יום שלישי, 28 בדצמבר 2021

על שפעת העופות שמלחיצה אותנו - ענר אוטולנגי

 

למה שפעת העופות כל-כך מלחיצה, אפילו לפני שנרמה איזשהי התפרצות בבני אדם?

קודם כל בגלל הנזק האקולוגי והכלכלי שלה. כבר עכשיו מתו יותר מ-5,000 עגורים, וכנראה עוד עופות רבים. לולים רבים הושמדו, וכבר ניכר מחסור בביצים בשוק. 

אבל מבחינה וירולוגית יש עוד סיבה שההתפרצות הזאת מפחידה. 

אז נגיפי קורונה מסוגלים לעשות משהו די מדליק - אם שני נגיפי קורונה מדביקים את אותו התא, יש סיכוי מסויים שהגנים שלהם יתערבבו, והתוצר יהיה נגיף חדש לגמרי, שנושא תכונות שהגיעו משני הנגיפים הקודמים. התהליך הזה נקרא רקומבינציה. 

התהליך הזה כנראה די נדיר, כי הוא מצריך גם הדבקה ביותר מוריאנט אחד, וגם שיתקיימו כל מיני תנאים מולקולרים בתא המודבק. חלק מזה נובע מכך שהגנום של נגיפי קורונה בנוי מגדיל אחד ארוך של RNA, מה שדורש חיתוכים והדבקות ותיקונים ותהליכים שהם טיפה מורכבים. עם זאת, בגלל חוק המספרים הגדולים, והעובדה שמליונים בכל רגע נתון נושאים את הנגיף - מאורעות כאלו קורים כל הזמן. וכנראה שהם מתרחשים יותר אצל אנשים מדוכאי חיסון, אצלם הסיכוי להדבקה כפולה הוא גדול יותר. 

אבל דמיינו מצב שהגנום של הקורונה, במקום להיות עשוי משרשרת אחת ארוכה, היה בנוי מכמה שרשראות קצרות, שאפשר לערבב באותה הקלות שמערבבים חפישת קלפים. במצב כזה היה ניתן להרכיב גנום חדש מכמה נגיפים באותו התא ללא כל צורך בתהליך המגושם של רקומבינציה. 

וזה, אם לא ניחשתם עדיין, המצב עם נגיפי שפעת. כל נגיף שפעת מכיל 8 סגמנטים של RNA. כאשר כל סגמנט מקדד לכמה לחלבון או כמה חלבונים נפרדים. לדוגמא, לחלבון ההמגלוטנין (H), או לחלבון הנורואמינידז (N), שמעניקים לכל זן של שפעת את שמו - H1N1, H5N7 וכו'... 

ואם השמות האלו נשמעים לכם קצת כמו קומבינציות של הטלת קובייה, זה בגלל שזה פחות או יותר מה שזה. זנים שונים של שפעת נוצרים בין השאר ע"י בחלפה של סגמנטים כאלו. עד היום זוהו 18 ווריאציות של המגלוטנין (H) ו-11 של נורואמינידז (N). 

וכמובן שגם לסגמנטים האחרים יש סוגים שונים, אך הם פחות רלוונטיים לסיווג של הנגיף מבחינה סרולוגית. וגם בתוך כל אחת מהווריאציות האלו יש שונות שנוצרת ממוטציות שמצטברות עם הזמן. כך שיש זנים ותת זנים וריאנטים ותת וריאנטים, וכל אלו, יכולים לעבור החלפה של סגמנטים במקרה של הדבקה כפולה. 

המשמעות של זה היא קצב יצירת זנים חדשים מאוד גדול. המסלול הרגיל שמתואר בד"כ, כולל עוד איזה זן באמצע, אולי חזיר, שיכול להידבק בקלות גם מבני אדם וגם מעופות. הדבקה כזו יכולה ליצור זן של שפעת עם תכונות שמאפשרות לו להדביק ולהתרבות אצל בני אדם, אך לחמוק לחלוטין מחסינות לזנים אחרים.

אבל נוכחות של חזירים לא מתחייבת. אם זן עופות מסוגל להדביק בני אדם, אז בני אדם מסוגלים להיות המקום בו תתרחש ההדבקה הכפולה. ולפעמים אין בכלל צורך בהדבקה כפולה - הנגיף המקורי מהעופות מספיק דומה ומספיק שונה כדי לגרום לנזק. 

היכולת של שפעת לקפוץ בין מגוון רחב של זנים, גם מאפשר לזנים אלו לשמש כמאגר (Reservoir) שמשמר את הנגיף ומאפשר לו לחזור, בצורה אחרת, אחרי שהוא כבר נכחד מהאוכלוסיה האנושית. כך משעים שנגיפים דומים לזה שפשט בעולם ב-1918, ממשיכים מדי פעם לצוץ בקומבינציות שונות. 

אז זה לא מפליא, שאפילו אחרי שנתיים של מגפת קורונה שקטלה מליונים, ששפעת עדיין מדירה שינה מעיניהם של וירולוגים ואפידימיולוגים.

