9 Ocak 2020’de, dünyanın orta Çin’deki gizemli bir pnömoni vakası kümesini ilk kez öğrenmesinden yaklaşık bir hafta sonra, yetkililer bilim adamlarının suçluyu bulduklarını duyurdular: yeni bir koronavirüs.
Ayık bir duyuruydu ve sinir bozucu derecede tanıdıktı. Yaklaşık yirmi yıl önce, farklı bir koronavirüs tür bariyerini aşarak tüm dünyayı sardı ve ciddi akut solunum sendromu veya SARS adı verilen ölümcül yeni bir hastalığa neden oldu. SARS-CoV olarak bilinen virüs, sağlık görevlileri onu kontrol altına almadan önce 774 kişiyi öldürdü.
Ancak bilim adamları, tarihin tekerrür edebileceğinden endişe etseler bile, bir umut ışığı vardı. Tüm virüsler evrimleşse de, koronavirüslerin nispeten stabil olduğu ve normal gripten daha yavaş değiştiği bilinmektedir.
Dr. Adam Lauring, “Sanırım, bizim lehimize işleyecek bir his vardı ve grip gibi – sürekli değişen ve her zaman güncel aşılara ihtiyaç duyan – kabus senaryosu muhtemelen böyle olmayacaktı, dedi. Michigan Üniversitesi’nde bir virolog ve bulaşıcı hastalık doktoru olan Dr.
Birçok bilim insanının hesaba katmadığı şey, kontrolsüz küresel yayılmaydı. Takip eden haftalarda, yeni virüs SARS-CoV-2, Çin’in Wuhan kentinden Japonya’daki bir yolcu gemisine, kuzey İtalya’daki küçük bir kasabaya ve Boston’daki bir biyoteknoloji konferansına atladı. Ülke ülke, küresel koronavirüs izleyicileri kırmızıya döndü.
Bugüne kadar 237 milyondan fazla insana virüs bulaştı ve 4,8 milyonu öldü – 700.000’i yalnızca Amerika Birleşik Devletleri’nde.
Her enfeksiyon, virüsün mutasyona uğraması için yeni fırsatlar getirir. Şimdi, pandeminin neredeyse iki yılında, yeni viral varyantlardan oluşan bir alfabe üzerinde çalışıyoruz: hızlı yayılan Alfa, bağışıklıktan kaçan Beta ve Gama, Delta, Lambda ve en son olarak Mu.
Dr. Lauring, “Dünyanın çoğunda kontrolsüz enfeksiyonlara sahibiz ve bu, virüsün gelişmesi için daha fazla şansa yol açacak” dedi.
Bir virüs için bile evrim uzun bir oyundur ve SARS-CoV-2 ile ilişkimiz hala emekleme aşamasındadır. Bilim adamları, virüsün kökünü kazıma olasılığının son derece düşük olduğunu ve önümüzdeki birkaç yıl – ve on yıllar boyunca – ne olacağını tahmin etmenin zor olduğunu söylüyor.
Ancak bazı temel biyolojik ilkelerin yanı sıra geçmiş salgınların mirası, nereye gidebileceğimize dair ipuçları sağlar.
Genetik piyango
Virüsler, kendi genomlarının kopyalarını yapmak için hücrelerimizi ele geçiren replikasyon makineleridir. Bazen kopyalarken, yazım hatalarına benzer küçük hatalar yaparlar.
Çoğu zaman bu hataların virüse hiçbir faydası olmaz; çoğu zararlıdır ve hızla kaybolur. Ancak bazen bir virüs genetik piyangoyu vurur: avantaj sağlayan bir mutasyon. Virüsün bu daha zinde versiyonu, akranlarını geride bırakarak yeni bir varyanta yol açabilir.
Koronavirüs sayısız şekilde değişebilir, ancak ilgili üç olasılık vardır: Daha bulaşıcı hale gelebilir, bağışıklık sistemimizden kaçmada daha iyi olabilir veya daha öldürücü hale gelerek daha ciddi hastalıklara neden olabilir.
