الفيروس الذي تحول من الثدييات إلى الطيور

بقلم: إد يونج
مجلة: نوت إجزاكتلي روكيت ساينس

إن هذه القصة لهي إحدى أكثر قصص التطور التي سمعتها على الإطلاق غرابةً وتعقيدًا. إنها قصة منشأ مجموعة من الفيروسات يُطلق عليها الفيروسات البطانية الشبكية (ومعروفة اختصارًا ﺑ «آر إي في»)؛ قصة صنع فيها العلماء وعلماء الطبيعة دون قصد فيروسًا يصيب الطيور من فيروس يصيب الثدييات من خلال جمع الحيوانات ذات الأصول الجغرافية المختلفة معًا وإجراء الأبحاث الطبية.

ولفهم هذه القصة، نحتاج إلى العودة إلى عام ١٩٥٧، عندما عُزل أول فيروس «آر إي في» من ديك رومي في أمريكا.

أو ربما علينا الرجوع إلى السنوات اللاحقة للحرب العالمية الثانية، عندما انتشرت فيروسات «آر إي في» في جميع أنحاء العالم في اللقاحات التي كان الغرض منها وضع حد لأمراض الدواجن بدلًا من التسبب فيها.

لكن الأفضل من كل هذا أن نرجع إلى ثلاثينيات القرن العشرين، عندما حلَّل العلماء دم طائر تَدْرُج آسيوي جميل (أُسر من غينيا الجديدة ويعيش حاليًّا في حديقة حيوان برونكس)، واكتشفوا نوعًا جديدًا من طفيل الملاريا (وكم كان عظيمًا لأبحاث الملاريا
رغم أنه غاب الآن عن ساحة البحث العلمي).دعك من كل ذلك، ولنبدأ بالنمس.

نمس حلقي الذيل.

النمس والديك الرومي

يبدو النمس حلقي الذيل — الذي يسكن مدغشقر — كهجين من ابن مقرض والباندا الحمراء. فهو يتمتع بجسم مرن، وذو لون برتقالي مائل للحمرة وذيل وَبَري به خطوط سوداء وحمراء. ومنذ بضع سنوات، كان صائدا الفيروسات آنا ماريا نيفياداونسكا وروبرت جيفورد يفحصان الحمض النووي للنمس عندما لاحظا الجينوم الكامل لفيروس قديم.

إن كثيرًا من الفيروسات — الفيروسات القهقرية على وجه الخصوص — تقحم جيناتها في العادة داخل جينوم عوائلها. وتنتقل أحيانًا هذه التسلسلات الجينية عبر الأجيال وتتحول إلى «حفريات» جينية؛ بمعنى بقايا إصابات قديمة تصبح أجزاءً دائمة من عوائلها. فتحتوي نسبة هائلة تقدر بنحو ٨ في المائة من الجينوم لديك على هذه الفيروسات القهقرية داخلية المنشأ.

إن نيفياداونسكا وجيفورد متخصصان في دراسة هذه الفيروسات المتحجِّرة، وقد اكتشفا أمورًا تفوق توقعات الجميع. فلم يكن العثور على فيروس آخر في النمس حلقي الذيل أمرًا غريبًا، إلا أنه تبيَّن أن أقرب أقاربه عبارة عن فيروس يصيب الطيور يعرف باسم الفيروس البطاني الشبكي، الذي عُزل لأول مرة من ديك رومي في عام ١٩٥٧. يصيب هذا الفيروس وأقاربه مجموعة كبيرة من الدواجن، بما فيها الدجاج والبط والإوز، ويعمل على إعاقة نموِّها، ويضعف جهازها المناعي، ويسبب السرطان في بعض الأحيان.

فحص نيفياداونسكا وجيفورد جينوم حيوانات أخرى من أجل العثور على فيروسات متحجرة مشابهة، لكنهما لم يستطيعا العثور على أي منها في الطيور. ووُجدت الاكتشافات الوحيدة في النمس المخطَّط (أحد ثدييات مدغشقر)، وآكل النمل الشائك قصير المنقار، وهو نوع من الثدييات الشوكية الواضعة للبيض في أستراليا.

