انقلاب در تشخیص کرونای مسافران

ندا اظهری، مترجم: در طول تاریخ، کشورهای دنیا بیماری‌های مختلفی را تجربه کرده و بحران‌های بیماری‌زایی زیادی را پشت‌سر گذاشته‌اند که هرکدام از آنها تجربه‌ای برای مقابله با بیماری‌های دیگر به شمار می‌رفت. همه‌گیری ویروس کرونا هم یکی از سخت‌ترین و وسیع‌ترین بیماری‌هایی است که تاکنون دامنگیر بشر شده و توانست در برهه‌هایی، او را ناتوان کرده و از پا بیندازد. همان روزهای نخست که سروکله کووید-19 پیدا شده بود، به‌دلیل شباهت‌هایی که این ویروس با بیماری سارس داشت، بسیاری از محققان سعی کردند در مدت زمانی کوتاه برای مقابله با عوارض بیماری، از تجربه‌هایی که برای درمان و کنترل سارس استفاده کرده بودند، استفاده کنند و در عمل هم برخی از آنها موفق عمل کرد. این ویروس درحال‌حاضر در بسیاری از کشورهای دنیا با تکمیل فرآیند واکسیناسیون کنترل شده و امید می‌رود به‌زودی شمار مبتلایان و آمار مرگ‌ومیر کاهش یابد.

روش جدید تشخیص ویروس کرونا

درواقع دسترسی محققان به دانش به‌دست‌آمده از ویروس کرونا منجر به طراحی انواعی از کیت‌های تشخیصی به‌منظور شناسایی ویروس‌ها در نمونه‌های بیولوژیکی شده است. بسیاری از سیستم‌های تشخیصی طی ماه‌ها تولید شده‌اند که اغلب در اهداف ژنتیکی‌ای که دارند، متفاوت عمل می‌کنند. کمبود سیستم‌های تشخیصی باعث ایجاد محدودیت در مصرف آنها شده است. جهان با یک بیماری همه‌گیر استثنایی ناشی از ویروس SARS-CoV-2 روبه‌رو است. برای تشخیص عفونت‌های کرونا، چند روش براساس روش PCR در زمان واقعی ارائه شده است. درخواست‌هایی که برای تشخیص این ویروس ارائه شده، به‌گونه‌ای است که بلافاصله مشخص شد مناسب‌ترین روش برای هر آزمایشگاه میکروبیولوژی و هر فرد کدام است. محققان برای غلبه بر مسائل مهمی که وجود دارد، یک کاوشگر کیفی جدید به نام RT-PCR ایجاد کرده‌اند. این سیستم سه ژن RNA پلیمراز وابسته بهRNA ، پوشش (E) و نوکلئوکپسید (N) را شناسایی کرده و از ژن β-actin به‌عنوان یک کنترل داخلی درون‌زا استفاده می‌کند. نتایج حاصل از این سنجش‌ها با نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از یک کیت تجاری، به جز دو نمونه که کنترل داخلی درون‌زا را پشت‌سر نگذاشته‌اند، مطابقت کامل دارد. این کیت به‌گونه‌ای طراحی شده است که برای استخراج اسیدنوکلئیک یا برای روش RT-PCR باز شده و انجام شود.

گروهی از محققان ایتالیایی موفق به طراحی یک سیستم جدید تشخیصی جدید شده‌اند که نه‌تنها می‌تواند حساسیت و ویژگی‌های خاصی را شناسایی کند، بلکه این کار را با سرعت و منطق بالایی هم ادامه می‌دهد و این به معنای ارائه یک فرآیند تشخیصی پرسرعت در میان افزایش تقاضای بیشتر است. نمونه‌های موردنظر توسط افراد آموزش‌دیده و با استفاده از سواب «نازوفارنژیال» (ناحیه پشت بینی و ناحیه فوقانی پشت گلو) انجام می‌شود. این کیت، 4 نوع ژن مختلف را شناسایی می‌کند.

