واکسن آنفولانزای پرندگان در آزمایشگاه‌های فوق امن در حال توسعه؛ آیا این واکسن می‌تواند همه‌گیری بعدی را متوقف کند؟

در بحبوحه نگرانی‌ها از گسترش آنفولانزای پرندگان H5N1، تلاش‌های جهانی برای تولید واکسن مؤثر در حال انجام است. این تلاش‌ها که در آزمایشگاه‌های فوق امن صورت می‌گیرد، می‌تواند کلید جلوگیری از همه‌گیری بعدی باشد. اما این واکسن چگونه ساخته می‌شود و آیا می‌تواند در برابر تهدید احتمالی، محافظت ایجاد کند؟ در این مقاله به بررسی این موضوع می‌پردازیم.

این مطلب، قسمت پایانی مجموعه سه قسمتی درباره آنفولانزای پرندگان است. [برای شنیدن قسمت اول اینجا](لینک قسمت اول) و [قسمت دوم اینجا](لینک قسمت دوم) را کلیک کنید. در قسمت‌های پیشین، با دانشمندانی آشنا شدیم که برای درک بهتر چگونگی گسترش آنفولانزای پرندگان H5N1 در میان گاوهای شیری و طیور، تلاش می‌کنند. در این قسمت، نگاهی خواهیم داشت به تلاش‌ها برای ساخت واکسن H5N1 و اینکه چرا تخم‌مرغ‌ها در فرایند تولید واکسن، بسیار حیاتی هستند.

سفری به عمق آزمایشگاه‌های فوق امن تگزاس

نعیم عمارسی، خبرنگار چندرسانه‌ای ساکن نیویورک سیتی، ما را به سفری می‌برد به موسسه تحقیقات زیست‌پزشکی تگزاس، جایی که دانشمندان در تلاش برای مهار H5N1 هستند. ساعت حدود 10 صبح در سن آنتونیو تگزاس است و هوا نزدیک به 32 درجه سانتیگراد. در حالی که بیشتر شهروندان با صندل و شلوارک در خیابان‌ها تردد می‌کنند، تیمی از دانشمندان در این موسسه، مشغول جمع‌آوری لباس‌های محافظتی مورد نیاز برای آغاز روز کاری خود هستند: لباس‌های اسکراب، گان، دستکش، روکش کفش، کلاه و روپوش‌های بلند سفید.

لوئیس مارتینز-سوبریدو، ویروس‌شناس، با دقت نظاره‌گر دو نفر از اعضای تیمش است که برای نوبت کاری بعدی خود لباس می‌پوشند. به گفته او، تمام لباس‌ها باید تعویض شوند و تنها لباس‌های اسکراب و روپوش مخصوص باقی بمانند. همچنین، برای پوشاندن سر از کلاه توری استفاده می‌شود، البته خود او به دلیل نداشتن مو، نیازی به آن ندارد. تیم مارتینز-سوبریدو آماده ورود به یک مرکز BSL-3 (سطح ایمنی زیستی سه) می‌شود. در این آزمایشگاه‌های فوق امن، دانشمندان با برخی از مرگبارترین ویروس‌های بالقوه جهان کار می‌کنند. مارتینز-سوبریدو می‌گوید که آنها عمدتاً با سل، SARS-CoV-2 و H5N1 کار می‌کنند.

چرا H5N1 اینقدر مهم است؟

H5N1 دلیل حضور عمارسی در اینجاست. همانطور که در دو قسمت اول این مجموعه آموختیم، این ویروس در حال حرکت بین گونه‌ها است؛ از پرندگان وحشی به همتایان اهلی خود، به گاوها و سایر پستانداران و اکنون به انسان‌ها نیز رسیده است. در حال حاضر، سویه‌های در گردش، ده‌ها نفر را آلوده کرده‌اند که بیشتر آنها کارگران مزارع طیور و گاو هستند. خوشبختانه، بیشتر این عفونت‌ها خفیف بوده‌اند. اما از نظر تاریخی، ویروس‌های H5N1 نزدیک به 50 درصد از افرادی را که آلوده کرده‌اند، به کام مرگ کشانده‌اند. این آمار، طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، مایه نگرانی جدی است. هرچه این ویروس‌های H5N1 بیشتر گردش کنند، احتمال تغییر آنها به اشکالی که باعث بیماری‌های شدید می‌شوند و به راحتی بین افراد پخش می‌شوند، بیشتر می‌شود.

مارتینز-سوبریدو هشدار می‌دهد که ما هیچ ایمنی قبلی در برابر این ویروس H5N1 نداریم و اگر قادر به انتقال شود، به طور بالقوه باعث یک همه‌گیری خواهد شد. عمارسی می‌خواست بداند که ویروس‌شناسانی مانند لوئیس چه چیزی در مورد آنفولانزای پرندگان کشف می‌کنند و چگونه ممکن است در صورت شروع انتقال بین انسان‌ها، از ما محافظت کنند.

