العلم وراء فيروس كورونا

البروفيسور ديبي ليندل عالم الفيروسات من كلية الأحياء في محاضرة للجمهور حول فيروس كورونا ما هو ولماذا يسبب الفيروس وباء عالمي ولماذا يصعب إنتاج أدوية مضادة للفيروس

في الأسبوع الماضي، شاهد 340 شخصًا المحاضرة عبر الإنترنت للبروفيسور ديبي ليندل، عضو هيئة التدريس في كلية الأحياء في التخنيون، حول موضوع فيروس كورونا. وتناولت المحاضرة "العلم وراء فيروس كورونا". وتم خلال ذلك استعراض آليات عمل الفيروس وطرق العدوى وطرق انتشار المرض في العالم والإجراءات المتخذة للحد من الطاعون.

البروفيسور ديبي ليندل، عضو هيئة التدريس في كلية الأحياء في التخنيون، هي عالمة فيروسات تتعامل مع التفاعلات بين البكتيريا البحرية والفيروسات التي تهاجمها. هاجرت من أستراليا في سن العشرين وحصلت على جميع شهاداتها في الجامعة العبرية. ثم تابعت للحصول على درجة ما بعد الدكتوراه في الهندسة المدنية والبيئية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وفي عام 20 انضمت إلى هيئة تدريس كلية الأحياء في التخنيون. حصلت على العديد من الجوائز، بما في ذلك جائزة هنري تاوب وجائزة كريل ومنحتين من مجلس الأبحاث الأوروبي من مجلس البحوث الأوروبي.

افتتحت البروفيسور ليندل المحاضرة بإشارة شخصية إلى عواقب الوباء الحالي على أفراد عائلتها: فقد فقد ابنها، الذي كان يعمل في مجال السياحة في اليابان، وظيفته؛ اضطرت ابنتها إلى قطع رحلة إلى أمريكا الجنوبية؛ ولا يعرف شقيقها، الذي افتتح مشروعًا جديدًا في أستراليا، ما ينتظره في المستقبل؛ وقريبتها التي تعيش في فرنسا تخضع الآن لجهاز التنفس الصناعي بعد إصابتها بالفيروس. وقال البروفيسور ليندل: "من المهم جدًا أن نأخذ هذا الوباء على محمل الجد". "تشير الأرقام الحالية إلى 18,500 ضحية - أشخاص ماتوا بسبب الفيروس بشكل رئيسي بسبب مضاعفات في الجهاز التنفسي. العدد التراكمي للمصابين حتى الآن – حوالي 425,000 ألف. الفيروس الجديد ليس مميتًا مثل الإيبولا الذي يقتل 40% من مرضاه، لكنه أكثر فتكًا بـ 24 مرة من الأنفلونزا، كما أن الوباء الحالي منتشر جدًا أيضًا؛ وتتعامل حاليا أكثر من 160 دولة مع الفيروس. ولهذا السبب من المهم أن نفهم ما يدور حوله الأمر من وجهة نظر علمية وكيف يتفاعل العالم مع الوباء".

ما هو الفيروس؟ الفيروس هو طفيلي صغير يتكون من مادة وراثية وطبقة بروتينية تحمي هذه المادة. لماذا الطفيلي؟ لأنها تعتمد على بعض الخلايا المضيفة ولا يمكنها التكاثر بدونها. يمكن أن تكون الخلية المضيفة بكتيريا (نعم، حتى البكتيريا مصابة بالفيروسات) أو خلية في كائن حي أكثر تعقيدًا مثل الإنسان.

تحتوي بعض الفيروسات التي تصيب البشر على غلاف دهني يحتوي على بروتينات تعرف كيفية التعرف على المضيف المحتمل والالتصاق به واختراقه. هذه هي الآلية الأساسية لانتشار الأمراض الفيروسية: يتعرف الفيروس على خلية مضيفة محتملة، ويلتصق بها، ويخترقها، ويستولي عليها، ويحولها إلى مصنع لتخليق فيروسات جديدة، تخترق خلايا إضافية وبالتالي تسبب مرضًا ينتشر في جميع أنحاء جسم الكائن الحي. وفي وقت لاحق، سوف تقفز الفيروسات من كائن حي إلى آخر - على سبيل المثال، من شخص لآخر.

