تظهر الدراسة أن البقر لديها مستقبلات للإنفلونزا البشرية، مما يرفع مخاطر تفشي إنفلونزا الطيور في الماشية

في أوائل شهر مارس/آذار، بدأت الدكتورة بارب بيترسن، وهي طبيبة بيطرية متخصصة في الحيوانات الكبيرة في تكساس، في تلقي مكالمات من مزارع الألبان التي تعمل معها في بانهاندل. حيث كان العاملون هناك يرون الكثير من الأبقار المصابة بالتهاب الضرع.

كان حليبها غليظًا ومتغير اللون، ولا يمكن تفسير ذلك من خلال من المشتبه بهم المعتادين مثل البكتيريا أو تلف الأنسجة.

اتصلت عدة مزارع ألبان أخرى. وأخبرها أحد المالكين أنه يعتقد أن مزرعته مصابة بالعدوى "مهما كان ما ينتشر في مزرعته، وقد مات نصف حيواناتي الأليفة"، مما يشير إلى أن العدوى انتقلت إلى ما وراء الماشية.

بعد إجراء مجموعة من الاختبارات واستبعاد كل سبب يمكن أن يخطر ببالها، أرسلت بيترسن عينات من الحيوانات المريضة والنافقة إلى المختبر البيطري بولاية تكساس إيه آند إم وإلى الأصدقاء والزملاء في جامعة ولاية أيوا.

ما وجدوه - كميات كبيرة من فيروس إنفلونزا H5N1 - هزّ صناعة الألبان ووضع مسؤولي الصحة العامة في جميع أنحاء العالم في حالة تأهب. كما أوجد قائمة مهام علمية عاجلة. كان أحد الأسئلة الأولى التي يجب الإجابة عنها هو كيف أصاب الفيروس الأبقار في المقام الأول.

تولى باحثون في الولايات المتحدة والدنمارك هذه المهمة. وقد أظهرت النتائج التي توصلوا إليها، والتي نُشرت كدراسة ما قبل الطباعة، أن الأبقار لديها نفس مستقبلات فيروسات الإنفلونزا التي لدى البشر والطيور. ويخشى العلماء من أن الأبقار يمكن أن تكون أوعية خلط - أي مضيفات تساعد الفيروس على تعلم الانتشار بشكل أفضل بين البشر. ويقول الخبراء إن مثل هذا الحدث، رغم ندرته، يمكن أن يضعنا على طريق جائحة أخرى.

أنفلونزا الطيور تجرب عوائل جديدة

لسنوات، ظل فيروس H5N1، أو إنفلونزا الطيور شديدة العدوى، محصورًا في المقام الأول في الطيور، لكنه بدأ مؤخرًا في إصابة عدد متزايد من الثدييات، مما يشير إلى أن الفيروس قد يكون يتكيف ويقترب من أن يصبح مسببًا للأمراض البشرية.

لقد أهلكت فيروسات إنفلونزا الطيور قطعان الدواجن التجارية في الولايات المتحدة، ولأن الخنازير معروفة بإصابتها بفيروسات إنفلونزا الطيور، فقد تمت مراقبة الخنازير عن كثب بحثًا عن علامات العدوى - لكن الأبقار لم تكن على رادار أي شخص كمضيف محتمل.

فمنذ أواخر مارس/آذار، تم العثور على 42 قطيعًا مصابًا في تسع ولايات، وفقًا لوزارة الزراعة الأمريكية. تم العثور على شخص واحد فقط مصاب بفيروس H5N1 بعد مخالطة الأبقار المصابة، وتقول المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها إن الخطر الحالي على الصحة العامة منخفض، على الرغم من أنها تعمل مع الولايات لمراقبة الأشخاص الذين تعرضوا للحيوانات.

"وقال الدكتور لارس لارسن، أستاذ علم الأحياء المجهرية السريرية البيطرية في جامعة كوبنهاغن في الدنمارك: "كانت النتيجة في الماشية مختلفة جدًا. في الثدييات، تصيب الإنفلونزا عادةً الرئتين. وفي القطط، يمكن أن تصيب الدماغ أيضًا. قال لارسن: "هنا نرى كمية هائلة من الفيروس في الثدي وفي الحليب".

قال لارسن إن تركيز فيروسات H5N1 في حليب الأبقار المصابة أعلى بألف مرة مما يُرى عادةً في الطيور المصابة. وقال إنه وزملاؤه حسبوا أنه حتى لو تم تخفيف حليب بقرة واحدة مصابة في 1000 طن من الحليب، فسيظل العلماء قادرين على التقاط آثار الفيروس في الاختبارات المعملية.

