پس از دو سال، تکامل ویروس کرونا همچنان متخصصان را غافلگیر می‌کند

«رائول آندینو» (Raul Andino) بیش از سی سال در دانشگاه کالیفرنیا در سان فرانسیسکو ویروس‌های RNA را مطالعه کرده است؛ گروهی که ویروس کرونا نیز به آن تعلق دارد. با این حال او هیچ گاه تصور نمی‌کرد یک پندمیک به این وسعت را در طول عمر خود تجربه کند.

آندینو می‌گوید «درک بزرگی و دلالت‌های این پندمیک همچنان دشوار است.»

با این که متخصصان این حوزه می‌دانستند روزی یک پندمیک رخ خواهد داد، اما به گفتهٔ آندینو، دانستن زمان دقیق آن دشوار است. «مانند یک زلزله ــ شما می‌دانید روزی زلزله خواهد آمد، اما معمولا به آن فکر نمی‌کنید.»

دو سال قبل، سازمان بهداشت جهانی بیماری کووید ۱۹ را یک پندمیک اعلام کرد. این بیماری از آن زمان تقریبا ۵۰۰ میلیون نفر را در حدود ۲۰۰ کشور مبتلا کرده و ۶ میلیون نفر را در سراسر جهان کشته است؛ اما هنوز به پایان نرسیده.

در طول این دو سال، ویروس کرونا غافلگیری‌های زیادی برای دانشمندان داشته: بسیاری از متخصصان همچنان از سرعت تکامل ویروس، کاری که با بدن انسان می‌کند و جابجایی‌اش بین گونه‌های دیگر در شگفت هستند.

ویروس اصلی SARS-CoV-2 به سرعت به سویه‌های مختلف تکامل یافت و مانع از بازگشت به زندگی نرمال پیش از پندمیک شد. حتی با وجود دسترسی به طرح ژنتیکی ویروس و توانایی رمزگشایی ژنوم سویه‌های جدید در کمتر از چند ساعت، ویروس‌شناسان و متخصصان سلامت نمی‌توانند با دقت پیش‌بینی کنند که جهش‌های ویروس چگونه توانایی انتقال و شدت بیماری ویروس را تغییر خواهند داد.

میلیون‌ها نفر با علائمی که هفته‌ها و ماه‌ها پس از ابتلا به ویروس در آن‌ها ماندگار هستند دست و پنجه نرم می‌کنند. دانشمندان به سرعت در تلاشند تا بیولوژی این سندروم جدید و گیج‌کننده را در یابند: کووید طولانی.

دیوید وول (David Wohl)، متخصص بیماری‌های عفونی در دانشگاه کارولینای شمالی، می‌گوید که پس از دو سال همچنان چیزهای زیادی هستند که دربارهٔ SARS-CoV-2 نمی‌دانیم. در این مقاله به چیزهایی که دانشمندان تا به حال کشف کرده‌اند و رازهایی که همچنان متخصصان ویروس کرونا را به چالش می‌کشند می‌پردازیم.

بدترین سناریو

دهه‌ها بود که متخصصان دربارهٔ ظهور یک پندمیک هشدار می‌دادند. با گسترش روزافزون قلمرو انسان‌ها به حیات وحش، احتمال انتقال پاتوژن‌ها از حیوان به انسان و شکل‌گیری یک بیماری زئونوز کشنده افزایش می‌یابد. پژوهشی که در ژورنال Nature منتشر شده، نشان می‌دهد که ظهور بیماری‌هایی که منشأ حیات وحش دارند در بین سال‌های ۱۹۴۰ تا ۲۰۰۴ افزایش قابل توجهی داشته‌اند.

اما نگرانی بیشتر متخصصان متوجه ویروس‌های آنفولانزا بود و لزوما انتظار نداشتند که یک ویروس کرونا چنین بحرانی را به وجود آورد.

