فضلات الطيور قد تكون المفتاح لوقف جائحة الإنفلونزا القادمة. إليكم السبب.

تأتي أولاً سرطانات حدوة الحصان. وهي ترفع أصدافها المستديرة الشبيهة بالدبابات، وتخرج من خليج ديلاوير تحت أول قمر مكتمل في شهر مايو للتزاوج ووضع بيضها.

وسرعان ما تتبعها الطيور. حيث تنزل مئات الآلاف من الطيور الشاطئية المهاجرة إلى هذه الشواطئ لتلتهم البيض الغني بالبروتين والدهون. وعلى مدار أسبوع، تتضاعف أوزان بعض الطيور، بينما تستعد لاستئناف رحلاتها بين أمريكا الجنوبية ومناطق تكاثرها الصيفية في القطب الشمالي. يتوقف هنا ما يصل إلى 25 نوعاً مختلفاً من الطيور كل ربيع.

إنها أعجوبة بيئية لم يسبق لها مثيل في أي مكان آخر في العالم، وثروة للعلماء الذين يتطلعون إلى وقف الجائحة القادمة.

وقد اكتسب عملهم هذا العام إلحاحًا جديدًا مع انتشار فيروس الإنفلونزا الخطير H5N1 الذي يجتاح قطعان الأبقار الحلوب والدواجن في الولايات المتحدة. ويراقب العالم ليرى ما إذا كان التهديد سيتصاعد.

وقد يساعد العمل على هذا الشاطئ في توضيح ذلك.

قالت الدكتورة باميلا ماكنزي، وهي تشير إلى شريكها في البحث، باتريك سيلر: "إنه كنز دفين هنا".

ماكنزي وسيلر هما جزء من فريق ممول من المعاهد الوطنية للصحة في مستشفى سانت جود لأبحاث الأطفال الذي يأتي إلى الشواطئ القريبة من هنا منذ ما يقرب من 40 عامًا لجمع فضلات الطيور.

هذا المشروع هو من بنات أفكار الدكتور روبرت ويبستر، عالم الفيروسات النيوزيلندي الذي كان أول من فهم أن فيروسات الإنفلونزا تأتي من أحشاء الطيور.

"كنا مندهشين للغاية. حيث كنا نعتقد أنها تتكاثر في الجهاز التنفسي و تتكاثر في الأمعاء وكانت تتغوط في الماء وتنشرها"، قال ويبستر، الذي يبلغ الآن 92 عامًا ومتقاعد ولكنه لا يزال ينضم إلى رحلة الجمع عندما يستطيع.

إن براز أو ذرق الطائر المصاب يعج بالفيروسات. من بين جميع الأنواع الفرعية المعروفة للإنفلونزا، كلها باستثناء نوعين تم العثور عليها في الطيور. وتم العثور على النوعين الفرعيين الآخرين في الخفافيش فقط.

في أول رحلة له إلى خليج ديلاوير في عام 1985، وجد ويبستر وفريقه أن 20 في المئة من عينات براز الطيور التي أحضروها معهم تحتوي على فيروسات الإنفلونزا، وأدركوا أن المنطقة كانت مرصداً مثالياً لتتبع فيروسات الإنفلونزا أثناء انتقالها في الطيور على طول مجرى الطيران الأطلسي، الذي يمتد بين أمريكا الجنوبية والدائرة القطبية الشمالية في شمال كندا.

وقد يؤدي العثور على فيروس إنفلونزا جديد هنا إلى إعطاء العالم إنذاراً مبكراً للعدوى القادمة.

وقال الدكتور ريتشارد ويبي، الذي تولى إدارة المشروع ، إن هذا المشروع أصبح أحد أطول مشاريع أخذ عينات الإنفلونزا من نفس مجموعات الطيور في أي مكان في العالم. ويدير ويبي المركز المتعاون مع منظمة الصحة العالمية لدراسات بيئة الأنفلونزا في الحيوانات في سانت جود.

ويوضح ويبي أن التنبؤ بالأوبئة يشبه إلى حد ما محاولة التنبؤ بالأعاصير.

"يقول ويبي: "للتنبؤ بالأشياء السيئة، سواء كان إعصارًا أو جائحة، عليك أن تفهم الأمور الطبيعية الآن". "من هناك يمكننا أن نكتشف متى تختلف الأمور، ومتى يتغير المضيفون وما الذي يدفع تلك التحولات."

الولايات المتحدة في خضم أحد تلك التحولات الآن. فقبل بضعة أشهر من وصول فريق سانت جود إلى كيب ماي هذا العام، ظهر فيروس H5N1 لأول مرة في الماشية الحلوب في تكساس.

