میکسوما، قاتل خرگوش‌ها؛ ویروسی که با گذشت زمان خفیف‌تر نشد
همانطورکه نرخ مرگ‌و‌میر ناشی از کووید در سراسر جهان به پایین‌ترین سطح خود از هفته‌های اولیه دنیاگیری در سال ۲۰۲۰ رسیده، ممکن است نتیجه‌گیری کنیم که ویروس کرونا به‌طور برگشت‌ناپذیری خفیف‌تر می‌شود. تصور مذکور با این باور متداول سازگار است که تمام ویروس‌ها در ابتدا شدید هستند و در طول زمان تکامل پیدا می‌کنند و ملایم‌تر می‌شوند.
آریس کاتزوراکیس، زیست‌شناس تکاملی از دانشگاه آکسفورد می‌گوید: «این روایت غالب وجود دارد که نیروی‌های طبیعی دنیاگیری را برای ما حل خواهند کرد.» بااینحال، چنین قانون طبیعی‌ای وجود ندارد و تکامل ویروس‌ها اغلب پیچ‌و‌خم‌های غیرمنتظره‌ای دارد.
برای ویروس‌شناسان، بهترین مثال این پیش‌بینی‌ناپذیری پاتوژنی است که در ۷۲ سال گذشته خرگوش‌های استرالیا را به نابودی کشیده است: ویروس میکسوما. اندرو رید، زیست‌شناس تکاملی از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا گفت:
میکسوما صدها میلیون خرگوش را کشته است و مرگ‌بارترین ویروس شناخته‌شده مهره‌داران است. این ویروس از تمام ویروس‌های مهره‌داران کشنده‌تر است.
خرگوش مبتلا به میکسوماتوز شدید
پس از شناسایی ویروس میکسوما در سال ۱۹۵۰، کشندگی ویروس مذکور برای خرگوش‌ها کمتر شد؛ اما دکتر رید و همکارانش متوجه شدند که در دهه‌ی ۱۹۹۰ مسیر آن معکوس شده است. آخرین مطالعه‌ی پژوهشگران که اخیراً منتشر شد، نشان می‌دهد که به‌نظر می‌رسد ویروس در مسیری در حال تکامل است که سرعت انتقال آن بین خرگوش‌ها بیشتر شود. دانشمندان به‌طور عمدی ویروس میکسوما را وارد استرالیا کردند، با این امید که جمعیت خرگوش‌های مهاجم این کشور را نابود کند.
در سال ۱۸۵۹، کشاورزی به نام توماس آستین چند خرگوش را از انگلستان وارد کرد تا بتواند آن‌ها را در مزرعه خود در ویکتوریا شکار کند. بدون وجود شکارچیان طبیعی یا پاتوژن‌هایی که افزایش جمعیت خرگوش‌ها را مهار کند، تعداد آن‌ها به‌شدت افزایش یافت و به چندمیلیون رسید. آن‌ها مقدار زیادی از گیاهان را می‌خوردند؛ به‌طوری‌که به تهدیدی برای حیات‌وحش و مزارع پرورش گوسفند در سراسر این قاره تبدیل شدند.
در اوایل دهه‌ی ۱۹۰۰، پژوهشگران در برزیل راه‌حلی به استرالیایی‌ها پیشنهاد کردند. آن‌ها ویروس میکسوما را در گونه‌ای از خرگوش دم‌پنبه‌ای بومی آمریکای‌جنوبی کشف کرده بودند. این ویروس که ازطریق پشه‌ها و کک‌ها منتشر می‌شود، آسیب کمی به خرگوش‌های دم‌پنبه‌ای وارد می‌کرد؛ اما وقتی دانشمندان خرگوش‌های اروپایی را در آزمایشگاه خود آلوده کردند، ویروس میکسوما بسیار کشنده ظاهر شد. خرگوش‌ها دچار جوش‌های پوستی پر از ویروس می‌شدند و سپس عفونت به اعضای دیگر منتقل می‌شد و معمولاً در چند روز این حیوانات را از پای درمی‌آورد. این بیماری وحشتناک میکسوماتوز نامیده شد.
دانشمندان برزیلی نمونه‌هایی از ویروس میکسوما را به استرالیا فرستادند. در آن‌‌‌جا، دانشمندان سال‌ها در آزمایشگاه‌های خود این موضوع را بررسی کردند که ویروس مذکور فقط خرگوش‌ها را تهدید کند و خطری برای گونه‌های دیگر نداشته باشد. برخی از دانشمندان حتی ویروس‌های میکسوما را به خودشان تزریق کردند.
