آیا باید نگران جهش ها و گونه های ویروس کرونا باشیم؟ هرآنچه باید بدانید

ویروس کرونا بیش از یکسال است که زندگی بشر را مختل کرده و در این مدت چندین جهش داشته. با این وجود جهش‌ها و گونه‌های اخیر آن یعنی گونه‌های انگلیسی و آفریقایی  بیش از همه موردتوجه قرار گرفته‌اند که با سرعت بالاتری نسبت به گذشته شیوع پیدا می‌کنند. اما آیا دلیلی برای نگرانی درباره این گونه‌ها وجود دارد یا اینکه واکسن‌ها می‌توانند باعث مصونیت ما در برابر آن‌ها شوند؟

در اواخر سال ۲۰۲۰ دولت بریتانیا از گونه جدید ویروس کرونا در این کشور صحبت کرد که البته پس از مدتی با گونه‌های دیگری در آفریقای جنوبی و برزیل هم روبه‌رو شدیم. در ابتدا دانشمندان و سازمان بهداشت جهانی (WHO) به این موضوع اشاره کردند که نگرانی برای گونه‌های جدید و نحوه جهش ویروس کرونا وجود ندارد چرا که روش‌های کنونی ما برای جلوگیری از ابتلا به کووید-۱۹ مانند حفظ فاصله اجتماعی و استفاده از ماسک، کارایی مناسبی دارند.

با این وجود دانشمندان از نزدیک روی گونه‌های جدید نظارت دارند. آن‌ها از ترس اینکه با افزایش قدرت انتقال کووید-۱۹، دنیا با یک موج جدید و شدیدتر همه‌گیری مواجه شود و شاید این گونه‌ها بتوانند از دست سیستم ایمنی و حتی واکسن‌ها فرار کنند، وضعیت را ارزیابی می‌کنند.

در حال حاضر سه گونه کرونا موردتوجه دانشمندان قرار دارند

وظیفه کنونی اپیدمیولوژیست‌ها، ویروس‌شناس‌ها و ایمونولوژیست‌ها درک این موضوع است که این جهش‌ها در گونه‌های جدید چگونه می‌توانند ویروس و نحوه واکنش بدن نسبت به آن‌ها را تغییر دهند. این جهش‌ها حتی می‌توانند کووید-۱۹ را به گونه‌ای تغییر دهند که از ایمنی ایجاد شده توسط واکسن هم فرار کند.

طبق پژوهش‌های اولیه، واکسن‌های کنونی می‌توانند در برابر سه گونه شناحته شده اخیر باعث مقاومت بدن شوند، با این حال همچنان شاهد انتشار نتایج تحقیقات هستیم. ویروس کرونا به مرور زمان در حال تکامل است و شاید این تغییرات بتوانند روی نحوه واکنش سیستم ایمنی و در نهایت روش‌های درمان و واکسن‌ها تاثیر بگذارند. در ادامه می‌خواهیم نگاه دقیق‌تری به این موضوع داشته باشیم، با دیجیتال همراه باشید.

ویروس کرونا چگونه جهش می‌یابد؟

کووید-۱۹ یک ویروس «آران‌ای» (RNA) است، بنابراین توالی کامل ژنتیکی یا ژنوم آن یک الگوی تک رشته‌ای است. در مقابل انسان‌ و سایر پستانداران از DNA دو رشته‌ای استفاده می‌کنند. الگوی کرونا از چهار پایه تشکیل شده که با حروف u ،c ،a و g مشخص می‌شوند. این الگو دستورالعمل‌های نحوه ساخت تمام پروتئین‌ها برای تولید ذره ویروس کرونا جدید را ارائه می‌کند.

کووید-۱۹ برای تکثیر به یک سلول میزبان نیاز دارد و از آن به عنوان یک کارخانه استفاده می‌کند و دستگاه‌های داخل آن را سرقت می‌کند. زمانی که کرونا وارد یک سلول می‌شود، باید الگوی RNA را بخواند.

یک آنزیم در این فرایند اهمیت بالایی دارد که «آران‌ای پلی‌مراز وابسته به آران‌ای» (RdRp) نام دارد. این آنزیم یک وظیفه دارد که آن را به بدترین شکل ممکن انجام می‌دهد. به گفته یک میکروبیولوژیست مولکولی فرانسوی به نام «راجر فروتوس»، این آنزیم در هنگام تکرار اشتباهات زیادی مرتکب می‌شود. در حقیقت در هنگام تکثیر، خطاهای RdRp گونه‌های جدید ویروس با الگوهای کمی متفاوت را شکل می‌دهند که این تغییرات به عنوان جهش‌ها شناخته می‌شوند.

