणाऱ्या आजाराला प्रतिबंध करण्यासाठी त्या त्या आजाराविरुद्ध अँटीबॉडी प्रथिने तयार करायला आपल्या रोगप्रतिकारक यंत्रणेला उद्युक्त करतो. यासाठी आपण लसीद्वारे रोगकारक घटकाचा थोडासा नमुना शरीरात टोचतो. हा नमुना अशा प्रकारे प्रयोगशाळेत तयार केलेला असतो कि तो व्यक्तीला आजारी  पाडण्यास असमर्थ असतो परंतु त्याच्या पृष्ठभागावरील रेणू अथवा एखादा भाग (अँटीजेन) आपल्या रक्षक श्वेत पेशींना ओळख नोंदवून घ्यायला उपयोगी पडतो. एकदा हि ओळखपत्र तपासणी झाली कि त्याला जुळणाऱ्या इम्युनोग्लोब्युलिन स्त्रवणाऱ्या B पेशींची संख्या वाढू लागते. यातील स्मृती पेशी (memory B Cells) वर्षानुवर्षे आपल्याला त्या रोगाविरुद्ध संरक्षण बहाल करतात. लौकिकार्थाने पहिला हल्ला आपणच होऊ देतो पण तो मुद्दाम कमजोर केलेल्या शत्रूकडून करवला जातो कारण त्यामुळे त्या त्या रोगाविरुद्ध तयार झालेल्या memory B cells ची आपल्या रोगप्रतिकारक क्षमतेत भर पडून ती अधिकाधिक बळकट होते. आता प्रत्यक्ष खरा संसर्ग झाल्यावर तुलनात्मकरीत्या अतिशय कमी कालावधीत स्मृतीपेशी प्राथमिक संसर्गाहून कित्येक पट अधिक अँटीबॉडीज निर्माण करतात.

प्रतिबंधात्मक लस तयार करताना ती दोन प्रकारे बनवली जाते.

१. कमजोर जिवंत पेशी वापरून
२. निष्क्रिय पेशी अथवा त्याचा काही भाग वापरून

१. कमजोर जिवंत पेशींची लस: 

रोगकारक सूक्ष्मजीवांना मानवी शरीराऐवजी प्रयोगशाळेतील कृत्रिम वातावरणात वाढवले जाते. अशा अनेक पिढ्या सतत प्रयोगशाळेत नियंत्रित वातावरणात वाढवून त्यांची विभाजन होण्याची क्षमता कायम राखत संसर्ग करण्याची अथवा आजार उत्पन्न करण्याची क्षमता नष्ट केली जाते. म्हणजेच मानवी शरीरात प्रवेश झाल्यावर त्यांची संख्या वाढू शकते परंतु मानवी पेशींना घातक ठरेल अशी काहीही हालचाल त्यांच्याकडून होऊ शकत नाही. मात्र हि वाढलेली संख्या आपल्या श्वेत पेशींना अँटीबॉडी आणि स्मरण पेशी बनवायला उपयोगी पडते. भविष्यात होणाऱ्या प्रत्यक्ष संसर्गामध्ये या स्मरणपेशी भरपूर मोठा प्रतिहल्ला उभा करून शत्रूला नामोहरम करतात. या लस प्रकारात श्वेतपेशींना मिळणारा नमुना जिवंत पेशींचा असल्याने त्यावरील अँटीजेन हे नैसर्गिक स्वरूपात मिळतात ज्यामुळे जास्तीत जास्त अचूक अँटीबॉडी बनवल्या जातात. दुसरीकडे या जिवंत परकीय पेशींमुळे लसीकरणानंतर क्वचित प्रमाणात शरीर प्रतिकूल लक्षणे (ताप उलट्या इत्यादी) दाखवण्याची शक्यता असते. परंतु लस बनवताना त्याच्या प्रायोगिक चाचण्यांमध्ये या प्रतिकूल लक्षणांवर बारकाईने लक्ष दिले जाते. त्यामुळे एकूण लोकसंख्येत हे प्रमाण अतिशय नगण्य असते.
         
२. निष्क्रिय पेशी अथवा त्यांचे भाग वापरून केलेली लस:

काही लसी बनवताना सूक्ष्मजीव पूर्णपणे निष्क्रिय / मृत केले जातात अथवा प्रयोगशाळेत संशोधनांती अशा रोगकारक जीवांचे लहान भाग करून त्यातील ठराविक तुकडे शुद्ध स्वरूपात मिळवले जातात. हे मृत जीव किंवा त्याचे लहान भाग लसीमध्ये अँटीजेनचे काम करतात. या प्रकारामध्ये पूर्णपणे जिवंत सूक्ष्मजीव शरीरात न जाता त्याचा अंश सोडलेला असल्याने त्याविरुद्ध धोकादायक प्रतिक्रिया निर्माण होण्याची शक्यता अगदीच कमी होते. परंतु या रोगकारक घटकाचा फक्त एक लहानसा भागच श्वेतपेशींच्या संपर्कात आल्याने कधी कधी अँटीबॉडीची अचूकता पूर्णपणे साधली जात नाही. याचा परिणाम म्हणून आपल्या प्रतिहल्ल्याची प्रखरता कमी होऊ शकते. अशा वेळी ठराविक काळाने लसीचा ‘बूस्टर डोस’ द्यावा लागतो. याद्वारे शरीरात स्मृती पेशींची संख्या योग्य प्रमाणात राखली जाते. अँटीबॉडीची अचूकता साधण्यासाठी  जिवाणू अथवा विषाणूंवर अधिकाधिक संशोधन करून जास्तीत जास्त योग्य तुकडे शुद्ध स्वरूपात मिळवण्याकडे शास्त्रज्ञांचा कल असतो. हे तुकडे निवडताना शास्त्रज्ञांचे कौशल्य पणाला लागते. सूक्ष्मजीवांच्या शरीरातील असे घटक जे पिढ्यानपिढ्या कुठलाही बदल न होता संरचनात्मक सातत्य राखून आहेत असे भाग लसीमध्ये वापरणे परिणामकारक ठरते. जिवाणू अथवा विषाणूच्या प्रत्येक नवीन पिढीत तो ठराविक भाग अँटीजेनचे काम करतो आणि त्याविरुद्ध अचूक अँटीबॉडी आपले शरीर बनवू शकते.  मुळातच मायक्रोमीटर आकारात असलेल्या जीवांचे शारीरिक भाग किती लहान असतील आणि त्यांना वेगळे करून त्याची उपयुक्तता, प्रत्येक पिढीतील सातत्य तपासणे किती जिकिरीचे काम असू शकते याची कल्पना आपण करू शकतो.

लस बनण्याचा कालावधी:

आपल्याला एव्हाना लक्षात आलेले असेलच कि लसीच्या संशोधनात बराच वेळ खर्ची का पडतो. एखादा सूक्ष्मजीव प्रयोगशाळेत सतत वाढवून त्याची कारकता तपासत रहावी लागते. त्याची वाढ आणि विभाजन होण्याचा कालावधी मध्ये घाई करू शकत नाही. त्यांची शरीर रचना तुलनात्मकरीत्या आपल्याएवढी किचकट नसल्याने प्रतिकूल  वातावरणाचा ताण सहन करण्यासाठी त्यांच्या शारीरिक संरचनेत बदल जलद गतीने होतात. त्यामुळे अचूक अँटीबॉडी बनण्यासाठी असा भाग निवडून वेगळा करावा लागतो ज्याचा रेणवीय आकार (molecular configuration) पिढ्यानपिढ्या कुठलाही बदल दर्शवत नाही. ह्या  ठराविक भागा विरुद्ध अँटीबॉडी निर्माण होऊन लसीची परिणामकारकता दीर्घकाळ राहते. असा भाग शोधून तो शुद्ध स्वरूपात वेगळा करणे  आणि त्यापासून लस बनवून त्याची उपयोगिता तपासणे, जर जिवंत सूक्ष्मजन्तु कमजोर  करून वापरायचा झाला तर बराच काळ प्रयोगशाळेतील नियंत्रित वातावरणात त्याची वाढ करणे आणि त्यांनंतर त्याची रोगकारकता नष्ट झाली कि नाही याची पडताळणी करणे या सर्व कामांमध्ये मोठी संशोधकांची फळी आणि प्रचंड वेळ,पैसा कारणी लागतो. एवढ्या सगळ्या दिव्यातून तयार झालेल्या लसीची उपयुक्तता प्रत्यक्ष प्राण्यांवर चाचण्या करून तपासायची असते. यासाठी प्राण्यांवर लसीच्या सतत वैद्यकीय चाचण्या घेऊन त्यांचे परिणाम नोंदवून सांख्यिकी विदा ( statistical data) तयार करावा लागतो. औषध आणि वैद्यकीय संशोधन विभागाला हा विदा आणि त्याचा निष्कर्ष सादर करून लसीची गुणवत्ता सिद्ध करावी लागते. या टप्प्यावर जर काही दुष्परिणाम नजरेत आले तरी आतापर्यंतच्या सर्व मेहनतीवर पाणी फिरू शकते. यातून पारित झालेल्या लसीला मानवीय चाचणीची परवानगी मिळते.

मानवी चाचणी सुरु झाली याचा अर्थ असा होत नाही कि लस वापरात आली. सामान्य जनतेला लस उपलब्ध होण्यासाठी  अजून बराच टप्पा गाठायचा असतो. कारण मानवीय चाचण्या त्रिस्तरीय टप्प्यांमधून जातात. पहिल्या स्तरात अगदी लहान गटावर लस वापरून परिणाम तपासले जातात. तिसऱ्या स्तरामध्ये पोचल्यावर काही हजार माणसांवर प्रयोग होऊन त्याचा विदा नोंदवला जातो. प्रत्येक माणसाच्या शारीरिक स्थितीत विविधता असल्यामुळे येथेही कुठल्याही टप्प्यावर लसीचा प्रभाव जर प्रतिकूल लक्षणांकडे झुकला तर सर्व मेहनत व्यर्थ ठरते. म्हणून मुळातच लस तयार होत असताना या शक्यतांचे निराकरण करण्यासाठी सखोल संशोधन केले जाते. या सर्व टप्प्यांमधून पार होऊन अधिकृत मान्यता मिळवायला काही महिने जाऊ शकतात. सर्वसाधारणपणे  एक लस तयार होऊन मानवी चाचणीतून पारित व्हायला काही वर्षांचा कालावधीही लोटू शकतो.