“حباب”: آخرین خط دفاع در برابر ویروس

در داخل اتاق انتظار، فضایی مهر و موم شده بین دنیای بیرون و آزمایشگاه BSL-3، هر یک از همکاران لوئیس، آخرین قطعه تجهیزات خود را می‌پوشند: یک دستگاه تنفسی باتری‌خور که به یک کلاه سفید بزرگ با جلوی شفاف متصل است و آن را “حباب” می‌نامند.

به گفته احمد السید، دانشمند شاغل در آزمایشگاه لوئیس، ابتدا باید حباب بررسی و باتری آن وصل شود، سپس حباب روشن شده و پوششی که برای محافظت از صورت قرار داده شده، متصل گردد. او با روپوش سفید بی‌عیب و نقص خود، عمارسی را به یاد یک زنبوردار می‌اندازد. در پشت سرش، یک کابل ضخیم حباب او را به فیلتر هوا در اطراف کمربندش متصل می‌کند؛ این کابل، خط حیاتی او در برابر هرگونه آلودگی درون آزمایشگاه است.

السید می‌گوید که آنها منتظر می‌مانند تا همه آماده شوند و سپس پین‌کد را وارد کرده و وارد آزمایشگاه شوند. پس از ناپدید شدن آنها در آزمایشگاه، عمارسی از لوئیس می‌پرسد که احمد و همکارانش در طول شش ساعت نوبت کاری خود با آن ویروس‌های بالقوه مرگبار چه خواهند کرد.

رویکردهای ژنتیکی معکوس: کلید درک و مهار ویروس

به گفته مارتینز-سوبریدو، تخصص اصلی آزمایشگاه او، رویکردهای ژنتیکی معکوس است. ژنتیک معکوس به توانایی تولید ویروس‌های نوترکیب در آزمایشگاه اشاره دارد؛ یعنی ویروسی که از حیوان یا انسان جدا نشده باشد.

ویروس‌های نوترکیب یکی از قدرتمندترین ابزارها در ویروس‌شناسی هستند. آنها به دانشمندانی مانند لوئیس اجازه می‌دهند تا از توالی‌های ژنتیکی برای بازسازی و اصلاح ویروس‌های موجود در طبیعت استفاده کنند؛ همه اینها بدون نیاز به نمونه‌هایی از دنیای بیرون انجام می‌شود. این کار به محققان کمک می‌کند تا مجموعه‌ای از موارد مربوط به ویروس‌هایی مانند H5N1 را آزمایش کنند؛ از نحوه واکنش آنها به درمان‌های ضدویروسی گرفته تا نحوه جهش و میزان بیماری‌زایی آنها.

مهم‌تر از آن، ژنتیک معکوس به محققان اجازه می‌دهد تا اشکال ضعیف شده ویروس را تولید کنند و از آنها به عنوان واکسن برای درمان عفونت‌های ویروسی استفاده نمایند.

واکسن‌های آنفولانزا چگونه ساخته می‌شوند؟

هر ساله، ده‌ها میلیون نفر در ایالات متحده واکسن آنفولانزا دریافت می‌کنند. این کار از ده‌ها هزار مورد بستری شدن در بیمارستان جلوگیری می‌کند و ساخت واکسن‌های فصلی سالانه آنفولانزا، یک تلاش هماهنگ جهانی است. سازمان بهداشت جهانی، دو بار در سال – در ماه فوریه برای نیمکره شمالی و در ماه سپتامبر برای نیمکره جنوبی – توصیه‌هایی در مورد ترکیب واکسن‌ها ارائه می‌دهد. این توصیه‌ها بر اساس سویه‌هایی است که متخصصان فکر می‌کنند احتمال شیوع بیشتری دارند. در ایالات متحده، سازمان غذا و دارو (FDA) این اطلاعات را در نظر می‌گیرد و سپس توصیه‌های خود را ارائه می‌دهد که تولیدکنندگان دارویی از آنها برای تولید میلیون‌ها دوز استفاده می‌کنند.

در این میان، آزمایشگاه‌هایی مانند آزمایشگاه لوئیس نیز وارد عمل می‌شوند. به گفته مارتینز-سوبریدو، آنها برخی از ذخایر یا “دانه‌های” واکسن را تولید می‌کنند، اما نمی‌توانند واکسن را برای جمعیت زیادی تولید کنند و این کار را فقط در مقیاس کوچک‌تری انجام می‌دهند. منظور لوئیس از “دانه” واکسن، یک ویروس ویژه طراحی شده است که شرکت‌های داروسازی از آن برای تولید واکسن‌های آنفولانزا استفاده می‌کنند. این ویروس ما را بیمار نمی‌کند، بلکه به بدن ما کمک می‌کند تا آنتی‌بادی تولید کند. این ویروس، به عنوان یک ویروس کاندید واکسن نیز شناخته می‌شود. آزمایشگاه لوئیس علاوه بر مشارکت در واکسن‌های سالانه آنفولانزا، کاندیدهایی را برای واکسن‌های بالقوه به منظور محافظت در برابر H5N1 تولید می‌کند. این ویروس‌های واکسن همه‌گیر، یک خط دفاعی ضروری در برابر تهدید همه‌گیری آنفولانزای پرندگان هستند و می‌توانند برای ایجاد واکسن‌هایی به منظور کاهش بیماری‌های شدید مورد استفاده قرار گیرند.

