في أوائل شهر مارس، بدأت الدكتورة بارب بيترسن، وهي طبيبة بيطرية للحيوانات الكبيرة في تكساس، في تلقي مكالمات من مزارع الألبان التي تعمل معها في بانهاندل. كان العمال هناك يرون الكثير من الأبقار مصابة بالتهاب الضرع، وهو التهاب يصيب الضرع.
كان حليبهم سميكًا ومتغير اللون، ولا يمكن تفسير ذلك من خلال أي من المشتبه بهم المعتادين مثل البكتيريا أو تلف الأنسجة.
تم استدعاء العديد من منتجات الألبان. أخبرها أحد المالكين أنه يعتقد أن مزرعته بها “كل ما يدور حولها، وقد مات نصف حيواناتي الأليفة”، في إشارة إلى أن العدوى انتقلت إلى ما هو أبعد من الماشية.
بعد إجراء مجموعة من الاختبارات واستبعاد كل سبب يمكن أن يخطر على بالها، أرسلت بيترسن عينات من الحيوانات المريضة والميتة إلى المختبر البيطري التابع لولاية تكساس إيه آند إم وإلى الأصدقاء والزملاء في جامعة ولاية أيوا.
وما وجدوه – كميات كبيرة من فيروس الأنفلونزا H5N1 – هز صناعة الألبان ووضع مسؤولي الصحة العامة في جميع أنحاء العالم في حالة تأهب. كما أنها أنشأت قائمة مهام علمية عاجلة. كان أحد الأسئلة الأولى التي يجب الإجابة عليها هو كيف يصيب الفيروس الأبقار في المقام الأول.
تولى الباحثون في الولايات المتحدة والدنمارك هذه المهمة. وتظهر النتائج التي توصلوا إليها، والتي نشرت كدراسة ما قبل الطباعة، أن الأبقار لديها نفس مستقبلات فيروسات الأنفلونزا مثل البشر والطيور. ويخشى العلماء أن تكون الأبقار عبارة عن أوعية خلط، أي مضيفين يساعدون الفيروس على تعلم كيفية الانتشار بشكل أفضل بين الناس. ويقول الخبراء إن مثل هذا الحدث، على الرغم من ندرته، قد يضعنا على الطريق نحو جائحة آخر.
تحاول أنفلونزا الطيور العثور على مضيفين جدد
لسنوات عديدة، كان فيروس H5N1، أو أنفلونزا الطيور شديدة الإمراض، مقتصراً في المقام الأول على الطيور، لكنه بدأ مؤخراً في إصابة عدد متزايد من الثدييات، مما يشير إلى أن الفيروس ربما يتكيف ويقترب من أن يصبح مسبباً للأمراض البشرية.
لقد أهلكت فيروسات أنفلونزا الطيور قطعان الدواجن التجارية في الولايات المتحدة، ولأن الخنازير معروفة بأنها تلتقط فيروسات أنفلونزا الطيور، تمت مراقبة الخنازير عن كثب بحثًا عن علامات العدوى – لكن الأبقار لم تكن على رادار أي شخص كمضيفين محتملين.
ومنذ أواخر مارس/آذار، تم العثور على 42 قطيعاً مصاباً في تسع ولايات، بحسب وزارة الزراعة الأميركية. تم اكتشاف إصابة شخص واحد فقط بفيروس H5N1 بعد اتصاله بأبقار مصابة، وتقول المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها إن الخطر الحالي على الصحة العامة منخفض، على الرغم من أنها تعمل مع الولايات لمراقبة الأشخاص الذين يتعرضون للحيوانات.
وقال الدكتور لارس لارسن، أستاذ علم الأحياء الدقيقة السريري البيطري بجامعة كوبنهاجن في الدنمارك: “كانت النتائج في الماشية مختلفة تمامًا”. في الثدييات، تصيب الأنفلونزا الرئتين عادة. وفي القطط، يمكن أن يصيب الدماغ أيضًا. وقال لارسن: “هنا نرى كمية هائلة من الفيروس في الثدي وفي الحليب”.
وقال لارسن إن تركيز فيروسات H5N1 في حليب الأبقار المصابة أعلى بألف مرة مما يشاهد عادة في الطيور المصابة. وقال إنه وزملاؤه حسبوا أنه حتى لو تم تخفيف الحليب من بقرة مصابة واحدة في 1000 طن من الحليب، فسيظل العلماء قادرين على التقاط آثار الفيروس في الاختبارات المعملية.