SARS-CoV-2 şimdiden daha bulaşıcı hale geldi. Seattle’daki Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nde viral evrim uzmanı olan Jesse Bloom, “Virüs, bir kişiden diğerine bulaşmada 2020 Ocak ayında olduğundan daha iyi” dedi. “Ve bu, virüsün edindiği, bazılarını anladığımız ve bazılarını anlamadığımız çeşitli mutasyonlardan kaynaklanıyor. ”
Bu mutasyonlardan ilki 2020 Ocak ayının sonlarında ortaya çıkmıştı. D614G mutasyonu, muhtemelen virüsün insan hücrelerine tutunmak için kullandığı spike proteinini stabilize ederek virüsü daha bulaşıcı hale getirdi. Virüsün orijinal versiyonunun yerini alarak hızla yaygınlaştı.
Virüs yayıldıkça, daha fazla mutasyon ortaya çıktı ve daha da bulaşıcı varyantlara yol açtı. İlk önce, orijinal virüsten yaklaşık yüzde 50 daha bulaşıcı olan Alfa geldi ve kısa süre sonra, Alfa’dan kabaca yüzde 50 daha bulaşıcı olan Delta geldi.
Tulane Üniversitesi’nden bir virolog olan Robert Garry, “Artık temelde bir Delta pandemisindeyiz” dedi. “Yani başka bir dalgalanma, biraz daha iyi bir varyantın başka bir yayılması. ”
Bazı uzmanlar, bir düzineden fazla kayda değer mutasyona sahip hiperenfeksiyöz varyantın bu kadar hızlı ortaya çıkmasına şaşırmış olsa da, daha bulaşıcı varyantların ortaya çıkması ders kitabı viral evrimidir.
Penn State Üniversitesi’nden evrimsel bir mikrobiyolog olan Andrew Read, “Virüsün, o tür için mükemmel bir şekilde oluşturulmuş yeni bir türe gireceğini hayal etmek zor” dedi. “Biraz uyarlama yapmak zorunda. ”
Ancak bilim adamları bu sürecin sonsuza kadar devam etmesini beklemiyorlar.
Belirli bir virüsün içsel özelliklerine dayalı olarak ne kadar bulaşıcı olabileceğine dair bazı temel biyolojik sınırlar olması muhtemeldir. Dr. Bloom, kızamık ve mevsimsel grip gibi insanlara iyi adapte olan virüslerin sürekli daha bulaşıcı hale gelmediğini kaydetti.
Aktarılabilirlik üzerindeki kısıtlamaların ne olduğu tam olarak belli değil, diye ekledi, ancak en azından yeni koronavirüs sonsuz hızda çoğalamaz veya sonsuz uzağa gidemez.
Dr. Bloom, “Bulaşma, bir kişinin virüsü bir şekilde solumasını, öksürmesini veya solumasını ve başka birinin hava yoluna inip onları enfekte etmesini gerektirir” dedi. “Bu sürecin sadece sınırları var. Burada, ofisimde otururken asla böyle olmayacak ve bunu Seattle’ın diğer tarafındaki birine vereceğim, değil mi?”
Ekledi: “Delta varyantı zaten o platoda mı yoksa o platoya gelmeden önce daha fazla artış olacak mı, söyleyemem. Ama bu platonun var olduğunu düşünüyorum. ”
Kredi. . . Bianca Bagnarelli
Dokunulmazlıktan kaçınma
Daha bulaşıcı hale gelmenin yanı sıra, bazı varyantlar ayrıca bazı antikorlarımızdan kaçma yeteneği de kazandı. Virüsün hücrelerimize girmesini engelleyebilen antikorlar, virüsün yüzeyindeki belirli moleküllere tutunacak ve yapboz parçaları gibi yerlerine oturacak şekilde tasarlanmıştır. Ancak virüsteki genetik mutasyonlar, bu bağlanma bölgelerinin şeklini değiştirebilir.
Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden bir immünolog olan Marion Pepper, “Bu şekli değiştirirseniz, bir antikorun işini yapmasını imkansız hale getirebilirsiniz” dedi.
Delta bazı antikorlardan kaçıyor gibi görünüyor, ancak bu savunmalardan kaçmada daha da iyi olan başka varyantlar, özellikle Beta var. Şimdilik Delta o kadar bulaşıcı ki, bu daha gizli varyantların rekabetini geride bırakmayı ve böylece yayılmasını sınırlamayı başardı.
Ancak daha fazla insan virüse karşı antikor edindikçe, virüsün bu antikorları geçmesine izin veren mutasyonlar daha da avantajlı hale gelecektir. Princeton Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Jessica Metcalf, “Seçimin manzarası değişti” dedi. “Virüsün bakış açısından, artık ‘Sadece etrafta dolaşıyorum ve ücretsiz bir ev sahibi var. ‘”
İyi haber şu ki, birçok farklı türde antikor var ve uzmanlar, birkaç yeni mutasyona sahip bir varyantın hepsinden kaçmasının olası olmadığını söyledi.
“Bağışıklık sistemi de virüsün evrimine karşı koymak için birçok hileye sahip olacak şekilde gelişti” dedi Dr. Pepper. “Bağışıklık sisteminde bu kadar karmaşık bir çeşitlilik olduğunu bilmek geceleri daha iyi uyumamı sağlıyor. ”
Örneğin belirli T hücreleri, virüs bulaşmış hücreleri yok ederek hastalığın şiddetini azaltmaya yardımcı olur. Araştırmacılar, T hücre çeşitlerimizin birlikte en az 30 ila 40 farklı SARS-CoV-2 parçasını tanıyabildiğini buldu.
New York Üniversitesi Grossman Tıp Fakültesi’nde bulaşıcı hastalık uzmanı Dr. Celine Gounder, “T hücre yanıtlarından kaçınmak, antikor yanıtlarından çok daha zordur” dedi.
Bir de antikor ordumuzu oluşturan B hücreleri var. Enfeksiyonu temizledikten sonra bile, vücut bir süre B hücrelerini üretmeye devam ediyor ve kasıtlı olarak küçük genetik mutasyonlar getiriyor. Sonuç, bazıları bir sonraki varyant için iyi bir eşleşme olabilecek bir dizi antikor üreten çok çeşitli bir B hücresi koleksiyonudur.
La Jolla İmmünoloji Enstitüsü’nden bir virolog olan Shane Crotty, “Aslında bunlar, bağışıklık sisteminin gelecekte varyantların nasıl görünebileceği hakkında yaptığı bir tahminler kütüphanesi” dedi.
Şimdiye kadar yapılan araştırmalar, SARS-CoV-2 söz konusu olduğunda antikor, T hücresi ve B hücresi yanıtlarımızın hepsinin beklendiği gibi çalıştığını gösteriyor. Dr. Crotty, “Bu virüs çoğunlukla anladığımız immünolojik kurallara göre oynuyor” dedi.
‘Bizi öldürmekle ilgilenmiyorum’
Bilim adamları, virüsün daha öldürücü olup olmayacağını, yani daha ciddi hastalıklara neden olup olmayacağını tahmin etmenin en zor olduğunu söyledi. Bulaşabilirlik veya bağışıklıktan kaçınmanın aksine, virülansın doğasında evrimsel bir avantajı yoktur.
“Virüsün bizi öldürmekle ilgisi yok,” dedi Dr. Metcalf. “Virülans, yalnızca bulaşma için çalışıyorsa virüs için önemlidir. ”
Hastaneye kaldırılan kişilerin virüsü yayma olasılığı burnunu çekerek dolaşanlardan daha az olabileceğinden, bazıları yeni virüslerin zamanla daha hafif hale geldiğini teorileştirdi.