نقش حیاتی تخم‌مرغ‌ها در تولید واکسن

چه در مورد واکسن‌های فصلی و چه سویه‌های پرندگان صحبت کنیم، ساخت آنها معمولاً شامل ابزاری شگفت‌انگیز است: آلوده کردن تخم‌مرغ‌ها به ویروس. البته اینها تخم‌مرغ‌های معمولی سوپرمارکتی نیستند، بلکه تخم‌مرغ‌های بارور شده‌ای هستند که در مزارع امن زیستی و مخفی در سراسر کشور تولید می‌شوند. میلیون‌ها عدد از این تخم‌مرغ‌ها هر ساله مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا ویروس‌های آنفولانزا به خوبی در حفره آلوآنوئیک رشد می‌کنند. این حفره پر از مایعی است که حاوی مواد زائد جنین و همچنین پروتئین‌های مختلف است.

لوئیس و تیمش به عمارسی نشان دادند که چگونه بذرهای واکسن H5N1 را می‌سازند. به گفته آنها، همه چیز از آزمایشگاه فوق امن BSL-3 آنها شروع می‌شود که فقط محققان مجاز می‌توانند وارد آن شوند. متاسفانه، عمارسی اجازه ورود نداشت.

به گفته مارتینز-سوبریدو، آنها معمولاً با یک ویروس واکسن شروع می‌کنند که در آزمایشگاه تولید کرده‌اند. این ویروس به انسان‌ها آسیب نمی‌رساند و در آنها تکثیر نمی‌شود، اما در تخم‌مرغ‌ها به خوبی رشد می‌کند. هنگامی که دانشمندان ویروس را ایجاد کردند، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام می‌دهند تا مطمئن شوند که واقعاً برای انسان خطرناک نیست. تنها زمانی که می‌دانند ویروس بی‌خطر است، آن را به آزمایشگاه دیگری با قوانین ایمنی سختگیرانه کمتر منتقل می‌کنند (بدون نیاز به دستگاه تنفس). این بار عمارسی می‌توانست به آنها ملحق شود.

مارتینز-سوبریدو توضیح می‌دهد که آنها دستگاه‌های انکوباتور تخم‌مرغی دارند که تخم‌مرغ‌ها را در داخل آن نگهداری می‌کنند و هر 15 تا 20 دقیقه می‌چرخند. احمد یک دوجین تخم‌مرغ سفید را از دستگاه انکوباتور خارج می‌کند و چراغ‌های سقفی را خاموش می‌کند.

“نورتابی”: راهی برای یافتن بهترین مکان برای تزریق

به گفته السید، آنها تخم‌مرغ را در روز اول تحویل می‌گیرند و تا روز دهم نگهداری می‌کنند تا جنین آماده شده و تخم‌مرغ برای آلوده شدن به منظور تکثیر ویروس‌ها آماده گردد. سپس، با استفاده از نورتابی، تخم‌مرغ را در یک دست نگه می‌دارند و آن را در زیر نور کوچکی که به میز کارش متصل است، حرکت می‌دهند و باعث می‌شود داخل تخم‌مرغ به رنگ نارنجی بدرخشد، به جز یک لکه دایره‌ای کوچک در بالا که سفید باقی می‌ماند. السید توضیح می‌دهد که آن قسمت، کیسه هوا است و باید از تزریق ویروس در آنجا اجتناب شود، زیرا در آن قسمت رشد نخواهد کرد.

پس از علامت‌گذاری یک دوجین تخم‌مرغ، احمد چراغ‌ها را دوباره روشن می‌کند و جعبه را به رامیا اسمیتوانی باره، دانشجوی دکترا که او نیز در آزمایشگاه لوئیس کار می‌کند، می‌دهد.

به گفته باره، آنها در واقع سوراخی در این نقطه ایجاد می‌کنند و ویروس را به مایع آلوآنوئیک تزریق می‌کنند. باره از سوزن‌های گیج 18 استفاده می‌کند که بسیار ضخیم هستند و به سوراخ کردن سریع سوراخ کمک می‌کنند. او پس از ایجاد سوراخ، از یک سرنگ برای تزریق ویروس استفاده می‌کند و پس از اتمام این کار، آنها را با چسب می‌پوشاند تا مهر و موم شوند و سپس به مدت 48 ساعت در انکوباتور قرار می‌گیرند.

اکنون که تخم‌مرغ‌ها آلوده شده‌اند، تیم باید منتظر بماند تا ویروس به مقدار کافی تکثیر شود. پس از دو روز، آنها مایع آلوآنوئیک را که اکنون حاوی ویروس است، استخراج می‌کنند، تعدادی آزمایش انجام می‌دهند و نمونه‌ها را با بالاترین غلظت ویروس در ویال‌ها قرار می‌دهند. هر ویال حاوی ویروس کافی برای ساخت هزاران دوز واکسن آنفولانزا است.