وجدت الاختبارات التي أجرتها إدارة الغذاء والدواء الأمريكية شظايا خاملة من المادة الوراثية لفيروس H5N1 في حوالي 1 من كل 5 عينات من الحليب الذي تم شراؤه من أرفف متاجر البقالة، مما أثار تساؤلات حول كيفية انتشار الفيروس على نطاق واسع. أكد الباحثون في اختبارات لاحقة أن الحليب المبستر الذي اختبروه لم يكن معديًا ولا يمكن أن يصيب أي شخص بالمرض.

إلا أن ذلك لم يمنع تفشي المرض من إثارة أعصاب الكثيرين. هناك أموال طائلة تراهن على صحة الأبقار. فقد 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 الأبقار والعجول ثاني أكبر سلعة.

كيف تقتحم الفيروسات الخلايا

تحتاج الفيروسات إلى طريقة لاختراق الخلايا. بالنسبة للفيروس المسبب لكوفيد-19، فإن المفتاح هو مستقبل يسمى ACE2. أما بالنسبة لفيروسات الإنفلونزا، فهو جزيء سكر يلتصق بسطح الخلايا يسمى حمض السياليك.

تحمل الحيوانات المختلفة أشكالاً أو أشكالاً مختلفة من أحماض السياليك. فالطيور لديها مستقبلات حمض السياليك التي تختلف أشكالها قليلاً عن تلك الموجودة لدى البشر في الجهاز التنفسي العلوي.

يقول الدكتور أندي بيكوز، عالم الأحياء المجهرية الجزيئية والمناعة في جامعة جونز هوبكنز: "إذا رفعت إصبع السبابة بشكل مستقيم، فهذا هو شكل مستقبلات حمض السياليك لدى الطيور. إذا قمت بثني إصبعك عند المفصل على شكل حرف L مقلوب، فهذا هو شكل مستقبل حمض السياليك البشري. وقال إن فيروسات الإنفلونزا تميل إلى تفضيل الارتباط بأحد الشكلين على الآخر.

يعتقد 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 نوع مستقبلات حمض السياليك لدى الأبقار، لأنه كان يُعتقد أنها لا تلتقط فيروسات الإنفلونزا من السلالة A مثل H5N1.

قام لارسن وزملاؤه في الولايات المتحدة والدنمارك بأخذ عينات من أنسجة الرئتين، والقصبات الهوائية، والمخ والغدد الثديية للعجول والأبقار، وصبغوها بمركبات كانوا يعرفون أنها ترتبط بأنواع مختلفة من مستقبلات حمض السياليك. ثم قاموا بتقطيع الأنسجة الملطخة إلى شرائح رقيقة جداً ونظروا إليها تحت المجهر.

ما رأوه كان مفاجئاً: كانت الأكياس الصغيرة المنتجة للحليب في الضرع، والتي تسمى الحويصلات الهوائية، مليئة بمستقبلات حمض السياليك، وكانت تحتوي على كل من نوع المستقبلات المرتبطة بالطيور وتلك الأكثر شيوعًا في البشر. قالت مؤلفة الدراسة الرئيسية الدكتورة شارلوت كريستنسن، باحثة ما بعد الدكتوراه في علم الأمراض البيطرية في جامعة كوبنهاغن، إن كل خلية تقريبًا من الخلايا التي نظروا إليها تحتوي على كلا النوعين من المستقبلات.

وقد أثار هذا الاكتشاف القلق لأن إحدى الطرق التي تتغير بها فيروسات الإنفلونزا وتتطور هي تبديل أجزاء من مادتها الوراثية مع فيروسات الإنفلونزا الأخرى. وتتطلب هذه العملية، التي تسمى إعادة التصنيف، أن تصاب الخلية بفيروسين مختلفين من فيروسات الإنفلونزا في نفس الوقت.

قال مؤلف الدراسة الدكتور ريتشارد ويبي، مدير المركز المتعاون مع منظمة الصحة العالمية لدراسات إيكولوجيا الأنفلونزا في الحيوانات والطيور: "إذا حصلت على كلا الفيروسين في نفس الخلية في نفس الوقت، يمكنك الحصول على فيروسات هجينة تخرج منها."

ولكي تصاب الخلية بفيروسين من فيروسات الإنفلونزا في وقت واحد - فيروس إنفلونزا الطيور وفيروس إنفلونزا الإنسان - يجب أن يكون لدى الخلية كلا النوعين من مستقبلات حمض السياليك، وهو ما تمتلكه الأبقار، وهو أمر لم يكن معروفًا قبل هذه الدراسة.

