چگونه با ویروس کرونا مقابله کنیم؟

خلاصه مطلب

ویروس کرونا، مشابه با اپیدمی سارس در سال 2003 است، اما نحوه تعامل دانشمندان از آن زمان تا کنون بسیار تغییر یافته است و به لطف فناوری های دیجیتال و ژنتیک مصنوعی، امکان مشارکت متخصصان برای ساخت زودهنگام واکسن آن فراهم شده است. این مقاله به پیشرفت های علمی و پشت پرده کاربرد فناوری های دیجیتال در مهار کردن ویروس کرونا می پردازد.

چگونه با ویروس کرونا مقابله کنیم؟ کافی است DNA آن را به صفر و یک تبدیل کنیم و آن را با جهان به اشتراک بگذاریم.

یادتان بیاید یا نیاید، حدود بیست سال است که کابوسی ترسناک در خاطره دنیا باقی مانده: خیابان های بسیار شلوغ و پر هرج و مرج پکن، اینک متروک و خالی از هرگونه نشانه زندگی شده بود. مدارس تعطیل شده، متروها خالی و مردم وحشت داشتند که خانه های خود را ترک کنند. هر شب کانال های تلویزیونی ایالتی موارد قطعی جدید و کشته های جدیدی را گزارش می کردند. چاره ای جز روبرو شدن با حقیقتی دلهره آور باقی نمانده بود: ویروس کرونا یا سارس! این ویروس آنقدر جدید بود که هیچ کس نفهمید چگونه گسترش می یابد یا چگونه می توان به طور مؤثر آن را درمان کرد به طوری که هیچ واکسنی برای آن در دسترس نبود. در پایان ، نزدیک به هزار نفر کشته شدند.

با این که بین سارس و شیوع ویروس کرونا جدید (COVID-19) که چین را ویران کرد و اکنون کل دنیا را درگیر کرده، می توان شباهت های زیادی متصور شد، اما پاسخ به این دو اپیدمی به طرز چشمگیری تغییر یافته است. این تغییرات نشان می دهد که همکاریهای بیوتکنولوژی و جهانی تا چه اندازه در دو دهه گذشته تحول یافته اند. پیشرفت در فناوری های توالی یابی ژنتیک، بیولوژی مصنوعی و علوم باز، در حال بازآفرینی نحوه برخورد با همه گیری های بالقوه جهانی است. مقایسه این دو اپیدمی در کنار یکدیگر، نشان دهنده پیشرفت تکنولوژی و تغییر اخلاق به سمت همکاری است.

بگذارید روراست باشم: هر پاسخی به یک بیماری عفونی جدید ترکیبی از علم، سیاست، نژادپرستی، شایعه و غرور ملی است و ساده لوحانه است که کنترل بهتر ویروس در اپیدمی فعلی را فقط به پیشرفت فناوری ارتباط دهیم اما با این حال، مقایسه این دو اپیدمی به طور چشمگیری نشان می دهد که جهان علمی چگونه در دو دهه گذشته به سمت بهبود تغییر پیدا کرده است.

سنتز ژنتیک؛ ارزان تر و آسان تر

پاسخ به ویروس کرونا (COVID-19) بسیار سریع بود. از آنجایی که نقشه ژنتیکی ویروس، اولین سرنخ از منشأ و صفات آن است، دانشمندان چینی طی یک ماه از اولین مورد شناسایی شده در شهر ووهان، نقشه ژنتیکی جزئی ویروس را در یک پایگاه داده آنلاین به نام GenBank که در آن قابلیت مشورت گسترده متخصصان وجود دارد، قرار داده بودند.

تقریباً بلافاصله بعد از در دسترس قرار گرفتن این نقشه ژنتیکی، دانشمندانی از همه بخش ها - دانشگاهیان، زیست شناسان و بخش های دولتی - در سراسر جهان شروع به سفارش آنلاین بخش هایی از ژنوم ویروس برای مطالعه در آزمایشگاه های خود کردند.

ظهور شرکت های تجاری موفقی مثلIntegrated DNA Technology (IDT) و Biobasic که مولکول های DNA طبق سفارش مشتری تولید می کنند، نشانگر این واقعیت است که علم سنتز ژنتیکی از سال 2003 تا 2020 واقعا چقدر زیاد پیشرفت کرده است.