پس از اینکه بی‌خطر‌بودن ویروس برای گونه‌های دیگر تأیید شد، پژوهشگران آن را در چند محل نگه‌داری خرگوش پخش کردند تا ببینند چه اتفاقی می‌افتد. خرگوش‌ها به‌سرعت می‌مردند؛ اما مرگ آن‌ها مدتی طول می‌کشید؛ به‌طوری‌که پشه‌ها فرصت داشتند آن‌ها را نیش بزنند و ویروس را به خرگوش‌های دیگر منتقل کنند. طولی نکشید مرگ خرگوش‌هایی که صدها مایل دورتر بودند، نیز شروع شد.
اندکی پس از ورود میکسوما، دکتر فرانک فنر، ویروس‌شناس استرالیایی، مطالعه‌ی دقیق و طولانی‌مدتی را از میزان کشتار ویروس مذکور آغاز کرد. او برآورد کرد که فقط در ۶ ماه اول، ویروس مذکور ۱۰۰ میلیون خرگوش را کشته است. دکتر فنر در آزمایش‌های آزمایشگاهی مشخص کرد که ویروس میکسوما ۹۹/۸ درصد از خرگوش‌هایی را که آلوده می‌کند، معمولاً در کمتر از دو هفته از پای درمی‌آورد.
ویروس میکسوما زیر میکروسکوپ الکترونی عبوری. این ویروس ازطریق پشه‌ها و کک‌ها منتشر می‌شود.
بااینحال، ویروس میکسوما خرگوش‌های استرالیایی را ریشه‌کن نکرد. در دهه‌ی ۱۹۵۰، دکتر فنر علت این مسئله را کشف کرد: کشندگی ویروس میکسوما کم شده بود. در آزمایش‌های او، شایع‌ترین سویه‌های ویروس فقط ۶۰ درصد از خرگوش‌ها را از بین میبرد و مدت بیشتری طول می‌کشید تا خرگوش‌ها از پای درآیند.
این تکامل با ایده‌های رایجی که در آن زمان وجود داشت، سازگار بود. بسیاری از زیست‌شناسان معتقد بودند که ویروس‌ها و انگل‌های دیگر به ناگزیر تکامل پیدا می‌کنند تا خفیف‌تر شوند؛ مسئله‌ای که به‌عنوان «قانون کاهش توانایی بیماری‌زایی» شناخته شد. گوردون بال جانورشناس، در سال ۱۹۴۳ نوشت: «انگل‌های قدیمی طی فرایند تکامل درمقایسه‌با انگل‌های جدید تأثیر زیان‌بار کمتری بر میزبان دارند.»
طبق این تئوری، انگل‌های جدید مرگ‌بار بودند؛ زیرا هنوز با میزبان خود سازگار نشده بودند. این تفکر وجود داشت که اگر میزبان به‌مدت طولانی‌تری زنده بماند، انگل هم زمان بیشتری برای تکثیر و انتقال به میزبان‌های جدید خواهد داشت.
به‌نظر می‌رسید قانون کاهش توانایی بیماری‌زایی توضیح می‌دهد که چرا از کشندگی ویروس میکسوما در استرالیا کم شد و چرا این ویروس در برزیل خطری نداشت. این ویروس‌ها در مدت بسیار طولانی‌تری در خرگوش‌های دم پنبه‌ای در آمریکای‌جنوبی تکامل پیدا کرده بودند، تا جایی که اصلاً موجب بیماری نمی‌شدند.
در دهه‌های اخیر، زیست‌شناسان تکاملی منطق قانون مذکور را رد کرده‌اند. خفیف‌ترشدن ممکن است برای برخی از پاتوژن‌ها بهترین استراتژی باشد؛ اما تنها استراتژی ممکن نیست. دکتر کاتزوراکیس گفت: «نیروهایی وجود دارند که می‌توانند ویرولانس را به‌سمت دیگری سوق دهند.»
- ویروس‌های کشنده‌ای که بدون هیچ نشانی از صحنه روزگار محو شدند
- چه اتفاقی خواهد افتاد اگر تمام ویروس‌ها ناپدید شوند؟
دکتر رید زمانی که در سال ۲۰۰۸ آزمایشگاه خود را در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا راه‌اندازی کرد، تصمیم گرفت دوباره ماجرای ویروس میسکوما را بررسی کند. پس از توقف بررسی‌های دکتر فنر در دهه‌ی ۱۹۶۰، کسی به‌طور سیستماتیک ویروس میکسوما را مطالعه نکرده بود (دکتر فنر به‌دلیل کار روی ریشه‌کن‌کردن آبله مطالعه روی ویروس مذکور را متوقف کرد). دکتر رید ترتیبی داد تا نمونه‌های دکتر فنر به پنسیلوانیا ارسال شود و او و همکارانش نمونه‌های جدیدتر میکوسما را نیز جمع‌آوری کردند.
