درباره کرونا: چرا ویروس های خفاش انقدر کشنده هستند؟

درباره کرونا ویروس جدید و ارتباط آن با خفاش چه می دانیم؟

اخیرا جهان با بحرانی جدید رو به رو شده است : کرونا ویروسی جدید که در اوایل دسامبر سال ۲۰۱۹ از ووهان چین شروع به گسترش کرد. درباره کرونا ویروس جدید که اختصارا SARS-CoV-2 نامیده شده است، اطلاعات زیادی نداریم. اما با توجه به شباهت هایی که با ویروس سارس و سایر ویروس های خفاش دارد، احتمال داده می شود که منشا این ویروس نیز خفاش باشد. اما چرا ویروس های خفاش مثل ویروس سارس، مرس، ابولا و ماربورگ بیماری زایی و کشندگی بالایی دارند؟

یافته های مطالعه ای جدید که در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی انجام گرفته است نشان می دهد، پاسخ ایمنی بسیار قوی خفاش به ویروس هایی مانند کرونا می تواند باعث تکثیر سریع ویروس شود. بنابراین، وقتی که این ویروس ها به بدن پستانداران دارای سیستم ایمنی متوسط مثل انسان ها وارد می شوند، می توانند آسیب های جدی وارد کنند.

بعضی خفاش ها (مثل خفاش هایی که به عنوان منشا عفونت های انسانی شناخته می شوند) دارای سیستم ایمنی هستند که دائما برای افزایش دفاع علیه ویروس ها آماده است. در این خفاش ها، عفونت های ویروسی باعث ایجاد پاسخ سریع ایمنی می شود که ویروس را از بین میبرد. درحالی که این سیستم دفاعی از خفاش ها در برابر عفونی شدن با مقادیر بالای ویروس جلوگیری می کند، در سایر میزبان ها ویروس خیلی سریع، قبل از اینکه سیستم دفاعی میزبان بتواند افزایش یابد، تکثیر می شود.

این مکانیسم خفاش ها را تبدیل به مخزن منحصر به فرد ویروس های با قابلیت تکثیر و انتقال بالا مثل کرونا ویروس ها تبدیل کرده است. خفاش ها می توانند در برابر چنین ویروس هایی مقاوم باشند. اما وقتی این ویروس های خفاش وارد بدن جانورانی می شوند که سیستم ایمنیِ سریع پاسخ ندارند، به سرعت بر میزبان جدیدشان غلبه می کنند که باعث ایجاد نرخ های بالای مرگ و میر این ویروس ها می شود.

بعضی خفاش ها قادر هستند که بالا رفتن پاسخ ایمنی ضد ویروس قوی خود را با پاسخ ضدالتهابی به تعادل برسانند. اگر تلاش کنیم همان استراتژی ضدویروس خفاش ها را در بدن خود ایجاد کنیم، سیستم ایمنی ما التهاب گسترده ای را تولید خواهد کرد. اما به نظر می رسد خفاش ها به طور منحصر به فردی برای دوری از تهدید ایمونوپاتولوژی مناسب هستند.

خفاش ها در میزبانی از ویروس ها به طور بالقوه خاص هستند. شیوع بسیاری از ویروس ها از خفاش نمی تواند شانسی باشد. خفاش ها به طور نزدیکی با ما انسان ها ارتباط ندارند، بنابراین انتظار نداریم که میزبان بسیاری از ویروس های انسانی باشند. اما این تحقیق نشان می دهد که سیستم ایمنی خفاش ها چگونه می تواند باعث بیماری زایی شود که بر این غلبه کند.

قدرت پرواز خفاش ها باعث طول عمر بالای آن ها و شاید مقاومت ویروسی می شود

به عنوان تنها پستاندار پرواز کننده، خفاش ها هنگام پرواز میزان متابولیسمشان را دو برابر می کنند تا حدی که این میزان به اندازه متابولیسم جونده در حال دویدن می رسد.

به طور معمول، فعالیت فیزیکی زیاد و میزان متابولیسم بالا باعث آسیب بافتی بیشتر به خاطر تجمع مولکول های واکنش دهنده (عمدتا رادیکال های آزاد) می شود. اما به نظر می رسد برای پرواز کردن، مکانیسم های فیزیولوژیکی در خفاش ها تکامل یافته است تا این مولکول های آسیب رسان را به طور کارآمدی از بدنشان بزداید.

