پاسخ به مقاله منشا و تكامل مداوم ويروس كرونا جديد

اخيرا تجزيه‌و‌تحليل ژنتيكي درمورد شيوع ويروس كرونا جديد ازسوي تانگ و همكاران در مجله‌ي National Science Review منتشر شده است (اين مطالعه در اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران نيز گزارش شد). بنا به‌گفته‌ي برخي پژوهشگران، دو مورد از ادعاهاي اصلي اين مقاله با برداشت غلط و تفسير افراطي داده‌هاي SARS-CoV-2 حاصل شده است و در تجزيه‌و‌تحليلي كه انجام شده است، اشكالات روش‌شناختي نيز به چشم مي‌خورد.

انتقاد اول درمورد اين ادعا است كه در شيوع اخير دو نوع كاملا مشخص از ويروس كرونا جديد (SARS-CoV2) وجود دارد كه داراي نرخ انتقال متمايزي هستند. تانگ و همكاران اين دو نوع را انواع L و S مي‌نامند و مي‌گويند نوع S همان نوع اجدادي است و نوع L از S تكامل پيدا كرده است. طبق نتايج آن‌ها، اين دو نوع ويروس به‌طور واضح براساس دو اسنيپ (چند شكلي تك نوكلئوتيدي: SNP) قابل تعريف هستند.

يك جهش غيرمترادف كه ازانديشه متخصصين اهميت عملكردي مورد ارزيابي قرار نگرفته است، نه براي تعريف «نوع مشخص» كافي است و نه براي مشخص كردن «نوع اصلي». (جهش غيرمترادف جهشي است كه توالي اسيد آمينه‌اي يك پروتئين را تغيير مي‌دهد و جهش مترادف، جهشي است كه توالي اسيد آمينه‌اي يك پروتئين را تغيير نمي‌دهد).

از تاريخ دوم مارس ۲۰۲۰، ۱۱۱ جهش غيرمترادف در شيوع شناسايي شده است. درحال‌حاضر، هيچ مدركي مبني‌بر اينكه هركدام از اين ۱۱۱ جهش در شدت بيماري‌زايي يا نرخ انتقال ويروس نقش داشته باشند، موجود نيست. بااين‌حال، آن‌ها ادعاي ديگري نيز كرده و مي‌گويند اين دو نوع داراي نرخ انتقال متفاوتي هستند:

ما دريافتيم كه اگرچه نوع L از نوع S مشتق شده است، درميان ژنوم‌هاي تعيين توالي‌شده‌ي SARS-CoV-2، نوع L (حدود ۷۰ درصد) شايع‌تر از نوع S (حدود ۳۰ درصد) است. اين الگو نشان مي‌دهد كه نوع L نسبت‌به نوع S از نرخ انتقال بالاتري برخوردار است.

چكيده‌ي مقاله از اين هم فراتر رفته و صراحتا مي‌گويد:

نوع S كه ازانديشه متخصصين تكاملي قديمي‌تر و كم‌تر تهاجمي است...

بايد دانست كه مشاهده‌ي جهشي خاص در بيشتر نمونه‌ها لاخبار تخصصيا به اين معنا نيست كه ويروس حامل آن جهش، راحت‌تر منتقل مي‌شود. براي تأييد اين ادعا، حداقل بايد مقادير به دست آمده را با مقادير مورد انتظار تحت توزيع صفر و فرض نرخ انتقال برابر مقايسه كرد. از آن‌جايي كه پژوهشگران چنين كاري انجام نداده‌اند، شواهد كافي براي ارائه‌ي اين پيشنهاد وجود ندارد و اين مسئله نادرست و غيرمسئولانه است كه بگوييم تفاوتي در نرخ انتقال دو نوع وجود دارد.

علاوه‌براين، وقتي ويروس به كشور يا منطقه‌ي جديدي وارد مي‌شود كه قبلا آلوده نبوده است، ممكن است «اثر بنيان‌گذار» رخ دهد. ازآن‌جايي كه طي همه‌گيري، نسخه‌هاي معدودي از ويروس به‌سرعت پراكنده مي‌شود، هرگونه جهش در ويروس‌هاي اوليه، حتي اگر در آغاز در كشوري كه بيماري از آن منشا گرفته است، كمياب بوده باشد، به‌سرعت فراوان مي‌شود. اين امر مخصوصا ممكن است در شيوع كنوني كه به‌وسيله‌ي ويروس جديد SARS-CoV-2 ايجاد شده است، اتفاق افتد؛ زيرا ميزبان‌هاي مستعد زيادي براي ويروس وجود دارند. براين‌اساس، فراواني يك جهش خاص به‌خودي‌خود نشان‌دهنده‌ي اهميت عملكردي آن نيست.

همچنين درك اين مسئله مهم است كه هرچه جمعيت ويروس كوچك‌تر باشد، احتمال اينكه چنين تغييرات كوچكي فراواني جهش‌ها را تحت‌تأثير قرار دهند، بيشتر است. باتوجه به اينكه به‌انديشه متخصصين مي‌رسد اين جهش خيلي زود و وقتي كه تعداد افراد آلوده‌ي كمتري وجود داشتند، رخ داده باشد، فراواني آن احتمالا تحت‌‌تأثير رانش ژنتيكي قرار گرفته است.

