متحور أوميكرون… يثير فضول العلماء لمعرفة مصدره
- يبحث العلماء في ثلاث نظريات
- العلماء: لربما ظهر بشكل غير مرئي في حيوانات مثل الفئران أو الجرذان
- يتفق الباحثون على أن أوميكرون قد تم اكتشافه لأول مرة في جنوب إفريقيا وبوتسوانا في أوائل نوفمبر 2021
بعد أكثر من شهرين بقليل من اكتشافه لأول مرة في جنوب إفريقيا، انتشر متحور أوميكرون لفيروس كورونا في جميع أنحاء العالم بشكل أسرع من أي متحورات سابقة ويتبع العلماء أوميكرون في أكثر من 120 دولة ، لكن الحيرة لا تزال تجول بأفكارهم.. من سؤال رئيسي: من أين أتى المتحور الجديد؟
لا يوجد مسار انتقال واضح يربط أوميكرون بالمتحورات السابقة حيث يحتوي على مجموعة غير عادية من الطفرات وتطور خارج نطاق رؤية الباحثين.
يختلف أوميكرون عن المتغيرات السابقة ، مثل ألفا ودلتا لدرجة أن علماء الفيروسات التطوريين يقدرون أن أقرب سلف جيني معروف ربما يعود إلى أكثر من عام مضى أي في النصف الثاني من عام 2020 .
يقول دارين مارتن وهو عالم الأحياء الحاسوبية في جامعة كيب تاون بجنوب إفريقيا: “لقد ظهرت للتو من العدم”.
اختلافات بين العلماء حول جذور أميكرون
موضوع جذور أوميكرون له أكثر من أهمية أكاديمية حيث تقول أنجيلا راسموسن ، عالمة الفيروسات في جامعة ساسكاتشوان للقاح ومنظمة الأمراض المعدية في ساسكاتون بكندا ، إن العمل في ظل الظروف التي نشأ فيها هذا المتحور شديد القابلية للانتقال قد يساعد العلماء على فهم مخاطر ظهور متحورات جديدة واقتراح خطوات لتقليلها.
اجتمعت المجموعة الاستشارية العلمية لأصول مسببات الأمراض الجديدة (SAGO) التابعة لمنظمة الصحة العالمية والتي تم تشكيلها مؤخرًا في يناير لمناقشة أصول أوميكرون ومن المتوقع أن تصدر المجموعة تقريرًا في أوائل فبراير ، وفقًا لماريتجي فنتر ، عالمة الفيروسات الطبية بجامعة بريتوريا في جنوب إفريقيا ، والتي تترأس المجموعة
يبحث العلماء في ثلاث نظريات على الرغم من أن الباحثين قاموا بتسلسل ملايين جينومات كوفيد-19 إذ من الممكن قد فاتتهم سلسلة من الطفرات التي أدت في النهاية إلى أوميكرون أو قد يكون المتغير طور طفراته في شخص واحد ، كجزء من عدوى طويلة الأمد أو لربما ظهر بشكل غير مرئي في حيوانات مثل الفئران أو الجرذان.
في الوقت الراهن وبحسب ريتشارد نير وهو عالم الأحياء الحاسوبية في جامعة بازل في سويسرا فإن أي فكرة يفضلها الباحث “غالبًا ما تنبع من الشعور الغريزي بدلاً من أي نوع من الحجة المبدئية” ، فيما تقول جينال بهيمان عالمة الطب في المعهد الوطني للأمراض المعدية في جوهانسبرغ ، جنوب إفريقيا: “إن كل شخص لديه فرضيته المفضلة.”
الجينوم الأكثر جنونا
يتفق الباحثون على أن أوميكرون قد وصل حديثا وتم اكتشافه لأول مرة في جنوب إفريقيا وبوتسوانا في أوائل نوفمبر 2021 ومنذ ذلك الوقت ، وجد الاختبار بأثر رجعي عينات سابقة من أفراد في إنكلترا في 1 و 3 نوفمبر ، وفي جنوب إفريقيا ونيجيريا والولايات المتحدة في 2 نوفمبر.
يؤرخ تحليل معدل الطفرات في مئات الجينومات المتسلسلة ومدى سرعة انتشار الفيروس بين السكان بحلول ديسمبر وظهوره قبل فترة ليست طويلة من ذلك، أي في نهاية سبتمبر أو أوائل أكتوبر من العام الماضي في جنوب إفريقيا ، ربما انتشر أوميكرون من مقاطعة غوتنغ بين جوهانسبرغ وبريتوريا إلى مقاطعات أخرى وإلى بوتسوانا المجاورة.
