منشا طبیعی فراگیری ویروس کرونای کوید-۱۹
۱۷ مارس ۲۰۲۰
براساس یافته‌هایی که در هفدهم مارس (سه شنبه: 27 اسفند 1398) در مجله نیچر مدیسین منتشر شده است، ویروس کرونای جدید SARS-CoV-2 که در سال گذشته در شهر ووهان چین پدیدار شد و موجب پخش گسترده کوید-۱۹ در بیش از هفتاد کشور شده است، محصول فرآیند تکامل طبیعی است.
با تحلیل داده‌های توالی ژنوم عمومی از SARS-CoV-2 و دیگر ویروس‌های مرتبط، مدرکی مبنی بر این که ویروس در آزمایشگاهی ساخته شده باشد یا به نحوی مهندسی شده باشد، یافت نشده است. دکتر کریستین اندرسن، دانشیار ایمنی‌شناسی و میکروب‌شناسی موسسه تحقیقاتی اسکریپس (Scripps) و نویسنده مسئول این مقاله گفت: «با مقایسه داده‌های توالی ژنوم در دسترس از دسته‌های ویروس کرونای شناخته‌شده، می‌توانیم با قاطعیت تعیین کنیم که SARS-CoV-2 از فرایندی طبیعی ناشی شده است». علاوه بر اندرسون، دیگر نویسندگان این مقاله با نام «منشا ابتدایی SARS-CoV-2» عبارتند از: رابرت ف گری از دانشگاه تولان، ادوارد هولمز از دانشگاه سیدنی، اندرو رامبوت از دانشگاه ادینبورو، یان لیپکین از دانشگاه کلمبیا.
ویروس‌های کرونا خانواده بزرگی از ویروس‌ها هستند که موجب بیماری‌هایی با گستره‌ای به شدت وسیع می‌شوند. اولین بیماری شدید شناخته‌شده از این ویروس‌ها در سال ۲۰۰۳ با نام اپیدمی سندرم حاد تنفسی (سارس) در چین پدیدار شد. دومین ظهور شدید بیماری در سال ۲۰۱۲ در عربستان سعودی با نام سندرم تنفسی خاورمیانه (مرس) بود. ۳۱ دسامبر سال گذشته، مسئولین چینی به سازمان جهانی بهداشت در مورد ظهور دسته جدیدی از ویروس کرونا که عامل بیماری شدیدی شده است و سپس با نام SARS-CoV-2 شناخته شد هشدار دادند. از ۲۰ فوریه ۲۰۲۰، حدود ۱۶۷۵۰۰ مورد کوید-۱۹ ثبت شده است، در حالی که بسیاری از موارد خفیف شناسایی نشده است. این ویروس بیش از ۶۶۰۰ نفر قربانی داشته است.
در مدت زمان کوتاهی پس از شروع اپیدمی، محققان چینی ژنوم SARS-CoV-2 را ردیابی کرده و داده‌ها را به صورت جهانی در دسترس محققان قرار دادند. نتایج داده‌های توالی ژنی نشان داد که مسئولین چینی به سرعت اپیدمی را شناسایی کرده‌اند و تعداد موارد کوید-۱۹ به دلیل انتقال انسان به انسان پس از قرارگیری یک نفر در جمعیت انبوه در حال افزایش است. اندرسون و همکارانش در دیگر مراکز تحقیقاتی با استفاده از ردیابی این داده و بسیاری از ویژگی‌های گزارش‌شده از این ویروس به بررسی منشا و تکامل SARS-CoV-2 پرداخته‌اند.
دانشمندان الگوی ژنی خار پروتیئن‌ها (ساختار‌های پروتئینی موجود بر روی سطح ویروس که برای درگیر شدن و نفوذ به دیواره خارجی سلول‌های انسان و حیوان استفاده می‌شود) را بررسی کرده‌اند. به ویژه، بر روی دو ویژگی مهم خار پروتئین‌ها متمرکز شده‌اند: یکی، ناحیه دریافت-جذب (RBD) (قلابی که به سلول میزبان درگیر می‌شود) و دیگری، محل شکافتن (در بازکن مولکولی که موجب می‌شود، ویروس باز شده و وارد سلول‌های میزبان شود).
مدرکی بر تکامل طبیعی
دانشمندان دریافتند که بخش RBD خار پروتئین SARS-CoV-2 به گونه‌ای تکامل یافته است که به صورت مؤثر مشخصه مولکولی با نام ACE2 (دریافت‌کننده‌ای که در تنظیم فشار خون موثر است) سطح خارجی سلول‌های انسانی را هدف قرار دهد. خار پروتئین SARS-CoV-2 به گونه‌ای در اتصال با سلول‌های انسانی موفق بوده است که، در واقع، دانشمندان نتیجه گرفته‌اند که این فرآیند نتیجه انتخاب طبیعی است و نه محصول مهندسی ژنتیک.
شواهد مبتنی بر تکامل طبیعی با داده‌های ساختار SARS-CoV-2 (ساختار کلی مولکولی ویروس) تایید شده است. استدلال این است که اگر کسانی به دنبال ساخت ویروس کرونای جدیدی برای تولید بیماری بودند، باید این ویروس را از روی ساختار ویروسی که قبلا به عنوان عامل بیماری شناخته شده بود، می‌ساختند ولی محققان دریافتند که ساختار SARS-CoV-2 به طور قابل ملاحظه‌ای با ویروس‌های کرونای شناخته‌شده قبلی متفاوت است و به شدت مشابه ویروس‌های مرتبط و یافته شده در خفاش‌ها و پانگولین‌ها است.
