نگاهی به اثر جهش‌ها در ویروس کرونا

تمامی ویروس‌ها دارای مادۀ ژنتیکی هستند. اغلب ماده ژنتیکی ویروس‌ها ( ژنوم ) را اسیدهای نوکلئیک (Nucleic acids) و پوششی از پروتئین به نام کپسید تشکیل می‌دهد. بسیاری از ویروس‌ها (DNA: Deoxyribonucleic acid) دارند و ساختار ژنتیکی برخی از ویروس‌ها ، مانند ویروس کرونا، از نوع (RNA: Ribonucleic acid) می‌باشند. هر ویروس تنها یکی از اسیدهای نوکلیئک را دارد و نمی‌تواند همزمان DNA و RNA را داشته باشد(با یک استثنا ). ویروس‌ها به محض ورود به درون یاخته‌های انسان ، تکثیر پیدا نموده و با شبیه‌سازی، هزاران ویروس ایجاد می‌کنند.استفاده از رمز ژنتیکی، کلید شبیه سازی ویروس است . ویروس به سلول میزبان هجوم برده و رمز ژنتیکی و حکومت بر آن را در اختیار می‌گیرد. آنگاه یک ذره ویروسی می‌تواند هزاران ویروس تولید نموده و تغییرات گسترده‌ای را در بدن ایجاد نماید که می‌تواند سبب مرگ میزبان گردد. باید توجه داشت که نرخ جهش ویروس‌های RNA دار، مانند ویروس کرونا، صدها بار از خانواده ژنتیکی‌شان بیشتر است.

به طور کلی ژن‌ها در سراسر مولکول DNA جای گرفته‌اند. زمانی که تغییری در ساختمان این ژن‌ها ایجاد شود جهش(Mutation) رخ داده‌است. این تغییر ژنتیکی، می‌تواند برخی از صفات زیستی را تغییر دهد . هر یک از جهش‌ها می‌تواند در اثرعوامل گوناگون، مانند عوامل شیمیایی یا فیزیکی و حتی به خودی خود رخ دهد . به هر روی موتاسیون یا جهش را باید امری عادی از عملکرد یک ویروس دانست و تمام ویروس‌ها جهش پیدا می‌کنند و ویروس کرونا نیز از این قاعده مستثنی نیست. این ویروس در طی یک سال گذشته بیش از هزار جهش داشته است که البته بیشتر آنها بی‌تاثیر بوده است . در جریان رویداد جهش‌ها ماهیت وذات ویروس تغییرات اساسی نمی‌کند و این تغییرات به سبب پیدایش انواع مختلف ویروس نیست. در عین حال، وقوع جهش‌ها در بیشتر موارد بی‌تأثیر است و یا اینکه می‌توان گفت بیشتر ویروس‌ها با جهش‌های ژنتیکی کم‌خطرتربوده و قدرت مرگباری کمتری دارند. اما در مواردی نیز ممکن است یک جهش سرایت بیماری را بیشتر نماید و اثر خطرناک‌تری داشته باشد. به طورکلی اثر جهش‌ها را می‌توان در سه بخش مطالعه نمود. به‌عبارت دیگر با توجه به تاثیرات فنوتیپی جهش‌های رخ داده، می‌توان به مطالعه جهش‌های زیان آور (deleterious mutation)،جهش‌های خنثی(neutral mutations) و جهش‌های مفید (beneficial mutations) پرداخت. به‌علاوه ممکن است جهش به صورتی رخ دهد که گونۀ جدید ضعیف‌تر شده و به‌تدریج از بین برود. جهش‌هایی نیز هستند که خطر سرایت (بیماری کووید-19) را افزایش داده‌اند . برای نمونه سویه‌ای که در بریتانیا مشاهده شد و به نوع غالب در این کشور تبدیل گردید و در بسیاری از کشورهای دیگر گسترش یافت و یا سویه‌ای که در آفریقای جنوبی شکل گرفت و به کشورهای دیگر سرایت کرد ویا گونه‌ای که در برزیل و یا هندوستان بر اثر جهش بسیار بیماری‌زا شد و درنقاط دیگر انتشار یافت،از نتایج این گونه جهش‌ها می‌باشد .

