چهار راه Covid - باعث ایجاد ویروس علم شد

کی ساتو پنج سال پیش به دنبال چالش بزرگ بعدی خود بود که در چهره او - و جهان - را به هم زد. این ویروس شناس اخیراً یک گروه مستقل در دانشگاه توکیو آغاز کرده بود و در تلاش بود تا یک طاقچه را در زمینه شلوغ تحقیقات HIV حک کند. "من فکر کردم ،" چه کاری می توانم برای 20 یا 30 سال آینده انجام دهم؟ "

او پاسخی در SARS - Cov - 2 ، ویروس مسئول Covid - 19 Pandemic ، یعنی به سرعت در سراسر جهان گسترش می یابدبشر در مارس 2020 ، هنگامی که شایعاتی مبنی بر اینکه توکیو ممکن است با یک قفل روبرو شود که فعالیت های تحقیقاتی را متوقف کند ، Sato و پنج دانش آموز به آزمایشگاه مشاور سابق در کیوتو رفتند. در آنجا ، آنها شروع به مطالعه پروتئین ویروسی کردند که SARS - Cov - 2 از آن استفاده می کند اولین پاسخ های ایمنی بدن را فرو کنیدبشر Sato به زودی کنسرسیومی از محققان را تأسیس کرد که حداقل 50 مطالعه در مورد ویروس را منتشر می کند.

فقط در پنج سال ، SARS - Cov - 2 به یکی از ویروس های مورد بررسی نزدیک روی کره زمین تبدیل شد. براساس پایگاه داده استناد Scopus ، محققان حدود 150،000 مقاله تحقیقاتی در مورد آن منتشر کرده اند. این تقریباً سه برابر تعداد مقالات منتشر شده در HIV در همان دوره است. دانشمندان همچنین بیش از 17 میلیون SARS - COV - 2 توالی ژنوم تاکنون ، بیش از هر ارگانیسم دیگر تولید کرده اند. این دیدگاه بی نظیر به شیوه های تغییر ویروس با گسترش عفونت ها داده است. تام طاووس ، ویروس شناس در موسسه Pirbright ، در نزدیکی ووکینگ ، انگلیس می گوید: "فرصتی برای دیدن یک بیماری همه گیر در زمان واقعی در وضوح بسیار بالاتر از گذشته وجود داشت."

اکنون ، با مرحله اضطراری همه گیر در آینه عقب - نمای ، ویروس شناسان آنچه را که می توان در مورد ویروس در چنین مدت کوتاهی آموخت ، از جمله تکامل آن و تعامل آن با میزبان های انسانی. در اینجا چهار درس از این بیماری همه گیر آورده شده است که برخی می گویند می توانند توانمند شوند پاسخ جهانی به همه گیر آینده - اما فقط در صورت وجود موسسات بهداشتی علمی و عمومی - برای استفاده از آنها.

سکانس های ویروسی داستان ها را بیان می کنند

در 11 ژانویه سال 2020 ، ادوارد هولمز ، ویروس شناس در دانشگاه سیدنی ، استرالیا ، آنچه را که اکثر دانشمندان به عنوان اولین دنباله ژنوم SARS - Cov - 2 در یک هیئت بحث ویروسی می دانند ، به اشتراک گذاشتند. او داده ها را از ویروس شناس دریافت کرده بود ژانگ یونگزن در چین.

تا پایان سال ، دانشمندان بیش از 300000 دنباله را به یک مخزن معروف به ابتکار جهانی در مورد به اشتراک گذاری تمام داده های آنفلوانزا (GISAID). میزان جمع آوری داده ها فقط از آنجا سریعتر می شود زیرا انواع نگران کننده ویروس در دست گرفت. برخی از کشورها منابع عظیمی را برای توالی SARS - Cov - 2 شخم زدند: بین آنها ، انگلستان و ایالات متحده بیش از 8.5 میلیون نفر کمک کردند (به "رالی ژنوم ویروسی" مراجعه کنید). در همین حال ، دانشمندان سایر کشورها ، از جمله آفریقای جنوبی ، هند و برزیل ، نشان دادند که نظارت کارآمد می تواند انواع نگران کننده را در تنظیمات پایین - منابع مشاهده کند.

در اپیدمی های قبلی ، مانند شیوع ابولا در آفریقای غربی 2013 - 2013 ، داده های توالی خیلی آهسته به وجود آمدند تا نحوه تغییر ویروس با گسترش عفونت ها را ردیابی کنند. اما به سرعت مشخص شد که سکانس های SARS - Cov - 2 به یک حجم و سرعت بی سابقه می رسند ، می گوید Emma Hodcroft ، اپیدمیولوژیست ژنومی در موسسه گرمسیری و بهداشت عمومی سوئیس در بازل. او کار می کند تلاشی به نام NextStrain، که از داده های ژنوم برای ردیابی ویروس ها ، مانند آنفولانزا ، برای درک بهتر گسترش آنها استفاده می کند. هودکروفت می گوید: "ما بسیاری از این روش ها را توسعه داده بودیم که از نظر تئوری می توانست بسیار مفید باشد." "و به طور ناگهانی ، در سال 2020 ، ما فرصتی برای حضور و حضور داشتیم."