كان هذا غريبًا؛ فلماذا لا يوجد فيروس يصيب الطيور على نطاق واسع داخل الحمض النووي لأي طائر، لكنه يوجد في الحمض النووي لثلاثة أنواع من الثدييات التي يفصل بينها المحيط الهندي؟ وكيف ينتقل من الثدييات إلى الطيور (أو بالعكس) على أي حال؟ لا يفترض بالفيروسات القهقرية أن تكون قادرة على القيام بذلك. فربما تنتقل أحيانًا بين الحيوانات بعيدة الصلة، لكن استمرار الانتقال إلى المضيف الجديد يُعد أمرًا نادرًا للغاية، هذا إن حدث من الأساس. فما الذي حدث؟

لمعرفة هذا استعرضت نيفياداونسكا وجيفورد كل تقرير نُشر عن انتشار فيروس «آر إي في»، ووضعا أيديهما على أكبر عدد ممكن من العينات المحفوظة. ورتَّبا تسلسلات كل شيء، واستخدما هذه التسلسلات (مع الفيروسات القهقرية داخلية المنشأ المأخوذة من النموس وآكلي النمل الشائك) من أجل إنشاء شجرة عائلة لسلالة فيروسات «آر إي في».

أظهرت هذه الشجرة بوضوح أن فيروسات «آر إي في» كانت في الأصل فيروسات تصيب الثدييات، كما أنها لم تنشأ إلا منذ ٢٥ مليون سنة. ومنذ فترة تتراوح بين ١٨ و٨ ملايين سنة، دخل أحد هذه الفيروسات إلى جينوم حيوان آكل للحوم من مدغشقر، وبقي هناك. واستمرت الفيروسات الأخرى في إصابة الثدييات، وفي وقت ما انتقل أحدها إلى الطيور. ولا بد أن هذا قد حدث منذ وقت قريب للغاية، منذ عقود مضت، وليس قرونًا. نحن نعلم هذا لأن الفيروسات القهقرية تتغيَّر بسرعة كبيرة، لكن التنوع الجيني في فيروسات «آر إي في» التي تصيب الطيور محدود على نحو لا يُصدَّق.

ولحسن الحظ، تقدم شجرة العائلة الفيروسية التي أعدها نيفياداونسكا وجيفورد لنا معلومات عن وقت ومكان وكيفية حدوث هذا الانتقال.

طائر التَدْرُج المتوج ذو الردف الأحمر الناري.

طائر التدرج والطفيل

في عام ١٩٣٥، تعرَّف عالم فرنسي اسمه إيميل برومبت على نوع جديد من الطفيليات اسمه «المتصورة الدجاجية» يسبب الملاريا لدى الدواجن. ورأى لويل تي كوجشول — أخصائي أمريكي في الأمراض المدارية — الأمل في هذا الاكتشاف. فإذا كان من الممكن تنشئة الطفيل بسهولة في الطيور المنزلية، فإن هذا سيوفر طريقة مناسبة لدراسة الملاريا. كانت المشكلة في أنه لم يستطع الحصول على أي طفيل؛ فقد جاء طفيل برومبت من دجاجة سريلانكية، وترفض القوانين الأمريكية استيراد أمراض الدواجن من دول أجنبية.

إلا أن الحل كان داخل أمريكا بالفعل. فمنذ نحو عشر سنوات، سافر عالم طبيعة جريء يُدعى لي سوندرز كراندال إلى غينيا الجديدة، وبغضِّ النظر عن تعرضه إلى حادث تحطم سفينة مؤسف، عاد إلى الولايات المتحدة وبصحبته مئات الحيوانات الأسيرة. عاشت مجموعته في حديقة حيوان نيويورك، التي تعرف حاليًّا باسم حديقة حيوان برونكس. فكَّر كوجشول أن أحد هذه الطيور المستوردة ربما يحمل طفيلًا يشبه «المتصورة الدجاجية»، وقد كان محقًّا. ففي شهر يونيو من عام ١٩٣٧، اكتُشِف طفيل «المتصورة القيحية» في دماء طائر التدرج ذي الردف الأحمر من جزيرة بورنيو.