من المهم أن نفهم أن البيئة مليئة بالفيروسات، وفي أغلب الأحيان يتغلب عليها جسمنا دون أن نلاحظ أنه قد تعرض للهجوم. للتسبب في مرض ما، تحتاج مجموعة كبيرة من الفيروسات إلى التغلب على جميع خطوط الدفاع في الجسم.

من هو فيروس كورونا؟ الاسم العلمي لفيروس كورونا الجديد هو SARS-CoV-2 والمرض الذي يسببه لدى البشر يسمى COVID-19 أو باسمه الشائع "كورونا". SARS-CoV-2 هو فيروس كروي يبلغ قطره 80-120 نانومتر، يمكن رؤيته من الأعلى مثل التاج أو الشمس، ومن هنا اسمه - كورونا تعني "التاج" أو "تاج الشمس" باللغة اللاتينية. المادة الوراثية لفيروس كورونا هي الحمض النووي الريبي (RNA)، ويتعرف الفيروس على الخلية المضيفة المحتملة بناءً على مستقبل يسمى ACE2 الموجود في تلك الخلية.

هل هو فيروس مصمم؟

لا. واليوم، بناءً على الأبحاث الجينومية، نعرف أصل الفيروس. وبحسب الفرضية فإن الخفاش هو الذي نقل المرض إلى الإنسان. كيف تعرف ذلك؟ بناءً على التشابه الجينومي الكبير (96%) بين فيروس كورونا الجديد وفيروس RaTG13 الموجود في الخفافيش. ولهذا السبب نعلم أن هذا مرض حيواني المنشأ، أي فيروس تطور في الحيوانات وانتقل منه إلى الإنسان.

يقولون أن فيروس كورونا ليس جديدا.

SARS-CoV-2 هو فيروس جديد، لكنه ليس أول فيروس تاجي في التاريخ. وفي الواقع، فهو فيروس كورونا السابع الذي يصيب الإنسان. وقد سبقه أربعة أنواع خفيفة من كورونا، وهي المسؤولة عن بعض نزلات البرد التي نتعرض لها، وفيروسان خطيران: MERS-CoV الذي تم اكتشافه في المملكة العربية السعودية عام 2012 وكوريا الجنوبية عام 2015، وفيروس SARS-CoV الذي تم اكتشافه في المملكة العربية السعودية عام XNUMX وفي كوريا الجنوبية عام XNUMX. تم تطويره في الصين مثل الفيروس الحالي.

على عكس سابقيه، اللذين قتلا معًا 1,632 شخصًا فقط، فقد أودى فيروس SARS-CoV-2 بالفعل بحياة 18,500 ضحية، ولا تزال يده مثنيّة.

محطات بارزة في تطور الوباء: أواخر نوفمبر أو أوائل ديسمبر 2019 - ينتقل الفيروس من حيوان، على الأرجح الخفافيش، إلى الإنسان. 11/12/2019 أول دخول لمريض كورونا إلى المستشفى في مدينة ووهان الصينية. 11/01/2020 وفاة أول ضحية لفيروس كورونا في الصين. 24/01/2020 تشخيص أول مريض كورونا في أوروبا (فرنسا). 21/02/2020 تشخيص أول إصابة بكورونا في إسرائيل. 01/03/2020 أول إصابة داخل إسرائيل. 11/03/2020 منظمة الصحة العالمية تعلن: كورونا جائحة – وباء عالمي. 20/03/2020 أول حالة وفاة بفيروس كورونا في إسرائيل.

الخوف من الفيروس ينبع من الحقائق التالية:

أولاً، هذا فيروس جديد عند البشر، لذا فإن البشرية "ساذجة" بشأنه، أي أن جسمنا لا يعرفه ولا يتم تطعيمه ضده.