پس از خروج از آزمایشگاه لوئیس، ویال‌ها تحت یک سری ارزیابی‌ها و آزمایش‌های کنترل کیفیت قرار می‌گیرند و سپس به آزمایشگاه‌های تولیدی ارسال می‌شوند که در صورت همه‌گیری، می‌توانند از آنها برای تکرار این فرایند در میلیون‌ها تخم‌مرغ استفاده کنند.

به گفته مارتینز-سوبریدو، از آنجایی که این ویروس هنوز زنده است، مرحله بعدی پس از رشد ویروس، کشتن و غیرفعال کردن آن است. پس از غیرفعال کردن ویروس، آن را پردازش کرده و در لوله قرار می‌دهند و سپس به داروخانه ارسال می‌کنند.

آیا روش‌های جدیدتر، پاسخ بهتری برای آینده خواهند بود؟

به گفته CDC، انتظار می‌رود که حدود 80 درصد از واکسن‌های آنفولانزا در ایالات متحده برای فصل آنفولانزای 2024-2025 با استفاده از روش مبتنی بر تخم‌مرغ ساخته شوند. اگر دانشی که در تولید هر واکسن آنفولانزا به کار رفته است وجود نداشت، شاید نتوانیم برای آنچه دانشمندان آن را تهدید فزاینده یک همه‌گیری بالقوه آنفولانزای پرندگان می‌نامند، آماده شویم.

مارتینز-سوبریدو تاکید می‌کند که واکسن‌ها مکانیسم بسیار خوبی برای محافظت در برابر هر نوع بیماری عفونی، از جمله آنفولانزا هستند. اگر H5N1 به راحتی بین انسان‌ها قابل انتقال شود، دانه‌هایی که آزمایشگاه لوئیس می‌سازد و واکسن‌های H5N1 که به دنبال آن می‌آیند، می‌توانند در پاسخ به همه‌گیری ما نقش اساسی داشته باشند.

به گفته آمش آدالجا، متخصص آمادگی برای همه‌گیری در دانشگاه جان هاپکینز و پزشک متخصص بیماری‌های عفونی، واکسن‌های ذخیره شده‌ای علیه H5N1 وجود دارد. این فرایند در دوران ریاست جمهوری جورج دبلیو بوش آغاز شد. این واکسن‌ها با آنچه در حال حاضر در گردش است، مطابقت خوبی ندارند، اما تلاش‌هایی برای به‌روزرسانی این ذخایر انجام شده است.

به گفته وی، در حال حاضر ذخایر کافی برای واکسیناسیون کل جمعیت ایالات متحده وجود ندارد. تلاش‌هایی برای افزایش این ذخایر در صورت نیاز در حال انجام است و قراردادهایی برای انجام این کار وجود دارد. در صورت تغییر تهدید، انتظار می‌رود که تولیدکنندگان وارد عمل شوند و بخشی از ظرفیت آنفولانزای فصلی به نیازهای آنفولانزای همه‌گیر تغییر یابد.

آدالجا بر اهمیت واکسن‌ها به عنوان یکی از اولین خطوط دفاعی در برابر یک همه‌گیری بالقوه آنفولانزای پرندگان تاکید می‌کند، اما چالش‌هایی را در سیستم فعلی می‌بیند. به گفته او، مسئله همیشه این خواهد بود که آیا واکسن به خوبی کار می‌کند؟ آیا با سویه‌ای که در حال گردش است یا باعث ایجاد مشکل شده، مطابقت دارد؟ چه مقدار از آن را در اختیار داریم و با چه سرعتی می‌توانیم آن را به دست افرادی که در معرض بیشترین خطر هستند، برسانیم؟

به گفته آدالجا، بخشی از آنچه مقابله با این نگرانی‌ها را پیچیده می‌کند، استفاده از تخم‌مرغ است. اگر در یک شیوع آنفولانزای پرندگان باشید، ممکن است تولید مرغداری‌ها و تخم‌مرغ‌ها تحت تأثیر قرار گیرد. با این حال، مردم این را تشخیص می‌دهند و دسته‌های خاصی وجود داشته‌اند که جدا شده و تحت امنیت زیستی بالایی نگهداری می‌شوند تا به آنها اجازه آلوده شدن داده نشود. این افراد در فضای باز نگهداری نمی‌شوند. افرادی که مجبور به تعامل با آنها هستند، باید از تجهیزات محافظت شخصی تهاجمی استفاده کنند.

بنابراین، برای متخصصانی مانند آمش، تهدید برای دسترسی به تخم‌مرغ، مشکل اصلی نیست. نگرانی بزرگ‌تر این است که ایجاد واکسن با استفاده از تخم‌مرغ بسیار طول می‌کشد و دانشمندان باید سویه‌ها را حدود شش ماه قبل از اینکه واکسن به دست ما برسد، انتخاب کنند. این امر مشکل‌ساز است، زیرا زمانی که انتخاب سویه را انجام می‌دهند، ممکن است بعداً در طول فصل، همه چیز تغییر کند و آنها تقریباً به آنچه انتخاب کرده‌اند، گیر می‌کنند. به همین دلیل است که گاهی اوقات عدم تطابق واکسن داریم: به دلیل زمان طولانی مورد نیاز تولیدکنندگان واکسن‌های مبتنی بر تخم‌مرغ.

