بانک جزوات و مقالات تخصصی و کاربردی ترجمه ® ویژه دروس پزشکی ®

. ​

۹ سپتامبر ۲۰۲۱ ۱۰.۲۸ بعد از ظهر

وان کوپر

استاد میکروبیولوژی و ژنتیک مولکولی، دانشگاه پیتسبرگ

ظهور گونه‌های کرونا ویروس تاثیر عظیم زیست‌شناسی تکاملی بر زندگی روزمره را برجسته کرده‌است. اما اینکه چگونه جهش‌ها، شانس تصادفی و انتخاب طبیعی واریانت ها را تولید می‌کنند یک فرآیند پیچیده است، و سردرگمی زیادی در مورد چگونگی و چرایی ظهور واریانت های جدید وجود داشته‌است. ​

تا همین اواخر، مشهورترین مثال از تکامل سریع، داستان پروانه پف‌کرده بود. در اواسط دهه ۱۸۰۰، کارخانه‌های منچستر انگلستان شروع به پوشش دادن زیستگاه بید در دوده کردند و رنگ سفید معمولی بید آن‌ها را برای شکارچیان آشکار کرد. اما بعضی از بیدها جهشی داشتند که آن‌ها را تاریک‌تر می‌کرد. از آنجا که آن‌ها در دنیای جدیدشان استتار بهتری داشتند، می‌توانستند از دست شکارچیان فرار کنند و بیشتر از همتایان سفیدشان تولید مثل کنند. ​

ما زیست‌شناس تکاملی و متخصص بیماری‌های عفونی در دانشگاه پیتسبرگ هستیم که با هم‌کار می‌کنند تا تکامل پاتوژن ها را ردیابی و کنترل کنند. در طول یک سال و نیم گذشته، ما به دقت دنبال کردیم که چگونه ویروس کرونا جهش‌های مختلفی را در سراسر جهان به دست آورده‌است. ​

طبیعی است که تعجب کنیم که آیا واکسن‌های کوید19 بسیار موثر منجر به ظهور واریانت های می‌شوند که از پرواز پروانه مانند واکسن فرار می‌کنند یا خیر . اما با توجه به اینکه تنها کم‌تر از ۴۰ % از مردم جهان دوز واکسن را تنها ۲ % در کشورهای کم‌درآمد دریافت کرده‌اند - و تقریبا یک میلیون عفونت جدید که هر روز در سطح جهانی رخ می‌دهد، ظهور انواع جدید و مسری مانند دلتا، توسط انتقال کنترل‌نشده هدایت می‌شود، نه واکسن. ​

چگونه ویروس تغییر می‌کند

برای هر موجود زنده، از جمله یک ویروس، کپی کردن کد ژنتیکی آن جوهر تولید مثل است - اما این فرآیند اغلب ناقص است. کروناویروس ها از RNA برای اطلاعات ژنتیکی خود استفاده می‌کنند و کپی کردن RNA بیشتر مستعد خطا است تا استفاده از DNA. محققان نشان داده‌اند که وقتی ویروس کرونا تکثیر می‌شود، حدود ۳ % از کپی‌های ویروس جدید یک خطای جدید تصادفی دارند، در غیر این صورت به عنوان جهش شناخته می‌شوند. ​

هر عفونت میلیون‌ها ویروس را در بدن فرد تولید می‌کند که منجر به بسیاری از کروناویروس های جهش‌یافته می‌شود. با این حال، تعداد ویروس‌های جهش‌یافته با تعداد بسیار بیشتری از ویروس‌ها که مشابه سویه آغاز کننده عفونت هستند، کوتاه می‌شود. ​

تقریبا تمام جهش‌هایی که رخ می‌دهند، اشکال بی ضرری هستند که نحوه عملکرد ویروس را تغییر نمی‌دهند - و در واقع دیگر جهش‌هایی که رخ می‌دهند، به ویروس آسیب می‌زنند. بخش کوچکی از تغییرات ممکن است ویروس را عفونی کند، اما این جهش‌یافته‌ها نیز باید خوش‌شانس باشند. برای اینکه واریانت جدیدی ایجاد شود، باید با موفقیت به سراغ یک فرد جدید برود و کپی‌های زیادی را تکرار کند. ​

انتقال یک تنگنای مهم است

بیشتر ویروس‌ها در یک فرد مبتلا از نظر ژنتیکی مشابه با سویه هستند که عفونت را آغاز کرده‌است. بسیار محتمل است که یکی از این کپی‌ها - و نه یک جهش نادر - به شخص دیگری منتقل شود. تحقیقات نشان داده‌است که تقریبا هیچ ویروس جهش‌یافته از میزبان اصلی خود به فرد دیگری منتقل نمی‌شود.

و حتی اگر یک موتان جدید باعث عفونت شود، ویروس‌های موتان معمولا با ویروس‌های غیر موتان در میزبان جدید بیشتر می‌شوند و معمولا به شخص بعدی منتقل نمی‌شوند.