Yaygın olarak belirtilen bir örnek, Avustralyalı bilim adamlarının 1950’de istilacı Avrupa tavşanlarının popülasyonunu azaltmak amacıyla serbest bıraktıkları miksoma virüsüdür.
Bir bilim adamı, başlangıçta, miksoma virüsünün “fantastik derecede öldürücü” olduğunu kanıtladı ve bulaştığı tavşanların yüzde 99’undan fazlasını öldürdü. Ancak sadece birkaç yıl sonra virüsün biraz daha hafif türleri ortaya çıktı ve baskın hale geldi.
Ancak miksoma, virüsün giderek daha az öldürücü hale gelmesiyle ilgili basit bir hikaye değildir.
Virüsü inceleyen Dr. Read, “Çok güzel olan erken varyantlar da 1950’lerin ortalarında keşfedildi” dedi. “Çok az hastalığa neden oldular ama kötü bir şekilde bulaştılar, bu yüzden asla baskın olmadılar. ”
Tavşanlar ayrıca enfeksiyonla daha kolay savaşmalarını sağlayan yeni bağışıklık savunmaları geliştirdiler ve ardından virüs geri teperek tavşanların bağışıklık sistemlerini baskılamak için yeni numaralar edindi.
Dr. Read, “Yetmiş yıl – hala çete avcıları oluyor” dedi.
SARS-CoV-2’nin uzun vadede virülans açısından değişip değişmeyeceğini söylemek için henüz çok erken. Virülans ve bulaşma arasında kesinlikle değiş tokuşlar olabilir; insanları çok çabuk hasta eden çeşitler çok fazla yayılmayabilir.
Yine, bu virüs insanlar ciddi şekilde hastalanmadan önce yayılıyor. Bu doğru kaldığı sürece, virüs bulaşıcılıktan ödün vermeden daha öldürücü hale gelebilir.
Ayrıca, virüsü daha bulaşıcı yapan aynı şey – daha hızlı replikasyon veya hücrelerimize daha sıkı bağlanma – onu daha öldürücü hale getirebilir. Gerçekten de, bazı kanıtlar, Delta’nın diğer varyantlardan daha fazla hastaneye yatışla sonuçlandığını göstermektedir.
“ Aslında bu hayal etme oyununu uzun süre devam ettirebilirim,” dedi Dr. Read. “İyi günlerimde, hastalık şiddetinin zamanla azalacağı konusunda iyimserim. Çünkü açıkça, insanların izole olması bulaşmayı etkiler. Kötü günlerimde, ters yöne gitmesi konusunda endişelenirim. ”
Huzursuz denge
Önümüzde birçok olası yol açık kalsa da, kesin olan şey SARS-CoV-2’nin gelişmeyi bırakmayacağı ve virüsle aramızdaki silahlanma yarışının daha yeni başladığı.
Virüsün kontrolsüz yayılmasına izin vererek ilk birkaç raundu kaybettik ama yine de savaşa katacak güçlü silahlarımız var. En dikkate değer aşılar, rekor hızda geliştirilen son derece etkili aşılardır. Dr. Bloom, “Bu noktada SARS-CoV-2 aşılarının grip aşılarının muhtemelen şimdiye kadar olduğundan daha etkili olduğu konusunda umut olduğunu düşünüyorum” dedi.
İlk nesil aşılar bile hastalığa karşı önemli bir koruma sağlar ve dozlama ve zamanlama ile kurcalayarak, bunları yeni varyantlara uyarlayarak veya bulaşmayı durdurmada daha iyi olabilecek burun spreyleri gibi yeni yaklaşımlar geliştirerek onları iyileştirmek için bolca alan vardır.
Dr. Read, “Mevcut veya gelecek nesil aşılarımızı geliştirerek zararlı evrimsel yörüngeleri çözebileceğimize büyük inancım var” dedi.
Ara sıra ortaya çıkan çığır açan enfeksiyon veya güçlendirici, işaretleme bağışıklığımızı güçlendirmeye yardımcı olabilir ve vücudumuza yeni mutasyonları tanımayı öğretebilir ve sonuçta bizi bir sonraki varyanta karşı daha az savunmasız hale getirebilir.