يحتوي أوميكرون على أكثر من 50 طفرة
ولكن نظرًا لأن جوهانسبرغ هي موطن لأكبر مطار في القارة الأفريقية، فمن الممكن أن يظهر البديل في أي مكان في العالم حيث تم اختياره في جنوب إفريقيا فقط بسبب المراقبة الجينية المتطورة للبلادكما يقول توليو دي أوليفيرا، عالم المعلومات الحيوية في جامعة كوازولو ناتال في ديربان وفي مركز الاستجابة للأوبئة والابتكار بجامعة ستيلينبوش الذي قاد جهود جنوب إفريقيا لتتبع المتغيرات الفيروسية بما في ذلك أوميكرون.
يحتوي المتحور أوميكرون على أكثر من 50 طفرة عند مقارنته بفيروس كوفيد-2 أصلي المعزول في ووهان الصينية ويساهم حوالي 30 منها في إحداث تغييرات في الأحماض الأمينية في بروتين سبايك الذي يستخدمه فيروس كورونا للارتباط بالخلايا والاندماج معها.
المتحورات السابقة المثيرة للقلق لم تحتوِ على أكثر من عشرة طفرات مثل التي يحتويها أوميكرون.
انتشار صامت للفيروس.. ماهي تفسيرات الخبراء؟
شرح الباحثون ظهور المتغيرات السابقة المثيرة للقلق من خلال عملية بسيطة للتطور التدريجي. بينما يتكاثر مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) وينتقل من شخص لآخر ، تظهر تغييرات عشوائية في تسلسل الحمض النووي الريبوزي RNA الخاص به ، والتي يستمر بعضها.
الحمض النووي الريبوزي ويُسمى اختصارًا رنا RNA، هو جزيء حيوي يتواجد تقريبًا لدى كل الكائنات الحية والفيروسات، كما يلعب أدوارًا متعددة في نقل وتشفير وفك تشفير وتنظيم التعبير عن المعلومات الوراثية وتحفيز العديد من التفاعلات الكيميائية
لاحظ العلماء أنه ، في سلالة معينة ، حوالي واحد أو اثنين من الطفرات أحادية الحرف في الشهر تجعله ينتقل إلى الدوران الفيروسي العام – وهو معدل تحور يقارب نصف معدل الإنفلونزا. يضيف كريستيان أندرسن ، باحث الأمراض المعدية في مركز أبحاث سكريبس في لا جولا بكاليفورنيا ، أنه من الممكن أيضًا لكتل من جينومات الفيروس التاجي أن تقوم بخلط وإعادة تجميع الجملة. ويمكن للفيروسات أن تتطور بشكل أسرع عندما يكون هناك ضغط اختيار ، كما يقول ، لأنه من المرجح أن تستمر الطفرات إذا أعطت الفيروس قدرة متزايدة على الانتشار في ظل ظروف بيئية معينة.
يعتقد بعض العلماء أن الانتشار من شخص لآخر لن يؤدي إلى تراكم العديد من التغييرات مثل أوميكرون منذ منتصف عام 2020. يقول راسموسن: “يبدو أن عام ونصف هو حقًا فترة زمنية قصيرة جدًا لظهور العديد من الطفرات واختيارها على ما يبدو”.
لكن بيمان يقول إن الوقت قد انقضى. إنها تعتقد أن عملية الطفرة يمكن أن تحدث بشكل غير مرئي ، في منطقة من العالم ذات تسلسل جيني محدود وبين الأشخاص الذين لا يتم اختبارهم عادةً ، ربما لأنهم لا يعانون من أعراض.
في وقت ما في الأشهر القليلة الماضية ، كما تقول ، حدث شيء ما لمساعدة أوميكرون على الانفجار ، ربما بسبب تقدم المتغيرات الأخرى – مثل Delta – تم إعاقة تدريجياً بسبب المناعة التي تراكمت من التطعيم والعدوى السابقة ، في حين أن أوميكرون كان قادرًا على تهرب من هذا الحاجز.
GISAID هي مبادرة علمية عالمية ومصدر أساسي تم إنشاؤه في عام 2008 ويوفر الوصول المفتوح إلى البيانات الجينومية الخاصة بفيروسات الأنفلونزا وفيروس كورونا المسؤول عن جائحة كوفيد 19.