این بدان معناست که اگر ویروس‌های H5N1 در حال گردش، به سویه جدیدی جهش پیدا کنند که به بذرهای واکسن ساخته شده در آزمایشگاه‌هایی مانند آزمایشگاه لوئیس پاسخ ندهد، حداقل نیم سال طول می‌کشد تا واکسن‌های مبتنی بر تخم‌مرغ در دسترس قرار گیرند. در آن زمان، بسیاری از مردم ممکن است قبلاً آلوده شده باشند. علاوه بر این، آدالجا می‌گوید مشکل دیگری در رشد واکسن‌های آنفولانزای پرندگان در تخم‌مرغ وجود دارد.

به گفته وی، وقتی ویروس را در تخم‌مرغ رشد می‌دهید، ویروس جهش پیدا می‌کند و ممکن است در پایان، به چیزی متفاوت از آنچه شروع کرده‌اید، برسید که ممکن است به خوبی کار نکند، بنابراین فکر می‌کند که اثربخشی را نیز کاهش می‌دهد. بنابراین، زمان طولانی که به عدم تطابق اجازه می‌دهد بیشتر رخ دهد و جهش‌های مبتنی بر تخم‌مرغی به دست می‌آیند که اثربخشی واکسن را کاهش می‌دهند.

همانطور که قبلاً ذکر شد، ما هنوز از تخم‌مرغ برای ساخت بیشتر واکسن‌های آنفولانزا استفاده می‌کنیم و بیشتر اوقات به خوبی کار می‌کند. این ارزان‌ترین گزینه است و ما زیرساخت‌های تولید گسترده‌ای را حول این فرایند ایجاد کرده‌ایم. اما جایگزین‌های سریع‌تری نیز وجود دارد، مانند واکسن‌های مبتنی بر سلول که در سلول‌های پستانداران رشد می‌کنند. اگرچه این رویکردها در حال حاضر هزینه بیشتری دارند، اما متخصصانی مانند آمش از پذیرش گسترده‌تر آنها حمایت کرده‌اند.

برخی از آزمایشگاه‌ها در تلاش هستند تا راه‌حل‌های جدیدتری را بر اساس RNA پیام‌رسان، مانند بسیاری از واکسن‌های COVID، توسعه دهند. این فرایند می‌تواند به کشورها اجازه دهد تا واکسنی را به کار گیرند که با یک سویه جدید، مطابقت بیشتری دارد و این کار را سریع‌تر انجام دهند. با این حال، دولت ترامپ اخیراً 766 میلیون دلار بودجه شرکت دارویی مدرنا را برای توسعه واکسن آنفولانزای پرندگان مبتنی بر mRNA لغو کرد. این امر به نگرانی‌ها در مورد رویکرد وزارت بهداشت و خدمات انسانی ایالات متحده به واکسیناسیون افزوده است. با این حال، برای اینکه H5N1 باعث همه‌گیری بعدی شود، باید توانایی انتقال آسان بین انسان‌ها را به دست آورد و به نظر می‌رسد که هنوز این اتفاق نیفتاده است.

درک پیچیدگی‌های ویروس آنفولانزا: گفت‌وگو با آدولفو گارسیا-ساستره

آدولفو گارسیا-ساستره، یکی از برجسته‌ترین ویروس‌شناسان آنفولانزا در جهان است که در دهه 2000، لوئیس را آموزش داد. او اکنون یک آزمایشگاه در دانشکده پزشکی Mount Sinai Icahn در نیویورک سیتی اداره می‌کند. آزمایشگاه او تقریباً به هر چیزی که مربوط به آنفولانزا است (واکسیناسیون، درمان‌ها، تکامل ویروسی، انتقال، جهش‌ها) نگاه می‌کند، اما حتی او نیز از آنچه H5N1 انجام داده، شگفت‌زده شده است.

گارسیا-ساستره می‌گوید که هرگز در زندگی‌اش تصور نمی‌کرد که گاوها به آنفولانزا مبتلا شوند. او به یاد می‌آورد که قبلاً از او می‌پرسیدند آیا فکر می‌کند که آنفولانزا می‌تواند در غدد پستانی گاوهای شیری تکثیر یابد و چرخه‌ای را در آنها ایجاد کند؟ او جواب می‌داد که این یک ایده دیوانه‌وار است.

همانطور که مگان بارتلز در قسمت دوم توضیح داد، دانشمندان از این که H5N1 از پرندگان به گاوها منتقل شده بود، شگفت‌زده شدند. اکنون ترس بزرگ این است که ویروس بتواند به اندازه کافی با بدن ما سازگار شود تا به طور موثر بین افراد منتقل شود.

