שתי מוטציות גנטיות שהעירו את חשדנות המדענים בעקבות מקרה של מתבגר מקומץ בריטי שהתדרדר לבעיה נשימתית חמורה עם שפעת העופות H5N1 בנובמבר 2024, מתבררות כהפחתת יכולת הווירוס להיקשר לתאי האדם, ולא להיחלש. חוקרים מאוניברסיטת קולומביה הבריטית דיווחו ב-28 בספטמבר בעיתון המוערך Nature Communications כי הממצאים מראים שהשינויים הגנטיים הללו הפכו את הווירוס לפחות יעיל בהימצאות התא האנדוגני של האדם.
תוצאות אלו סותרות את החשש המוקדם כי המקרה הקנדי, הראשון שתועד באומת קנדה, מעיד על תהליך של היעשות הווירוס יותר ואמריקני. לפי הפקולטה לרפואה של אוניברסיטת קולומביה הבריטית, חלבון הפני השטח המוטעה נקשר בצורה פחות יעילה הן לרצפטורים תואמי אדם והן לרצפטורים של עופות בניסויים במעבדה. החולה החליט להבריא ללא תקלות נוספות.
חשיבות הממצאים עבור מעקב ומעקב שגרתי
הממצאים מרגיעים בנוגע לשתי המוטציות הספציפיות האלה, אך אינם מפחיתים את דרישות הערנות הכלליות. חשוב לציין כי הווירוסים הללו ממשיכים להסתובב תוך קהילות עופות בר, עופות חקלאיים ובקר חלב אמריקאי, והמדענים מתבססים על בדיקות מעבדה מסוג זה כדי להחליט אילו שינויים גנטיים מצדיקים התייחסות עיקרית.
הסבר פשוט לגבי קשירת הרצפטורים
שבבי שפעת מתחילים את ההדבקה באמצעות חלבון בשם הימאגלוטינין, שמצמיד את עצמו למולקולות סוכר שנקראות רצפטורי סיאלית חומצה, על פני התאים. בדר"כ, וירוסי עופות מותאמים לסוג הרצפטורים השכיח בדרכי הנשימה של העופות, בעוד שווירוסי שפעת עונתית אנושיים מעדיפים את הסוג הדומיננטי בחלק העליון של דרכי הנשימה של האדם. שינויים במעבר לסוג הרצפטור האנושי נחשבים לאותות קלאסיים לכך שהווירוס מתפתח להסתגלות לאדם.
המוטציות שמצאו במחקר – מפתחות לשאלות מרובות
הווירוס מקולומביה הבריטית נשא שתי תצורות יוצאות דופן באזור הקישור, המכונות E190D ו-Q226H, שנמצאו במקטע הקריטי לקשירה לרצפטורים. חוקר נוסף שעסק במודלים של דגימות ממתארים מבוססות של ניירות עבודה מצא כי גם בלאומיות שלו, נמצאו תבניות מעורבות של וירוסים עם שניהם המוטציות, הרכב שיכול להעיד על תהליך של שינוי בכיוון האנושות. תוצאות ההכנה של הזרעים הללו בתור תערובת של וריאנטים מראה שחלקם מהווים מיעוט מבוטא.
ניסוי התמונה במעבדה – בדיקת ההשפעות של המוטציות
הצוות מאוניברסיטת קולומביה הבריטית, בהובלת פרופסור סיריראם סוברמאניאם, השתמש במיקרוסקופ אלקטרוני קירוגני כדי למפות את החלבון המוטעה בהיקף קרוב לאטומי. הם מדדו כיצד טוב החלבון מצליח להיקשר לרצפטורים תואמי אדם ועופות באמצעות מערכי מגלנים ובדיקות קישור מעבדה. שני סוגי ההיקשרות הוכחו להיות מאוד מוגבלות, בניגוד לציפייה כי מוטציות שיקשרו יותר לתרכובות אדם – סימן להתאמה למין האנושי.
סוברמאניאם הוסיף בהכרזה שהמדע תמה על באופן מעניין: איך בכל זאת הווירוס הצליח להדביק? בניסוי על תאים ריאתיים של בני אדם הוכח כי החלבון המוטעה מסוגל עדיין ליזום התמזגות עם ממברנת תאי הריאה, שלב שמאפשר לווירוס להעביר את החומר הגנטי, למרות שהאפקטיביות שלו נמוכה בערך בשליש בהשוואה לתנאי על וירוס H5N1 ידוע מראש. חוקר המשנה, ג'ון ני, מציע כי ייתכן ומדובר באינטראקציות חלשות רבות שמצטברות באופן שמספק אותן כהיקשרות מספקת כדי לפעול.
