يحاول العلماء اكتشاف فيروسات جديدة قبل أن تسبب الأوبئة
مرة أخرى في الصيف ، أبرم الدكتور مايكل مينا صفقة مع شركة التخزين البارد. مع إغلاق العديد من عملائها في المطاعم ، كان لدى الشركة مجمدات لتجنيبها ، باحثة الصحة العامة بجامعة هارفارد T.H. مدرسة تشان للصحة العامة ، كان لديها نصف مليون قنينة بلازما من دم بشري قادمة إلى مختبره من جميع أنحاء البلاد ، عينات تعود إلى أيام الراحة في يناير 2020.
القوارير ، الموجودة الآن في ثلاثة مجمدات ضخمة خارج مختبر مينا ، هي في قلب مشروع تجريبي لما يسميه هو ومساعدوه المرصد المناعي العالمي. إنهم يتصورون نظام مراقبة هائلًا يمكنه فحص الدم من جميع أنحاء العالم بحثًا عن وجود أجسام مضادة لمئات الفيروسات في وقت واحد. وبهذه الطريقة ، عندما يغرقنا الوباء التالي ، سيكون لدى العلماء معلومات مفصلة في الوقت الفعلي عن عدد الأشخاص المصابين بالفيروس وكيفية استجابة أجسامهم.
قد تقدم بعض الإشعارات المبكرة ، مثل تحذير من إعصار. على الرغم من أن نظام المراقبة هذا لن يكون قادرًا على اكتشاف فيروسات أو متغيرات جديدة بشكل مباشر ، إلا أنه يمكن أن يظهر عندما يبدأ عدد كبير من الأشخاص في اكتساب مناعة ضد نوع معين من الفيروسات.
يحتفظ جهاز المناعة البشري بسجل لمسببات الأمراض التي قابلها من قبل ، في شكل أجسام مضادة تحاربها ثم تستمر في البقاء مدى الحياة. من خلال اختبار هذه الأجسام المضادة ، يمكن للعلماء الحصول على لمحة سريعة عن فيروسات الإنفلونزا التي أصبت بها ، وما كان هذا الفيروس الأنفي قد انتشر من خلالك الخريف الماضي ، حتى إذا كان لديك فيروس الجهاز التنفسي المخلوي عندما كنت طفلاً. حتى لو لم تتسبب العدوى في مرضك مطلقًا ، فسيظل يتم التقاطها من خلال طريقة التشخيص هذه ، والتي تسمى الاختبار المصلي.
قال مينا: "نحن جميعًا مثل أجهزة التسجيل الصغيرة ،" نتتبع الفيروسات دون أن ندرك ذلك.
أنماط الإكتشاف
يختلف هذا النوع من القراءة من الجهاز المناعي عن الاختبار الذي يبحث عن عدوى فيروسية نشطة. يبدأ الجهاز المناعي في إنتاج الأجسام المضادة بعد أسبوع إلى أسبوعين من بدء العدوى ، لذلك فإن علم الأمصال يكون بأثر رجعي ، بالنظر إلى ما اكتشفته. أيضًا ، قد تنتج الفيروسات وثيقة الصلة استجابات مماثلة ، مما يثير الأجسام المضادة التي ترتبط بنفس الأنواع من البروتينات الفيروسية. وهذا يعني أن هناك حاجة إلى فحوصات مصممة بعناية للتمييز بين فيروسات كورونا المختلفة ، على سبيل المثال.
قال ديريك كامينغز ، باحث الصحة العامة بجامعة فلوريدا ، إن علم الأمصال يكشف أشياء لا يكشف عنها اختبار الفيروسات. من خلال قاعدة بيانات كبيرة من العينات والتفاصيل السريرية ، يمكن للعلماء البدء في رؤية أنماط تظهر في كيفية استجابة الجهاز المناعي لشخص ليس لديه أعراض مقارنة بشخص يكافح من أجل التخلص من الفيروس. يمكن أن تكشف الأمصال أيضًا قبل أن يبدأ تفشي المرض ما إذا كان لدى السكان مناعة قوية ضد فيروس معين ، أو ما إذا كانت منخفضة بشكل خطير.
قال كامينغز: "أنت تريد أن تفهم ما حدث في مجتمع ما ، ومدى استعداد هؤلاء السكان لهجمات مستقبلية من أحد مسببات الأمراض".
ذكر كامينغز إن هذا النهج يمكن أن يكتشف أيضًا الأحداث في النظام البيئي الفيروسي التي تمر دون أن يلاحظها أحد. على سبيل المثال ، اكتشف الأطباء في البرازيل تفشي زيكا عام 2015 ، الذين لاحظوا مجموعة من الأطفال ذوي رؤوس صغيرة بشكل غير طبيعي ، ولدوا بعد سبعة إلى تسعة أشهر من إصابة أمهاتهم. وقال: "كان من الممكن تصور أن يكون المرصد المصلي قد التقط هذا قبل ذلك الحين".