شیوع سندروم تنفسی حاد (سارس) در سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۰۴ (که بیش از ۸۰۰۰ نفر را در ۲۹ کشور مبتلا کرد و ۷۷۴ نفر را کشت) این نگرش را تغییر داد. پس از آن در سال ۲۰۱۲، شیوع سندروم تنفسی خاورمیانه (مِرس) بیش از ۲۰۰ نفر را در ۳۷ کشور مبتلا کرد؛ آن ویروس نیز تا به حال ۹۰۰ نفر را به کام مرگ کشانده است.

با این حال، به گفتهٔ آندینو مردم در مقایسه با ویروس‌های بدی مثل آنفولانزا، HIV و ویروس دنگی، توجه زیادی به ویروس کرونا نشان نمی‌دادند.

سپس ویروس SARS-CoV-2 با یک انفجار از راه رسید. این ویروس سریع‌تر از ویروس‌های قبلی شیوع پیدا می‌کرد و دانشمندان گمان می‌برند یک دلیل این موضوع توانایی آن برای حرکت از یک سلول به سلول کناری است. همچنین محدود کردن SARS-CoV-2 نیز دشوارتر است، چون بسیاری از موارد ابتلای آن بدون علامت هستند: مردمی که می‌توانند ندانسته ویروس را پخش کنند. آندینو می‌گوید «SARS-CoV-2 به گونه‌ای توانسته راهی پیدا کند که به سرعت پخش شود و بیماری نیز به وجود آورد. این عملا بدترین سناریوی ممکن است.»

رژهٔ سویه‌ها

جدا از همهٔ این‌ها، ویروس SARS-CoV-2 با سرعتی بیش از انتظار جهش‌های ژنتیکی می‌کرد.

ویروس‌های کرونا معمولا با نرخی کمتر از دیگر ویروس‌های RNA (نظیر آنفولانزا و HIV) جهش می‌کنند. ویروس‌های SARS-CoV و SARS-CoV-2 روی هم دو جهش در هر ماه ثبت می‌کنند؛ نیم تا یک ششم نرخی که در ویروس‌های آنفولانزا دیده می‌شود. علت این است که ویروس کرونا پروتئین‌های اصلاحگری دارد که خطاهای ایجاد شده در مادهٔ ژنتیکی ویروس را پس از کپی شدن اصلاح می‌کنند.

راویندرا گوپتا (Ravindra Gupta)، میکروبیولوژیست بالینی در دانشگاه کمبریج، می‌گوید «به همین دلیل بود که تصور می‌کردیم SARS-CoV-2 زیاد سریع تکامل نمی‌یابد.»

اما این ویروس به سرعت نشان داد که گوپتا و همکارانش در اشتباه بودند. ظهور سویهٔ آلفا ــ اولین سویه در ماه نوامبر ۲۰۲۰ در بریتانیا ــ دانشمندان را شگفت‌زده کرد. ویروس آلفا ۲۳ جهش داشت که آن را از سویهٔ اصلی SARS-CoV-2 جدا می‌کرد. هشت تا از این جهش‌ها در پروتئین سنبله (spike protein) بودند؛ پروتئینی که برای اتصال ویروس به سلول‌های انسان و آلوده ساختن آن‌ها حیاتی است.

استیون گلداستاین (Stephen Goldstein)، ویروس‌شناس تکاملی دانشگاه یوتا، می‌گوید «مشخص شد که این ویروس می‌تواند چنین جهش‌های تکاملی شگفت‌انگیزی را داشته باشد.» با این مجموعه جهش‌ها، آلفا ۵۰ درصد بیشتر از ویروس اصلی قدرت انتقال داشت.