הגבלות הראיות ופירוש שונה של הממצאים
חשוב להבהיר שמדובר במחקר במעבדה על חלבוני וירוסים ותאים שנוצרו מבדיקות במעבדה, בעיקר על פי המוטציות שנמצאו במטופל אחד בלבד. מחקר זה מדגים את ההשפעות על קשירת הרצפטורים בלבד, על פי תנאי שליטה מבוקרים. הוא לא מודד את קלות ההדבקה בין אנשים, וגם אינו מנבא כיצד ינהגו מוטציות אחרות. הכותבים מציינים כי וירוסים עלולים להשתמש ברצפטורים שהמערכים שלהם לא בודקו כלל.
קבוצה עצמאית הציעה פרשנות שונה למוטציות הללו, שהועלתה לפני מספר חודשים ב-preprint לא מפורסם ב-bioRxiv, שלא עבר ביקורת עמיתים. הקבוצה בדקה וירוסים ממוחשבים וסימולטיביים, ומצאה כי למרות שמוטציות אלו לא מייעלות את השימוש הרצפטורי, הן מסייעות לווירוס להימנע מחומרי הריר בדרכי הנשימה של האדם ולהתרבות טוב יותר בנוכחות תרופות אנטי-ויראליות כמו אוסלטמוויר וזנאמוויר. במילים אחרות, קשר חלש אינו בהכרח סיכון פחות חמור, והנושא נותר פתוח. מחקר נוסף שפורסם ב-npj Virus מצא שהחומרה E190D מפחיתה את הקישור לרצפטורים ולכושר הווירוס להתרבות.
סוברמאניאם הזהיר כי שינויים נוספים באותו אזור בחלבון עלולים להשפיע באופן שונה לגמרי. העבודה באוניברסיטת קולומביה הבריטית מומנה על ידי מרכז ההנדסה החיסונית והביומאנופברומינטינג של קנדה.
מעקב מהעופות הבר ועד לעובדי חווה
המקרה מציג כיצד שרשרת המעקב צריכה לעבוד בפועל. המדענים המרכזיים בקנדה בדקו את הווירוס של המטופל, שיתפו את הנתונים וזו אפשרה לצוות במרכז המחקר של אוניברסיטת קולומביה הבריטית לבדוק מה בדיוק המוטציות עשו. זיהוי גנטי מהיר מקנה תובנות בנוגע לשינויים, אך עבודה במעבדה חיונית כדי להבדיל בין סימן אזהרה אמיתי לבין סימנים שמדופקים כמדומים בלבד.
לקריאות בארה"ב, האנשים החשופים ביותר נשארים אלו שבקרבתם חיה חולה או מתה, ביניהם עובדי משק עופות, חקלאי חלב, בעלי תיכונים ומחפשי ציפורים חיות. המרכז לבקרת ומניעת מחלות (CDC) מציין כי הסיכון הציבורי הנוכחי משוריין נמוך, ושכרגע דווחו 71 מקרים של הידבקות באמריקה מאז פברואר 2024, על פי עדכון אחרון במרץ.
הנהלים המעשיים אינם השתנו. יש להימנע ממגע עם עופות בר חולים או הנמצאים במוות, לשמור על חיות מחמד מרחק, לדווח על מקרי מוות חריגים או חורפים למשרדי חילות הסביבה המקומיים, ולהשתמש בציוד מגן בהישאף לעבודה עם עופות או בעלי חיים חקלאיים. כל אחד שמפתח אדמומיות בעיניים או תסמיני שפעת לאחר מגע עם חיה צריך לפנות לייעוץ רפואי ולהזכיר את החשיפה. מחקר זה אינו משנה את ההנחיות הרשמית.
החוקרים ימשיכו לבדוק מוטציות כאשר תסמיני מקרים חדשים או התפרצויות חיות ייקבעו, וגם הפרשנויות שב-preprint עלולות להיבחן עוד במסגרת ביקורת עמיתים. Nature World News יעקוב אחר ממצאים חדשים ככל שימועי המעקב יפורסמו.
שתי המוטציות שנמצאו במקרה של קולומביה הבריטית הפחיתו את יכולת הווירוס להיקשר גם לרצפטורי אדם וגם לרצפטורי עופות, במבחני מעבדה של אוניברסיטת קולומביה הבריטית, והקלה על אחת החששות שהעסיקו את המדע עד כה. עם זאת, מדענים אחרים קראו את השינויים השונים בדרכים שונות, והחוקרים הזהירו כי מוטציות אחרות עלולות להיות משמעותיות יותר, ולכן מעקב אחר עופות בר, חיות משק ואנשים נותר חיוני ומרכזי.