یکی از راه‌هایی که این اتفاق می‌تواند بیفتد، از طریق نوترکیبی است؛ یعنی مخلوط شدن ژنتیکی ویروس‌های مختلف آنفولانزا. راه دیگر برای اینکه H5N1 بتواند توانایی حرکت از انسان به انسان را توسعه دهد، این است که به سادگی جهش پیدا کند. جهش‌ها زمانی رخ می‌دهند که ویروس‌ها از خودشان کپی می‌گیرند و اشتباهاتی رخ می‌دهد. بیشتر اوقات، جهش‌هایی که به نفع ویروس نیستند، کمتر به نسل بعدی منتقل می‌شوند.

اما اگر یک جهش جدید، ویژگی جدیدی به شما بدهد که باعث شود سریع‌تر از برادران و خواهران قبلی خود تکثیر شوید، آنگاه این جهش غالب می‌شود. حال، اگر H5N1 برای تکثیر و انتقال در انسان به 20 جهش مختلف نیاز داشته باشد و اگر هر جهش به خودی خود آن را بهتر نکند، این اتفاق بسیار نادر است، زیرا وقوع همزمان این 20 جهش بسیار دشوار است. اما اگر فقط به چهار جهش نیاز داشته باشد، داستان متفاوت است. شاید بتوان چهار جهش را در یک لحظه ایجاد کرد و اتفاقاً این جهش در انسانی که به این ویروس جهش‌یافته آلوده شده است، شروع به تکثیر در انسان کند.

در میان ویروس‌شناسان بحثی در جریان است که چه تعداد جهش برای ویروس‌های H5N1 که در حال حاضر با آنها سروکار داریم، لازم است تا بهتر با انسان سازگار شوند. یک مطالعه نشان داد که برای سویه‌ای که از سال گذشته در گاوهای شیری در گردش است، یک جهش واحد به طور بالقوه می‌تواند این کار را انجام دهد. گارسیا-ساستره معتقد است که این اتفاق بسیار بعید است، زیرا تعداد دفعاتی که این ویروس با انسان‌ها برخورد داشته، بسیار زیاد بوده است و اگر فقط یک جهش برای انتقال در انسان‌ها لازم بود، تاکنون این اتفاق افتاده بود.

درس‌هایی از همه‌گیری مرگبار 1918

همه‌گیری‌های آنفولانزا از نظر تاریخی بسیار نادر هستند. اما یک استثنای قابل توجه وجود دارد: کارشناسان معتقدند که در سال 1918، ویروس H1N1 که تصور می‌شد منشا پرندگان داشته باشد، به گونه‌ای جهش یافت که بهتر با انسان سازگار شد. در نهایت، این ویروس باعث یکی از مرگبارترین همه‌گیری‌ها در تاریخ ثبت شده شد و تخمین زده می‌شود که بین 50 تا 100 میلیون نفر در سراسر جهان را به کام مرگ کشاند.

در سال 2005، آدولفو عضوی از تیمی بود که این ویروس را در آزمایشگاه بازسازی کرد. آنها دریافتند که این ویروس، یک ویروس بسیار ناخوشایند برای شروع بوده و بسیاری از مرگ و میرها به این دلیل رخ داده است که این یک مورد شدید از یک ویروس بسیار بیماری‌زا برای انسان از آنفولانزا بوده است. و این بدان معناست که این می‌تواند دوباره اتفاق بیفتد، اما آیا دوباره اتفاق خواهد افتاد؟ هنگامی که شروع به تلاش برای درک این موضوع کردند که عوامل تعیین‌کننده بیماری‌زایی این ویروس چیست، دریافتند که برای اینکه ویروس به اندازه ویروس سال 1918 کشنده باشد، باید یک طوفان کامل (ترکیبی از جهش‌های متعدد در ژن‌های متعدد ویروس) رخ دهد.

در حدود 140 سال گذشته، پنج همه‌گیری آنفولانزا رخ داده است؛ از همه‌گیری فاجعه‌بار سال 1918 تا شیوع نسبتاً خفیف سال 2009. ویروس‌شناسان تمایل دارند توافق داشته باشند که یک همه‌گیری آنفولانزای دیگر اجتناب‌ناپذیر است، اما در مورد اینکه H5N1 چقدر احتمال دارد که عامل محرک باشد، اختلاف نظر وجود دارد. از این رو، عمارسی این سوال را از همکاران قدیمی آدولفو پرسید.

پیتر پالز، مربی آدولفو در Mount Sinai و یکی از چهره‌های برجسته در بسیاری از نوآوری‌ها در تحقیقات آنفولانزا، می‌گوید که برخی از مردم فکر می‌کنند که این فقط یک سوال از زمان است که هر یک از این H5ها به انسان منتقل می‌شوند. او این سوال را برعکس می‌پرسد و می‌گوید: “آنها این همه مدت در کنار ما بوده‌اند، در انواع حیوانات – پرندگان، پستانداران – چرا این اتفاق نیفتاده است؟” او مطمئن نیست که این اتفاق خواهد افتاد و اینکه این سویه همه‌گیر بعدی خواهد بود که باعث درد و رنج فراوانی شود، همانطور که در سویه‌های همه‌گیر دیگر دیده‌ایم.