بنابر این موضوعی که حائز اهمیت است، این است که چه جهش‌هایی سرایت و بیماری‌زایی کووید-19 را افزایش می‌دهند و یا با شدت بیشتری سبب مرگ و میر مبتلایان می‌گردند. همانطور که اشاره گردید برای نمونه می‌توان به جهش D614G اشاره کرد که در (SARS-CoV-2) اتفاق افتاد و به اثر واگیری بیماری افزود. در شکل زیر وقوع این جهش و پیامد آن را، که سبب گسترش بیشتر ویروس شده است،مشاهده می‌فرمایید . با توجه به مفصل بودن این رخداد، در بخش دیگری به تشریح آن پرداخته می‌شود.

اصولا ویروس‌ها دارای یکی‌از اسیدهای نوکلئیک (Nucleicacids) ، یعنی ‌RNA و یا DNA هستند. آن‌ها باید وارد یاخته میزبان‌شوند تا مانند یک موجود‌ زنده عمل ‌نمایند. اسید‌ نوکلئیک ویروس اطلاعات لازم برای سنتز درشت‌ مولکول‌های اختصاصی برای تکثیر ویروس در داخل یاخته‌های میزبان را دارا می‌باشد. ذره‌های ویروسی بالغ یا ویریون (Virion) به‌وسیله پوسته غلاف پروتئینی به ‌نام کپسید (Capsid) پوشیده‌ شده‌ است. هر‌کپسید از واحدهای کوچک پروتئینی به‌نام کپسومر (Capsomere) ساخته‌شده‌است.

تکثیر ویروس‌های ‌‌RNA دار‌، به‌استثنای نوکلئوپروتئین‌های ‌ویروس آنفلوآنزا که در هسته صورت‌می‌گیرد، در سیتوپلاسم انجام می‌شود. در تکثیر ویروس، ویریون‌ها روی گیرنده‌های‌یاخته‌ای تثبیت ‌‌شده و سپس به‌ وسیله قطره‌ خواری یا پینوسیتوز‌‌ (Pinocytosis) به درون ‌یاخته نفوذ‌ می‌کنند و آنگاه عاری ‌از کپسید ‌شده و در‌این‌حال اسید ‌نوکلئیک آزاد ‌می‌گردد. سنتز‌های یاخته‌ای به‌علت نفوذ آنزیم‌هایی که فرمان ساخته‌شدن آن‌ها به ویروس مربوط است، متوقف شده و اسیدنوکلئیک با دخالت یک RNA پیک، فرمان ساخته ‌شدن پروتئین‌های کپسید را به پلی ریبوزوم‌ها (Polyribosome) صادر می‌کند. در ویروس‌های RNA دار،RNA به‌عنوان پیک خود وارد ‌عمل ‌می‌شوند، RNA پیک ترجمه می‌گردد و در‌نتیجه یک RNA پلی‌مراز تشکیل‌می‌شود. اما در‌مورد ویروس‌های DNA دار، DNA بخشی‌از اطلاعات خود را به‌وسیله RNA پیک ‌رونویسی می‌کند و امکان سنتز پروتئین‌های ویژه ویروس و آنزیم‌های لازم برای بیوسنتز ویروسی فراهم‌می‌گردد‌. پس‌از ساعاتی، در یاختۀ میزبان پروتئین و یک اسیدنوکلئیک ویروسی به‌وجود ‌می‌آید.

کرونا ویروس‌ها، با نام علمی Coronaviruses ، خانواده بزرگی از ویروس‌ها را تشکیل می‌دهند. این ویروس‌ها، که ازخانواده کروناویریده (Coronaviridae) هستند عامل بیماری‌هایی مانند سرماخوردگی معمولی و گاهی بیماری‌های کشنده‌ای مانند سارس، مرس و اکنون کووید-19 می‌باشند. در حقیقت پس از راینوویروس‌ها (Rhinovirus) ، کرونا ویروس‌ها را باید بزرگترین عامل ابتلا به سرماخوردگی و عفونت‌های تنفسی دانست. بیماری کووید19 (Coronavirus disease 2019)، نیز از ‌خانوادۀ کرونا ویروس‌هاست. پیش از این به این نکته اشاره کرده‌ام که واژه " کروناویروس" از کلمه لاتین "corona" یا کلمه یونانی"κορώνη" گرفته شده است. معنای لغوی این واژه تاج یا هاله است که ویژگی ظاهری ویریون‌ها ( زمان عفونی‌شدن ویروس) رادر زیر میکروسکوپ الکترونی نشان می‌دهد و می‌تواند تصویری از یک تاج سلطنتی یا تاج خورشیدی را یاد آور شود. بنابراین ویژگی ظاهری این ویروس همان زوائد تاج مانند بر روی سطوح دیواره ویروس می‌باشد.