على الرغم من أن الباحثين قدموا ما يقرب من 7.5 مليون تسلسل لـ مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) إلى قاعدة بيانات جينوم GISAID ، لم يتم ترتيب تسلسل مئات الملايين من الجينومات الفيروسية من الأشخاص المصابين بـ كوفيد 19 في جميع أنحاء العالم. قامت جنوب إفريقيا ، التي تضم حوالي 28000 جينوم ، بتسلسل أقل من 1٪ من حالات كوفيد 19 المعروفة ، وقد قدمت العديد من البلدان المجاورة ، من تنزانيا إلى زيمبابوي وموزمبيق ، أقل من 1000 تسلسل إلى GISAID
يقول مارتن إن الباحثين بحاجة إلى تسلسل جينومات مرض فيروس كورونا كوفيد-19 من هذه البلدان للحصول على إحساس أفضل باحتمالية حدوث تطور غير مرصود. من المحتمل أن السلالات الفرعية الثلاثة من أوميكرون وصلت كل على حدة إلى جنوب إفريقيا من منطقة ذات قدرة تسلسلية محدودة ، كما يقول.
لكن دي أوليفيرا يقول إن سيناريو تطور أوميكرون بشكل غير مرئي من خلال انتقال العدوى من شخص لآخر “غير معقول للغاية”. كان من المفترض أن يتم التقاط الخطوات الوسيطة في تطور أوميكرون في الجينوم الفيروسي من الأشخاص الذين يسافرون من بلدان لا تفعل سوى القليل من التسلسل لتلك التي تفعل الكثير.
يقول سيرجي بوند ، عالم الأحياء التطورية الحاسوبية في جامعة تمبل في فيلادلفيا ، بنسلفانيا: “هذا ليس القرن التاسع عشر ، حيث تستغرق ستة أشهر للانتقال من نقطة إلى أخرى بالمراكب الشراعية”.
ويضيف أندرسن أنه نظرًا لأن بعض طفرات أوميكرون لم يتم رؤيتها من قبل ، فقد يكون المتغير قد تطور في بيئة لا تتضمن سلاسل انتقال من شخص لآخر. لا تتطابق بعض التغييرات في أوميكرون مع أي تغييرات شوهدت حتى في المجموعة الفيروسية الأوسع نطاقًا من فيروسات الساربيك ، والتي تشمل الفيروس المسبب لمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (سارس). على سبيل المثال ، هناك موقع معين على جينومات جميع فيروسات الساربيك المشهورة يشفر حمض أميني سيرين ، لكن الطفرة في أوميكرون تعني أن المتغير يحتوي على ليسين في هذا الموضع ، مما يغير الكيمياء الحيوية لتلك المنطقة ، كما يقول أندرسن.
ومع ذلك ، يقول جيسي بلوم ، عالِم الوراثة التطورية الفيروسية في مركز فريد هاتشينسون لأبحاث السرطان في سياتل ، واشنطن ، إن السارس – CoV-2 لم يستكشف بعد جميع احتمالاته لدى الناس. “الفيروس لا يزال يتوسع في الفضاء التطوري.”
عدوى مزمنة..وتكاثر يدوم طويلا
حاضنة بديلة للتطور السريع هو الشخص المصاب بعدوى مزمنة. هناك ، يمكن للفيروس أن يتكاثر لأسابيع أو شهور ، ويمكن أن تظهر أنواع مختلفة من الطفرات لتفادي جهاز المناعة في الجسم. تعطي العدوى المزمنة الفيروس “فرصة لعب القط والفأر مع جهاز المناعة” ، كما يقول بوند ، الذي يعتقد أنها فرضية معقولة لظهور أوميكرون.
لوحظت مثل هذه الالتهابات المزمنة لدى الأشخاص الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة والذين لا يستطيعون التخلص بسهولة من مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) . على سبيل المثال ، وصف تقرير حالة صدر في ديسمبر / كانون الأول 2020 رجلاً يبلغ من العمر 45 عامًا مصابًا بعدوى مستمرة . خلال ما يقرب من خمسة أشهر في مضيفه ، تراكم مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) ما يقرب من عشرة تغييرات في الأحماض الأمينية في بروتين سبايك. يقترح بعض الباحثين ظهور ألفا في شخص مصاب بعدوى مزمنة ، لأنه ، مثل أوميكرون ، يبدو أنه تراكمت عليه التغييرات بمعدل متسارع.
يقول بن موريل ، عالم الفيروسات متعدد التخصصات في معهد كارولينسكا في ستوكهولم: “يجب أن يتغير الفيروس ليبقى”. يعد مجال ربط المستقبلات ، حيث تتركز العديد من طفرات أوميكرون ، هدفًا سهلاً للأجسام المضادة ، وربما يتعرض لضغط للتغيير في عدوى طويلة الأمد.