وقد أدى اكتشاف أن فيروس H5N1 يمكن أن يصيب الأبقار إلى وضع خبراء الإنفلونزا، بمن فيهم ويبي، في حالة تأهب. لم يسبق أن انتشرت فيروسات الإنفلونزا من النوع A مثل H5N1 في الأبقار.

وقد تابع العلماء فيروس H5N1 لأكثر من عقدين من الزمن. لا تسبب بعض فيروسات الإنفلونزا أي أعراض أو أعراض خفيفة فقط عندما تصيب الطيور. وتسمى هذه الفيروسات إنفلونزا الطيور منخفضة الإمراض، أو LPAI. أما فيروس H5N1، الذي يصيب الطيور بالمرض الشديد، فيُطلق عليه اسم HPAI، أي إنفلونزا الطيور شديدة الإمراض. وهي تدمر قطعان الطيور المستزرعة مثل الدجاج والديك الرومي. في الولايات المتحدة، يتم القتل الرحيم للقطعان المصابة أو إعدامها بمجرد اكتشاف الفيروس، وذلك لمنع انتشار العدوى والتخفيف من معاناة الطيور.

وهذه ليست المرة الأولى التي يضطر فيها المزارعون الأمريكيون إلى التعامل مع إنفلونزا الطيور شديدة العدوى. ففي عام 2014، جلبت الطيور المهاجرة من أوروبا فيروس H5N8 إلى أمريكا الشمالية. وأدت عمليات الإعدام العنيفة، التي أدت إلى نفوق أكثر من 50 مليون طائر، إلى وقف تفشي المرض، وظلت الولايات المتحدة خالية من فيروسات إنفلونزا الطيور شديدة العدوى لسنوات.

إلا أن الاستراتيجية نفسها لم توقف فيروس H5N1. فقد وصل فيروس H5N1 إلى الولايات المتحدة في أواخر عام 2021، وعلى الرغم من الإزالة المكثفة لقطعان الدواجن المصابة، إلا أنه استمر في الانتشار. في العامين الماضيين، طورت فيروسات H5N1 أيضًا القدرة على إصابة مجموعة متزايدة من الثدييات مثل القطط والثعالب وثعالب الماء وأسود البحر، مما جعلها تقترب من الانتشار بسهولة في البشر.

يمكن لفيروسات H5N1 أن تصيب البشر، ولكن هذه العدوى لا تنتقل من شخص إلى آخر لأن الخلايا الموجودة في أنفنا وحلقنا ورئتينا لها مستقبلات مختلفة قليلاً عن الخلايا التي تبطن رئة الطيور.

ومع ذلك، لن يتطلب الأمر الكثير لتغيير ذلك. فقد وجدت دراسة حديثة في مجلة Science أن تغييرًا رئيسيًا واحدًا في الحمض النووي للفيروس من شأنه أن يسمح له بالالتحام بالخلايا في رئتي الإنسان.

لم يعثر الفريق في كيب ماي من قبل على فيروس H5N1 في الطيور التي أخذوا عينات منها هناك. ولكن مع انتشار الفيروس في الأبقار في العديد من الولايات، تساءلوا عن المكان الآخر الذي قد يكون فيه. هل وصل إلى هذه الطيور أيضاً؟

خطا ماكنزي وسيلر بحذر على شاطئ المستنقعات في الربيع الماضي مرتدين الأحذية والقفازات وأقنعة الوجه. كانت جيوبهما محشوة بعشرات المسحات التي استخدماها لغرف ذرق الطائر الأبيض الطازج من الرمال وإيداعه في قوارير بلاستيكية كانا يضعانها بخبرة بين أصابعهما. وعادت القوارير إلى صواني تم تكديسها بشكل مرتب في مبرد بيج اللون رفعه سايلر على كتفه أثناء تحركه على الشاطئ. وعلى مدار أسبوع، كان الفريق يجمع ما بين 800 إلى 1000 عينة.

وسيتم تسلسل أي فيروسات إنفلونزا في العينات - أي قراءة الحروف الدقيقة للشفرة الوراثية للفيروسات - وتحميلها إلى قاعدة بيانات دولية، وهي نوع من المكتبة المرجعية التي تساعد العلماء على تتبع سلالات الإنفلونزا أثناء دورانها حول العالم.

وأوضح ماكنزي أن أكبر الفضلات البيضاء تنتمي إلى طيور النورس - النوارس الضاحكة ذات الرأس الأسود ونوارس الرنجة ذات الرأس الأبيض. خطط الفريق لإجراء دراسة منفصلة تركز على طيور النورس هذا العام.