אז האם צריך להיות עכשיו לחוצים? כרגע לא. גם כי רוב הסיכויים שזה לא יגמר בהתפרצות נרחבת בבני אדם, וגם כי זה לא עוזר.






ענר אוטולנגי הוא דוקטורנט לאימונולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון.  

פורסם במקור בטוויטר (X) של המחבר


יום שני, 20 בדצמבר 2021

מה ההבדל בין וריאנט וזן, ולמה זה חשוב? - ענר אוטולנגי

 

בקצרה - ההבדל נזיל ולא מוגדר היטב, ועדיין אפילו תחת הגדרה זו, אנחנו מדברים על וריאנטים חדשים ולא זנים חדשים. וזה חשוב, כי מדענים הם נוקדניים, וגם מענייני נוחות.

בהגדרות הכי קלאסיות של מדע הטקסונומיה, של קרל ליניאוס, יש בסך הכל 7 רמות לחלוקת יצורים חיים: ממלכה, מערכה, מחלקה, סדרה, סוג ומין. אבל ליניאוס חי במאה ה-18, ולא היה לו מושג לגבי גנטיקה, או נגיפים וכנראה שבקושי לגבי חיידקים.

אז ברור שבמאה ה-20 התחוללה מהפכה, שהושפעה מהיכולת שלנו לרצף גנומים של בעלי חיים, אבל אפילו ברמה היותר בסיסית בהבנה שלנו שעולם החי הוא הרבה יותר מורכב ומוזר ממה שחשבנו. אז היום יש הרבה יותר מ-7 רמות של הגדרה, ויש רמות שאין להן אפילו שם, ומינים שחשבנו שהם קרובים לא קרובים בכלל. 

והבלגאן הזה הרבה יותר גדול בעולם המיקרוסקופי. כי כבר בכל מה שקשור לחיידקים התגבשה ההבנה, שההגדרות הקלאסיות הקשיחות קורסות, כשמתעסקים ביצורים שלא מתרבים בצורה מינית קלאסית, ושמשתנים במהירות וללא הרף, בתגובה ללחצים סלקטיביים. 

אך עוד לפני שפותח מיקרוסקופ האלקטרונים, ולפני שהבנו איך לרצף גנום, כבר היו לנו דרכים לסווג חיידקים לקבוצות שונות, שהתבססו בעיקר על הפנוטיפ שלהם. לדוגמא, יש כל מיני שיטות לצבוע חיידקים, וחיידקים שונים נצבעים בצורה שונה. המפורסמת בשיטות היא צביעת גראם, שעדיין מבצעים אותה בקליניקה.

דרך אחרת לסווג חיידקים היא לפי הפנוטיפ הקליני שלהם, או במילים אחרות - לאיזו מחלה הם גורמים. שחפת היא לא טטנוס היא לא סיפיליס היא לא צרעת. מחלות שונות, תסמינים שונים, חיידקים שונים.

ולמרות שלא הבנו באמת מה זה נגיפים עד אמצע המאה ה-20, גם נגיפים התחילו לחלק לפי הפנוטיפ הקליני: פוליו גורם לשיתוק, שפעת למחלת ריאות, אבעבועות שחורות ל... ובכן... אבעבועות שחורות. אבל בתחילת המאה ה-20 נוספה לנו עוד דרך להבחין בין נגיפים שונים וחיידקים שונים - הסרוטיפ! שזו בעצם דרך להבחין בין היכולת של מערכת החיסון לאתר נגיף או חיידק מסויים, אבל לא אחר.

הימים ימי ראשית האימונולוגיה. נוגדנים הם עדיין משהו תיאורטי, אבל כבר אז היה ברור שהגוף, לאחר חשיפה לפתוגן, מסוגל לזהות אותו אחר כך.

אחת השיטות הראשונות שבהן השתמשו כדי למדוד את זה נקראת המאגלוטינציה (הם - דם, אגלוטינציה - דבק). או היכולת של פתוגן לגרום לתאי דם להידבק אחד לשני. 

בלי להיכנס יותר מדי לאיך השיטה הזו (שעדיין נמצאת בשימוש במקומות מסוימים) עובדת, מה שבסוף הבינו זה שלפעמים המגלוטינציה נגרמת מנגיפים או חיידקים שנקשרים לתאי הדם, ולפעמים יש משהו בסרום שמונע מהם את זה. ספויילר - אלו נוגדנים. 

זו לא השיטה היחידה שפותחה, אבל בסופו של דבר כל השיטות האלו מתייחסות בעצם לנוכחות של (בעיקר) נוגדנים בסרום, שמסוגלים לזהות פתוגן ספציפי. אם הן מסוגלות לזהות פתוגן אחד אבל לא אחר, ואנחנו יודעים שהפתוגן הזה הוא זהה מבחינות אחרות, אנחנו אומרים שמדובר בסרוטיפים שונים של אותו הזן.