لكن أيا من فيروسات الأفراد المصابين بعدوى مزمنة تمت دراستها حتى الآن لم يكن له حجم الطفرات التي لوحظت في أوميكرون. يقول راسموسن إن تحقيق ذلك يتطلب معدلات عالية من التكاثر الفيروسي لفترة طويلة ، مما قد يجعل هذا الشخص مريضًا للغاية. “يبدو أن هناك الكثير من الطفرات لشخص واحد فقط.”
الطفرة N501Y هي التي تسمح للمتغير أن يكون أكثر قابلية للانتقال
ومما يزيد الصورة تعقيدًا أن خصائص أوميكرون يمكن أن تنبع من توليفات من الطفرات تعمل معًا. على سبيل المثال ، تم العثور على طفرتين في أوميكرون – N501Y مع Q498R – تزيدان من قدرة المتغير على الارتباط ببروتين ACE2 بحوالي 20 مرة ، وفقًا لدراسات الخلية . تشير الأبحاث الأولية التي أجراها مارتن وزملاؤه إلى أن العشرات من الطفرات النادرة في أوميكرون تشكل ثلاث مجموعات منفصلة ، يبدو أنهم يعملون معًا للتعويض عن الآثار السلبية لأي واحد .
إذا كانت هذه هي الحالة ، فهذا يعني أنه سيتعين على الفيروس التكاثر بشكل كافٍ في جسم الشخص لاستكشاف تأثيرات مجموعات الطفرات – والتي قد تستغرق وقتًا أطول لتحقيقها مما لو كانت تأخذ عينات من مساحة الطفرات المحتملة واحدة تلو الأخرى.
أحد الاحتمالات هو أن العديد من الأشخاص المصابين بعدوى مزمنة كانوا متورطين ، أو أن أسلاف أوميكرون جاء من شخص مصاب بعدوى طويلة الأمد ثم قضى بعض الوقت في عموم السكان قبل أن يتم اكتشافه. يقول راسموسن: “هناك الكثير من الأسئلة المفتوحة”.
إن إثبات هذه النظرية قريب من المستحيل ، لأن الباحثين بحاجة إلى أن يكونوا محظوظين بما يكفي للعثور على الشخص أو المجموعة المعينة التي يمكن أن تكون قد أشعلت ظهور أوميكرون. ومع ذلك ، فإن الدراسات الأكثر شمولاً حول تطور مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) في حالات العدوى المزمنة من شأنها أن تساعد في تحديد نطاق الاحتمالات ، كما يقول نير.
أوميكرون.. هل بدأ من الحيوانات؟
ربما لم يظهر أوميكرون في شخص على الإطلاق. مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) هو فيروس خبيث: فقد انتشر من النمر البري والضباع وأفراس النهر في حدائق الحيوانات ، وإلى حيوانات مثل الهامستر.
لقد تسبب في فوضى في مزارع المنك في جميع أنحاء أوروبا ، وتسلل إلى مجموعات من الغزلان ذات الذيل الأبيض في جميع أنحاء أمريكا الشمالية. وقد يكون أوميكرون قادرًا على الدخول في مجموعة أوسع من الحيوانات. وجدت الدراسات المستندة إلى الخلايا أنه ، على عكس المتغيرات السابقة ، يمكن أن يرتبط بروتين أوميكرون السنبلة ببروتين ACE2 للديك الرومي والدجاج والفئران .
وجدت إحدى الدراسات أن مجموعة الطفرات N501Y-Q498R تسمح للمتغيرات بالارتباط بإحكام بإنزيم محول للأنجيوتنسين 2 المعروف في الأوساط العلمية بـ ACE2 للفئران .
ويشير روبرت جاري ، عالم الفيروسات في جامعة تولين في نيو أورلينز ، لويزيانا ، إلى أن العديد من الطفرات الأخرى في أوميكرون شوهدت في فيروسات مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) التي تتكيف مع القوارض في التجارب المعملية.
يبدو أن أنواع بدائل النوكليوتيدات المفردة التي لوحظت في جينوم أوميكرون تعكس أيضًا تلك التي لوحظت عادةً عندما تتطور فيروسات كورونا في الفئران ، ولا تتطابق أيضًا مع المفاتيح التي لوحظت في فيروسات كورونا التي تتكيف مع البشر ، وفقًا لدراسة أجريت على 45 طفرة في أوميكرون .
أشارت الدراسة إلى أنه في المضيفين من البشر ، تميل استبدالات G إلى U في فيروسات حمض نووي ريبوزي بمعدل أعلى من تبديل C إلى A ، ولكن لا يُظهر أوميكرون هذا النمط.