Dr. Gounder, “Belki yeniden enfeksiyon kapmışsınızdır, ancak nispeten hafiftir, bu da bağışıklığınızı güçlendirir” dedi.
Bu arada, tamamen savunmasız konakların sayısı azaldıkça ve bulaşma yavaşladıkça, virüsün mutasyona uğramak için daha az fırsatı olacaktır. Henüz uzmanlar tarafından incelenmemiş olan yakın tarihli bir makale, artan aşılama oranlarının zaten yeni mutasyonları baskılıyor olabileceğini öne sürüyor.
Ve virüs insanlara daha iyi adapte olurken evrim hızı da yavaşlayabilir.
Dr. Lauring, “Düşük sarkan meyveler var,” dedi. “Yani gelişebileceği ve büyük iyileştirmeler yapabileceği belirli yollar var, ancak bir süre sonra iyileştirilecek alanlar kalmıyor – iyileştirmenin tüm kolay yollarını buldu. ”
Bilim adamlarının tahminine göre, sonunda viral evrim yavaşladıkça ve bağışıklık sistemlerimiz yetiştikçe virüsle huzursuz bir dengeye ulaşacağız. Onu asla söndürmeyeceğiz, ama öfkelenmek yerine için için için yanacak.
Bu denge noktasının tam olarak neye benzediği – ne kadar bulaşma olduğu ve ne kadar hastalığa neden olduğu – belirsizdir. Bazı bilim adamları, virüsün nihayetinde, özellikle mevsimsel dalgalanmalar sırasında ciddi hastalıklara ve ölüme neden olabilen grip gibi olacağını tahmin ediyor.
Diğerleri daha iyimser. Emory Üniversitesi’nde bulaşıcı bir hastalık araştırmacısı olarak bu olasılığı araştıran Jennie Lavine, “Benim tahminim, bir gün soğuk algınlığının başka bir nedeni olacak” dedi.
İnsan popülasyonlarında endemik hale gelen dört koronavirüs daha var. Onlara erken ve sıklıkla maruz kalıyoruz ve dördü de çoğunlukla olağan soğuk algınlığına neden oluyor.
Covid-19, yeni bir koronavirüs önceden var olan herhangi bir bağışıklığı olmayan bir popülasyona yayıldığında göründüğü gibi olabilir. Dr. Lavine, “Bu, alıştığımız diğer her şeyden çok farklı bir canavar olmayabilir,” dedi. “Sadece kötü bir an. ”
Bilim adamları, elbette, dengeye ulaşmanın ne kadar süreceği de dahil olmak üzere birçok belirsizliğin devam ettiğini söyledi. Amerika Birleşik Devletleri’nde enfeksiyonların yeniden azalmaya başlamasıyla birlikte, pandeminin en kötüsünün geride kaldığına dair umutlar yeniden yükseliyor.
Ancak dünyanın çoğu aşılanmamış durumda ve bu virüs şimdiden bizi şaşırtabileceğini kanıtladı. Dr. Crotty, “Gelecekte neler yapabileceğini tahmin etmeye çalışırken biraz temkinli ve alçakgönüllü olmalıyız” dedi.
Bilim adamları, her olasılığa karşı önlem alamasak da, viral gözetimi genişleterek, küresel aşı dağıtımını hızlandırarak ve daha fazla insan aşılanana kadar bulaşmayı azaltarak ihtimalleri lehimize çevirebiliriz.
Duke Üniversitesi’nde küresel bir sağlık uzmanı olan ve “Salgınların Sonu” kitabının yazarı Dr. Jonathan Quick, şimdi gerçekleştirdiğimiz eylemlerin önümüzdeki yılların nasıl görüneceğini belirlemeye yardımcı olacağını söyledi. ”
Gelecek, dedi, “virüsün ne yaptığından çok, insanların ne yaptığına bağlı. ”