منشا حیوانی کروناویروس و آنفلوآنزا

منتشرشده در وبسایت Quanta Magazine در تاریخ ۲۵ فوریه ۲۰۲۰
لینک مقاله اصلی: https://www.quantamagazine.org/how-do-animal-viruses-like-coronavirus-jump-species-20200225/

چین در میانه یک اپیدمی ناشی از ویروس کرونا قرار دارد.سازمان بهداشت جهانی رسما این بیماری را COVID - ۱۹ نامید و گروه مطالعاتی کوروناویروس، نام ویروس اصلی را کروناویروس ۲ یا SARS - CoV - ۲ گذاشت.گروهی از بیماران مبتلا به پنومونی غیر معمول برای اولین بار در اواخر دسامبر تشخیص داده شدند، و کروناویروس جدید در ۸ ژانویه به طور رسمی به عنوان دلیل آن شناخته شد.این ویروس تا امروز عامل بیش از ۷۸،۰۰۰ مورد مبتلای تایید شده و ۲،۴۴۵ مورد مرگ تایید شده، عمدتا در استان هوبی چین بوده است.این بیماری تا کنون به ۲۹ کشور و سرزمین از جمله ایالات‌متحده که ۱۴ مورد ابتلا در آن تشخیص‌داده شده‌است و ۲۱ مورد دیگر در افرادی که پس از ابتلا به این بیماری به ایالات‌متحده بازگردانده شده‌اند، گسترش‌یافته است.یک شهروند آمریکایی در ووهان چین در اثر این ویروس جان خود را از دست داده‌است.طبیعتا، این بیماری سوالات زیادی را در مورد خود باقی گذاشته‌است. ​

تا حالا چنین چیزی دیده بودیم؟

بله.در واقع SARS - CoV - ۲ سومین کروناویروس بیماری زا است که در دو دهه گذشته ظهور کرده‌است.اولین آن‌ها که در سال ۲۰۰۳ کشف شد و SARS - CoVنامیده شد، موجب SARS، ذات‌الریه جدی و غیر معمول، شد.دومین مورد، Mers - CoV، یک دهه بعد در خاورمیانه ظاهر شد و موجب یک بیماری تنفسی مشابه به نام سندرم تنفسی خاورمیانه (MERS) شد.از زمان شناسایی، ۲،۴۹۴ مورد عفونت Mers - CoV و نزدیک به ۹۰۰ مورد مرگ ثبت شده‌است.اپیدمی SARS - CoV با ابتلای حدود ۸۰۰۰ مورد و مرگ نزدیک به ۸۰۰ مورد، گسترده‌تر از آن است اما کم‌تر موجب مرگ شده است. ​

این ویروس‌ها از کجا امده‌اند؟

به نظر می‌رسد که Mers - CoV و SARS - CoV از حیوانات سرچشمه گرفته‌اند، و همین مساله در مورد SARS-CoV- ۲ نیز صدق می‌کند.این باعث بیماری‌های مشترک بین انسان و حیوان(zoonoses) می‌شود، بیماری‌هایی که می‌توانند بین انسان و دیگر حیوانات جهش پیدا کنند. Mers - CoV و SARS - CoV در اصل ویروس‌های خفاش بودند که به یک حیوان متوسط گسترش یافتند (‏به ترتیب شتر و گربه سیوت)‏، که سپس انسان‌ها را در معرض ویروس‌ها قرار دادند.آنالیز ژنتیکی توالی‌های SARS - CoV - ۲ نشان می‌دهد که به نظر می‌رسد نزدیک‌ترین خویشاوندان ژنتیکی آن‌ها، کروناویوس باشند، با نقش گونه‌های میانی که احتمالا توسط پانگلین بازی می‌شوند، یک گونه در معرض خطر که به خاطر فلس‌ها و گوشت در چین قاچاق می‌شود.چهار کروناویروس شناخته‌شده وجود دارند که باعث ایجاد سرماخوردگی در انسان‌ها می‌شوند به نام‌های HCoV - ۲۲۹ E، HCoV - NL۶۳، HCoV - OC۴۳ و HCoV - HCO۱ و به نظر می‌رسد که این ویروس‌ها منشا مشترک دارند.

این ویروس‌ها چگونه این جهش‌های بین گونه‌ای را انجام می‌دهند؟

در حالی که جزئیات متفاوت هستند، مکانیزم به یک فرضیه اساسی بستگی دارد: دسترسی و توانایی. آیا ویروس می‌تواند به سلول‌های میزبان خود برسد؟ و آیا پروتئین‌های ویروس می‌توانند روی این سلول‌ها، ساختارهایی که به عنوان گیرنده‌ها شناخته می‌شوند را تشخیص داده و به آن‌ها متصل شوند؟ ​اگر اینطور است، این تمام چیزی است که لازم است - ویروس حالا می‌تواند وارد سلول شود و تکثیر شود و میزبان را آلوده کند.