تست پروتئین اسپایک و پیامد اتصال آن به گیرنده ACE2

با گسترش ویروس کرونا و شیوع همه‌گیری، ویروس به‌سرعت درحال تکامل است و درنتیجه انواع جدیدی از آن ظهور می‌کند که سلامت عمومی را به خطر می‌اندازد. مکانیسم‌های تکاملی که باعث ایجاد این تنوع سریع شده‌اند به‌خوبی درک نشده‌اند. در نظریه‌ای خنثی نسبت به این همه‌گیری، محققان بر این باورند که بیشتر جهش‌ها در دنباله اسیدنوکلئیک تصادفی است و می‌توان آنها را انتخاب کرد. در اینجا، محققان آزمایشی برای درک بهتر فشارهای انتخابی اعمال‌شده بر پروتئین اسپایک ویروس SARS-CoV-2 به‌دست‌آمده از بتاکروناویروس انجام داده‌اند. آنها دریافتند که شماری از اسیدآمینه‌ها احتمال بیشتری برای ظهور در ذرات ویروسی دارند. آن‌دسته از اسیدآمینه‌هایی که احتمال ظهور و بروز بیشتری دارند، بیشتر در این توالی‌ها حضور می‌یابند که بر ثبات و کاربردی بودن پروتئین اثر می‌گذارند. نتایج به‌دست‌آمده حکایت از آن دارد که بیشتر جهش‌های منحصربه‌فرد در ویروس کرونا تحت فشارهای انتخابی هستند که با قصور سیستم ایمنی مرتبط بوده و تغییر پروتئین و ثبات ویروس را افزایش می‌دهند و تعامل پروتئین با پروتئین‌های میزبان را نشان می‌دهد. روی هم ‌رفته، تمام این نیروها پروتئین اسپایک را شکل داده و همچنان منجر به ایجاد تنوع در جهش‌های این ویروس می‌شود.

کشف نزدیک‌ترین خانواده ویروس کووید در لائوس

دانشمندان با تحقیقات صورت‌گرفته روی خفاش‌ها در چین و لائوس، ویروس‌های بالقوه خطرناکی را مشابه ویروس SARS-CoV-2در جنوب‌شرق آسیا کشف کردند. آنها سه نوع ویروس را در خفاش‌های لائوسی پیدا کردند که نسبت به ویروس‌های شناخته‌شده، بیشترین شباهت را به ویروس کرونا دارند. به گفته آنها، بخش‌هایی از کد ژنتیکی آنها نشان می‌دهد که این ویروس منشأ طبیعی دارد اما کشف آنها، ترس از وجود ویروس‌های متعدد کرونا با احتمال آلودگی بیشتر افراد را افزایش می‌دهد. این ویروس‌های جدید حاوی حوزه‌های اتصال گیرنده هستند که به‌طور تقریبی مشابه ویروس SARS-CoV-2 بوده و درنتیجه، می‌توانند سلول‌های انسانی را آلوده کنند. این حوزه اتصال گیرنده به ویروس کرونا اجازه اتصال به گیرنده ACE2 را در سطح سلول‌های انسانی برای ورود به آنها می‌دهد. محققان برای کشف این ویروس‌های جدید، بزاق، مدفوع و ادرار 645 خفاش را در غارهای منطقه شمالی لائوس مورد بررسی قرار دادند. آنها در سه گونه خفاش نعل اسبی، ویروس‌هایی را یافتند که تا بیش از 95درصد با ویروس SARS-CoV-2 شباهت داشت. محققان این سه ویروس مشابه را BANAL-52 ، BANAL-103 و BANAL-236 نامیده‌اند. زمانی که ویروس کرونا برای اولین‌بار شناسایی شد، حوزه اتصال گیرنده آنها با ظاهر عجیب و غریبی که داشت، این تصور را در دیدگاه دانشمندان ایجاد کرد که این ویروس دست‌ساز بوده و در شرایط آزمایشگاهی تولید شده است. اما تحقیقاتی که روی ویروس لائوسی صورت گرفت، نشان می‌دهد این بخش‌های ویروس کرونا در طبیعت هم وجود دارد و منشأ این ویروس طبیعی است. محققان همچنین در ادامه مطالعات خود خانواده مشابهی از ویروس‌ها را به ویروس کرونا در تایلند، کامبوج و یونان در جنوب چین یافتند. آنها در اکتشافات خود اعلام کردند که جنوب‌شرق آسیا میزبان متنوعی از ویروس‌های مشابه ویروس کروناست. سال گذشته نیز محققان ویروس مشابه دیگری را به نام RaTG13 در یونان واقع در چین شناسایی کردند که 1/96درصد مشابه ویروس SARS-CoV-2 بود.