برخی جهش‌ها منجر به تغییر ساختار فیزیکی ویروس می‌شوند

جهش‌ها اغلب تاثیر کمی روی یک ویروس دارند، با این حال برخی مواقع می‌توانند الگوها را به اندازه‌ای تغییر دهند که منجر به تغییرات در ساختار فیزیکی ویروس شوند. با این حال «تایلر استار»، بیولوژیست محاسباتی در مرکز تحقیقات سرطان «فرد هاچینسون»، جهش‌ها را اثرات افزایشی می‌داند:

«یک جهش به معنای آن نیست که ویروس تا ۱۰ برابر خطرناک‌تر یا کشنده‌تر می‌شود. جهش‌ها اثرات افزایش دارند.»

این موضوع می‌تواند برای کووید-۱۹ خطرناک باشد. این جهش‌ها برخی مواقع برای ویروس‌ها مزیت به همراه دارند، برای مثال می‌توانند محکم‌تر به سلول میزبان متصل شوند یا اینکه از سیستم ایمنی فرار کنند. پژوهشگران و دانشمندان جهش‌ها را در توالی‌یابی کووید-۱۹ جدا شده از بیماران شناسایی کرده‌اند.

دانشمندان این داده‌ها را با اطلاعات اولین ویروس‌ها در ووهان چین مقایسه و تغییرات را بررسی کرده‌اند. در حقیقت هم اکنون هیچ‌کدام از گونه‌های کووید-۱۹ کاملا با ویروس موجود در ووهان یکسان نیستند. اگر یک جهش بتواند منجر به افزایش سرعت شیوع و انتقال شود، این احتمال وجود دارد که خصوصیات ویروس را تغییر داده باشد.

گونه‌های ویروس کرونا کدامند؟

هر جهش در ژنوم ویروس کرونا می‌تواند منجر به ایجاد گونه جدیدی شود، اما برخی از آن‌ها نگرانی‌های بیشتری ایجاد می‌کنند. در اواخر ۲۰۲۰ با سه گونه جدید مواجه شدیم که سرعت شیوع بالاتری دارند و حتی شاید یکی از آن‌ها کشنده‌تر هم باشد.

این گونه‌ها با نام‌های مختلفی شناخته می‌شوند که در آن‌ها یک حرف انگلیسی و چندین عدد به چشم می‌خورند. سه گونه مطرح کرونا به شرح زیر هستنند:

• B.1.1.7: این گونه اولین بار در سپتامبر ۲۰۲۰ در بریتانیا شناسایی شد که البته حالا در کشورهای مختلف از جمله ایالات متحده آمریکا به چشم می‌خورد.
• B.1.351: این گونه در ابتدا در آفریقای جنوبی تشخیص داده شد و حالا به بیش از ۲۰ کشور راه پیدا کرده است.
• P.1: این گونه برای اولین بار در «مانائوس» در ایالت «آمازوناس» برزیل شناسایی شد که البته در کشورهای دیگر مانند ایتالیا و کره جنوبی هم وجود دارد.

این موارد آخرین گونه‌های کرونا نخواهند بود و دانشمندان همچنان به ردیابی تغییرات در ژنوم این ویروس ادامه می‌دهند. هرگونه تغییر می‌تواند برای اپیدمیولوژیست‌های ژنومی برای ارزیابی انتقال و الگوها مفید باشد، چرا که با استفاده از آن‌ها می‌توان نحوه واکنش و مقابله با ویروس را تغییر داد.

گونه‌های جدید با تغییر در شاخک، قدرت انتقال کرونا را افزایش می‌دهند

با وجود چنین موضوعی، چرا که این سه گونه بیش از سایرین باعث نگرانی دانشمندان و مقامات شده‌اند؟ این گونه‌ها خصوصیات مشترک دارند که طبق تحلیل‌های اولیه، انتقال سریع‌تر آن‌ها را ممکن می‌کنند و حتی امکان فرار از سیستم ایمنی توسط آن‌ها هم وجود دارد. این جهش‌ها در شاخک پروتئینی تغییر ایجاد می‌کنند و ویروس توسط آن‌ وارد سلول‌ها می‌شود.

جهش‌ها چگونه موجب تغییرات ساختاری می‌شوند؟

هر ذره از کووید-۱۹ به وسیله شاخک‌ها پوشاند شده. برای نفوذ به یک سلول، ویروس باید روی یک پروتئین موجود در سطح سلول انسان به نام «آنزیم ۲ مبدل آنژیوتانسین» (ACE2) قفل شود که ورودش را به سلول ساده‌تر می‌کند. با این وجود، برجستگی‌های ویروس توسط سیستم ایمنی بدن قابل شناسایی است.