پژوهشگران DNA ویروس‌ها را توالی‌یابی کردند (کاری که دکتر فنر نتوانست انجام دهد) و آزمایش‌هایی را روی خرگوش‌های آزمایشگاهی انجام دادند. آن‌ها با آزمایش تبارهایی از ویروس که در دهه‌ی ۱۹۵۰ غالب بودند، دریافتند که درمقایسه‌با ویروس اولیه کشندگی کمتری دارند و یافته‌های دکتر فنر را تأیید کردند. نرخ مرگ‌و‌میر در دهه‌ی ۱۹۹۰ نسبتاً اندک بود؛ اما بعد همه‌چیز تغییر کرد.
تبارهای ویروسی جدیدتر تعداد بیشتری از خرگوش‌های آزمایشگاهی را کشتند و این کار را غالباً به روش جدیدی انجام می‌دادند: با غیرفعال‌کردن سیستم ایمنی حیوانات. در این شرایط، باکتری‌های روده خرگوش‌ها که در حالت عادی بی‌ضرر هستند، تکثیر پیدا می‌کردند و موجب عفونت‌های کشنده می‌شدند.
خرگوش‌ها در اطراف یک چاله آب
عجیب اینکه خرگوش‌های وحشی در استرالیا به سرنوشت وحشتناک حیوانات آزمایشگاهی دکتر رید دچار نشدند. او و همکارانش حدس می‌زدند که سازگاری جدید در ویروس‌ها پاسخی دربرابر دفاع قوی‌تر در خرگوش‌ها بود. مطالعات نشان داد خرگوش‌های استرالیایی جهش‌های جدیدی در ژن‌های مرتبط با ایمنی ذاتی به‌دست آورده‌اند.
ازآن‌‌‌جاکه خرگوش‌ها ایمنی ذاتی قوی‌تری پیدا کرده بودند، دکتر رید و همکارانش مشکوک شدند که انتخاب طبیعی به‌نفع ویروس‌هایی عمل کرده است که می‌توانند بر این دفاع غلبه کنند. این مسابقه تسلیحاتی مزیتی که خرگوش‌های وحشی برای مدت کوتاهی از آن بهره می‌بردند، از بین برد؛ اما ویروس‌ها در مبارزه با خرگوش‌هایی که این مقاومت را به‌دست نیاورده بودند، مانند ویروس‌های آزمایشگاه دکتر رید بدتر هم شدند.
این رقابت تسلیحاتی هنوز در جریان است. حدود یک دهه پیش، تبار جدیدی از ویروس‌های میکسوما در جنوب‌شرقی استرالیا ظاهر شد. این شاخه که تبار C نام گرفته، بسیار سریع‌تر از تبارهای دیگر در حال تکامل است. براساس آخرین مطالعه‌ی دکتر رید و همکارانش که هنوز در مجله‌ای علمی منتشر نشده است، آزمایش‌ها نشان می‌دهد جهش‌های جدید به تبار C اجازه می‌دهند تا بهتر بتواند از میزبانی به میزبان دیگر منتقل شود.
بسیاری از خرگوش‌های عفونی شکل عجیبی از میکسوماتوز را نشان می‌دهند و چشم و گوش آن‌ها به‌شدت متورم می‌شود. چشم و گوش دقیقاً همان جاهایی است که پشه‌ها دوست دارند خون آن را بنوشند؛ بنابراین، ویروس‌ها ممکن است بخت بیشتری برای رسیدن به میزبان جدید داشته باشند.
ویروس میکسوما در رابطه با دنیاگیری کووید درس‌های مهمی به ما ارائه می‌دهد. هر دو بیماری نه‌تنها تحت‌تأثیر ترکیب ژنتیکی ویروس، بلکه تحت‌تأثیر دفاع میزبان قرار دارند. همانطورکه دنیاگیری سال سوم خود را ادامه می‌دهد، مردم به‌دلیل ایمنی ناشی از واکسن‌ها و عفونت‌های گذشته بیش از هر زمانی دربرابر آن ایمنی دارند.
بااینحال، ویروس کرونا مانند میکسوما در مسیر اجتناب‌ناپذیر خفیف‌ترشدن حرکت نکرده است. گونه دلتا مرگ‌بارتر از نسخه‌ی اولیه‌ی ویروس بوده است. اومیکرون جایگزین دلتا شد که در افراد عادی موجب بیماری خفیف‌تر می‌شود؛ اما آزمایش‌های ویروس‌شناسان دانشگاه توکیو نشان می‌دهد گونه اومیکرون درحال تکامل پیدا‌کردن و تبدیل‌شدن به انواع خطرناک‌تری است. دکتر کاتزوراکیس هشدار می‌دهد: «نمی‌دانیم مرحله بعدی تکامل آن چه خواهد بود. این فصل نانوشته‌ای در مسیر تکامل توانایی بیماری‌زایی ویروس است.»