در ابتدا ، از داده های توالی SARS - COV - 2 استفاده شد گسترش ویروس در مرکز آن را ردیابی کنید در ووهان ، چین و سپس در سطح جهانی. این به سؤالات اولیه اولیه پاسخ داد - از جمله اینکه آیا ویروس تا حد زیادی بین افراد یا از همان منابع حیوانی به انسان گسترش یافته است. داده ها مسیرهای جغرافیایی را که از طریق آن ویروس طی می کرد ، نشان داد و آنها را بسیار سریعتر از آنچه می توانست تحقیقات اپیدمیولوژیک معمولی را نشان دهد. بعداً ، سریعتر - انواع انتقال ویروس ظاهر شد و آزمایشگاه های توالی را به Hyperdrive ارسال کرد. مجموعه ای جهانی از دانشمندان و ردیاب های مختلف آماتور از طریق داده های دنباله دائما در جستجوی تغییرات نگران کننده ویروسی بودند.

جسی بلوم ، زیست شناس تکاملی ویروسی در مرکز سرطان فرد هاچینسون در سیاتل ، واشنگتن می گوید: "پیگیری تکامل این ویروس با جزئیات عظیم امکان پذیر شد تا دقیقاً چه چیزی در حال تغییر باشد." محققان با داشتن میلیون ها SARS - Cov - 2 در دست ، اکنون می توانند به عقب برگردند و آنها را مطالعه کنند تا محدودیت های تکامل ویروس را درک کنند. Hodcroft می گوید: "این کاری است که قبلاً هرگز نتوانسته ایم انجام دهیم."

ویروس ها بیش از حد انتظار تغییر می کنند

از آنجا که قبلاً هیچ کس SARS - Cov - 2 را مطالعه نکرده بود ، دانشمندان با فرضیات خود در مورد نحوه سازگاری آن همراه بودند. بسیاری از آنها با تجربیات با ویروس RNA دیگری که باعث عفونت های تنفسی می شود ، هدایت می شدند: آنفلوانزا. هاجروفت می گوید: "ما فقط اطلاعات زیادی در مورد ویروس های تنفسی نداریم که می تواند باعث همه گیر شود."

آنفلوانزا عمدتا از طریق کسب جهشاین اجازه می دهد تا از مصونیت مردم فرار کند. از آنجا که قبل از سال 2019 هیچ کس به SARS - cov - 2 آلوده نشده بود ، بسیاری از دانشمندان انتظار نداشتند که تغییرات ویروسی زیادی را ببینند تا اینکه بعد از اینکه فشار قابل توجهی بر روی سیستم ایمنی بدن ، چه از طریق عفونت ها و چه بهتر ، واکسیناسیون بر روی آن قرار گرفت.

ظهور سریعتر - انتقال ، انواع کشنده تر SARS - Cov - 2 ، مانند آلفا و دلتا ، برخی فرضیات اولیه را از بین برد. حتی در اوایل سال 2020 ، SARS - Cov - 2 یک تغییر اسید آمینه - را انتخاب کرده بود که به طور قابل توجهی گسترش آن را تقویت می کرد. بسیاری دیگر دنبال می کنند.

هولمز می گوید: "آنچه من اشتباه کردم و پیش بینی نکردم کاملاً این بود که چقدر از نظر فنوتیپی تغییر می کند." "شما این شتاب شگفت انگیز را در انتقال و حدت دیدید." این نشان می دهد که SARS - cov - 2 به خصوص در هنگام ظهور در ووهان ، شهری از میلیون ها نفر ، با گسترش بین مردم سازگار نبود. وی می افزاید: این خیلی خوب می توانست در یک محیط پر جمعیت کمرنگ شود.

هولمز نیز شگفتی می کند ، آیا سرعت شکسته تغییر مشاهده شده صرفاً محصولی است که از نزدیک SARS - Cov - 2 ردیابی شده است. آیا محققان در صورت تماشای ظهور یک فشار آنفلوانزا که برای جمعیت جدید بود ، با همان قطعنامه ، همان میزان را می بینند؟ این باقی مانده است که مشخص شود.

جهش های اولیه غول پیکر که SARS - Cov - 2 با یک فیض صرفه جویی کرد: آنها به شدت بر ایمنی محافظتی که توسط واکسن ها و عفونت های قبلی تحویل داده می شود ، تأثیر نمی گذارد. اما با ظهور نوع Omicron در اواخر سال 2021 ، که با تغییر در پروتئین "سنبله" خود که به آن کمک کرد تا پاسخ های آنتی بادی را گول بزند ، تغییر یافت (پروتئین سنبله به ویروس اجازه می دهد تا سلول های میزبان وارد شود). دانشمندان مانند Bloom از اینكه چقدر سریع این تغییرات در انواع پی در پی ارسال شده است ، غافلگیر شده اند.

Ravindra Gupta ، ویروس شناس در دانشگاه کمبریج ، انگلستان ، می گوید: این حتی شگفت آور ترین جنبه Omicron نبود. اندکی پس از ظهور این نوع ، تیم وی و دیگران متوجه شدند که برخلاف SARS - Cov - 2 انواع مختلفی مانند دلتا که به نفع سلولهای هوایی پایین ریه است ، Omicron ترجیح می دهد راه های هوایی فوقانی را آلوده کند. گوپتا می گوید: "برای اثبات اینكه ویروس رفتار بیولوژیکی خود را در طول دوره بیماری همه گیر تغییر داده است ، بی سابقه بود."