زمانی که سیستم ایمنی بتواند شاخک کووید-۱۹ را تشخیص دهد، برای جلوگیری از اتصال آن به ACE2 شروع به تولید آنتی‌بادی می‌کند یا سلول‌های دیگر را برای نابودی ویروس ارسال می‌کند. آنتی‌بادی‌ها به شاخک متصل می‌شوند و بطور موثری از اتصال ویروس با سلول جلوگیری می‌کنند.

گونه‌های جدید شاید عملکرد سیستم ایمنی در مقابله با کرونا را کاهش دهند

این رویکرد شاخک ویروس را تحت فشار تکاملی شدیدی قرار می‌دهد، بنابراین جهش‌ها این شاخک را تغییر می‌دهند تا بتواند از سلول‌های ایمنی یا آنتی‌بادی‌‌ها فرار کند یا اینکه با شدت بیشتری به ACE2 وصل شود. همین موارد ورود ساده‌تر ویروس به بدن را ممکن می‌کنند.

گونه‌های مدنظر دانشمندان همگی دارای جهش در ناحیه‌ای از شاخک به نام «دامنه اتصال گیرنده» (RBD) هستند که بطور مستقیم با ACE2 ارتباط برقرار می‌کند. اگر جهش‌ها بتوانند موجب تغییرات ساختاری در RBD شوند، ویروس احتمالا به سبک متفاوتی به ACE2 متصل می‌شود و همچنین برای مثال می‌تواند از شناسایی شدن توسط سیستم ایمنی هم جلوگیری کند.

کدام جهش‌های کرونا بیشترین نگرانی را ایجاد کرده‌اند؟

در ژنوم RNA تمام سه گونه جدید ویروس کرونا چندین جهش به چشم می‌خورد، اما می‌خواهیم بیشتر روی شاخک کووید-۱۹ تمرکز کنیم. B.1.1.7 دارای ۸ جهش در شاخک است و گونه‌های B.1.351 و P.1 به ترتیب در ناحیه شاخک ۷ و ۱۰ جهش را تجربه می‌کنند. تمام این جهش‌ها یکسان نیستند، اما برخی میان آن‌ها مشترک هستند

در این گونه‌ها با سه جهش در RBD شاخک روبه‌رو هستیم که می‌توانند روی ویروس یا نحوه پاسخگویی آنتی‌بادی به یک عفونت تاثیر بگذارند:

• N501Y
• E484K
• K417N/T

دانشمندان به تازگی شروع به درک این موضوع کرده‌اند که چگونه این جهش‌ها می‌توانند به نفع کرونا عمل کنند و آیا آن‌ها قادر به افزایش قدرت و سرعت انتقال یا مقاومت در برابر سیستم ایمنی هستند یا خیر. شواهد اولیه نشان می‌دهند که این جهش‌ها بطور جداگانه نمی‌توانند منجر به تغییرات عمده شوند، اما در ترکیب با جهش‌های دیگر احتمالا قادر به تسهیل تغییرات در کووید-۱۹ خواهند بود.

N501Y در تمام گونه‌ها وجود دارد و یکی از جهش‌های مدنظر و موردتوجه دانشمندان است. تغییر از «آسپاراژین» (N) به «تیروزین» (Y) منجر به افزایش توانایی کووید-۱۹ در اتصال به ACE2 در موش می‌شود. در حال حاضر نمی‌دانیم این تغییر می‌تواند منجر به افزایش میزان مرگ و میر در اثر ابتلا به کرونا شود یا خیر. با این حال طبق پژوهش‌های اولیه، این جهش نمی‌تواند روی اثربخشی واکسن فایزر/BioNTech تاثیری داشته باشد.

در کنار N501Y، گونه‌های B.1.351 و P.1 دارای جهش‌های E484K و  K417N/T هم هستند که می‌توانند میزان حساسیت کووید-۱۹ در برابر آنتی‌بادی‌ها را تغییر دهند. این تغییرات نسبت به جهش قبلی باعث ایجاد نگرانی‌های بیشتری شده‌اند.

این دو جهش در ناحیه RBD وجود دارند، جایی که آنتی‌بادی‌ها می‌توانند به آن متصل شوند. پژوهشگران بیش از همه نگرانی E484K و دیگر جهش‌ها در این منطقه با قابلیت کاهش بیش از ۱۰ برابری توانایی خنثی‌سازی آنتی‌بادی‌ها هستند. این موضوع می‌تواند بزرگترین تاثیر را روی مصونیت در برابر کووید-۱۹ داشته باشد.

سه جهش در گونه‌های جدید موردتوجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند

تغییر اسید آمینه در جهش ۴۱۷ یکی دیگر از موارد قابل توجه است. در گونه آفریقایی این جهش به صورت K417N‌ و در گونه P.1 به صورت K417T‌ وجود دارد. تغییر اسید آمینه متفاوت است، اما ظاهرا منجر به تاثیر یکسانی می‌شوند: بهبود قابلیت فرار از دست آنتی‌بادی‌ها.