فلوریان کرامر، که او نیز با آدولفو و پیتر در Mount Sinai کار می‌کند، می‌گوید که پیش‌بینی این موضوع واقعاً دشوار است. به گفته وی، مردم در سال‌های 1997، 2003 و از آن زمان به بعد اغلب می‌گفتند که این بیماری همه‌گیر خواهد شد. او فکر می‌کند که در حال حاضر شانس بالایی وجود دارد یا بیشتر از قبل است، فقط به این دلیل که ویروس زیادی در آنجا وجود دارد و به نظر می‌رسد که با پستانداران سازگاری بهتری دارد.

گارسیا-ساستره معتقد است که آنچه واقعاً واضح است این است که همه‌گیری آنفولانزای دیگری رخ خواهد داد. این لزوماً نباید H5 باشد، اما همیشه همه‌گیری‌هایی وجود داشته است.

آمادگی برای همه‌گیری بعدی: آیا منابع کافی در اختیار داریم؟

اینکه H5N1 باعث همه‌گیری بعدی خواهد شد، یک نتیجه قطعی نیست. اما اگر این اتفاق بیفتد، آیا ما آماده پاسخگویی موثر خواهیم بود؟ برای یافتن پاسخ، با جنیفر نوزو و شیرا دورون، متخصصان همه‌گیرشناسی صحبت شد.

جنیفر نوزو، مدیر مرکز همه‌گیری در دانشگاه براون، می‌گوید که از نظر تاریخی، H5N1 یکی از مرگبارترین ویروس‌هایی بوده است که تاکنون دیده‌ایم. به این معنا که از تمام مواردی که توانسته‌ایم پیدا کنیم، حدود نیمی از آنها جان خود را از دست داده‌اند و این واقعاً فوق‌العاده است وقتی پاتوژن‌ها را بر اساس توانایی بالقوه آنها برای کشتن افرادی که می‌دانیم آلوده هستند، رتبه‌بندی می‌کنید.

به گفته شیرا دورون، مسئول ارشد کنترل عفونت در Tufts Medicine، این موضوع در مورد سویه فعلی صدق نمی‌کند. آنچه در مورد این سویه خاص دیده‌ایم، بیماری بسیار خفیف است و اغلب آنچه در مورد افرادی که به آنفولانزای H5N1 از گاوها و طیور مبتلا شده‌اند، می‌بینیم، فقط التهاب ملتحمه یا التهاب ملتحمه با برخی از علائم خفیف تنفسی فوقانی مانند گلودرد است.

از ابتدای شیوع فعلی تا اوایل ژوئن 2025، 70 مورد شناخته شده از ابتلا به H5N1 در ایالات متحده وجود داشته است. اگرچه بیشتر موارد خفیف بوده‌اند، اما ممکن است تعداد آنها کمتر از حد واقعی باشد. دورون معتقد است که موارد شناخته شده ما نسبت کوچکی از کل موارد واقعی است، به ویژه به این دلیل که این بیماری در بیشتر کشاورزانی که آلوده شده‌اند، بسیار خفیف بوده است. بیشتر افراد با عفونت بسیار خفیف به پزشک مراجعه نمی‌کنند و درخواست آزمایش نمی‌دهند. علاوه بر این، بسیاری از این کارگران، مهاجران غیرقانونی هستند که سعی می‌کنند پنهان بمانند.

اگر بسیاری از موارد شناسایی نشوند، این بدان معناست که H5N1 می‌تواند بی‌صدا در حال گسترش باشد و هر بار که فرد جدیدی را آلوده می‌کند، این فرصت را پیدا می‌کند تا جهش یابد و احتمالاً به شکلی تبدیل شود که بهتر با بدن ما سازگار شود. نوزو بر این باور است که ادامه مشاهده شیوع جدید در مزارع و در عین حال عدم شناسایی موارد جدید انسانی در ماه‌های اخیر، بسیار نگران‌کننده است. تعداد حیواناتی که آلوده می‌شوند، همچنان در حال افزایش است و با این حال، تعداد افرادی که آلوده می‌شوند، بدون تغییر باقی مانده است. همچنین، شاهد کاهش تعداد آزمایش‌هایی هستیم که ایالت‌ها انجام می‌دهند و این دلیل زیادی برای نگرانی است که موارد جدیدی را پیدا نکرده‌ایم، زیرا تلاش‌های نظارتی معطوف به H5N1 کاهش یافته است.

ممکن است فعالیت H5N1 کمتر باشد، اما ما همچنین می‌دانیم که H5N1 از بین نمی‌رود.

به گفته نوزو، برای اینکه از منحنی جلوتر بمانیم، باید تلاش‌های نظارتی خود را افزایش دهیم؛ از آزمایش برای عفونت‌های احتمالی گرفته تا انجام نظارت بر فاضلاب. همچنین، باید کارهای بیشتری برای محافظت از کسانی که بیشتر در معرض ویروس قرار دارند، انجام دهیم. نوزو می‌گوید که صرفاً گفتن به مردم برای استفاده از تجهیزات محافظت شخصی برای محافظت از خود در برابر ویروس هر بار که در اطراف حیوانات هستند، کارساز نیست، زیرا مردم با وجود ارائه این توصیه‌ها، همچنان بیمار می‌شوند. او معتقد است که باید واکسن‌هایی را که در اختیار داریم به بخش کشاورزی ارائه دهیم (نه اجباری، بلکه به عنوان ابزاری دیگر برای محافظت از آنها).