نسخهٔ بعدی، بتا، اولین بار در آفریقای جنوبی شناخته و به عنوان یک سویه گزارش شد. این سویه هشت جهش در سنبله داشت که برخی از آن‌ها به ویروس کمک می‌کردند از سیستم ایمنی بدن بگریزد. زمانی که سویهٔ گاما در ژانویهٔ ۲۰۲۱ ظاهر شد، ۲۱ جهش داشت که ۱۰ تا از آن‌ها در پروتئین سنبله بودند. برخی از این جهش‌ها گاما را به شدت انتقال‌پذیر می‌کردند و به آن این توانایی را می‌دادند که بیماران پیشین کووید را دوباره مبتلا کند.

گلداستاین می‌گوید «دیدن این که این سویه‌ها جهش‌های قابل توجهی در انتقال‌پذیری خود دارند غافلگیرکننده است. من فکر نمی‌کنم که ما پیش از این ویروسی را دیده بودیم که چنین کاری می‌کرد. اما البته ما در واقع هیچ پندمیکی را با ظرفیت‌های توالی‌یابی ژنتیکی امروز خود ندیده بودیم.»

سپس دلتا فرا رسید؛ یکی از خطرناک‌ترین و واگیرترین سویه‌ها. این ویروس اولین بار در هند شناسایی شد و در ماه می ۲۰۲۱ به عنوان یک سویه به رسمیت شناخته شد. تا اواخر سال ۲۰۲۱ این سویه تقریبا در تمام کشورها غالب بود. مجموعهٔ منحصر به فرد جهش‌های این ویروس ــ ۱۳ جهش در مجموع و هفت جهش در سنبله ــ دلتا را دو برابر واگیردارتر از ویروس اصلی SARS-CoV-2 می‌کرد، مدت زمان بیماری را طولانی‌تر می‌ساخت و ویروس‌های تولید شده در بدن بیمار را ۱۰۰۰ برابر بیشتر می‌کرد.

آندینو می‌گوید «توانایی SARS-CoV-2 برای یافتن راه‌حل‌ها و روش‌های سازگاری و پخش راحت به شدت غافلگیرکننده است.»

با این حال امیکرون، که دو تا چهار برابر واگیردارتر از دلتا است، به سرعت جای آن را در بسیاری از جاهای دنیا گرفت. این ویروس که اولین بار در نوامبر ۲۰۲۱ شناسایی شد، جهش‌های بسیار زیادی دارد ــ در مجموع بیش از ۵۰ جهش و حداقل ۳۰ جهش در سنبله ــ که بعضی از آن‌ها به ویروس کمک می‌کنند بهتر از نسخه‌های قبلی از پادتن‌ها فرار کند.

فرانسوا بالو (Francois Balloux)، بیولوژیست محاسباتی در انستیتوی ژنتیک کالج دانشگاهی لندن، می‌گوید «این جهش‌های بزرگ پندمیک بسیار را غیر قابل پیش‌بینی‌تر می‌کنند.»

عفونت‌های مزمن

یکی از متقاعدکننده‌ترین توجیه‌ها برای تعداد زیاد جهش‌های SARS-CoV-2 این بود که این ویروس می‌توانست برای مدت‌های طولانی در بدن افراد دچار کمبود ایمنی تکامل یابد.

در سال گذشته، دانشمندان بیمارانی مبتلا به سرطان و HIV پیشرفته را شناسایی کردند که نمی‌توانستند برای ماه‌ها یا حتی نزدیک به یک سال از کووید رها شوند. سیستم ایمنی سرکوب شدهٔ آن‌ها به ویروس اجازه می‌داد که برای ماه‌ها در بدن‌شان باقی بماند، تکثیر شود و جهش کند.

گوپتا یکی از این جهش‌ها را (که در ویروس آلفا نیز وجود داشت) در یکی از این بیماران که برای ۱۰۱ روز بیمار مانده بود شناسایی کرد. در بدن یک بیمار مبتلا به HIV پیشرفته در آفریقای جنوبی، دانشمندان توانستند چندین جهش را ثبت کنند که به ویروس کمک می‌کردند از سیستم ایمنی بدن فرار کند.

