چرا گونه‌هاي جديد ويروس كرونا در حال سراسر جهان هستند؟

گونه‌ي جديدي از ويروس كرونا سراسر بريتانيا را فرا گرفته و در آمريكا، كانادا و مناطق ديگر نيز شناسايي شده است. دانشمندان نگران اين موضوع هستند كه ممكن است سرعت انتشار سويه‌هاي جديد بيشتر باشد.

پيش‌ از ‌اين، هرگز تا اين حد اطلاعات به‌روز در مورد تكامل نداشتيم. اما در مورد SARS-CoV-2، سال گذشته بيش از ۳۸۰ هزار ژنوم تعيين توالي شد. ويروس SARS-CoV-2 همگام با حال جهش پيدا كردن بوده و در طول زمان تفاوت‌هاي جزئي در ژنوم ويروس ايجاد شده است. اين جهش‌ها به دانشمندان كمك مي‌كند تا رديابي كنند كه در درخت خانوادگي ويروس، كدام عضو با ديگري ارتباط دارد.

متخصصان زيست‌شناسي تكاملي از جمله سارا اوتو كه مطلب منتشرشده در وب‌سايت The Conversation را تهيه كرده است، در مورد تفسير افراطي تهديد ناشي از جهش‌ها هشدار داده‌اند. بيشتر جهش‌ها براي ويروس سودي ندارد؛ اما گاهي اوقات جهش يا مجموعه‌اي از جهش‌ها براي ويروس مزيتي فراهم مي‌كند. داده‌هاي موجود در اين زمينه متقاعدكننده است كه جهش‌هاي گونه‌اي از ويروس كرونا كه براي اولين ‌بار در بريتانيا شناسايي شد و B.1.1.7 نام گرفته است، موجب سازگاري بيشتر ويروس مي‌شود.

وقتي گونه‌ي جديدي فراوان مي‌شود، دانشمندان دليل گسترش آن را تعيين مي‌كنند. فراواني ويروسي كه حامل جهش خاصي است، مي‌تواند به‌طور تصادفي زياد شود اگر:

• يك ابرگسترنده (ابرناقل) حامل آن باشد.
• به محل جديدي وارد شود كه قبلا آلوده نبوده است.
• به بخش جديدي از جمعيت وارد شود.

دو مثال اخير «رويدادهاي بنيان‌گذار» ناميده مي‌شوند: اگر گونه‌ي خاصي از ويروس وارد گروه جديدي از مردم شود و اپيدمي محلي را شروع كند، فراواني آن مي‌تواند به‌سرعت افزايش پيدا كند. رويدادهاي شانسي ممكن است افزايش فراواني چند گونه از SARS-CoV-2 را توضيح بدهد.

اما B.1.1.7 استثنا است؛ اين گونه، سيگنال بسيار قدرتمندي از انتخاب را نشان مي‌دهد. طي دو ماه گذشته، سرعت افزايش فراواني B.1.1.7 در تمام هفته‌ها و تمام مناطق انگليس از گونه‌هاي ديگر بيشتر بوده است. اين داده‌ها كه در ۲۱ دسامبر ۲۰۲۰ گزارش شد، بوريس جانسون، نخست‌وزير بريتانيا را متقاعد كرد محدوديت‌هاي بيشتر و ممنوعيت سفر از بريتانيا را اعلام كند.

توانايي ما براي رديابي تكامل SARS-CoV-2 به دليل تلاش گسترده دانشمندان براي به‌اشتراك‌گذاري و تجزيه‌و‌تحليل داده‌ها در زمان واقعي است. اما دانش مفصلي كه درمورد B.1.1.7 داريم، به خاطر شانس نيز بوده است. يكي از جهش‌هاي اين گونه، بخشي از ژنوم را تغيير داد كه در بريتانيا براي آزمايش كوويد ۱۹ استفاده مي‌شود و اجازه داد گسترش تكاملي بيش از ۲۷۵ هزار مورد به تصوير كشيده شود.