كانت هذه هي المرة الأولى والوحيدة التي يُعزل فيها طفيل «المتصورة القيحية»، لكنها كانت كافية. فقد حافظ كوجشول وآخرون على استمراره من خلال تكرار حقنه في الدجاج والبط وفراخ الديك الرومي. وأصبح هذا عماد أبحاث الملاريا، خاصة في السنوات اللاحقة للحرب عندما بلغ البحث عن أدوية مضادة للملاريا ذروته. لكن في النهاية، بدأ العلماء يستخدمون طفيليات ملاريا أخرى بدلًا من ذلك، وغاب طفيل «المتصورة القيحية» عن الأضواء. نفد المخزون في النهاية في ثمانينيات القرن العشرين، ولم يتمكن أي شخص من العثور على هذا الطفيل مجددًا. ربما لا يزال موجودًا ليصيب الطيور البرية في جنوب شرق آسيا بالعدوى، لكن هذا الطفيل الذي كان مشهورًا في وقت ما غاب عن الساحة العلمية في الوقت الحالي.

إلا أن طفيل «المتصورة القيحية» في أثناء ذروته كان يعمل كمعبر لفيروس «آر إي في» عند انتقاله من الثدييات إلى الطيور.

ففي وقت مبكر من عام ١٩٤١، شكَّ العلماء في أن مخزون «المتصورة القيحية» قد تلوَّث بشيء ما. فقد أصبحت الحيوانات المصابة تعاني من فقر الدم إضافة إلى أعراض الملاريا لديها. وفي عام ١٩٥٩، حدَّد ويليام تريجر سبب ذلك في وجود فيروس كان مختبئًا في المخزون، أطلق عليه «فيروس نخر الطحال». وفي عام ١٩٧٢، اكتُشف فيروس ملوِّث آخر يُطلق عليه «فيروس فقر الدم الذي يصيب البط»، وقد وُجد في «المتصورة القيحية» في خمسة مختبرات مختلفة. وقد كان كل منهما ينتمي لفيروسات «آر إي في».

في هذا الوقت، ظن الجميع أن كلًّا من «فيروس نخر الطحال» و«فيروس فقر الدم الذي يصيب البط» كانا فيروسين طبيعيين يصيبان البط، وأنهما قد وصلا بطريقة ما إلى مخزون الطفيليات. أما نيفياداونسكا وجيفورد فيعتقدان خلاف ذلك. فيقول تحليلهما إن هذين الفيروسين قد نشآ من المخزون نفسه، مما قدَّم فرصًا متكررة لهذين الفيروسين اللذين يصيبان الثدييات للتسلل إلى الطيور.

من أي نوع من الثدييات نشآ؟ لا أحد يعرف. فثدييات المختبر مثل الفئران أو الأرانب لا تؤوي فيروسات «آر إي في» على قيد الحياة. بدلًا من ذلك، يشك جيفورد أنه «ربما يكون أحد ثدييات جنوب شرق آسيا صغيرة الحجم التي كانت تسكن حديقة حيوان برونكس هو مصدر عينات العزل في الطيور.» وبما أن فيروسات «آر إي في» لم تُكتَشف قط في أي حيوان ثديي بري، فيمكن أن يكون مصدرَها أيٌّ من الحيوانات التي تسكن حديقة الحيوان، رغم أن الاحتمال الأرجح هو أن يكون مصدرها الخفافيش. ويقول جلين براونينج البيطري المتخصص في علم الفيروسات: «يُلقي البحث الضوء على المخاطر التي نصنعها بإتاحة اقتراب حيوانات من أصول جغرافية مختلفة من بعضها البعض.»