وأوضح سيلر: "هناك بعض الفيروسات التي وجدناها في النوارس فقط".

تنتمي بعض البقع البيضاء، تلك التي تحتوي على خطوط واضحة من كتل البيض التي لا تزال فيها، إلى طيور صغيرة تسمى طيور الرمل شبه المرقش.

وعلى بعد بضعة ياردات، كان هناك مجموعة من الطيور البنية التي تُدعى طائر الدونلينز تتفحص الرمال بحثاً عن بيض السرطان بمناقيرها السوداء الطويلة وتراقب بعصبية سايلر وماكنزي بينما كان الزوجان يشقان طريقهما على الشاطئ.

بعض العينات التي كانوا يجمعونها سيتم شحنها سريعاً على الثلج إلى ممفيس بولاية تينيسي، حيث يقع مستشفى سانت جود، لكن البعض الآخر سينتقل عبر المدينة إلى متنزه سيارات المبيت حيث كانت الدكتورة ليزا كيرشر في انتظارهم.

قامت كيرشر، مديرة العمليات المخبرية في مستشفى سانت جود، بتحويل عربة متنقلة نموذجية إلى مختبر متنقل كان متوقفًا بين المخيمين الآخرين. وكانت تختبرها هذا العام في الميدان لمعرفة ما إذا كان بإمكانها تسريع عمل الفريق.

قالت كيرشر: "نحن نأخذ العينات في الميدان ونرسلها إلى المختبر ثم لدينا جيش من الفنيين الذين يعملون بجد على هذه الآلاف من العينات. قد يستغرق الأمر شهوراً قبل أن يعرف الفريق الأنواع الفرعية الدقيقة للفيروسات التي وجدوها".

وقالت: "إذا كنت هنا في شهر مايو/أيار، على سبيل المثال، لن أعرف الأنواع الفرعية لهذه الفيروسات حتى سبتمبر/أيلول أو أكتوبر/تشرين الأول".

إن هدف كيرشر هو فحص العينات في الميدان بسرعة لمعرفة ما إذا كانت تحتوي على فيروسات الإنفلونزا أم لا. في كل عام، تحتوي حوالي 10% من العينات التي يعودون بها على فيروسات الإنفلونزا. إذا كان بإمكانها إرسال العينات الإيجابية فقط إلى المختبر، فيمكن معالجتها بسرعة أكبر.

بعد إجراء التسلسل الكامل للعينات هذا العام، لم يجدوا فيروس H5N1 في عينات كيب ماي أو عينات البط من كندا.

وقال كيرشر في مقابلة الأسبوع الماضي: "لا نعرف السبب بالضبط". "لطالما كان لدينا بعض الفضول بشأن ذلك."

بعد أن انتهوا في كيب ماي، قاد كيرشر المختبر المتنقل إلى نهر السلام في شمال ألبرتا بكندا لاختبار البط الذي سيتكاثر هناك خلال الصيف. قام الفريق برحلة لاختبار البط في كندا لمدة 45 عامًا، لكن هذه هي السنة الأولى التي يستخدمون فيها المختبر المتنقل هناك. بعد رحلة ألبرتا، قادت كيرشر عربتها المتنقلة إلى ولاية تينيسي لاختبار المزيد من البط حيث يبيت هناك في فصل الشتاء.

في هذه الأثناء، كان الفيروس يدور حولهم، حيث ظهر في قطيع تلو الآخر من الأبقار في الغرب الأوسط ثم كاليفورنيا. وقد تم الإبلاغ عن عشرات الإصابات البشرية بين عمال المزارع، لكن الإصابات المرتبطة بأبقار الألبان كانت في الغالب خفيفة. ولم يتم الإبلاغ عن انتقال العدوى من إنسان إلى آخر.

وبدا أن تفشي المرض في الماشية قد تباطأ لفترة وجيزة قرب نهاية الصيف. ثم جاءت الإصابات البشرية الخطيرة.