هزینه استخراج کل ژنوم به طرز عجیبی کاهش یافته است که این امر موجب رشد انفجارگونه صنعت سفارش پستی اجزاء ویروس و دیگر ارگانیزم ها آن هم به صورت کاملا ارزان شده است. به عنوان مثال شرکت Biobasic "آغازگرهایی" را تنها به قیمت چند دلار ارائه می دهد که بخش های مشخصی از ژن های ویروس کرونا را تقویت می کنند. این ابزارهای ژنتیکی خام که به سرعت سنتز شده و برای سفارش دادن خالص سازی می شوند، ماده ای مهم برای دانشمندان محسوب می شود تا به کمک آن بتوانند بخش های مهم ویروس را در آزمایشگاه های خود بازآفرینی کنند.

به اشتراک گذاری سریع ژنوم ویروس در کنار سفارش آنلاین آسان، مطالعات دانشمندان را برای فهم اشکالات و آزمایش واکسن های بالقوه آسان می کند. طبق گزارشCBS8 ، یک شرکت بیوتکنولوژی مستقر در سن دیگو به نام Inovio، واکسنی برای ویروس کرونا ساخته و آن را در موش ها و خوکچه ها آزمایش کرده است. اگر آنها بتوانند تأیید FDA (سازمان غذا و داروی آمریکا) را بدست آورند، آزمایشات بالینی در انسان می تواند از اوایل تابستان امسال آغاز شود. در مقابل، واکسن سارس حدود 20 ماه طول کشید تا مهندسی شود، مدتها بعد از اینکه این اپیدمی پایان یابد! اگرچه ممکن است سرنوشت مشابهی در انتظار ویروس کرونا باشد، اما چنین حرکت و سرعتی برای ایجاد واکسن ویروس کرونا واقعا بی سابقه است.

دانشمندان حتی یک گام جلوتر هستند زیرا هم اکنون توانایی بازآفرینی ویروس کرونا را از ابتدا دارند. توالی ژنتیکی جزئی ویروس اغلب برای مهندسی واکسن ها کافی است. با این حال، تنها یک نسخه زنده و کامل می تواند سرنخ هایی برای سؤالات مهمی از قبیل نحوه گسترش ویروس، اینکه از کجا آمده و نحوه جهش آن از حیوان به انسان ارائه دهد. به عنوان مثال دانشمندان می توانند با جهش دادن سیستماتیک بخش هایی از ویروس، ژنهای مهم مورد نیاز آن را برای شیوع یا ایجاد بیماری رمزگشایی كنند، یا مدلهای دقیق تری از شیوع پیش بینی شده آن در بین جمعیت انسان بسازند.

با این حال تاکنون، چین تنها کشوری است که به ویروس دست نخورده دسترسی دارد، به این معنی که سایر کشورها باید ویروس را مستقیماً از طریق کد دیجیتال خود بسازند. چنین کاری حدود بیست سال است که در آزمایشگاه ها انجام می شود، اما پیشرفت در سنتز ژنتیک به صورت تجاری است که فرآیندهای این کار را بسیار ساده می کند، آنقدر ساده که تنها مانع اصلی باقیمانده، خود فناوری نیست بلکه نگرانی های قانونی است؛ یعنی ترس از تصادفات آزمایشگاهی یا بیوتروریسم.

علوم باز و آنلاین

وجه تمایز دیگر بین اپیدمی سارس و ویروس کرونا تفاوت در پیشرفت بیوتکنولوژی سال 2003 و 2020 نیست؛ بلکه پیشرفت فناوری دیجیتال است. هنگامی که سارس در سال 2003 شیوع یافت، عده کمی از کاربران به اینترنت دسترسی داشتند و ایمیل نسبتاً جدید بود. بنابراین اخذ اطلاعات از یک منطقه قرنطینه بسیار دشوار بود.

علیرغم چالش های دیجیتالی که آن زمان وجود داشت، سارس هنوز به عنوان لحظه ای متحد کننده شناخته می شود که محققان بین المللی - علیرغم همه تفاوت ها، رقابت ها و بحث های داخلی - گردهم آمدند تا اطلاعات، نمونه ها و واکنشگرها را از طریق ارتباطات شخصی به اشتراک بگذارند. با این حال، انتشار اطلاعات به مخاطبان بزرگتر متکی و وابسته به آژانسهای دولتی، از جمله CDC، یا مقالات آکادمیک در مجلات بود.

در مقابل، تبادل اطلاعات در مورد ویروس کرونا سریع و فراوان بود. به لطف ظهور سرورهایی مانند bioRxiv که اطلاعات پیش از انتشار مقالات را ذخیره می کنند، دانشمندان می توانند به راحتی فرایند بررسی چند ماهه در نشریات ژورنال را دور بزنند و نتایج خود را مستقیماً به صورت آنلاین منتشر کنند.