اندرسون: «این دو ویژگی این ویروس شامل جهش ژنتیکی در بخش RBD خار پروتئین و ساختار متمایزش، دستکاری آزمایشگاهی را به عنوان منشا بالقوه SARS-CoV-2 رد می‌کند».
دکتر جوسی گولدینگ سرپرست اپیدمی‌های موسسه بریتانیایی الاصل ولکام تراست می‌گوید که یافته‌های اندرسون و همکارانش «برای ارائه دیدگاهی بر اساس مدرک در مقابل شایعات در حال رواج در مورد منبع ویروس عامل کوید ۱۹ بسیار مهم است».
گولدینگ افزود: «آن‌ها نتیجه گرفتند که این ویروس محصول تکامل طبیعی است و به هر فرضیه‌ای مبنی بر مهندسی عمدی ژنتیکی پایان دادند».
منشاهای محتمل ویروس
بر اساس تحلیل توالی ژنی، اندرسون و همکارانش نتیجه گرفتند که مربوط‌ترین منشاهای SARS-CoV-2 یکی از این دو حالت محتمل است. در یک حالت، این ویروس در یک میزبان غیرانسانی طی فرایند انتخاب طبیعی به حالت بیماری‌زایی فعلی تکامل یافته و به درون انسان‌ها راه یافته است. این حالت مشابه اتفاقی است که در ظهور ویروس‌های کرونای قبلی رخ داده است (مواجه شدن انسان‌ها با این ویروس پس از ورود به گربه کیوت (زباد) در بیماری سارس و شتر در بیماری مرس). محققان خفاش را به عنوان مرتبط‌ترین منبع SARS-CoV-2 پیشنهاد کرده‌اند؛ زیرا این ویروس با ویروس کرونای خفاشی بسیار مشابه است. مورد ثبت‌شده‌ای از انتقال مستقیم خفاش به انسان وجود ندارد. با این وجود، احتمال داده می‌شود که میزبانی واسطه بین خفاش‌ها و انسان‌ها بوده است. در این حالت، هر دو ویژگی متمایز خار پروتئین SARS-CoV-2 (بخش RBD که به سلول‌ها متصل می‌شود و محل شکافتن که ویروس را باز می‌کند)، قبل از ورود به انسان به حالت فعلی تکامل یافته است. در این مورد، احتمالا اپیدمی فعلی به محض مبتلا کردن انسان‌ها پدیدار شده است؛ چون ویژگی‌های بیماری‌زایی ویروس قبلا تکامل یافته است و می‌تواند بین مردم گسترش یابد.
در حالت فرضی دیگر، ویرایش غیر بیماری‌زای این ویروس از میزبان حیوانی وارد انسان‌ها شده و درون افراد انسان به حالت بیماری‌زایی فعلی تکامل یافته است. برای مثال، برخی از ویروس‌های کرونا موجود در پانگولین‌ها (پستاندارهای گورکن شکلی که در آسیا و آفریقا یافت می‌شود) ساختار RBD بسیار شبیه به SARS-CoV-2 دارند. ویروس کرونا می‌تواند به صورت مستقیم یا از طریق میزبانی واسطه مانند گربه کیوت و یا راسو به انسان منتقل شود. سپس، احتمالا قبل از بروز اپیدمی، ویروس به صورت محدود و بدون شناسایی بین جمعیت انسانی رواج داشته و دیگر ویژگی متمایز خار پروتئین SARS-CoV-2 (محل شکافتن) در میزبان انسانی تکامل یافته است. محققان یافته‌اند که محل شکافتن SARS-CoV-2 مشابه با محل‌های شکافت دسته‌های آنفولانزای پرندگان است که می‌توانند به راحتی بین انسان‌ها انتقال یابد. ویروس SARS-CoV-2 توانسته است چنین محل شکافتن زهر‌اگینی را تکامل دهد و به سرعت اپیدمی فعلی را آغاز کند؛ چون ویروس کرونا احتمالا به توانایی بیش‌تری برای گسترش بین انسان‌ها دست یافته است.
نویسنده همکار این مقاله، اندرو رامبوت، اشاره کرده است که دانستن این نکته که کدام حالت محتملتر یا درست‌تر است، اگرچه غیرممکن نیست بسیار مشکل است. اگر SARS-CoV-2 از یک منشا حیوانی در حالت بیماری‌زایی فعلی وارد انسان‌ها شده باشد، احتمال شیوع در آینده افزایش می‌یابد؛ زیرا دسته ویروس عامل بیماری می‌تواند هنوز در بین جمعیت حیوانی رواج داشته باشد و می‌تواند بار دیگر وارد انسان شود. احتمال این رخداد در صورتی که ویروس کرونای غیر بیماری‌زا وارد انسان شده و سپس به ویژگی‌های مشابه SARS-CoV-2 تکامل یافته باشد، کم‌تر است.
تحت گرنت تحقیقاتی: موسسه سلامت ملی امریکا، Pew Charitable Trusts، ولکام تراست، انجمن تحقیقات اروپا، فلوشیپ لورات استرالیا ARC
مترجم: دکتر محمد حسین اثنی‌عشری
منبع این گزارش: www.scripps.edu