في البداية، كان هناك مراهق في فانكوفر، كندا، دخل المستشفى مصابًا بضيق في الجهاز التنفسي. ثم، في الآونة الأخيرة، أصيب شخص في لويزيانا بمرض خطير بفيروس H5N1 بعد تعرضه لقطيع في الفناء الخلفي. في كلتا الحالتين، كان الفيروس من نوع مختلف قليلاً عن الفيروس المنتشر في الأبقار. فالفيروس الذي تم تحديده في الأبقار هو من النمط الجيني B3.13، في حين أن الفيروس الذي تم العثور عليه في كلتا الإصابتين البشريتين الخطيرتين هو النمط الجيني D1.1، الذي كان منتشرًا في الطيور البرية والدواجن، وفقًا للمراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها. كانت هناك حالات أخرى من العدوى بالنمط الجيني D1.1 لدى البشر أيضًا في ولاية واشنطن، لدى أشخاص كانوا يساعدون في إعدام الطيور. لم تكن تلك الحالات بنفس الحدة.

بعد فقدان الفيروس في فصلي الربيع والصيف، نقل فريق سانت جود المختبر المتنقل إلى موقع لم يجربوه من قبل: أرض شتوية ضخمة لطيور البط البري والبط البري الآخر في شمال غرب ولاية تينيسي.

أخذوا مسحة من 534 بطة هناك في شهري نوفمبر/تشرين الثاني وديسمبر/كانون الأول ووجدوا النمط الجيني D1.1 للفيروس في حوالي اثنتي عشرة عينة.

وقال كيرشر: "لقد حصلنا على نفس السلالة التي تسبب كل هذا الخراب في البشر والطيور البرية".

D1.1 هي مجموعة جديدة من الفيروسات. لا يعرف العلماء الكثير عنها كما عرفوا عن فيروسات الماشية. لكنهم قالوا إن العينات التي أخذها الفريق ساعدتهم على ربط الفيروس بمسار طيران المسيسيبي، الذي يمر عبر وسط كندا، ويتبع نهر المسيسيبي إلى خليج المكسيك.

لا يعرف العلماء حتى الآن متى ظهرت السلالة وبدأت تنتشر كنوع متميز خاص بها. يقول ويبي إنهم سينظرون في بيانات المراقبة التي جمعوها على مدار العام الماضي لمحاولة معرفة ذلك.

يبدو أن هذا الفيروس هو نتاج إعادة التصنيف، حيث يصيب فيروسان نفس الحيوان في نفس الوقت ويتبادلان الجينات. تميل فيروسات إعادة التبديل إلى إحداث تغييرات أكبر في جينوماتها من الفيروسات التي تتغير تدريجيًا أثناء انتقالها من حيوان إلى آخر.

وساهمت بيانات المراقبة التي جمعها الفريق مؤخرًا في دراسة جديدة قبل الطباعة، والتي نُشرت الأسبوع الماضي قبل مراجعة الأقران.

قادت الدراسة الدكتورة لويز مونكلا، وهي عالمة تدرس تطور الفيروسات في جامعة بنسلفانيا.

من خلال تحليل بيانات المراقبة مثل تلك التي جمعها ويبي وفريقه، وجد فريق جامعة بنسلفانيا أن تفشي فيروس H5N1 الذي بدأ في عام 2021 في أمريكا الشمالية كان مدفوعًا بثماني مقدمات منفصلة للفيروس عن طريق الطيور المائية البرية المهاجرة والطيور الساحلية على طول مجاري الطيران في المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ.

وتعتقد مونكلا وفريقها أن التفشي الحالي لم يتم إيقافه عن طريق عمليات الإعدام المكثفة، كما حدث في عام 2014، لأن الطيور البرية تواصل إدخاله إلى مجموعات الطيور المستزرعة والطيور في المزارع والفناء الخلفي.

وخلصوا إلى أن الطيور البرية هي مستودع ناشئ للفيروس في أمريكا الشمالية، وأن مراقبة الطيور المهاجرة أمر بالغ الأهمية لوقف تفشي المرض في المستقبل.

يقول ويبي وفريقه إنهم يخططون لمواصلة المراقبة. وبحلول شهر مايو، عندما يشرق أول قمر مكتمل فوق خليج ديلاوير، سيعودون للقيام بذلك من جديد.

وقال كيرشر إن ما وجدوه هذا العام في خليج ديلاوير هو ما رأوه خلال الأربعين سنة الماضية: تنقل الطيور الشاطئية الفيروسات حول مسافات طويلة.

وقال كيرشر: "تتوقف هذه الطيور في خليج ديلاوير للتزود بالوقود، ثم تنتقل الفيروسات أثناء توقفها ثم تحملها مرة أخرى".

لا توجد طريقة لمعرفة ما ينتظرنا في المستقبل أو ما إذا كان فيروس H5N1 سيتحول في النهاية إلى شكله بما يكفي ليصبح خطرًا على الناس. وقالت إنه إذا حدث ذلك، فإنهم سيراقبون ذلك.