اشتراک گذاری آزاد اطلاعات یک شمشیر دو لبه است: به دلیل اینکه مقالات مربوط به bioRxiv مورد بررسی قرار نمی گیرند، می توان کیفیت آنها را مورد تردید قرار داد. با این وجود، این منابع به سرعت به عنوان کاتالیزوری آنلاین برای دانشمندان علاقمند به مطالعه ویروس کرونا تبدیل شده است. به عنوان مثال ، یک تیم که در حال ساخت ویروس کرونا از ابتدا است، چهار توالی ژنومی مختلف را از سرور بیرون کشید و از نتایج خود برای ایجاد توافقی جمعی میانگین گیری نمود.

انتشار سریع اطلاعات فقط به پیشرفت واکسن کمک نمی کند. این کار ترس عمومی را نیز تسکین می دهد. یک ویروس جدید و کشنده معمولا با ترس عمومی، شایعات و بی اعتمادی همراه است، به خصوص اگر دانشمندان درمورد نتایج اولیه تحقیقات سکوت اختیار کنند. BioRxiv روشی برای قرار دادن داده های اولیه در معرض عموم ایجاد کرده است تا دانشمندان و خبرنگاران بتوانند با همه روراست باشند و نتایج قابل اطمینان را در معرض دید عموم قرار دهند.

البته سرورهای حاوی مقالات قبل از انتشار کامل نیستند؛ احتمال قرار گرفتن اطلاعات غلط یا اطلاعات ناقص در آن ها وجود دارد که قطعا به بررسی نیاز خواهد داشت. اما واضح است که bioRxiv نقش مهمی در تسریع پیشرفت دانش ویروس و جنبش علمی باز دارد.

نبردی جهانی

هرچه علم بازتر می شود، تعاملی تر نیز خواهد شد. از زمان وقوع سارس در سال 2003، تعداد همکاری های جهانی به طور انفجاری افزایش یافته است. پاسخ جامعه علمی به ویروس کرونا نمونه بارز این تغییر است: در وضعیت بحرانی فعلی که زمان حرف اول را می زند، به جای اینکه انتشار یافته های علمی برای شهرت شخصی باشد، برای ایجاد همکاری و سرعت بخشیدن به اکتشافات جدید خواهد بود.

علاوه بر این، همکاری جهانی بدون هشدار به جهان و آگاه کردن بقیه از انتشار یک ویروس جدید میسر نخواهد شد. چین در سال 2003 سعی کردن هیچ اسمی از سارس به میان نیاورد، اما زمانی که این مسأله به یک بحران تبدیل شد مجبور به شکستن سکوت کرد. اما در سال 2019 مقامات این کشور با در اختیار داشتن تجربه تلخ آن دوران، تقریبا بلافاصله سازمان بهداشت جهانی را از انتشار ویروس کرونا مطلع کردند (گرچه این کار بدون اجبار و مرگ و میرهای غم انگیز نبود).

ما می توانیم از پیشرفت در فن آوری های ژنتیکی، ژنتیک مصنوعی یا مدل سازی رایانه ای برای مقابله با همه گیری های ویروسی شگفت زده شویم. اما اساساً، جلوگیری از شیوع بیماری نیاز به هشدار زودهنگام از کشور مبدا دارد – موضوعی که شرمساری در آن بی فایده است .

قطعا اپیدمی های بیشتر در راه است. بیش از 30 بیماری عفونی جدید در طی سه دهه گذشته در نقاط مختلف جهان رواج یافته است و شبیه سازی ها نشان می دهد ویروس های زیادی در خفاش ها و سایر عوامل حیوانی این پتانسیل را دارند که مستقیماً به سمت انسان جهش یابند. البته دانشمندان برنامه خوبی برای مقابله دارند، به شرط آنکه دولتمردان آنان را در این راه یاری کنند.

آمار و ارقام

مقایسه آماری دو ویروس کرونا و سارس :

نام بیماری سارس کرونا
سال شیوع 2003 2019
کشور مبدأ چین چین
کشته شدگان بیش از 1000 نفر حدود 3000 نفر
سیاست دولت چین سکوت و عدم اطلاع اطلاع رسانی از لحظه وقوع
نقش دانشمندان عدم تعامل برجسته تعامل آنلاین
نقش فناوری دیجیتال کم بسیار زیاد