مطالعات مقدماتی نشان می‌دهند که موقعیت K417 هدف مهمی برای آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده محسوب می‌شود. با توجه به این موضوع، این دو جهش می‌توانند به ویروس در فرار از ایمنی ناشی از واکسن کمک کنند.

در کنار این سه جهش، جهش‌های دیگری هم وجود دارند که باید شناسایی شوند که البته دانشمندان با بررسی آن‌ها می‌توانند یک قدم جلوتر از گونه‌ها باشند. آن‌ها از این جهش‌ها چندین نقشه برای شناسایی گونه‌های احتمالی تهیه می‌کنند. زمانی که یک جهش از راه برسد، سایر پژوهشگران می‌توانند با نگاه به آن‌ها، نحوه تاثیر این جهش روی خصوصیات زیست‌شیمی ویروس را متوجه شوند. در حقیقت با این نقشه‌ها می‌توان به سوالاتی مانند اتصال محکم‌تر با سلول یا امکان فرار از دست سیستم ایمنی بدن پاسخ داد.

آیا باید درباره گونه‌های ویروس کرونا نگران باشیم؟

در حال حاضر مدرک کافی برای اینکه نشان دهد گونه‌های جدید می‌توانند کشنده‌تر باشند یا باعث بروز علائم شدیدتر شوند، وجود ندارد. بنابراین برای جلوگیری از ابتلا به آن همچنان باید روش‌های کنونی شامل استفاده از ماسک، حفظ فاصله اجتماعی و شستن و ضدعفونی کردن دست‌ها را ادامه دهیم.

با این وجود سوالات مهمی درباره نحوه تاثیرگذاری این جهش‌ها و گونه‌ها روی اثربخشی واکسن‌ها و درمان‌ها و همچنین امکان ابتلای مجدد به بیماری وجود دارد. واکسن‌ها با استفاده از نسخه بی‌خطر ویروس، سیستم ایمنی بدن را تحریک می‌کنند و برای مقابله با ویروس، آنتی‌بادی تولید می‌شود. با این وجود شاید آنتی‌بادی‌ها در زمینه خنثی‌سازی ویروس عملکرد مناسبی نداشته باشند، البته هنوز در این زمینه اطلاعات زیادی نداریم.

شرکت‌ها با بروزرسانی واکسن به جنگ گونه‌های جدید می‌روند

با این وجود شرکت‌های سازنده واکسن به دنبال بروزرسانی محصولات خود هستند تا از اثرات منفی گونه‌های جدید روی واکنش سیستم ایمنی جلوگیری کنند. برای مثال شرکت مدرنا یک تقویت‌کننده تولید می‌کند و احتمالا فرمول واکسن خود را تغییر می‌دهد.

چند روز پیش شرکت بیوتک «نواواکس» هم با انتشار اخباری اعلام کرد واکسن تولیدی آن در برابر گونه بریتانیایی کرونا نزدیک به ۸۹ درصد کارایی دارد، اما در مقابل گونه آفریقایی اثربخشی آن به ۶۰ درصد کاهش پیدا می‌کند. همین موضوع باعث نگرانی‌هایی درباره اثربخشی واکسن‌ها روی گونه آفریقایی شده است.

علاوه بر تاثیرگذاری روی کارایی واکسن، این گونه‌ها شاید بتوانند موجب ابتلای مجدد به کرونا شوند. در حقیقت سیستم ایمنی نمی‌تواند به درستی در مقابل آن‌ها واکنش نشان دهد. داده‌های محدودی نشان می‌دهد که برخی افراد برای دومین بار در برزیل به گونه P.1 مبتلا شده‌اند. در آینده پژوهش‌های بیشتری درباره این گونه‌ها صورت می‌گیرد.

با جلوگیری از ابتلا به کرونا می‌توان مانع از تکامل آن شد

با وجود تمام این موارد، ویروس کرونا همچنان در جهان افراد را مبتلا می‌کند و با ابتلای هر فرد، فرصت جدیدی برای تکامل در اختیارش قرار می‌گیرد. ویروس بدون انسان‌ها و سلول‌های میزبان نمی‌تواند تکامل پیدا کند و به حیات خود ادامه دهد. بنابراین ساده‌ترین راه برای جلوگیری از تکامل و شکل‌گیری گونه‌های جدید، جلوگیری از انتقال آن است.

کشورها باید با سرعت بخشیدن به برنامه‌های تزریق واکسن و مردم با اقدامات احتیاطی مانند حفظ فاصله اجتماعی مانع از شیوع کووید-۱۹ شوند.