ربما يكون هذا الحيوان الثديي الغامض قد نقل العدوى إلى طائر التدرج أحمر الردف الذي فحصه كوجشول، وعليه فإن مخزون «المتصورة القيحية» كان ملوثًا من البداية. ولكن كان لدى هذا الفيروس فرص كثيرة للتسلل فيما بعد، عندما كان الطفيل يُربى وينتقل من فرخ لآخر. على أي حال، في كل مرة يحقن العلماء «المتصورة القيحية» في طائر، فإنهم يقدِّمون لفيروسات «آر إي في» التي تصيب الثدييات فرصة جديدة لتغيير العائل.

دواجن المزارع

الجدري واللقاح

تظهر جينات «آر إي في» في أغرب الأماكن. فقد وجدت أيضًا في الحمض النووي لفيروسين يصيبان الطيور لا علاقة بينهما على الإطلاق؛ جدري الطيور، والفيروسة الحلئية الطيرية-٢. تتسبَّب الأخيرة في مرض ماريك الذي كان يمثل مشكلة ضخمة لمزارع الدواجن كثيفة العدد التي وجدت في أمريكا في فترة ما بعد الحرب، وحثَّ على إجراء بحث مكثف عن لقاح. وكان التقدم بطيئًا حتى ستينيات القرن العشرين عندما طور العلماء طرقًا لنمو خلايا طيور في مزارع داخل المختبر. وسرعان ما اخترعنا لقاحات مضادة لجدري الطيور ومرض ماريك، باستخدام نسخة ضعيفة من هذين الفيروسين. وقد أنقذت هذه اللقاحات أعدادًا لا حصر لها من الطيور المنزلية.

في الوقت نفسه زادت أبحاث الملاريا، وانتشرت عينات «المتصورة القيحية» سريعًا في جميع أنحاء الدولة. ترى نيفياداونسكا وجيفورد أن هذه التيارات المتوازية من الأبحاث سمحت لفيروسات «آر إي في» بالانتقال من مجموعات الطفيليات الملوثة إلى هذين الفيروسين اللذين يصيبان الطيور. يقول جيفورد: «يحتمل وجود أشخاص يعملون مع نوعي الكائنات. إنه لأمر عرضي، لكن على الأقل كان يوجد مختبر تجاري واحد في الولايات المتحدة ينتج لقاحًا تجاريًّا مضادًّا لجدري الطيور ويتعامل مع المتصورة القيحية.»

فعندما سنحت الفرصة لفيروسات «آر إي في» فعلت ما تحب الفيروسات القهقرية فعله؛ أدخلت جيناتها في جينوم أجنبي. إلا أنه في هذه الحالة كان الجينوم ينتمي للفيروسين الآخرين؛ الفيروسين الضعيفين اللذين استُخدِما لصنع لقاحي جدري الطيور ومرض ماريك. وعلى متن هذين اللقاحين سافر «آر إي في» في جميع أنحاء العالم، فهو فيروس يسافر داخل فيروس آخر يسافر بدوره داخل الدواجن، تمامًا مثل طبق الديك الرومي المحشوِّ بالبطِّ المحشوِّ بالدجاج الأسوأ في العالم.

كما تشير الأبحاث المبكرة، تتفشى هذه الفيروسات أحيانًا بين الطيور المطعَّمة ضد جدري الطيور أو مرض ماريك. يفسر هذا سبب التشابه الجيني بين كل فيروسات «آر إي في» الحديثة. فهي لا تنتشر بحرية بين طيور العالم، وتتطور مع انتشارها؛ فهي تمثِّل غارات متكررة من قاعدة الانطلاق الثابتة نفسها.

يوجد استثناء واحد محتمل؛ ففيروس «آر إي في» الذي عُزل مؤخَّرًا من الصين يبدو مختلفًا بعض الشيء عن الفيروسات الأخرى، وربما يكون بالفعل فيروسًا ينتشر باستقلال. إذا كان هذا هو الوضع، فإن هذا سيكون بمنزلة الإضافة لهذه القصة؛ قصة فيروس الثدييات الذي أصبح محبوسًا مع طفيل ملاريا، فعمل على التسلل إلى فيروسات أخرى، وسافر حول العالم في اللقاحات، وفي النهاية واصل حياته حرًّا، لكن هذه المرة باعتباره فيروسًا يصيب الطيور.