این مکانیسم نفع دیگری هم دارد. بر این اساس مولکول های آسیب رسان تولید شده توسط التهاب به هر علتی، به طور کارآمد از بدن خفاش پاک سازی می شود. با وجود این، شاید بتوان علت طول عمر منحصر به فرد خفاش ها را نیز توضیح داد. معمولا حیوانات کوچک تر با ضربان قلب و متابولیسم سریع تر طول عمر کوتاه تری نسبت به حیوانات بزرگ تری که دارای ضربان قلب و متابولیسم آهسته تری هستند، دارند. زیرا متابولیسم بالا باعث تولید رادیکال های آزاد بیشتر می گردد. اما خفاش ها در داشتن طول عمر طولانی تر نسبت به سایر پستانداران هم اندازه خود، منحصر به فرد هستند. بعضی خفاش ها تا ۴۰ سال هم عمر می کنند، درحالی که یک جونده هم اندازه آن ها دو سال عمر می کند.

این سرکوب سریع التهاب ممکن است نفع دیگری هم داشته باشد: سرکوب التهاب ناشی از پاسخ ایمنی ضد ویروس. یکی از حقه های سیستم ایمنی بسیاری از خفاش ها، آزاد شدن بسیار سریع مولکول سیگنالینگی است که اینترفرون آلفا نام دارد. این مولکول قبل از تهاجم ویروس، به سایر سلول ها پیغام آماده باش می دهد.

محققان درباره چگونگی تاثیر پاسخ ایمنی سریع خفاش ها بر تکامل ویروس هایی که میزبانشان هستند کنجکاو بودند، بنابراین آزمایشی را روی سلول های کشت شده از دو خفاش و یک میمون به عنوان کنترل انجام دادند. یکی از خفاش ها، خفاش میوه خوار مصری (Rousettus aegyptiacus)، میزبان طبیعی ویروس ماربورگ است که قبل از رونویسی ژن اینترفرون آلفا برای فرستادن سیل اینترفرون به بدن، نیازمند حمله مستقیم ویروس است. این تکنیک کمی آهسته تر از تکنیک خفاش میوه خوار سیاه استرالیایی (Pteropus alecto)، مخزن ویروس هندرا است که در آن قبل از حمله ویروس، RNA اینترفرون آلفا از قبل رونویسی شده و آماده تبدیل شدن به پروتئین است. میمون سبز آفریقایی نیز اصلا اینترفرون تولید نمی کند.

هنگام چالش با ویروس های تقلید کننده ابولا و ماربورگ، پاسخ های متفاوت این خطوط سلولی جلب توجه می کرد. درحالی که خط سلولی میمون سبز به سرعت مغلوب ویروس ها شده و کشته شدند، گروهی از سلول های خفاش میوه خوار مصری به خاطر هشدار اینترفرون ها، خود را از عفونت ویروسی نجات دادند.

در خفاش میوه خوار سیاه استرالیایی، پاسخ ایمنی حتی موفق تر عمل کرد.

تصور کنید که ویروس های روی یک لایه سلولی همانند آتشی هستند که در جنگل می سوزند. بعضی اجتماعات (سلول ها) عایق حرارتی دارند و بدون آسیب رساندن به بافت اصلی ، آتش با آب خاموش می شود. اما بعد از پایان آتش سوزی همچنان خاکسترهایی در سیستم وجود دارد (هنوز تعدادی سلول ویروسی وجود دارند). جامعه باقی مانده از سلول ها، تکثیر می شوند و اهداف جدیدی برای ویروس ایجاد می کنند که باعث ایجاد عفونت خاکستر مانندی می شود که در طول زندگی خفاش باقی خواهد ماند.

مدلی که این محققان از سیستم ایمنی ویروس طراحی کردند، نشان می دهد که داشتن سیستم اینترفرونی قوی به این ویروس ها کمک می کند که در میزبان خود باقی بمانند. زمانی که شما پاسخ ایمنی قوی داشته باشید، سلول هایی را دارید که دربرابر عفونت محافظت شده اند. بنابراین ویروس می تواند بدون آسیب رساندن به میزبان خود، تکثیر پیدا کند. اما زمانی که وارد بدن جاندار دیگری مثل انسان می شود، وی چنین مکانیسم ضدویروسی ندارد و پاتولوژی زیادی را تجربه می کند.

محققان ذکر کرده اند که بسیاری از ویروس های خفاش از طریق حیوان واسطه به بدن منتقل می شوند. SARS از طریق زباد نخلی آسیایی، MERS به واسطه شتر، ابولا از طریق گوریل ها و شامپانزه ها، نیپاه از طریق خوک ها، هندرا از طریق اسب ها و ماربورگ به واسطه میمون های سبز آفریقایی به انسان منتقل شده اند. با این حال، این ویروس ها با برداشتن قدم آخر و انتقال به انسان، هنوز هم به شدت بیماری زا و کشنده مانده اند.

محققان این مطالعه در حال طراحی مدلی پیشرفته تر از تکامل بیماری ها در خفاش ها هستند تا گسترش ویروس در سایر حیوانات و انسان ها را بهتر درک کنند. درک خط سیر یک عفونت برای پیش بینی ظهور و گسترش و انتقال مواردی مثل کرونا ویروس بسیار مهم است.