کوروناویروس‌ها در درک نحوه استفاده از این گیرنده‌ها برای ورود به سلول‌های میزبان بسیار ماهر شده‌اند. ویروس‌ها از یک گلیکوپروتئین سطحی - یک پروتئین که قندهایی به آن متصل شده - به نام پروتئین سنبله (S) برای اتصال به سلول‌های میزبان استفاده می‌کنند. (این پروتئین ظاهری تاج مانند به ویروس می‌دهد، نام"کرونا" از اینجا می‌آید). بخشی از پروتئینی که پیوند واقعی را انجام می‌دهد، به نام زیر واحد S۱، می‌تواند به طور قابل‌توجهی تغییر کند، که به ویروس اجازه می‌دهد تا به بسیاری از گونه‌های مختلف میزبان پستانداران متصل شود.

بیشتر کوروناویروس‌هایی که انسان‌ها را آلوده می‌کنند به نظر می‌رسد که بر روی یکی از سه گیرنده میزبان خاص در سلول‌های پستانداران متصل شده‌اند. SARS - CoV و NL۶۳ از یک گیرنده انسانی به نام آنزیم مبدل آنژیوتانسین ۲ (ACE۲)، Mers از دی پپتیدیل پپتیداز ۴ (DDP - ۴)و ۲۲۹ E از آمینوپپتیداز N (APN)استفاده می‌کند. این پروتئین‌ها همگی بر روی سلول‌های اپی تلیال یا سطحی مجاری هوایی انسان وجود دارند و اهداف آسانی برای هر ویروس در هوا هستند. دو مطالعه اخیر درباره SARS - CoV - ۲ نشان می‌دهد که مانند SARS - CoV، از ACE۲ به عنوان گیرنده استفاده می‌کند.

آیا بیماری‌های مشترک دیگر هم وجود دارند که ما باید در مورد آن‌ها نگران باشیم؟

با اینکه این ویروس لزوما دلیل نگرانی نیست، اما ویروس دیگری نیز وجود دارد که به طور معمول منشا حیوانی دارد: آنفولانزا. تقریبا تمام ویروس‌های انفلوانزای شناخته‌شده از پرندگان آبزی مانند اردک‌ها، غازها، مرغان دریایی و گونه‌های مربوط به آن‌ها سرچشمه می‌گیرند. بسیاری از ویروس‌ها از پرندگان به گونه‌های دیگر (از جمله انسان‌ها) منتقل می‌شوند. اغلب گونه‌های جدید یک بن‌بست هستند؛ برای مثال ویروس آنفولانزای مرغی می‌تواند از پرندگان به انسان‌ها منتقل شود اما نه بین انسان‌ها. اما گاهی اوقات، یک ویروس جدید می‌تواند به طور موثر در بین مردم پخش شود. اخیرا در سال ۲۰۰۹ با ویروس "اچ ۱ ان ۱" (H۱N۱)، که یک ویروس خوکی است که در میان انسان‌ها شیوع یافته و در نهایت منجر به یک پاندمی فراگیر شده‌است، شاهد این امر بودیم. و ویروس "اچ ۱ ان ۱ پرندگان" (H۱N۱) عامل شیوع جهانی سال ۱۹۱۸ بود.

برای دسترسی به سلول‌های میزبان، آنفولانزا از گلیکوپروتئین ویروسی خودش، همآگلوتینین (H) استفاده می‌کند. مانند پروتئین سنبله کرونا ویروس، H یک پروتئین سطحی به ظاهر میخ مانند است که از ویروس جدا می‌شود. اسید سیالیک به سلول‌هایی در دستگاه تنفسی فوقانی متصل می‌شود که باقی مانده اسید سیالیک دارند - زنجیره‌های شکر متصل به انتهای پروتئین‌ها و لیپیدها. این اسیدهای سیالیک می‌توانند شکل‌های مختلفی با انواع مختلف پیوندها داشته باشند (روش‌هایی که اتم‌های اسید سیالیک به قند متصل می‌شوند). هموفیلوس آنفلوانزا یک پیوند شناخته‌شده به عنوان یک پیوند α ۲ و ۳ را ترجیح می‌دهد که در آن اسید سیالیک از طریق یک اتم کربن خاص به قند گالاکتوز متصل می‌شود. این نوع پیوند باعث می‌شود اسید سیالیک و گالاکتوز به سمت بالا حرکت کنند. به نظر می‌رسد ویروس‌های آنفولانزا سازگار با انسان اتصال α ۲، ۶ را ترجیح می‌دهند که از اتم کربن متفاوتی استفاده می‌کند و ظاهر خمیده تری دارد. تصور می‌شود که این ترجیح اسید سیالیک عامل اصلی در تعیین این است که کدام گونه یک ویروس می‌تواند آلوده شود و توانایی ویروس‌های انفلوانزای مرغی خالص برای آلوده کردن و انتشار در جمعیت‌های انسانی را محدود می‌کند.