همه‌گيرشناسان نتيجه گرفته‌اند كه قابليت انتقال B.1.1.7 بيشتر است؛ اما نشانه‌هايي درمورد مرگ‌بارتر بودن آن وجود ندارد.

برخي از پژوهشگران تخمين مي‌زنند كه B.1.1.7 تعداد موارد جديد ناشي از يك فرد آلوده (عدد سرايت) را بين ۴۰ تا ۸۰ درصد افزايش مي‌دهد. مطالعه‌ي مقدماتي ديگري نشان داد عدد سرايت حدود ۵۰ تا ۷۴ درصد افزايش پيدا كرده است. مزيت ۴۰ تا ۸۰ درصدي به اين معنا نيست كه سازگاري B.1.1.7 كمي بيشتر است، بلكه حاكي ‌از اين است كه اين گونه سازگاري بسيار بيشتري دارد.

اما حتي وقتي انتخاب قوي باشد، تكامل آني نيست. مدل‌سازي رياضي پژوهشگران مختلف نشان مي‌دهد براي اينكه B.1.1.7 به اين افزايش چشمگير برسد، به چندين ماه زمان نياز است؛ زيرا فقط بخش كوچكي از موارد در ابتدا گونه‌ي جديد را حمل مي‌كنند. براي بسياري از كشورها مانند آمريكا و كانادا كه در آن تعداد موارد كوويد ۱۹ به طرز ناپايداري در حال افزايش است، گونه‌اي كه نرخ انتقال را ۴۰ تا ۸۰ درصد افزايش بدهد، مي‌تواند منجر به رشد تصاعدي در موارد شود و مراقبت‌هاي بهداشتي درمانده را بيش از اين تحت فشار قرار بدهد.

يكي از عواملي كه موجب تعجب دانشمندان شد، اين بود كه B.1.1.7 داراي تعداد قابل ‌توجهي جهش جديد است. طي سال گذشته در گونه B.1.1.7 حدود ۳۰ تا ۳۵ جهش تجمع پيدا كرده است. نرخ جهش B.1.1.7 بالاتر نيست؛ اما به‌ انديشه متخصصين مي‌رسد اخيرا دوره‌ي تغيير سريع را گذرانده است.

هر نقطه نشان‌دهنده‌ي يك ژنوم SARS-CoV-2 است و شاخه‌ها ويروس‌هاي مرتبط را به اجداد آن‌ها متصل مي‌كند. مركز نشان‌دهنده ويروس واردشده به انسان است. ويروس‌هايي كه از مركز دورتر هستند، جهش‌هاي بيشتري دارند. مواردي كه به رنگ طلايي نشان داده شده‌اند، سه گونه‌ي جديد هستند.

ويروس ممكن است به‌وسيله‌ي فرد داراي نقص ايمني حمل شده باشد. افرادي داراي سيستم ايمني ضعيف‌تر، به‌طور مداوم در حال مبارزه با ويروس‌ها و دچار عفونت‌هاي طولاني‌مدت، ٰدوره‌هاي مكرر تكثير ويروس و پاسخ ايمني جزئي هستند كه ويروس به‌طور پيوسته دربرابر آن تكامل پيدا مي‌كند.

گزارش‌هاي پژوهش‌هاي اوليه كه هنور تأييد نشده‌اند، دو گونه‌ي جديد نگران‌كننده از ويروس را توصيف كرده‌اند كه يكي از آفريقاي جنوبي (B.1.351) و ديگري از برزيل (P1) منشأ گرفته است. هر دو گونه اخيرا دچار جهش‌هايي شده‌اند و فراواني آن‌ها در جمعيت‌هاي محلي به‌سرعت افزايش پيدا كرده است. دانشمندان در حال جمع آوري داده‌هاي مورد نياز براي تأييد اين موضوع هستند كه علت اين امر انتخاب براي انتقال بالاتر است و نه شانس.