وجدت الاختبارات التي أجرتها إدارة الغذاء والدواء الأمريكية أجزاء خاملة من المادة الوراثية لفيروس H5N1 في حوالي عينة واحدة من كل خمس عينات من الحليب تم شراؤها على رفوف متاجر البقالة، مما أثار تساؤلات حول كيفية انتشار الفيروس على نطاق واسع. وأكد الباحثون في اختبارات لاحقة أن الحليب المبستر الذي اختبروه لم يكن معديا ولا يمكن أن يصيب أي شخص بالمرض.
هذا لم يمنع تفشي المرض من إثارة أكثر من بضعة أعصاب. هناك أموال طائلة تراهن على صحة الأبقار. كان الحليب ومنتجات الألبان رابع أكبر سلعة زراعية في الولايات المتحدة من حيث الإيرادات النقدية في عام 2022، وفقًا لخدمة الأبحاث الاقتصادية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية. وكانت مبيعات الماشية والعجول ثاني أكبر سلعة.
كيف تقتحم الفيروسات الخلايا
تحتاج الفيروسات إلى وسيلة لاختراق الخلايا. بالنسبة للفيروس المسبب لـCovid-19، فإن المفتاح هو مستقبل يسمى ACE2. بالنسبة لفيروسات الأنفلونزا، فهو عبارة عن جزيء سكر يبرز من سطح الخلايا يسمى حمض السياليك.
تحمل الحيوانات المختلفة أشكالًا أو أشكالًا مختلفة من أحماض السياليك. تمتلك الطيور مستقبلات لحمض السياليك تختلف قليلاً في أشكالها عن تلك الموجودة في الجهاز التنفسي العلوي لدى البشر.
إذا رفعت إصبع السبابة إلى أعلى بشكل مستقيم، فهذا يشبه ما يبدو عليه مستقبل حمض السياليك لدى الطيور، كما يقول الدكتور آندي بيكوش، عالم الأحياء الدقيقة الجزيئية وعالم المناعة في جامعة جونز هوبكنز. إذا قمت بثني إصبعك عند المفصل على شكل حرف L مقلوب، فهذا هو شكل مستقبل حمض السياليك البشري. وقال إن فيروسات الأنفلونزا تميل إلى تفضيل الارتباط بشكل واحد على الآخر.
ويعتقد الباحثون أن هذا قد يكون أحد أسباب عدم انتشار فيروس H5N1، الذي نشأ في الطيور، بكفاءة بين البشر.
حتى وقت قريب، لم يكن أحد يعرف أي نوع من مستقبلات حمض السياليك تمتلكها الأبقار، لأنه كان يعتقد أنها لا تصاب بفيروسات أنفلونزا من النوع A مثل H5N1.
أخذ لارسن وزملاؤه في الولايات المتحدة والدنمارك عينات من الأنسجة من الرئتين والقصبة الهوائية والأدمغة والغدد الثديية للعجول والأبقار، ثم صبغوها بمركبات كانوا يعلمون أنها سترتبط بأنواع مختلفة من مستقبلات حمض السياليك. قاموا بتقطيع الأنسجة الملطخة إلى شرائح رفيعة جدًا وألقوا نظرة عليها تحت المجهر.
ما رأوه كان مفاجئًا: كانت أكياس الضرع الصغيرة المنتجة للحليب، والتي تسمى الحويصلات الهوائية، مليئة بمستقبلات حمض السياليك، وكان لديها نوع من المستقبلات المرتبطة بالطيور وتلك الأكثر شيوعًا عند البشر. وقالت الدكتورة شارلوت كريستنسن، مؤلفة الدراسة الرئيسية، وباحثة ما بعد الدكتوراه في علم الأمراض البيطرية بجامعة كوبنهاغن، إن كل خلية نظروا إليها تقريبًا تحتوي على كلا النوعين من المستقبلات.
وقد أثار هذا الاكتشاف القلق لأن إحدى الطرق التي تتغير بها فيروسات الأنفلونزا وتتطور هي عن طريق مبادلة أجزاء من مادتها الجينية مع فيروسات أنفلونزا أخرى. وتتطلب هذه العملية، التي تسمى إعادة الترتيب، إصابة الخلية بفيروسين مختلفين من فيروسات الأنفلونزا في نفس الوقت.
وقال مؤلف الدراسة الدكتور ريتشارد ويبي، مدير المركز المتعاون مع منظمة الصحة العالمية لدراسات بيئة الأنفلونزا: “إذا حصلت على كلا الفيروسين في نفس الخلية في نفس الوقت، فيمكنك أن تحصل بشكل أساسي على فيروسات هجينة تخرج منها”. في الحيوانات والطيور.
لكي تصاب في وقت واحد بفيروسين من فيروسات الأنفلونزا – فيروس أنفلونزا الطيور وفيروس أنفلونزا البشر – تحتاج الخلية إلى كلا النوعين من مستقبلات حمض السياليك، وهو ما تفعله الأبقار، وهو أمر لم يكن معروفًا قبل هذه الدراسة.