در غیر این صورت، ممکن است غافلگیر شویم. نوزو هشدار می‌دهد که H5N1 می‌تواند بسیار کمتر شدید باشد و همچنان باعث ایجاد هرج و مرج و آسیب فراوانی شود. COVID-19 بسیار کمتر از آنچه که H5N1 بوده، مرگبار بوده است. اگر H5N1 بتواند به راحتی افراد را آلوده کند و به راحتی بین افراد منتقل شود و در نتیجه باعث همه‌گیری شود، با هر چیزی که در مورد COVID-19 دیده‌ایم، بسیار بدتر خواهد بود.

البته، این سناریویی است که هیچ‌کس نمی‌خواهد. اما اگر این اتفاق بیفتد، اینطور نیست که ما در تاریکی شلیک کنیم. همانطور که از لوئیس آموختیم، می‌توانیم واکسن‌هایی بسازیم که تصور می‌شود حداقل در برابر سویه‌های در گردش فعلی H5N1 موثر باشند. علاوه بر این، درمان‌های ضدویروسی داریم که برخی از آنها توسط محققانی مانند آدولفو و پیتر در برابر بدترین ویروس‌های آنفولانزا، از جمله ویروس‌هایی با ژن‌هایی از سویه 1918، آزمایش شده‌اند و به نظر می‌رسد که در برابر بسیاری از ویروس‌های مختلف آنفولانزا به خوبی کار می‌کنند.

به نظر می‌رسد که نگرانی اصلی متخصصان همه‌گیرشناسی مانند جنیفر و شیرا، این نیست که آیا ما مکانیسم‌های درمانی و پیشگیری مناسب را برای مبارزه با آنفولانزای پرندگان در اختیار داریم یا خیر، بلکه سوال این است که آیا در حال حاضر منابع کافی برای مقابله با همه‌گیری دیگری را در اختیار داریم؟

دورون می‌گوید که ما تعدادی از استراتژی‌ها را آزمایش کرده‌ایم و فهمیده‌ایم که چگونه کارهای واقعاً سختی را انجام دهیم و اینها محرک‌هایی هستند که در صورت نیاز می‌توانیم دوباره از آنها استفاده کنیم. به عنوان مثال، بیمارستان او اکنون می‌داند که چگونه به سرعت یک مرکز آزمایش انبوه و یک مرکز واکسیناسیون انبوه ایجاد کند و چگونه مراقبت‌های ویژه و مراقبت از بیمار را گسترش دهد. به این ترتیب، به دلیل COVID-19، امروز آمادگی بیشتری دارند.

اما کارشناسان می‌گویند که از جهات دیگر، آمادگی کمتری داریم. نوزو می‌گوید که بیشترین نگرانی او، از دست دادن پرسنل با تجربه است. در آغاز COVID-19، یکی از کارهایی که ایالت‌ها سعی کردند انجام دهند، ردیابی تماس بود، اما این کار واقعاً سخت بود، زیرا ایالت‌ها این نوع پرسنل را نداشتند. بنابراین، یک تلاش گسترده و سریع برای ایجاد این پرسنل صورت گرفت. اکنون نه تنها دیگر این نیروی کار را در اختیار نداریم، بلکه بسیاری از رهبران بهداشت عمومی را نیز از دست داده‌ایم. او عمیقاً نگران این است که ایالات متحده در همه‌گیری دیگری چگونه عمل خواهد کرد.

جنیفر می‌گوید که دیر یا زود همه‌گیری آنفولانزای دیگری رخ خواهد داد. اینکه آیا این بیماری ناشی از H5N1 یا ویروس آنفولانزای پرندگان دیگری خواهد بود، هنوز مشخص نیست. اما نحوه آمادگی ما امروز، از بذرهای واکسن ساخته شده در آزمایشگاه‌هایی مانند آزمایشگاه لوئیس گرفته تا تحقیقات حیاتی انجام شده توسط آدولفو و مراقبت‌های ارائه شده در بیمارستان شیرا، تعیین می‌کند که پاسخ ما چقدر قوی خواهد بود و آیا شیوع بعدی، دنیای ما را زیر و رو خواهد کرد یا خیر.

در پایان، ریچل فلتمن به همراه فوندا موانگی، کلسو هارپر، نعیم عمارسی و جف دلویسیو از تیم تولید “Science Quickly” تشکر می‌کند. او همچنین از لورا پترسن و کیتی کورکوران در موسسه تحقیقات زیست‌پزشکی تگزاس، جین دنگ و الیزابت داولینگ در دانشکده پزشکی Mount Sinai Icahn و کیمبرلی لاو، دین ویسسر و جیننا برینر در Scientific American تشکر ویژه می‌کند و از مخاطبان می‌خواهد تا برای دریافت اخبار علمی به‌روز و عمیق‌تر، در Scientific American مشترک شوند.

منبع