חוקרים יצרו במעבדה נגיף שפעת הדומה ב-97 אחוז מהרכב חלבוניו לנגיף השפעת של 1918
מחלת השפעת היא מחלה עונתית מידבקת ביונקים ובעופות, שמתבטאת בדרכי הנשימה העליונות, המחלה נגרמת על-ידי נגיפי השפעת (Influenza viruses), וחומרתה משתנה בהתאם לזנים השונים של הנגיף, לחולים שונים, ולקבוצות סיכון מסוימות (קשישים, יילודים). סיבוכי המחלה יכולים לגרום לתמותה (ראו "שפעת חורפית ושפעת החזירים: אנטומיה של מחלה").
נגיפי השפעת מקבוצה A אינם יציבים, ושינויים גנטיים (ואנטיגניים) חלים בהם כל הזמן. תופעה זו אחראית למגוון הגדול של נגיפי השפעת המוכרים לנו, שממשיכים להשתנות לנגד עינינו. זו הסיבה לכך שקיים חשש גדול של רשויות הבריאות בעולם שתתפתח שפעת פנדמית כתוצאה מהכלאות ומשינוים גנטיים בנגיפי השפעת הפעילים.
בתחילת 2012 עדכנו כאן על שינוי במעבדה של נגיף שפעת העופות, שאמנם מדביק בני אדם, אך אינו מועבר בין בני אדם. במקרה זה הועברו הנגיפים עשרה מחזורי הדבקה דרך חמוסים (המשמשים כחיית מודל "אנושית") ומביניהם נבררו צאצאי הנגיפים שהדביקו את החמוסים דרך האוויר (ולא רק באמצעות מגע ישיר כמו הנגיפים המקוריים) וקטלו אותם. לאחר מכן נחקרו השינויים הגנטיים שגרמו לכך. בניסוי זה הוחלט על איסור פרסום התוצאות כדי שהמידע לא ישמש ללוחמה ביולוגית. כבר אז החל דיון אתי בשאלה אם היה בכלל צורך לפתח את הנגיף מלכתחילה, ולו רק מהחשש שמא "יברח", מהמעבדה.
נכון להיום מגיפת השפעת המפורסמת בקטלניותה היא המגיפה העולמית של השפעת "הספרדית" שהתפרצה באביב 1918, בשלהי המלחמה הגדולה (הידועה היום כמלחמת העולם הראשונה). המגיפה החלה במחנות צבאיים בקנזס, ארצות הברית, ולאחר מכן התפשטה לכל רחבי העולם. כחמישית מאוכלוסיית העולם דאז נפגעה ממנה ומרבית המתים היו בני 40-20. תסמיני המחלה הופיעו בפתאומיות וחלק מהחולים נפטרו מדלקת ריאות תוך ימים ספורים (על כן כונתה המחלה גם "קדחת שלושת הימים" - Three day fever) ואף שעות ספורות. השפעת הספרדית גבתה את חייהם של למעלה מ-40 מיליון (ויש הטוענים שהמספר מגיע אף למאה מיליון) אנשים ברחבי העולם.
יש המייחסים גם את המוצא של נגיף השפעת הספרדית לנגיף הגורם לשפעת העופות. שיתוף פעולה של חוקרי נגיפים מרחבי העולם, בראשותו של יושיהירו קוואוקה (Kawaoka) מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, החל לבדוק את האפשרות ליצירת נגיף חדש שדומה בתכונותיו לנגיף השפעת הספרדית, מנגיפי שפעת עופות שונים. עבודתם החלה בסריקה השוואתית של רצפי חומצות האמינו של החלבונים הנגיפיים המוכרים (במאגרי המידע הממוחשבים) והשוואתם לרצפי חומצות האמינו של החלבונים של נגיף השפעת הספרדית.
בהקשר זה מן הראוי להזכיר שהגנום של נגיף שפעת מורכב משמונה חלקיקי RNA שונים, כל אחד מהם מקודד לחלבון נגיפי אחר.
החוקרים מצאו במאגרי המידע של החלבונים שמונה חלבונים מנגיפים שונים הדומים מאד בהרכבם לשמונת החלבונים של נגיף השפעת הספרדית. על סמך רצפים אלה, בטכניקה המכונה "גנטיקה הפוכה" (reverse genetics), הם שחזרו, תחילה במחשב, ואחר-כך במבחנה, גנום שלם של נגיף שהחלבונים שאת יצירתם הוא מקודד דומים ב-97% מרצף חומצות האמינו שלהם, לחלבונים של נגיף השפעת הספרדית. הנגיף שנוצר כתוצאה מהחדרת הגנום לתאים מתאימים נבדק על חמוסים ועל עכברים, ונמצא שהוא אמנם יותר פתוגני מנגיפי השפעת העופות שלפיהם הוא נוצר, אך פחות פתוגני מנגיף השפעת הספרדית. ההבדל המשמעותי בינו לבין נגיף השפעת הספרדית היה חוסר יכולתו להדביק דרך האויר.