אז עשינו את כל הדיון הזה דרך המגלוטינציה רק כדי להוסיף לז'רגון שלנו עוד טרמינולוגיה שרק מסבכת את העניינים - סרוטיפ. אבל זה חשוב, כי כשמהפכת ה-DNA הגיעה והתחלנו לרצף נגיפים וחיידקים הבנו שלפעמים נגיפים יכולים להיות מאוד שונים, אבל עם אותו סרוטיפ. 

כך לדוגמה, מקובל לומר שלחצבת יש 23 זנים, אבל רק סרוטיפ אחד. חלק מהזנים האלו הם הזנים שיוצרו במעבדה, בשביל החיסון, ואינם גורמים למחלה. אז על בסיס מה אנחנו אומרים שהם זנים שונים? ובכן, לא כל-כך ברור. בחלק הפנוטיפ של המחלה באמת שונה (המוחלשים לא גורמים למחלה, והחזקים כן). 

ופה אנחנו באמת מגיעים אל שוקת שהיא... לא שבורה, אבל די נוזלת. כשמדברים על נגיף מה זה זן ומה זה סתם וריאנט של הזן?

ההגדרות שתמצאו באינטרנט הן משהו כמו "זנים שונים נבדלים בצורה רבה במבנה ובתפקוד שלהם". זו לא הגדרה מדהימה, זה ברור. לא ברור בכלל, אם נשווה נגיפים שעבורם הוכרזו זנים שונים, מול נגיפים שעבורם הוכרזו רק ווריאנטים, שההגדרה הזו תהיה קוהרנטית.

ועם זאת - לפי ההגדרה הזו, ככל שזה נוגע ל-SARS-CoV-2, אנחנו עדיין מדברים על וריאנטים ולא זנים. כי מכל בחינה כמעט: גנטית, מבנית, פנוטיפית וסרוטיפית - הווריאנטים השונים של SARS-CoV-2, לא נבדלים אחד מהשני יותר מדי.

אם כבר השאלה היא האם SARS-CoV-2 הוא לא סתם וריאנט של SARS-CoV-1? 

התשובה לזה היא לא. מעבר לכך שהפנוטיפ הקליני מעט שונה בין שתי המחלות (SARS 1 יותר קטלנית אבל פחות מדבקת, ומתחילה להדביק רק אחרי הופעת תסמינים), יש גם כל מיני הבדלים מולקולריים (יחידת S1 שנחתכת יותר בקלות ב-SARS 1, לדוגמה). 

מעבר לזה הדמיון הגנטי בין SARS-CoV-1, ו-SARS-CoV-2 הוא בערך 80%. שזה די הרבה, במיוחד לנגיפים עם בערך 30 אלף זוגות בסיסים בגנום. רק לשם השוואה, בינינו ושימפנזים יש 98% זהות. אבל זו השוואה קצת לא הוגנת. אז לשם השוואה לאומיקרון יש רק 93 מוטציות מתוך 30 אלף זוגות בסיסים. 

אז האם הוריאנטים השונים הם זנים שונים? לא. הם לא שונים מספיק. לא מבנית לא תפקודית, לא סרוטיפית ולא קלינית. הם בבירור וריאנטים ולא זנים. בעוד ש-SARS-1 ו-SARS-2 נבדלים בצורה נרחבת מבחינה גנטית, סרוטיפית וגם קלינית. 

ולמה זה חשוב? כי זה חשוב למדענים. אבל פאק איט! למי איכפת ממדענים. מה עשינו כל המגפה הזאת. רבנו עם מתנגדי חיסונים בטוויטר.

בכל מקרה זה כן חשוב למדענים, ולאנשים שמתקשרים מדע, לא רק בגלל נוקדנות, אלא בגלל חיסכון בתווים והגדרות ותת-הגדרות ותת-תת הגדרות. 

משום שזן זו הגדרה יחסית קשיחה (הגם שמאוד נוזלית כפי שכתבתי), ומשום שאנחנו כל הזמן מרצפים את נגיף ומוצאים וריאנטים חדשים, מעדיפים לשמור את המלה זן למשהו טיפה יותר גדול ויציב, ולהשתמש במלה וריאנט בצורה גמישה יותר עבור השינויים הרבים שמתרחשים כל הזמן בנגיף.

נספח 1: דמיון גנטי,ברמת הבסיסים הוא לא חזות הכל בעולם המולקולרי. מוטציה אחת קטנה במקום הנכון יכלה לשנות הכל. אלף מוטציות במקומות הלא נכונים לא ישנו דבר, למרות שהן כן רומזות לנו על ריחוק בזמן.

אז הצגתי את ה-20% הבדל בין סארס 1 ו-2, אבל בפועל הדמיון ביניהם, עדיין גבוה מאוד.


ענר אוטולנגי הוא דוקטורנט לאימונולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון.  

פורסם במקור בטוויטר של המחבר