تانگ و همكاران، فراواني‌هاي جهش‌هاي غيرمترادف و مترادف را در داده‌ها مورد مقايسه قرار داده و ادعا مي‌كنند انتخاب، فراواني جهش‌هاي غيرمترادف را كاهش داده است. اين تجزيه‌و‌تحليل به سه دليل دچار نقص است:

۱. اعداد ارائه‌شده در شكل شماره دو مقاله معنايي ندارد. براساس اين داده‌ها، فراواني ۷ جهش (مترادف) كمتر از ۵۰ درصد و فراواني دو جهش نيز نيز بيشتر از ۹۵ درصد به دست آمده است. نگاهي گذرا به درخت فيلوژني (شكل زير) نشان‌ مي‌دهد كه اين ادعا نمي‌تواند درست باشد. دراين‌زمينه، فراواني به‌دست آمده بايد مربوط به زماني پس از آخرين جد مشترك شيوع باشد. براي اينكه دو جهش داراي فراواني‌هاي بالاتر از ۹۵ درصد باشند، بايد تعداد كوچكي نمونه‌ وجود داشته باشد كه به‌عنوان تبار خواهري از ساير درخت شيوع جدا شده باشد. درحالي‌كه چنين چيزي نيست. تنها حالتي كه تانگ و همكاران مي‌توانند به اين نتايج برسند، آن است كه وضعيت اجدادي به‌عنوان نقطه‌اي قبل از آغاز شيوع (يعني در خفاش‌ها) درانديشه متخصصين گرفته شود. آن‌ها سپس وضعيت اجدادي را براي هر جهش به‌طور مستقل تخمين مي‌زنند و درخت شيوع فعلي را كه حاوي اطلاعات مفيدي است، ناديده مي‌گيرند. اين روش تنها هنگام استفاده از يك گونه‌ي خارجي خويشاوند براي استباط وضعيت اجدادي جهش‌ها در گونه‌ي داراي نوتركيبي آزادانه با اجدادي مستقل معنا دارد. اين‌درحالي است كه جديدترين جد مشترك SARS-CoV-2 و نزديك‌ترين ساربكوويروس (يكي از زيرگروه‌هاي بتاكروناويروس‌ها) خفاش‌ مربوط به چند دهه پيش است. علاوه‌براين، در چنين روش‌هايي بايد عدم اطمينان ذاتي همراه‌با استباط وضعيت اجدادي درانديشه متخصصين گرفته شود كه البته تانگ و همكاران چنين مسئله‌اي را درانديشه متخصصين نگرفتند.

درخت فيلوژني زماني SARS-CoV-2، رنگ‌ها نشان‌دهنده‌ي موقعيت جغرافيايي نمونه است. تاريخ نمونه‌گيري زير درخت نشان داده شده است

۲. داده‌هاي شكل شماره دو مقاله تانگ، به اشتباه نشان مي‌دهند كه انتخاب خالص‌كننده درحال عمل است درحالي‌كه چنين نبوده است (انتخاب خالص‌كننده يا انتخاب منفي، انتخابي است كه درجهت حذف جهش‌هاي مضر عمل مي‌كند). ارتفاع ميله‌ها، تعداد خام جهش‌ها را در هر فراواني مورد مقايسه قرار مي‌دهد ولي ارتفاع ميله‌ها را براي درانديشه متخصصين گرفتن تعداد هر گروه از جهش‌ها، مقياس‌بندي نمي‌كند. از آنجا كه تعداد پلي‌مورفيسم (چندشكلي) غيرمترادف نسبت‌به تعداد پلي‌مورفيسم مترادف در جمعيت بيشتر است و از آنجا كه انتظار مي‌رود بيشتر جهش‌ها در فراواني پايين باشند (بدون درانديشه متخصصين گرفتن عمل انتخاب طبيعي)، اين نمايش موجب مي‌شود چنين به‌انديشه متخصصين برسد كه به‌طور نسبي فراواني جهش‌هاي غيرمترادف پايين‌تر است.

۳. تانگ و همكاران هنگام تفسير نتايج، نقش خطاي توالي‌يابي را درانديشه متخصصين نمي‌گيرند. درانديشه متخصصين گرفتن اين احتمال مهم است زيرا خطاهاي توالي‌يابي از آنجا كه كمياب بوده و انتقال پيدا نمي‌كنند، در فراواني پاييني مي‌مانند اما جهش‌هاي واقعي در هر فرواني ديده مي‌شوند زيرا مي‌‌توانند انتقال پيدا كنند. علاوه‌بر‌اين، انتخاب خالص‌كننده تنها روي جهش‌هاي واقعي و نه خطاهاي توالي‌يابي عمل مي‌كند. بنابراين احتمال دارد كه خطاي توالي‌يابي نسبت غيرمترادف به مترادف بالاتري داشته باشد و اين جهش‌ها در فراواني پاييني خواهند بود و رفتارشان در زمينه‌ي كاهش فراواني جهش‌هاي غيرمترادف، مانند اثر انتخاب خالص‌كننده است. تجزيه‌و‌تحليل تانگ مطلقا چيزي درمورد وجود انتخاب خالص‌كننده نمي‌گويد.

نويسندگان مقاله‌ي مذكور براي برآورد پارمترهاي انتخاب از نرم‌افزار PAML استفاده كرده‌اند. اين نرم‌افزار قادر به درانديشه متخصصين گرفتن تغيير نرخ جايگزيني مترادف نيست اما پژوهشگران در مقاله‌ي خود مي‌گويند كه كانون‌هاي جهش وجود دارد.

باتوجه به موارد مذكور، پژوهشگرانِ منتقد مقاله‌ي تانگ و همكاران مي‌گويند:

باتوجه به اين نقايص ما معتقديم كه تانگ و همكاران بايد مقاله‌ي خود را استرداد كنند زيرا ادعاهاي مطرح‌شده در مقاله‌ي آن‌ها بي‌اساس بوده و در زماني حساس، اطلاعات نادرست خطرناكي را در جامعه منتشر كرده است.