گودتا می‌گوید «این که ویروس بیولوژی خود را به این سرعت در تاریخ تکاملی خود تغییر می‌دهد یک کشف بزرگ است.» ویروس‌های دیگری نظیر آنفولانزا و نوروویروس نیز در بدن افراد دچار کمبود ایمنی جهش می‌کنند، اما به گفتهٔ گوپتا، این موارد بسیار نادرند و این ویروس‌ها سلول‌های محدودی را آلوده می‌کنند.

برعکس، SARS-CoV-2 می‌تواند نواحی بسیاری را در بدن آلوده کند ــ که این موضوع نیز به نوبهٔ خود اثرات گیج‌کننده‌ای را ایجاد کرده است.

چیزی بیش از یک ویروس تنفسی

در اوایل پندمیک، پزشکان متوجه شدند که ویروس تنها کسالتی مشابه سینه‌پهلو تولید نمی‌کند. برخی از بیماران بستری شده دچار آسیب‌های قلبی، لخته خون، مشکلات اعثاب و نقض کلیه و کبد می‌شدند. مطالعات فراوان در ماه‌های ابتدایی پندمیک یکی از دلایل این امر را آشکار کرد.

SARS-CoV-2 از پروتئین‌هایی به نام گیرنده‌های ACE2 روی سطح سلول‌های انسان برای آلوده کردن آن‌ها استفاده می‌کنند. اما از آنجا که ACE2 در بسیاری از اندام‌ها و بافت‌های بدن وجود دارد، ویروس بخش‌هایی بیشتر از دستگاه تنفسی را نیز آلوده می‌کرد. همچنین گزارش‌های اندکی از حضور ویروس در سلول‌های رگ‌های خون، کلیه و مقادیر کمی در سلول‌های مغز منتشر شدند.

آویندرا نَت (Avindra Nath)، عصب-ایمنی‌شناس انستیتوی سلامت آمریکا، می‌گوید «من پندمیک‌های زیادی را مطالعه کرده‌ام و تقریبا در تمام آن‌ها وقتی به مغز نگاه می‌کنید، ویروس را آنجا پیدا می‌کنید.» برای نمونه، بافت‌های تشریح شدهٔ ۴۱ نفر از کشته شدگان کووید ۱۹ حاوی مقادیر اندک ویروس بودند. اما نشانه‌های واضح آسیب مغزی نیز در آن‌ها دیده می‌شد؛ از جمله، نورون‌های مرده و رگ‌های خونی پاره شده.

نت می‌گوید «این بزرگ‌ترین غافلگیری ویروس است.»

این احتمال وجود دارد که ویروس سیستم ایمنی بدن را تحریک می‌کند تا وارد یک حالت بیش‌فعال به نام طوفان سیتوکین شود؛ حالتی که باعث التهاب و آسیب اندام‌ها و بافت‌های مختلف می‌گردد. یک واکنش ایمنی غیر معمول می‌تواند حتی بعد از ابتلا نیز باقی بماند و علائمی طولانی مثل خستگی مفرط، تپش قلب و مه مغزی به وجود آورد. همچنین ابتلا به کووید ۱۹ می‌تواند سلامت بارداری زنان را به خطر بیندازد.

سونیا ویلاپول (Sonia Villapol)، دانشمند علوم اعصاب در انستیتوی پژوهش هیوستون متودیست، می‌گوید «اما ذخایر ویروسی وجود دارند که می‌توانند باعث التهاب مزمن شوند.» پژوهشی جدید که هنوز در مرحلهٔ داوری است، نشان می‌دهد که مادهٔ ژنتیکی SARS-CoV-2 می‌تواند تا ۲۳۰ روز در بدن و مغز بیماران کووید ۱۹ باقی بماند؛ حتی در آن‌هایی که ابتلای خفیف یا بدون علامت داشتند.