غالبًا ما تكون المسوحات المصلية صغيرة ويصعب إعدادها ، لأنها تتطلب سحب الدم من المتطوعين. لكن منذ عدة سنوات ، ناقش مينا وزملاؤه فكرة نظام مراقبة كبير وآلي باستخدام عينات متبقية من الاختبارات المعملية الروتينية.
"لو كان قد تم إعداده في عام 2019 ، فعندما ضرب هذا الفيروس الولايات المتحدة ، كان لدينا وصول جاهز إلى البيانات التي كانت ستسمح لنا برؤيتها متداولة في مدينة نيويورك ، على سبيل المثال ، دون القيام بأي شيء مختلف" ، قالت.
على الرغم من أن المرصد لم يكن قادرًا على تحديد فيروس كورونا الجديد ، إلا أنه كان سيكشف عن عدد كبير بشكل غير عادي من الإصابات من عائلة الفيروس التاجي ، والتي تشمل تلك التي تسبب نزلات البرد. ربما يكون قد أظهر أيضًا أن الفيروس التاجي الجديد كان يتفاعل مع أجهزة المناعة لدى المرضى بطرق غير متوقعة ، مما أدى إلى ظهور علامات منبهة في الدم. قال مينا إن ذلك كان يمكن أن يكون إشارة لبدء التسلسل الجيني لعينات المرضى ، لتحديد الجاني ، وربما يكون قد وفر أسبابًا لإغلاق المدينة في وقت سابق. (وبالمثل ، فإن علم الأمصال لن يكون قادرًا على اكتشاف حالة الطوارئ لمتغير فيروس جديد ، مثل متغيرات فيروس كورونا المعدية التي تم اكتشافها في جنوب إفريقيا وإنجلترا قبل الانتشار في مكان آخر. لذلك ، يجب على الباحثين الاعتماد على التسلسل الجيني القياسي لعينات اختبار الفيروس. )
استثمار قوي
يتطلب المرصد اتفاقات مع المستشفيات وبنوك الدم ومصادر الدم الأخرى ، بالإضافة إلى نظام للحصول على موافقة المرضى والمتبرعين. وأشار أليكس جرينجر ، خبير الفيروسات في جامعة واشنطن ، إلى أنه يواجه أيضًا مشكلة التمويل. من غير المرجح أن تتحمل شركات التأمين الصحي الفاتورة ، حيث لا يستخدم الأطباء عادة اختبارات الأمصال لعلاج الناس.
وقدر مينا أن المرصد سيكلف حوالي 100 مليون دولار للانطلاق على الأرض. وأشار إلى أنه وفقًا لحساباته ، فقد خصصت الحكومة الفيدرالية أكثر من ضعف هذا المبلغ لشركة التشخيص Ellume لإنتاج اختبارات COVID سريعة كافية لتغطية الطلب الأمريكي لبضعة أيام فقط. وقال إن مرصد مسببات الأمراض يشبه نظام التنبؤ بالطقس الذي يعتمد على أعداد هائلة من العوامات وأجهزة الاستشعار في جميع أنحاء العالم ، ويبلغ بشكل سلبي عن الأحداث أينما ومتى تنشأ. تم تمويل هذه الأنظمة من خلال المنح الحكومية وهي تحظى بتقدير كبير.
قالت جيسيكا ميتكالف ، باحثة الصحة العامة في جامعة برينستون وأحد أعضاء فريق المرصد ، إن القدرة التنبؤية للأمصال تستحق الاستثمار. قبل بضع سنوات ، وجدت هي وزملاؤها في استطلاع أصغر أن المناعة ضد الحصبة كانت منخفضة بشكل ينذر بالسوء في مدغشقر. في الواقع ، انتشر تفشي المرض في عام 2018 ، مما أدى إلى مقتل أكثر من 10,000 طفل.
الآن ، بدأت نصف مليون عينة بلازما في مجمدات مينا ، جمعتها شركة أوكتوفارما للتبرع بالبلازما من مواقع في جميع أنحاء البلاد العام الماضي ، في الخضوع لاختبارات مصلية تركز على فيروس كورونا الجديد ، بتمويل من منحة قدرها 2 مليون دولار من مؤسسة Open Philanthropy. كان على الاختبار انتظار الباحثين لإنشاء منشأة اختبار روبوتية جديدة ومعالجة العينات ، لكنهم الآن يعملون من خلال دفعاتهم الأولى.
يأمل الفريق في استخدام هذه البيانات لإظهار كيفية تدفق الفيروس إلى الولايات المتحدة ، أسبوعًا بعد أسبوع ، وكيف نمت وتغيرت المناعة ضد فيروس كورونا. ويأملون أيضًا أن يثير الاهتمام باستخدام الأمصال لإلقاء الضوء على حركة العديد من الفيروسات.
قال مينا: "الفكرة الكبرى هي أن تُظهر للعالم أنك لست مضطرًا إلى إنفاق أموال ضخمة للقيام بهذا النوع من العمل". "يجب أن يحدث هذا في كل وقت."
إرسال تعليق