توصلت الدراسة إلى أن طفرة جينية واحدة يمكن أن تمكن فيروس H5N1 من الانتشار بين الناس
أصيب العشرات من الأشخاص في الولايات المتحدة بأنفلونزا الطيور من الحيوانات هذا العام، ولكن لا يوجد دليل على أن المرض الفيروسي قد انتشر من شخص إلى آخر. ومع ذلك، وجدت دراسة جديدة أن طفرة واحدة في الفيروس يمكن أن تجعل انتقال العدوى من إنسان إلى إنسان ممكنا.
وهذا التغيير الجيني من شأنه أن يجعل الفيروس “متطابقًا” أفضل بكثير مع الخلايا الموجودة في الشعب الهوائية لدى البشر؛ فهو سيمكن البروتين الموجود على سطح الفيروس من التوافق بشكل مريح مع المستقبل الموجود في الخلايا البشرية. وهذا من شأنه أن يسمح للفيروس بإصابة تلك الخلايا بسهولة أكبر، ويجعله أكثر عرضة لإثارة هجوم جائحة.
وقال: “من أجل الحصول على عدوى كافية، يحتاج الفيروس إلى الالتصاق بكفاءة عالية بالخلايا الموجودة في مجرى الهواء”. جيم بولسون، عالم الكيمياء الحيوية في معهد سكريبس للأبحاث في لا جولا، كاليفورنيا، والمؤلف الرئيسي المشارك للدراسة. “في الواقع، يعتقد أن هذا الإرسال [between people] لا يمكن أن يحدث حتى يكتسب الفيروس خصوصية المستقبلات البشرية.”
في الوقت الحالي، يعد فيروس أنفلونزا الطيور المنتشر – المسمى H5N1 – متوافقًا بشكل أفضل بكثير مع مستقبلات الطيور. الدراسة الجديدة نشرت يوم الخميس (5 ديسمبر) في المجلة علوم، استكشف بشكل أساسي ما قد يتطلبه الفيروس لتحويل تفضيله إلى الأشخاص.
متعلق ب: كيفية تجنب انفلونزا الطيور
إمكانية حدوث جائحة
اعتبارًا من 4 ديسمبر، قامت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها تأكيد 58 إصابة بفيروس H5N1 بين الناس في الولايات المتحدة، وينتشر الفيروس أيضًا بين الطيور البرية والدواجن والماشية في البلاد. وترتبط معظم الإصابات البشرية المؤكدة – حوالي 60% – بالتعرض للماشية المصابة، في حين أن 36% منها مرتبطة بالطيور. والعدوى المتبقية ليس لها مصدر معروف، ولكن يشتبه أيضًا في أنها نشأت في الحيوانات.
حتى الآن، كانت الحالات البشرية في الولايات المتحدة خفيفة، مما أدى إلى احمرار العين أو السعالعلى الأكثر. ومع ذلك، فقد أصيب مراهق في كندا بالعدوى أعراض أكثر شدةوتاريخياً، كانت حالات الإصابة بفيروس H5N1 قاتلة في مئات الحالات. لذلك هناك قلق من أن السلالة المنتشرة في الولايات المتحدة يمكن أن تتطور لتصبح أكثر فتكا، أو أكثر قابلية للانتقال، أو كليهما.
ولكن كيف يمكن لفيروس H5N1 أن يصيب البشر الآن، إذا لم يكن مناسبًا للبشر؟ وقال بولسون لموقع Live Science: «عندما يأتي الفيروس من حيوان مصاب، مثل الطيور أو الأبقار، يكون تركيز الفيروس عاليًا جدًا». لذلك، حتى لو لم يكن الفيروس متطابقًا تمامًا، فإن العدد الهائل من الجزيئات الفيروسية التي تدخل جسم الشخص يمكن أن تؤدي إلى الإصابة بالعدوى.
ومع ذلك، للانتقال بعد ذلك إلى شخص آخر، يجب أن يكون الفيروس متطابقًا بشكل أفضل. وذلك لأنه عندما ينتشر فيروس الجهاز التنفسي بين الأشخاص، فإنه عادة ما ينتقل في قطرات صغيرة تخرج من فم الشخص المصاب. وتحمل هذه القطرات تركيزًا منخفضًا نسبيًا من الفيروس.
ولاستكشاف كيف يمكن أن يصبح فيروس H5N1 متطابقًا جيدًا، نظر الباحثون في الشفرة الجينية للفيروس الذي أصاب الفيروس أول شخص أصيب بأنفلونزا الطيور من بقرة. وركزوا على رمز الهيماجلوتينين (HA)، وهو بروتين يحتاجه الفيروس لإصابة الخلايا.