الگوریتم هوش مصنوعی برای تشخیص کرونا در مسافران

هوش مصنوعی به‌عنوان یکی از فناوری‌های برتر دنیا، در دوران همه‌گیری هم بارها به کمک محققان و دانشمندان آمده و در تشخیص ویروس کرونا به آنها کمک کرده است. یکی از بخش‌های هوش مصنوعی که توانسته با کووید مقابله کند، سیستم یادگیری ماشینی است. محققان یک سیستم یادگیری ماشینی را برای کشور یونان طراحی کردند که در آگوست 2020 آغاز به‌کار کرد. این سیستم مجهز به الگوریتم‌هایی است که کارآمدی تست کرونا را افزایش داده و به مقامات این کشور کمک کرده مرزهای خود را با امنیت بالاتری باز نگه دارند. این کار همچنین هشداری نسبت به کاستی‌های ابزارهای سیاستی است. انجام تست مشکلی است که سیستم یادگیری ماشینی گزینه مناسبی برای حل آن به شمار می‌رود. تا پیش از راه‌اندازی چنین سیستمی در فرودگاه‌های یونان، امکانات لازم برای شناسایی و غربالگری افراد مبتلا به کووید-19 در ورود به مرز یونان وجود نداشت و هرگز امکان شناسایی 100درصدی تمام مسافران مبتلا وجود ندارد. درواقع با استفاده از این سیستم هوش مصنوعی، گرفتن تست از مسافران ورودی به یونان برای پیشگیری از شیوع بیشتر ویروس کرونا بهینه‌سازی می‌شود. درواقع با سیستم یادگیری ماشینی، افرادی مورد تست قرار می‌گیرند که بیشترین احتمال مثبت بودن تست آنها وجود دارد. یک آزمایش منفی برای مسافران تنها هزینه و تأخیر برای مسافر ایجاد می‌کند اما در مقابل، آزمایش مثبت مزایای فوق‌العاده‌ای ایجاد می‌کند که پیشگیری از موارد مبتلا به کرونا مهم‌ترین پیامد آن است. به‌عبارتی، سیستم یادگیری ماشینی با ایجاد الگوریتم‌هایی، تصمیم‌گیری و مشخص می‌کند کدام مسافر بیشترین احتمال مثبت بودن را دارد و تنها از این افراد تست کرونا گرفته می‌شود. ارزش این سیستم زمانی مشخص می‌شود که بیشترین مسافر مبتلا به کرونا با استفاده از کمترین تعداد آزمایش شناسایی می‌شوند. کشور و مبدا مسافران، سن و جنسیت آنها به‌طور دیجیتال مورد بررسی قرار می‌گیرند.