من الممكن ، إذن ، أن يكون مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) قد اكتسب طفرات أتاحت له الوصول إلى الفئران – القفز من شخص مريض إلى فأر ، ربما من خلال مياه الصرف الصحي الملوثة – ثم انتشر وتطور إلى أوميكرون في تلك الحيوانات. يمكن للفأر المصاب لاحقًا الاتصال بشخص ما ، مما أدى إلى ظهور أوميكرون. تتمايز السلاسل الفرعية الثلاثة لأوميكرون بشكل كافٍ بحيث ، وفقًا لهذه النظرية ، يمثل كل منها قفزة منفصلة من الحيوان إلى الإنسان.
يمكن لعدد كبير من الحيوانات المصابة بالعدوى التي تدوم لفترة أطول من البشر أن تمنح السارس-CoV-2 مجالًا لاستكشاف مجموعة متنوعة من الطفرات و “تكوين عدد كبير من الفيروسات الأشباح التي لا يعرفها أحد” ، كما يقول مارتن ، الذي يقول إنه يجد نظرية “الأمراض الحيوانية المنشأ العكسية” هذه مقنعة. يقول إن التغييرات التي تجعل الفيروس أفضل في الانتشار في مضيفه الحيواني لن تؤثر بالضرورة على قدرته على إصابة الناس.
يقول أندرسن إن خزان الحيوانات يمكن أن يفسر أيضًا سبب ندرة ظهور بعض الطفرات في أوميكرون لدى البشر من قبل.
سلالة من أوميكرون.. طفرات تم التغافل عنها..
لكن يقول آخرون إنه حتى قفزة فيروسية واحدة من حيوان إلى شخص هي حدث نادر – ناهيك عن ثلاثة.
في الوقت نفسه ، أتيحت للفيروس فرص كثيرة للانتشار بين البشر. وعلى الرغم من أن بعض طفرات أوميكرون شوهدت في القوارض ، فإن هذا لا يعني أنها لا يمكن أن تحدث أو لم تحدث لدى البشر أيضًا ، وببساطة تم التغاضي عنها.
يشير Murrell أيضًا إلى أن مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) لم يمر على الفور بفترة تطور متسارع بعد الوصول إلى البشر لأول مرة.
يقول سبيروس ليتراس وهو عالم الفيروسات التطوري بجامعة غلاسكو بالمملكة المتحدة ، إنه عندما انتشر الفيروس إلى المنك والغزلان ، حدثت تغيرات ، لكن ليس العديد من الطفرات التي تراكمت مثل أوميكرون.
هذا يعني أن الأدلة ليست كافية للإشارة إلى أن سلف أوميكرون قد خضع لانتقاء سريع بعد العثور على موطن جديد في البرية.
لتأكيد هذه النظرية ، سيحتاج الباحثون إلى العثور على فيروسات مقربة من أوميكرون في حيوان آخر ، لكنهم لم يبحثوا – “شيء تم إهماله بشكل رهيب” ، كما يقول مارتن.
البحث في أصول أوميكرون..احتمالات تجعل العلماء غارقين في ظلام عدم التوصل لإجابات
منذ أن بدأ الوباء ، قام الباحثون بترتيب أقل من 2000 جينوم لمرض فيروس كورونا (كوفيد-19) معزولة عن حيوانات أخرى ، معظمها من المنك والقطط والغزلان.
الآن بعد أن ظهر فيروس أوميكرون وانتشر ، يمكن أن تقدم كيفية تطوره لدى البشر المزيد من الأدلة حول أصوله. فقد يؤدي ، على سبيل المثال ، إلى إحداث طفرات وجد أنها ساعدتها ، في وقت لاحق ، على التكيف مع مضيف حيواني مختلف ، أو لدى شخص مصاب بعدوى مزمنة. لكنها أيضًا لا يمكن أن تتغير كثيرًا ، تاركة الباحثين في الظلام.
يقول بلوم إن الإجابة على ظهور أوميكرون ستكون على الأرجح واحدة أو مجموعة من السيناريوهات الثلاثة. لكنه يضيف أن الباحثين بعيدين عن شرح العمليات التي جلبت أوميكرون هنا ، ناهيك عن التنبؤ بالشكل الذي سيبدو عليه الشكل التالي.
يبقى منشأ أوميكرون لغزا يحيّر العلماء في هذه المرحلة، إذ يقول العديد منهم إنهم قد لا يكتشفون أبدًا من أين أتى أوميكرون. يقول دكتور بلوم: “يوضح لنا أوميكرون حقًا الحاجة إلى التواضع في التفكير في قدرتنا على فهم العمليات التي تشكل تطور فيروسات مثل مرض فيروس كورونا (كوفيد-19) “.