این ویروس‌ها مسبب بیماری «سارس» (Severe acute respiratory syndrome) نیز بودند که در سال‌های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۳ سندرُم تنفسی وخیم و حاد ایجاد کردند. ویروسِ «سارس» که از نوامبر ۲۰۰۲ تا ژوئیۀ ۲۰۰۳ سبب مرگ نزدیک به ۸۰۰ نفر در ۲۰ کشور جهان شد، ابتدا از خفاش به گربه‌های ولگرد منتقل گردید و سپس به انسان رسید. باید توجه داشت که بیماریِ سارس نیز نخستین بار در چین ظاهر شد و از آنجا به کشورهای دیگر جهان سرایت کرد.

گزارش‌های اولیه منتشر شده نشان می‌داد، که توالی ژنوم نسل ویروس جدید کرونا که از پانگولین جدا شده، ۹۹ درصد با موارد یافت شده در بیماران مبتلا به آن یکسان است. بنابراین می‌توان گفت که ویروس در بدن جانورانی مانند خفاش هست. این پستانداران که در گروه‌های بزرگ دور یکدیگر جمع می‌شوند و خودشان به سازگاری با این ویروس رسیده‌اند ، می‌توانند با پروازهایی که دارند عوامل بیماری‌زا را در مسافت‌های طولانی به طور گسترده پخش کنند. در این گزارش‌ها آمده بود که بیشتر کرونا ویروس‌های حیوانی به سلول‌های اپی‌تلیال (Epithelial cells) مجرای تنفسی و گوارشی حیوانات گرایش دارند.عفونت‌های عادی کرونا ویروس در انسان اغلب به مجاری فوقانی تنفسی محدود می‌گردد.

پیش از این، گزارش‌های علمی از شناسایی۲۳ جهش ژنتیکی جدید در ویروس کرونا انگلیسی خبر می‌داد. براساس این گزارش‌ها مهمترین این جهش‌ها تغییر در آمینواسید ۵۰۱ پروتئین اسپایک (spike protein amino acid changes) است که احتمال می‌رود این جهش (N501Y) در افزایش سرایت پذیری نقش داشته باشد. احتمالا با این جهش ویروس کرونا در انگلیس بیش از ۵۰ درصد بر شدت سرایت ویروس جهش یافته نسبت به ویروس‌های پیشین افزوده شد. جهش N501Y در منطقه پروتئین شاخ سنبله ویروس، که نقش مهمی برای ورود ویروس به یاخته‌های بدن انسان و تکثیر ویروس‌ها را دارد، رخ داده است.

پیش از این اشاره شد که ویروس‌های RNA‌دار احتمالا نمی‌توانند جهش را به صورت کامل کنترل کنند و تعداد جهش در آن‌ها زیاد است . برای نمونه ویروس آنفلوآنزا با جهش‌های زیاد و مکرر همراه است.

به هر روی باید به این نکته توجه داشت که نوع اولیه (coronavirus 2 (SARS-CoV-2 و همچنین گونه‌های جهش یافته آن نیز مسری هستند و هرچه بیشتر در میان مردم گسترش یابند، با جهش‌های ژنتیکی بیشتری خود نمایی می‌کنند و احتمالا گونه‌های جدیدتری از آن ایجاد خواهد شد. از آنجا که این ویروس مسری ، بیماری‌زا و مرگ آور است باید با واکسیناسیون کامل و همچنان بارعایت فاصله اجتماعی ، شستشوی مرتب دست‌ها با آب و صابون و استفاده از ماسک با آن مبارزه نمود .

• دکتر مهدی نوری-متخصص ژنتیک، استاد تغذیه ، پژوهشگر اختلالات و بیماری‌های روانی