وقال ويبي، الذي يدرس فيروس H5N1 منذ 25 عاماً: "أعتقد أن هذا على الأرجح حدث نادر جداً".

ولكي يحدث شيء من هذا القبيل، يجب أن تلتقط بقرة مصابة بفيروس إنفلونزا الطيور سلالة إنفلونزا مختلفة من إنسان مصاب. في الوقت الحالي، تنخفض الإصابات البشرية بالأنفلونزا في جميع أنحاء البلاد وتنخفض مع انتهاء موسم الأنفلونزا، مما يجعل احتمال حدوث شيء كهذا بعيدًا.

ومع ذلك، فإنه ليس أمراً مستبعداً.

كما أن الخنازير لديها مستقبلات حمض السياليك البشري والطيور في مجاريها التنفسية، ومن المعروف أن عدوى الإنفلونزا في الخنازير قد أثارت فيروسات وبائية. على سبيل المثال، يُعتقد أن جائحة إنفلونزا H1N1 لعام 2009 التي تسببت بها إنفلونزا H1N1 بدأت في الخنازير في المكسيك عندما أعيد تحوير الفيروس ليصبح فيروساً قادراً على الانتشار السريع بين البشر.

ويقول ويبي إن هناك طريقة أخرى يمكن أن يتغير بها فيروس إنفلونزا الطيور في الأبقار وهي طريقة أكثر تدرجاً وأكثر شيوعاً.

ففي كل مرة ينسخ الفيروس نفسه، يرتكب أخطاء. في بعض الأحيان، تجعل هذه الأخطاء الفيروس أقل قوة وتضر بفرصه في البقاء على قيد الحياة، ولكن في حالات أخرى، تكون هذه الأخطاء حوادث سعيدة - على الأقل بالنسبة للفيروس. إذا حدث أن تغير فيروس إنفلونزا الطيور بطريقة تجعله قادرًا على الارتباط بسهولة أكبر بمستقبلات حمض السياليك من النوع البشري في الأبقار، فقد يكتسب ميزة البقاء على قيد الحياة: القدرة على إصابة المزيد من الخلايا والمزيد من أنواع الحيوانات.

يمكن للفيروسات أن تتحول وتنجرف

قد تكون إعادة التزاوج تحولاً كبيراً في تطور الفيروس، لكن المرور التدريجي للفيروس عبر مضيفين جدد يمكن أن يؤدي أيضاً إلى تغيير جينوم الفيروس عن طريق الانجراف التطوري.

في كلتا الحالتين، هذه ليست أخبارًا جيدة، كما قال الدكتور سام سكاربينو، عالم الأحياء الحاسوبية ومدير قسم الذكاء الاصطناعي وعلوم الحياة في جامعة نورث إيسترن.

وقال سكاربينو، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة: "لدينا الآن جزء من البيانات التي تشير إلى أن ملف المخاطر أعلى".

ويشير إلى أن هذا بحث مبكر. وتحتاج إلى تأكيدها من قبل مجموعة مختلفة من الباحثين، وقد نُشرت بسرعة كطبعة أولية قبل التدقيق فيها من قبل خبراء خارجيين.

لكنه قال إن النتائج مهمة أيضًا لأنه لم يسبق لأحد أن بحث في مدى حساسية أنسجة البقر لفيروسات الإنفلونزا "أ" من قبل.

"هذه هي الأولى من نوعها على حد علمي. وهذا لا يعني أنه لا يوجد فيروس آخر، لكن عددًا منا نظر إليه بعناية فائقة ولم نعثر على أي منها".

قال كريستنسن إن الباحثين لم يتمكنوا أيضًا من العثور على أي بحث سابق حوله، ولهذا السبب قاموا بالدراسة.

قال لارسن: "لقد شعرنا فقط، بالنظر إلى الوضع، أنه يجب أن نخرج بهذه النتائج بأسرع ما يمكن".

قال خبراء آخرون إنه على الرغم من وجود المزيد من النقاط التي يجب ربطها ببعضها البعض، إلا أن الدراسة ترفع بوضوح مستوى التنبيه.

قال سكاربينو: "أعتقد أن لدينا الآن معلومات أكثر من كافية لاستنتاج أن ما يجب أن يحدث هو أننا بحاجة إلى وقف انتقال العدوى في الأبقار الحلوب". "نحن بحاجة إلى زيادة أنواع الحماية المفروضة على العمال الذين هم على اتصال وثيق مع الأبقار ومنتجات الألبان وزيادة التمويل الذي يذهب إلى حد كبير لفهم الأنفلونزا في الأبقار، لأن هناك قدرًا كبيرًا لا نعرفه ونحتاج إلى تعلمه بسرعة كبيرة."