در تكامل اين گونه‌ها، انتخاب دو نقش ايفا مي‌كند. ابتدا به نقش آن در افرادي توجه كنيد كه در آن‌ها تعداد زيادي جهش ظاهر شده است. ۲۳ جهش B.1.1.7 و ۲۱ جهش P1 به‌طور تصادفي در سراسر ژنوم پخش نشده‌اند؛ بلكه در ژن كدكننده‌ي پروتئين اسپايك تجمع پيدا كرده‌اند.

تغييري در اسپايك كه N501Y ناميده مي‌شود، به‌طور مستقل در هر سه گونه و در بيماران داراي نقص ايمني مورد مطالعه در آمريكا و بريتانيا ظاهر شده است. تغييرات ديگر در اسپايك (مثلا E484K و del69-70) در دو مورد از اين سه گونه مشاهده شده است.

به‌جز اسپايك، گونه‌هاي مدانديشه متخصصين داراي جهش مشترك ديگري هستند كه بخش كوچكي از پروتئيني به نام پروتئين غير ساختاري ۶ (NSP6) را حذف مي‌كند. هنوز نمي‌دانيم نتيجه‌ي اين حذف چيست؛ اما پروتئين مذكور در يكي از ويروس‌هاي كروناي نزديك، يكي از سيستم‌هاي دفاعي سلول را فريب مي‌دهد و ممكن است موجب افزايش عفونت ويروس كرونا شود. پروتئين NSP6 همچنين با ربودن سيستم مذكور، به تكثير ژنوم ويروسي كمك كند. در هر دو حالت، حذف ممكن است توانايي غلبه ويروس بر سلول و تكثير درون آن را تغيير دهد.

تكامل موازي جهش‌هاي يكسان در كشورهاي مختلف و در بيماران مبتلا به نقص ايمني مختلف، نشان مي‌دهد كه آن‌ها براي ويروس مزيت انتخابي فراهم مي‌كنند تا بتواند از سيستم ايمني افرادي كه جهش‌ها در آن‌ها رخ داده است، فرار كند. براي N501Y، آزمايش‌هاي انجام‌شده در موش اين موضوع را نشان داده است.

اما چه عاملي نرخ انتقال بالاتر از فردي به فرد ديگر را توضيح مي‌دهد؟ پاسخ به اين سؤال چالش‌برانگيز است، زيرا جهش‌هاي زيادي كه به يك‌باره به وجود آمده‌اند، اكنون در اين گونه‌ها همراه هم وجود دارند و ممكن است هر يك يا تركيبي از آن‌ها باشد كه منجر به مزيت انتقال شود.

علاوه‌براين، چند مورد از اين گونه‌ها قبلا به‌تنهايي به وجود آمده‌اند و منجر به انتشار سريع نشد‌ه‌اند. مطالعه‌اي نشان داد كه N501Y به‌تنهايي مزيت انتقال ناچيزي دارد و فقط در صورتي كه با مجموعه جهش‌هاي مشاهده‌شده در B.1.1.7 همراه شود، فراواني آن سريع افزايش مي‌يابد.

داستان تكامل كوويد هنوز كامل نشده است؛ اما پيام مهمي دارد. مزيت انتقال ۴۰ تا ۸۰ درصد گونه‌ي B.1.1.7 و به‌طور بالقوه گونه‌هاي B.1.351 و P1، طي چند ماه آينده بسياري از كشورها را تحت ‌فشار قرار خواهد داد. ما در رقابتي عليه تكامل ويروسي هستيم و بايد با بيشترين سرعت ممكن واكسيناسيون را اجرا و جريان گونه‌ها را با محدود كردن تعاملات و مسافرت مهار كنيم و با افزايش نظارت و رديابي تماس، جلوي انتشار ويروس را بگيريم.