وقال مؤلف مشارك كبير: “ما ننظر إليه هو بروتين يأتي من فيروس، لكنه معزول”. إيان ويلسون، عالم الأحياء الهيكلية في سكريبس. وأوضح أن الفريق لم يتعامل مع فيروسات كاملة في المختبر.
وعندما نظر الباحثون في مدى جودة ارتباط بروتين HA المعزول بمستقبلات الطيور مقارنة بالمستقبلات البشرية، وجدوا أن النسخة الحالية تتمتع “بنوعية قوية من نوع الطيور”. ثم أدخلوا طفرات، مما أدى إلى تغييرات في جزء HA الذي يتفاعل مباشرة مع المستقبلات.
ووجدوا أن طفرة واحدة – تسمى استبدال Gln226Leu – يمكن أن “تبدل تماما” تفضيل الفيروس، مما يجعله مطابقا للبشر بدلا من الطيور. ولا يزال الفيروس المتحور لا يرتبط بالخلايا البشرية تمامًا كما كان الحال مع خلايا الطيور، لكن التحول في تفضيله كان “واضحًا وواضحًا” عبر الاختبارات المختلفة. ومع ذلك، فإن إضافة طفرة ثانية – Asn224Lys – أدت إلى تشديد قبضة الفيروس.
وقد تم الإبلاغ عن طفرة Gln226Leu في الدراسات السابقة لفيروس H5N1، والتي ألمحت أيضًا إلى أنها يمكن أن تعزز قدرة الفيروس على إصابة البشر. ومع ذلك، وجدت معظم الدراسات السابقة أن HA سيحتاج إلى طفرات متعددة لتبديل تفضيلاته بالكامل، كما أشار الباحثون في تقريرهم. وفي هذه الحالة، يبدو أن طفرة واحدة فقط كافية.
وأشار الباحثون إلى أن التحول إلى المستقبلات البشرية يعد عاملاً رئيسياً يمكن أن يمنح الفيروس الحيواني القدرة على إثارة جائحة بشري. ولهذا السبب، ينبغي للعلماء البحث عن طفرة Gln226Leu بينما يواصلون تتبع انتشار فيروس H5N1، كما تشير الدراسة.
وقال ويلسون: “في الوقت الحالي، لم يتم الإبلاغ عن الطفرة المحددة التي نوردها في هذه الورقة في قاعدة البيانات”. وقال بولسون إن الحالة الكندية الأخيرة قد تحتوي على بعض الطفرات الملحوظة في بروتين HA، على الأقل وفقًا للمناقشات غير الرسمية بين العلماء على وسائل التواصل الاجتماعي. وأضاف أنه في الوقت الحالي “من السابق لأوانه بعض الشيء الحديث عن هذه الحالة بالذات”.
وفي نهاية المطاف، فإن المزيد من الإصابات البشرية بفيروس H5N1 من شأنها أن تزيد من احتمال ظهور طفرة Gln226Leu. وقال ويلسون لموقع Live Science: “كلما زاد عدد الأشخاص الذين يصابون، زاد احتمال اختيار هذه الطفرة”. “عندما يكون هناك عدد قليل جدًا من الأشخاص المصابين، يكون احتمال ظهور هذه الطفرة أقل.”
ولم تأخذ الدراسة في الاعتبار جميع العوامل التي يمكن أن تجعل فيروس H5N1 وباءً محتملاً. ويلعب بروتين فيروسي آخر، يسمى النيورامينيداز، دورًا مهمًا أيضًا، وكذلك الرقم الهيدروجيني الذي يحتاجه الفيروس للاندماج في الخلايا والدخول إليها. مع تزايد موسم الأنفلونزا في نصف الكرة الشمالي، هناك احتمال أن يصيب فيروس H5N1 شخصًا مصابًا بالفعل بالأنفلونزا الموسمية. ومن هناك، يمكن لهذين الفيروسين تبادل الجينات، مما يفتح الباب أمام فيروس H5N1 تلتقط الجينات التي قد تساعدها على التكيف مع البشر.
وقال بولسون: “الجينات من الفيروس البشري السابق تكيفت بالفعل مع البشر”. “لذلك، تصبح طفرة الهيماجلوتينين عاملاً رئيسياً في نجاح الفيروس”.
هل تساءلت يومًا لماذا بعض الناس يبنون العضلات بسهولة أكبر من غيرهم أو لماذا يخرج النمش في الشمس؟ أرسل لنا أسئلتك حول كيفية عمل جسم الإنسان Community@livescience.com مع سطر الموضوع “Health Desk Q”، وقد ترى الإجابة على سؤالك على الموقع الإلكتروني!