ثانياً، يتمتع الفيروس الجديد بميزة فريدة للغاية: فحتى الأشخاص الذين لم تظهر عليهم الأعراض بعد قد ينقلون العدوى للآخرين. بمعنى آخر، الشخص الذي يشعر ويبدو بصحة جيدة تمامًا قد ينقل العدوى إلى الأشخاص الأصحاء، ولن تظهر الأعراض إلا بعد بضعة أيام. وبحسب التقديرات الحالية، فمن لحظة الإصابة حتى ظهور الأعراض، يمر حوالي خمسة أيام. لذلك، من المهم جدًا توسيع الاختبارات الحالية (RT-PCR)، والتي تحدد أيضًا المرضى الذين تظهر عليهم الأعراض مسبقًا، وتطبيقها على أي شخص يتعامل مع مريض مؤكد.

ثالثا، معامل الانتشار الأساسي للفيروس الجديد مرتفع للغاية ويقدر بـ 2.9. يصف هذا المتغير، واسمه المهني R0، عدد الأشخاص الذين من المتوقع أن ينقلهم الشخص المريض خلال فترة مرضه بأكملها. عندما يكون R0 = 1، يكون المرض مستقراً – فكل شخص يعدي شخصاً واحداً، وبالتالي يبقى عدد المصابين ثابتاً. إذا كان معامل الانتشار أقل من 1، فمن المتوقع أن يتلاشى المرض، وإذا كان أكبر من 1، فيجب علينا الاستعداد للوباء - وهو مرض يستمر في الانتشار.

ويقدر معامل الانتشار الأساسي لفيروس كورونا الجديد بـ 2.9، لذلك يميل المرض إلى الانتشار. وبالمناسبة، هذا أحد الأسباب التي تجعل المقارنة بـ "الأنفلونزا الموسمية" لا أساس لها من الصحة، لأن معدل انتشار الأنفلونزا الأساسي لا يتجاوز 1.3%. وفي حالة R0=3، وهو قريب من الرقم الذي نعرفه عن فيروس كورونا الجديد، فإن المريض الأول سيعدي ثلاثة أشخاص، وهم سيصيبون تسعة، والتسعة سيصيبون 27، وبعد 12 جولة من هذا القبيل سيكون هناك ليكون نحو مليون ونصف المليون مصاب.

رابعًا، معدل الوفيات الناجمة عن فيروس كورونا الجديد مرتفع أيضًا: ففي مراجعة عالمية، توفي حوالي 3.5% من المرضى المؤكدين بسبب المرض. هنا أيضًا، تشير المقارنة مع الأنفلونزا إلى اختلاف أكثر من التشابه: معدل الوفيات بسبب الأنفلونزا يبلغ حوالي 0.1% فقط.

خامسا، لا يوجد أحد محمي بشكل مطلق من المرض؛ ويصيب الفيروس أيضًا الشباب والأصحاء، وإن كان بمعدلات منخفضة نسبيًا. يتعرض السكان الذين يعانون من ضعف الصحة - الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في التنفس وارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب والسكري والسرطان - لخطر كبير بشكل خاص، ويموت معظم ضحايا كورونا في النهاية بسبب انهيار الرئة (ARDS). كما تم نشره سابقًا، يعد العمر أحد عوامل الخطر المهمة: حيث ترتفع معدلات الوفيات تدريجيًا مع تقدم العمر من 0.2% (العمر 49-10 عامًا) إلى 14.8% (العمر 80 عامًا فما فوق).

ومع ذلك، هناك بعض النقاط المضيئة في مكافحة فيروس كورونا الجديد:

• قدرة السلطات الإقليمية والوطنية على خفض معامل الانتشار (R0) بشكل كبير، أي معدل الإصابة. وإذا كان معدل الإصابة "الطبيعي" (دون التدخل المتعمد) يقدر بـ 2.9، فإن العزل والاختبار والإغلاق والإجراءات المماثلة تقلل من هذا المتغير بشكل كبير. على سبيل المثال، خفضت الخطوات الأولى التي اتخذتها الصين R0 من 3.9 إلى 1.25، لكن السلطات لم تكن راضية عن ذلك، وخفضت الخطوات اللاحقة هذا الرقم إلى 0.3. وهذا يعني - الاحتواء التدريجي للوباء. إن الخطوات الحازمة والمبكرة على المستوى الوطني والإقليمي لا تقلل فقط من معامل الانتشار (R0) ولكن أيضًا من معدل الوفيات. فبينما يبلغ معدل الوفيات في إيطاليا 8%، فإنه في ألمانيا أقل من 0.5%، وهو إنجاز ضخم يتعلق بالخطوات التي اتخذتها الحكومة الألمانية مسبقًا.
• على المستوى الشخصي، فإن الحفاظ على النظافة (الكحول والصابون) والبقاء على مسافة من الآخرين يقلل من خطر الإصابة بالعدوى. وينتقل الفيروس من شخص لآخر فقط عن طريق العدوى الرذاذية، أي فقط في السوائل مثل اللعاب والمخاط، ولا يمكنه أن يطفو بمفرده في الهواء الحر. ولهذا تم تحديد مسافة مترين بين شخص وآخر حتى يسقط هذا الرذاذ في الطريق. ومن المعروف الآن أن الفيروس يمكن أن يعيش لفترة طويلة على الأسطح، وحتى ثلاثة أيام على الفولاذ، لكن مواد التنظيف مثل الكحول والمبيض تقضي عليه.
• الفيروسات الأخرى التي تنتقل من شخص إلى آخر عن طريق العدوى الرذاذية، مثل فيروسات الأنفلونزا، تتميز بأن ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة العالية يبطئان انتشارها. وإذا كانت هذه الخاصية تميز أيضًا SARS-CoV-2، فمن المحتمل أن يساعد ارتفاع درجات الحرارة مع اقتراب فصل الصيف في كبح الوباء، على غرار العملية التي نعرفها من الأنفلونزا الموسمية.
• اليوم نحن نعرف بالفعل آلية العدوى الأساسية للفيروس. تعرف "أشواك" فيروس كورونا، التي تعطيه نفس شكل الشمس، كيف تتعرف على مستقبل ACE2 البشري الموجود على سطح خلايانا، وتلتصق بالخلية وتخترقها. ولذلك، يتم الآن بذل جهد مكثف لإتلاف - باستخدام الأجسام المضادة على سبيل المثال - قدرة الفيروس على الاتصال بـ ACE2. والاحتمال الآخر هو "مساعدة" جهاز المناعة على تحديد الفيروس كعدو والقضاء عليه.
• واستنادا إلى خصائص فيروسات كورونا الأخرى، فمن الممكن أن يتميز الفيروس الجديد أيضا بمعدل منخفض لتطور الطفرات. تسمح الطفرات للفيروسات بتجاوز جهاز المناعة. في الأنفلونزا الموسمية على سبيل المثال، يكون معدل تطور الطفرات مرتفعا، لذلك يجب علينا تحديث لقاح الأنفلونزا كل عام حيث أن الفيروسات تغيرت مقارنة بالعام السابق لذلك لم يعد اللقاح فعالا ضدها. إذا، كما ذكرنا سابقًا، يتميز SARS-CoV-2 بمعدل منخفض لتطور الطفرة، فهذا يعني أنه بمجرد وجود لقاح ضده، سيكون صالحًا وفعالًا أيضًا في حالات تفشي فيروس كورونا المستجد (COVID-19) في المستقبل.

לסיכום:

وأصاب فيروس SARS-CoV-2 شخصًا لأول مرة في نهاية عام 2019، ومن هناك انتشر الوباء إلى مئات الدول. وبما أنه فيروس جديد، لم يتم تطعيم البشرية ضده بشكل طبيعي أو صناعي، لذلك يتمكن من الانتشار بسرعة عالية نسبيا. ومع ذلك، فقد أثبتت الإجراءات الوقائية على المستويين الفردي والوطني فعاليتها بالفعل في العديد من البلدان - سواء في خفض معدل الانتشار أو في خفض معدلات الوفيات. وفي الوقت الحالي، تُبذل جهود هائلة على جميع الجبهات العلمية للحد من الوباء من خلال العلاجات والأدوية واللقاحات.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• تنضم الجامعات إلى الحرب ضد كورونا - في البحث وتعزيز القوى الطبية لدى الطلاب
• يكشف تحليل جينوم فيروس كورونا أنه تم إنشاؤه عن طريق التهجين بين فيروسين
• هل يوقف الطقس الدافئ انتشار فيروس كورونا؟