سوزان لوین (Susan Levine) پزشک بیماری‌های عفونی در نیویورک و متخصص درمان و تشخیص سندروم خستگی مزمن (CFS) است که بیارانی با علائم کووید طولانی دارد. او این روزها ۲۰۰ بیمار را در هفته می‌بیند؛ در مقایسه با ۶۰ بیمار در دوران پیش از پندمیک. او می‌گوید که بر خلاف CFS، کووید شدت بسیار بیشتری دارد. «این بیماری مانند طوفانی در بدن شماست که شما را در عرض یک هفته از ۶۰ ساعت کار هفتگی به تمام روز خوابیدن در تخت می‌کشاند. فعالیت شما به شدت سرکوب می‌شود.»

ذخایر حیوانی SARS-CoV-2

دانشمندان در حال حاضر نگران دوام SARS-CoV-2 خارج از جمعیت انسان‌ها و پتانسیل آن در پخش بین حیوانات دیگر و بازگشت دوباره‌اش به انسان‌ها هستند ــ فرایندی که می‌تواند پندمیک را طولانی‌تر کند.

در آوریل ۲۰۲۰، تست کرونای ببرها و شیرهای باغ‌وحش برانکس در نیویورک مثبت شد؛ اتفاقی که توجهات را به یافتن دیگر حیوانات مبتلا جلب کرد. اندکی بعد پژوهشی به این نتیجه رسید که پستاندارانی از جمله برخی نخستی‌سانان، گوزن‌ها، وال‌ها و دلفین‌ها بیشتر از باقی حیوانات در برابر کووید ۱۹ آسیب‌پذیر هستند؛ زیرا گیرنده‌های ACE2 در سلول‌های آن‌ها به انسان‌ها شبیه است.

پژوهشی دیگر از روش یادگیری ماشین برای ارزیابی توانایی ۵۴۰۰ پستاندار در انتقال SARS-CoV-2 استفاده کرد؛ این مقاله اینطور جمع‌بندی می‌کند که حیواناتی که بیشترین ریسک پخش کووید ۱۹ را دارند، آن‌هایی هستند که در کنار انسان‌ها زندگی می‌کنند؛ برای مثال، دام‌ها و حتی حیوانات خانگی.

تا به حال SARS-CoV-2 گربه‌ها و سگ‌های خانگی و راسوهای اهلی را مبتلا کرده، مزرعه‌های پرورش مینک را در نوردیده و به ببرها، کفتارها و دیگر حیوانات باغ‌وحش‌ها شیوع پیدا کرده است. علاوه بر این، SARS-CoV-2 با موفقیت از انسان به مینک‌های درون مزارع منتقل شده و دوباره به انسان‌ها بازگشته است. و یک فرد در کانادا از یک گوزن دم‌سفید مبتلا به کووید ۱۰ شده است.

سمیرا مبارکا (Samira Mubareka)، از مرکز علوم سلامت سانی‌بروک در کانادا، می‌گوید «نگرانی این است که اگر ویروس در گوزن‌ها تکامل پیدا کند و گوزن‌ها به آن مقاوم و مقاوم تر شوند، پادتن‌هایی که از بیماری‌های پیشین در آن‌ها موجود است می‌توانند تکامل ویروسی را به پیش برانند. همچنین ویروس می‌تواند در میان حیوانات دیگری نیز در حال چرخش باشد.»

با این حال شیوع SARS-CoV-2 بین انسان‌ها همچنان نگرانی بزرگ‌تری برای دانشمندان است. آن‌ها در حال یادگیری بیشتر در مورد ویروس و حضور و اثرش در انسان‌ها و حیوانات هستند.

وول می‌گوید «ما هنوز نمی‌دانیم آینده چه چیز برای ما دارد. ما بیش از دو سال مسیر ویروس را ثبت کرده‌ایم و حتی با این دانش نیز پیش‌بینی اتفاقات آینده دشوار است.»