تنهایی، انزوای اجتماعی و درد پیامد همه‌گیری کرونا

افزایش تنهایی و انزوای اجتماعی به دنبال فاصله‌گذاری‌های اجتماعی و محدودیت‌های اعمال‌شده برای مسافرت و پیشگیری از انتقال ویروس در دوران همه‌گیری کرونا تاثیر معکوس و مخربی روی سلامت جسمی و روانی مردم دنیا گذاشته است. تنهایی و انزوای اجتماعی مهم‌ترین نتایجی است که با پایین آمدن کیفیت زندگی و اختلالات فیزیولوژیک مانند افسردگی و نیز بیماری‌های جسمی از قبیل بیماری قلبی و عروقی و فشار خون بالا در ارتباطند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که تنهایی و انزوای اجتماعی ازجمله عوامل پرخطر مرگ‌ومیر زودهنگام است که خطر مرگ را بین 26 تا 29 درصد افزایش می‌دهد. همچنین تنهایی و انزوای اجتماعی از عوامل پرخطر روانی- اجتماعی شناخته‌شده برای تشدید درد است. محققان اعلام کرده‌اند که تنهایی با شیوع بیشتر دردهای اسکلتی عضلانی مرتبط است. بنابراین، تشدید استرس روانی به دلیل افزایش تنهایی و انزوای اجتماعی که در طول همه‌گیری کرونا یکی از شایع‌ترین تجربه‌ها به‌شمار می‌رود که ممکن است به شروع درد در افراد کمک کند که حتی دردهای مزمن را هم تشدید می‌کند. دو حالت تنهایی با عنوان تنهایی احساسی و تنهایی اجتماعی وجود دارد. تنهایی احساسی به عدم وابستگی نزدیک و صمیمی به شخصی دیگر و تنهایی اجتماعی به فقدان شبکه‌ای از روابط اجتماعی اطلاق می‌شود که در آن، فرد با گروهی از دوستان خود در ارتباط است و علایق و فعالیت‌های مشترکی انجام می‌دهند. انزوای اجتماعی ساختاری است و غالبا از تنهایی در زمینه دانشگاهی متمایز می‌شود؛ اگرچه گاهی از تنهایی و انزوای اجتماعی به صورت جمعی استفاده می‌شود.

مکانیسم ازن در رابطه با ویروس کرونا

در بحران همه‌گیری کرونا، هرگونه تلاش برای مهار و نابودی ویروس از گسترش آن جلوگیری کرده و در نتیجه خطر بیماری و مرگ را کاهش می‌دهد. درحالی‌که ازن‌درمانی یکی از شیوه‌های ضدعفونی پیشنهاد‌شده به‌شمار می‌رود، مکانیسم عملی دقیقی برای آن عنوان نشده است. محققان ویروس جمع‌آوری‌شده از نمونه سوآب و حلق و نمونه‌های خلط از بیماران دارای علامت را که در معرض ازن قرار گرفته بودند، بررسی کردند. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که ازن‌درمانی نه‌تنها آناتومی ویروس را به‌هم می‌زند، بلکه ساختار و ترکیب پروتئین‌های ویروس را از طریق اختلال اسید آمینه و آزادسازی یون روی از پروتئین‌های غیرساختاری ویروس تغییر می‌دهد. این نتایج می‌تواند مسیر واضح‌تری را برای حذف ویروس و آماده‌سازی درمان ارائه دهد. بسیاری از روش‌های ضدعفونی‌کننده مفید ازجمله اشعه ماوراءبنفشی، ضدعفونی‌کننده‌های حاوی کلر و بخار هیدروژن پراکسیداز گزارش شده است اما بیشتر آنها محدودیت‌هایی برای استفاده دارند به‌طوری‌که از برخی از این مواد نمی‌توان برای تمام سطوح و نیز استفاده‌های طولانی‌مدت استفاده کرد؛ چراکه ممکن است حساسیت‌های پوستی ایجاد کنند. اما در میان روش‌هایی که برای ضدعفونی معرفی شده، به نظر می‌رسد ازن‌درمانی امیدوارکننده‌تر باشد، به‌طوری‌که ازن با توجه به اینکه قوی‌ترین اکسیدان موجود در طبیعت است، به دلیل بی‌ثباتی بالایی که دارد، به خودی‌خود تجزیه می‌شود و بقایایی از آن وجود نخواهد داشت. فرآیند ضدعفونی با ازن تنها به مدت زمان کوتاهی نیاز دارد که به نظر می‌رسد کم‌خطرتر است. برخی تحقیقات، اثربخشی ازن را بر سیستئین‌ها در پروتئین‌های سطحی ویروس‌های کرونا گزارش کرده که در آن، ازن و دیگر اکسیدان‌ها قادرند از ورود ویروس به سلول‌های میزبان جلوگیری کنند. نتایج به‌دست‌آمده حکایت از آن دارد که ازن، ویروس کرونا را طی سه مکانیسم شامل تبدیل سیستئین به سیستین، اختلال در تشکیل ویروس و آزادسازی Zn+2 ساختارهای پروتئین‌های ویروس را نابود می‌کند.