نتائج غير مقصودة

يقول فنسنت راكنييلو من جامعة كولومبيا: «يا له من بحث رائع! فهذا العمل ليس فقط قصة بوليسية لا تصدَّق، ولكنه أيضًا مثال آخر على جهلنا بما تستطيع الفيروسات عمله بالضبط، حتى عندما نكون حريصين قدر المستطاع. فما لا نعرفه سيأتي دائمًا ليلاحقنا.»

هناك قصص أخرى مشابهة لفيروسات تنشأ أو تنتشر عبر طرق غير متوقعة أو مثيرة للسخرية. ففي العام الماضي، كتبتُ عن فيروس يصيب الدجاج اسمه «فيروس التهاب الحنجرة والرغامي المعدي»، الذي نشأ عند دمج لقاحين مصنوعين من فيروسات ضعيفة معًا من أجل صنع لقاح جديد قوي.

من المستبعد أن يحدث هذا في البشر، لكن تاريخنا لا يخلو أيضًا من الحوادث. فبينما كان حسنو النية من العاملين في مجال الرعاية الصحية يعالجون المصريين من مرض البلهارسيا — وهو مرض تسببه دودة طفيلية — قاموا بحقنهم دون قصد بإبر ملوثة بمرض التهاب الكبد الفيروسي (ج)، فأطلقوا بذلك وباءً لا يزال موجودًا إلى الآن. وقد انتشر فيروس نقص المناعة المكتسبة في جميع أنحاء أفريقيا بطرق مشابهة.

يقول راكنييلو: «أتساءل كم عدد الفيروسات الأخرى المسببة للأمراض التي نشرناها بطريق الخطأ؟ لحسن الحظ — كما توضح هذه القصة — فإننا حاليًّا لدينا أدوات لتحديد ماذا يوجد في كل مجموعة فيروسات ننتجها؛ لذا فإن مثل هذه الإصابات التي تحدث بطريق الخطأ يجب أن تصير ضربًا من الماضي.»

يوافق جيفورد على أن القصة التي اكتشفها ليس من المحتمل حدوثها مرة أخرى، لكنه يشير إلى أنه لم يكن باستطاعة أحد من العلماء في هذا الوقت أن يتوقع ما حدث. فلم يكونوا على دراية في الواقع بكيفية عمل الفيروسات القهقرية، أو ميلها إلى تهريب نفسها داخل عوائلها، أو حتى داخل الفيروسات الأخرى. فيقول جيفورد: «ربما توجد أشياء لا نتوقعها حاليًّا ويمكن أن تمثل تهديدًا فيما بعد.»

لكن دعونا لا نغفل الجوانب الجيدة؛ فتوجد فوائد لا جدال فيها لإجراء أبحاث أساسية على مسببات الأمراض مثل «المتصورة القيحية»، أو صنع لقاحات باستخدام فيروسات ضعيفة على قيد الحياة. فربما يصعب تقدير حجم المخاطر، لكن توجد سبل لتخفيفها.

بعبارة أخرى، تتصدر المراقبة الأفضل واصطياد الفيروسات قائمة جيفورد. «سوف تتوافر مواقع رصد قليلة في أماكن حيوية في جميع أنحاء العالم تسجِّل بانتظام الفيروسات في بيئتها المحلية وتشارك بياناتها.» يحدث هذا لبعض الأمراض المعدية الشهيرة مثل نقص المناعة المكتسبة والأنفلونزا، لكن جيفورد يعتقد أنه حان الوقت لتوسيع نطاق مثل هذه الجهود لتشمل فيروسات أخرى، من بينها تلك التي تصيب حيوانات ونباتات أخرى. «لن تحتاج إلى كثير من البيانات حتى تدرك أن شيئًا غريبًا حقًّا مثل هذا يحدث.»