وقال ويبي، الذي يدرس فيروس H5N1 منذ 25 عاماً: “أعتقد أن هذا ربما يكون حدثاً نادراً جداً”.
ولكي يحدث شيء من هذا القبيل، فإن البقرة المصابة بفيروس أنفلونزا الطيور تحتاج إلى التقاط سلالة مختلفة من الأنفلونزا من إنسان مصاب. في الوقت الحالي، تعد حالات الإصابة بالأنفلونزا البشرية منخفضة في جميع أنحاء البلاد وتنخفض مع انتهاء موسم الأنفلونزا، مما يجعل احتمال حدوث شيء مثل هذا بعيدًا.
ومع ذلك، فإنه لم يسمع به من قبل.
تمتلك الخنازير أيضًا مستقبلات لحمض السياليك في الإنسان والطيور في أجهزتها التنفسية، ومن المعروف أن عدوى الأنفلونزا في الخنازير تثير فيروسات وبائية. على سبيل المثال، يُعتقد أن جائحة عام 2009 الناجم عن أنفلونزا H1N1 قد بدأ في الخنازير في المكسيك عندما أعيد تصنيف الفيروس ليصبح فيروسًا قادرًا على الانتشار بسرعة بين الناس.
يقول ويبي إن هناك طريقة أخرى يمكن أن يتغير بها فيروس أنفلونزا الطيور في الأبقار، وهي أكثر تدريجيًا – وأكثر شيوعًا.
في كل مرة يقوم الفيروس بنسخ نفسه، فإنه يرتكب أخطاء. في بعض الأحيان، تجعل هذه الأخطاء الفيروس أقل قوة وتضر بفرصه في البقاء، ولكن في حالات أخرى، تكون مجرد حوادث سعيدة – على الأقل بالنسبة للفيروس. إذا حدث أن تغير فيروس أنفلونزا الطيور بطريقة جعلته قادرًا على الارتباط بسهولة أكبر بمستقبلات حمض السياليك من النوع البشري في الأبقار، فقد يكتسب ميزة البقاء: القدرة على إصابة المزيد من الخلايا وأنواع أكثر من الحيوانات، مثل البشر.
يمكن للفيروسات أن تتحرك وتنجرف
قد تمثل إعادة التوزيع تحولًا كبيرًا في تطور الفيروس، لكن المرور التدريجي للفيروس عبر مضيفين جدد يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تغيير في جينوم الفيروس عن طريق الانجراف التطوري.
وفي كلتا الحالتين، قال الدكتور سام سكاربينو، عالم الأحياء الحسابي ومدير الذكاء الاصطناعي وعلوم الحياة في جامعة نورث إيسترن، إن هذه ليست أخبارًا جيدة.
وقال سكاربينو، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة: “لدينا الآن بعض البيانات التي تشير إلى أن مستوى المخاطر أعلى”.
ويشير إلى أن هذا بحث مبكر. ويحتاج الأمر إلى تأكيده من قبل مجموعة مختلفة من الباحثين، وتم نشره بسرعة كطبعة أولية قبل التدقيق من قبل خبراء خارجيين.
لكنه قال إن النتائج مهمة أيضًا لأنه لم ينظر أحد حقًا في مدى قابلية أنسجة البقر للإصابة بفيروسات الأنفلونزا A من قبل.
“هذا هو أول ما أعرفه. هذا لا يعني أنه لا يوجد واحد آخر هناك، لكن عددًا منا نظر إليه بعناية ولم يعثر على أي شيء”.
وقال كريستنسن إن الباحثين أيضًا لم يتمكنوا من العثور على أي بحث سابق حول هذا الموضوع، ولهذا السبب قاموا بالدراسة.
وقال لارسن: “شعرنا أنه في ظل الوضع، يجب أن نخرج بهذه النتائج في أسرع وقت ممكن”.
وقال خبراء آخرون إنه على الرغم من وجود المزيد من النقاط التي يجب ربطها، إلا أن الدراسة ترفع بوضوح مستوى التنبيه.
وقال سكاربينو: “أعتقد أن لدينا الآن معلومات أكثر من كافية لاستنتاج أن ما يجب أن يحدث هو أننا بحاجة إلى وقف انتقال العدوى بين أبقار الألبان”. “نحن بحاجة إلى زيادة أنواع الحماية المفروضة على العمال الذين هم على اتصال وثيق مع الأبقار ومنتجات الألبان وزيادة التمويل بشكل كبير لفهم الأنفلونزا والأبقار، لأن هناك كمية هائلة لا نعرفها أننا بحاجة إلى التعلم بسرعة كبيرة.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com