چه عوامل دیگری بر روی این که کدام بیماری‌های حیوانی می‌توانند به انسان منتقل شوند، تاثیر می‌گذارند؟

تحقیقات اخیر نشان داده‌است که تعامل ویروس - میزبان می‌تواند توسط پروتئازهای میزبان - آنزیم‌هایی که پروتئین‌ها را تجزیه می‌کنند - نیز اصلاح شود، بنابراین تنها ترکیب پروتیین سنبله نیست که تعیین می‌کند کدام میزبان‌ها در برابر کدام ویروس‌ها آسیب‌پذیر هستند. این پروتئازها می‌توانند بخش‌هایی از پروتئین سنبله را قطع کنند و نحوه اتصال آن به سلول‌های میزبان را تغییر دهند، بنابراین ویروس‌هایی که به طور معمول ممکن است سلول‌های انسان را آلوده نکنند می‌توانند این کار را بعد از درمان با پروتئاز انجام دهند.

نقش گونه‌های میانی ممکن است پیچیده‌تر از آن باشد که دانشمندان در ابتدا تصور می‌کردند. محققین در ابتدا گمان می‌کردند که این گونه‌ها برای کوروناویروس‌ها ضروری هستند تا از گونه‌های اولیه مخزن به انسان منتقل شوند. شاید ویروس رشد کرده و با گونه‌های میانی سازگار شود و آن را در اتصال به سلول‌های انسانی کارآمدتر کند.

با این حال، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که برخی از کوروناویروس‌ها می‌توانند سلول‌های انسانی را بدون عبور از یک میزبان واسط آلوده کنند - به این معنی که یک مخزن قابل‌توجه از کوروناویروس‌ها ممکن است در آنجا پنهان شوند. به همین ترتیب، ما زمانی باور داشتیم که خوک‌ها ممکن است به عنوان یک "ظرف اختلاط" عمل کنند که در آن نژادهای آنفلوانزای پرندگان بهتر با پستانداران سازگار شوند، زیرا به نظر می‌رسد که خوک‌ها هر دو α ۲، ۳ - و α ۲، ۶ - اسید سیالیک متصل به سلول‌های نای خود را دارند، که به نژادهای انسان و پرندگان اجازه می‌دهد تا ویروس‌های جدید سازگار با انسان را ترکیب کرده و تولید کنند. اما در حالی که خوک‌ها ممکن است این وظیفه را انجام دهند، ما می‌دانیم که چنین مخلوط سازی مورد نیاز نیست و ویروس‌های پرندگان می‌توانند انسان‌ها را بدون واسط خوک آلوده کنند.

بنابراین هر دو گونه ویروس به دلیل تنوع و تمایل شان برای میزبان جهنده یک چالش در حال پیشرفت را نشان می‌دهند. در واقع، این تنوع به احتمال زیاد در وهله اول اجازه این پرش‌ها را می‌دهد، زیرا یک جمعیت بزرگ و متنوع ممکن است بیشتر حاوی ویروس‌هایی باشد که می‌توانند به انواع گیرنده‌های میزبان متصل شوند تا یک جمعیت همگن. به همین دلیل، کوروناویروس‌ها و آنفولانزا هر دو پتانسیل پاندمی دارند.

برای محافظت از خودمان چه کار می‌توانیم بکنیم؟

قبل از هر چیز، خود را با شستن دستان خود ایمن نگاه دارید و از لمس صورت و چشمان خود خودداری کنید چرا که به جلوگیری از عفونت با هر دو ویروس کمک می‌کنند. شما می‌توانید ویروس را با تنفس مستقیم در قطرات مملو از ویروس در هوا یا با تماس با سطوح آلوده و سپس آلوده کردن بینی و چشم‌های خود بگیرید که غشای مخاطی آن به عنوان محل ورود عمل می‌کند.

محققان هر ساله واکسن انفلوانزا تولید می‌کنند و دانشمندان در حال تلاش برای رسیدن به جام مقدس تحقیقات انفلوانزا هستند که یک واکسن جهانی است که از تمام گونه‌های این ویروس محافظت می‌کند. با کروناویروس، ما چندان دور نیستیم. ماهیت پراکنده شیوع جدی به این معنی است که سرمایه‌گذاری و تخصص در این زمینه بسیار کم است. در حال حاضر تعدادی از آزمایشگاه‌ها در حال تهیه واکسن SARS - CoV - ۲ هستند، اما انجام آزمایش‌های بالینی بر روی حیوانات و انسان زمان می‌برد.

محققان همچنین به نظارت خود بر ظهور آنفولانزا و کروناویروس‌ها ادامه خواهند داد و ژنوم‌های آن‌ها را برای نشانه‌های سازگاری با انسان‌ها بررسی خواهند کرد. ممکن است برای جلوگیری از SARS - CoV - ۲ خیلی دیر شده باشد، اما هنوز هم می‌توانیم برای مسابقه بعدی آماده شویم.

این مقاله با ربات ترجمه متن تخصصی ترجمیار ترجمه شده و با کمترین ویرایش انسانی منتشر شده‌است.