सध्या UK, जर्मनी, अमेरिका या देशांमध्ये कोविड वरील लस जलदगतीने तयार होऊन त्याला मानवी चाचणीची परवानगी मिळाल्याची बातमी सर्वश्रुत आहेच. हा वेग वैद्यकीय संशोधनातील प्रगतीमुळे साध्य झाला आहे. आता लस बनवण्यामध्ये जैवतंत्रज्ञान शास्त्राची प्रचंड मदत घेतली जात आहे. आतापर्यंत लस बनवण्यासाठी लागणारा वर्षानुवर्षांचा कालावधी  मोठ्या प्रमाणात घटण्यामागे नवीन रेणवीय जीवशास्त्र (molecular biology) आणि जनुकीय अभियांत्रिकी (genetic engineering) शाखांचा मोठा हातभार आहे. उदाहरणच घ्यायचे झाले तर कोविड- १९ ला कारणीभूत ठरणाऱ्या कोरोना विषाणूचे घेऊ. हा विषाणू म्हणजे प्रथिनांच्या डबीत बंद केलेली  RNA (Ribonucleic acid) जनुकिय रेणूची साखळी होय. आपल्या अवाढव्य शरीराच्या प्रत्येक भागाची रचना आपल्या DNA जनुकात सांकेतिक भाषेत समाविष्ट असते तसेच विषाणूच्या या साध्या सोप्या शरीराचा प्रत्येक भाग बनवण्याची रेसिपी अथवा प्रोग्रॅम या साखळीत नोंदलेला असतो.  (माझ्या ‘कोरोना: समज गैरसमज’ या लेखात विषाणूची वाढ आणि विभाजन याची माहिती दिलेली आहे.)  हि डबी एका मेदयुक्त आवरणात (envelope) बंदिस्त असते. या आवरणातून बाहेर डोकावणारे खिळ्यागत असंख्य spikes हि  विशिष्ट प्रथिनेच असतात. हे spikes अँटीजेनचे काम करतात. यांची रचना पिढ्यानपिढ्या न बदलणारी असल्याने संशोधकांनी या प्रथिनांचा लसीमध्ये वापर करण्यावर भर दिला आहे.

पण पारंपरिक पद्धतीत हि प्रथिने वेगळी करून प्रभावी  लस तयार करायला खूप वेळ लागू शकतो म्हणून त्या ऐवजी आता हि spike प्रथिने तयार होण्याची प्रक्रिया विषाणूच्या जनुकीय साखळीतील ज्या ठराविक कड्यांद्वारे नियंत्रित होते तो भागच वेगळा  करून लसीमध्ये वापरला जातो. लसीद्वारे हा RNA चा तुकडा आपल्या शरीरात गेल्यावर आपल्या शरीरातील पेशी स्वतःची यंत्रणा वापरून RNA मधील सांकेतिक माहिती वाचून फक्त तेवढीच spike proteins तयार करतात आणि हि विषाणूजन्य प्रथिने अँटीजेन म्हणून ओळखून आपली संरक्षण संस्था अँटीबॉडीज सुद्धा निर्माण करते. म्हणजे आपले शरीर शत्रूचीच कागदपत्रे वापरून त्यांची हत्यारे तयार करते आणि त्या हत्यारांविरुद्ध शस्त्रे सुद्धा आपलीच संरक्षण यंत्रणा बनवते. आहे ना कमाल?

लस तयार होण्यासाठी लागणारा वेळ जरी घटला तरीही प्रत्यक्षात तिचे घाऊक उत्पादन होऊन जनतेच्या उपयोगात यायला वर्षाचा तरी काळ लोटेल हे अधिकृतरीत्या सांगितले गेले आहे.  कारण clinical trials अथवा मानवी चाचण्यांना लागणारा दीर्घकाळ या संशोधनाच्या वेगाला मर्यादा आणतो.अशा  चाचण्यांमध्ये घाई केल्यास एकतर कमी प्रतीची लस अथवा मानवी आरोग्याशी तडजोड संभवू शकते. त्यामुळे आपण सद्य परिस्थितीत संयम राखून लागू केलेल्या शासकीय आणि वैद्यकीय  नियमांचे काटेकोर पालन करणे, सामाजिक अंतर राखणे आणि वैयक्तिक स्वच्छता पाळणे इतके नक्कीच करु शकतो.  यातून सामाजिक आरोग्य राखायला आपला मोलाचा हातभार लागेल.

आपला मित्र,

विक्रांत घाणेकर