شانس کوچک انتقال یک موتانت "تنگنای جمعیت" نامیده می‌شود. این واقعیت که تنها تعداد کمی از ویروس‌هایی هستند که عفونت بعدی را آغاز می‌کنند، یک عامل تصادفی مهم است که احتمال بروز انواع جدید را محدود می‌کند. تولد هر واریانت جدید یک رویداد تصادفی شامل یک خطای کپی کردن و یک رویداد انتقال غیر محتمل است. از میان میلیون ها کپی کرونا ویروس در یک فرد مبتلا، احتمال اینکه یک موتان مناسب در میان افراد کمی باشد که به فرد دیگری گسترش یابد و به یک موتان جدید گسترش یابد، بسیار بعید است. ​

واریانت های جدید چگونه پدیدار می‌شوند؟

متاسفانه، گسترش کنترل‌نشده یک ویروس حتی می‌تواند بر تنگناها غلبه کند. در حالی که بیشتر جهش‌ها هیچ تاثیری بر این ویروس ندارند، برخی می‌توانند و میزان شیوع ویروس کرونا را افزایش داده‌اند. اگر یک نژاد با گسترش سریع قادر به ایجاد تعداد زیادی از موارد کوید19 در جایی باشد , شروع به رقابت با سویه‌های مسری کم‌تر و تولید یک گونه جدید خواهد کرد - درست مانند گونه دلتا . ​

بسیاری از محققان در حال مطالعه این موضوع هستند که کدام جهش‌ها منجر به نسخه‌های قابل انتقال بیشتری از کرونا ویروس می‌شوند. معلوم شد که واریانت های تمایل به داشتن بسیاری از جهش‌های مشابه دارند که مقدار ویروس تولید شده توسط فرد مبتلا را افزایش می‌دهد. با بیش از یک میلیون عفونت جدید که هر روز اتفاق می‌افتد و میلیاردها نفر هنوز واکسینه نشده اند، میزبان‌های حساس به ندرت در کمبود غذا قرار دارند. بنابراین، انتخاب طبیعی به نفع جهش‌هایی خواهد بود که می‌توانند از همه این افراد واکسینه نشده بهره‌برداری کنند و کرونا ویروس را قابل انتقال کنند. ​

تحت این شرایط، بهترین راه برای محدود کردن تکامل کرونا ویروس، کاهش تعداد عفونت‌ها است. ​

واکسن واریانت های جدید را متوقف می‌کند

واریانت دلتا در سراسر جهان گسترش‌یافته است و متغیرهای بعدی در حال حاضر در حال افزایش هستند. اگر هدف محدود کردن عفونت است، واکسن‌ها پاسخ این سوال هستند. ​

با اینکه افراد واکسینه شده هنوز هم می‌توانند به نوع دلتا آلوده شوند، اما نسبت به افراد واکسینه نشده، عفونت‌های کوتاه‌تر و ملایم‌تر را تجربه می‌کنند. این امر تا حد زیادی شانس هر گونه ویروس جهش‌یافته را کاهش می‌دهد - چه آن‌هایی که ویروس را قابل انتقال می‌کنند و چه آن‌هایی که به آن اجازه می‌دهند از مصونیت خود در برابر واکسن‌ها بگذرد - از پریدن از یک فرد به فرد دیگر. ​

در نهایت، هنگامی که تقریبا همه نسبت به ویروس کرونا از طریق واکسیناسیون مصونیت دارند، ویروس‌هایی که این مصونیت را از بین می‌برند، می‌توانند نسبت به دیگر سویه‌ها برتری رقابتی به دست آورند. از نظر تئوری ممکن است که در این وضعیت، انتخاب طبیعی منجر به انواع مختلفی شود که می‌توانند در افراد واکسینه شده بیماری جدی ایجاد کنند. با این حال، این جهش‌یافته‌ها هنوز باید از تنگنای جمعیت فرار کنند. ​

در حال حاضر، بعید به نظر می‌رسد که ایمنی ناشی از واکسن، بازیگر اصلی در ظهور واریانت باشد، زیرا عفونت‌های جدید زیادی در حال وقوع هستند. این فقط یک بازی اعداد است. مزیت نسبی ویروس از فرار از واکسن، با فرصت‌های گسترده برای آلوده کردن افراد واکسینه نشده، کم جلوه می‌کند. ​

جهان در حال حاضر شاهد رابطه بین تعداد عفونت‌ها و افزایش جهش‌یافته‌ها بوده‌است. ویروس کرونا تا ماه‌ها بدون تغییر باقی ماند تا اینکه این بیماری همه‌گیر از کنترل خارج شد. با تعداد نسبتا کمی عفونت، کد ژنتیکی فرصت‌های محدودی برای جهش داشت. اما هنگامی که خوشه‌های عفونت منفجر شدند، ویروس میلیون ها بار تکرار می شود و برخی از جهش‌ها، جهش‌یافته‌های مناسب تری تولید کردند.

بهترین راه برای جلوگیری از انتشار گونه‌های جدید، جلوگیری از انتشار آن‌ها است و پاسخ به آن واکسیناسیون است.

​​​​​​​​