החוקרים חישבו ומצאו שנחוצות שבע מוטציות בשלושה (משמונה) גנים כדי שהנגיף החדש ישווה את יכולת ההדבקה שלו לנגיף השפעת הספרדית.
המסקנה המעשית של המחקר היא שנגיף דומה לנגיף השפעת הספרדית עשוי להווצר בטבע בשלבים, כתוצאה מהימצאות בו זמנית של נגיפים שונים באותם מאכסנים (עופות, חזירים), וצבירה במשך הזמן של המוטציות הדרושות. כך שגם אם הנגיפים המלאכותיים שנוצרו בניסוי זה ובקודמים לו לא "יברחו" מהמעבדה, בשלב מסויים יכול להיות שנאלץ להתמודד עם נגיף שיגיע ממקור טבעי, הדומה בתכונותיו הקטלניות לנגיף הספרדי.
האם מחקרי המשך ימצאו דרכים להתמודד עם נגיף כזה? ימים יגידו.
מחקר אחד שכבר מעורר תקווה הוא הממצא שנוגדנים שבודדו מחיות ניסוי שחוסנו בחיסון השנתי נגד נגיפי השפעת העונתית האופייניים לעונה הנוכחית, הגיבו בעוצמה עם חלבוני הנגיף והצמיתו אותם. אם כך, החיסון עצמו מקנה הגנה מסויימת, גם אם לא מלאה.
גם במקרה זה יש וירולוגים הסבורים שהניסוי לא היה אמור כלל להגיע לשלבים המעשיים, ושעצם יצירת הנגיף במעבדה מסוכנת יותר. נציין שנגיפי השפעת הספרדית (ראו תמונה מ-2005) ונגיפים מסוכנים אחרים נמצאים גם הם במעבדות שונות בעולם.
לקריאה נוספת
המאמר המקורי - בכתב העת Cell Host & Microbe
שפעת חורפית ושפעת החזירים: אנטומיה של מחלה - "גליליאו" 130, יוני 2009
עובד לכתבה ב"גליליאו" 191, אוגוסט 2014
נגיפי השפעת מקבוצה A אינם יציבים, ושינויים גנטיים (ואנטיגניים) חלים בהם כל הזמן. תופעה זו אחראית למגוון הגדול של נגיפי השפעת המוכרים לנו, שממשיכים להשתנות לנגד עינינו. זו הסיבה לכך שקיים חשש גדול של רשויות הבריאות בעולם שתתפתח שפעת פנדמית כתוצאה מהכלאות ומשינוים גנטיים בנגיפי השפעת הפעילים.
בתחילת 2012 עדכנו כאן על שינוי במעבדה של נגיף שפעת העופות, שאמנם מדביק בני אדם, אך אינו מועבר בין בני אדם. במקרה זה הועברו הנגיפים עשרה מחזורי הדבקה דרך חמוסים (המשמשים כחיית מודל "אנושית") ומביניהם נבררו צאצאי הנגיפים שהדביקו את החמוסים דרך האוויר (ולא רק באמצעות מגע ישיר כמו הנגיפים המקוריים) וקטלו אותם. לאחר מכן נחקרו השינויים הגנטיים שגרמו לכך. בניסוי זה הוחלט על איסור פרסום התוצאות כדי שהמידע לא ישמש ללוחמה ביולוגית. כבר אז החל דיון אתי בשאלה אם היה בכלל צורך לפתח את הנגיף מלכתחילה, ולו רק מהחשש שמא "יברח", מהמעבדה.
נכון להיום מגיפת השפעת המפורסמת בקטלניותה היא המגיפה העולמית של השפעת "הספרדית" שהתפרצה באביב 1918, בשלהי המלחמה הגדולה (הידועה היום כמלחמת העולם הראשונה). המגיפה החלה במחנות צבאיים בקנזס, ארצות הברית, ולאחר מכן התפשטה לכל רחבי העולם. כחמישית מאוכלוסיית העולם דאז נפגעה ממנה ומרבית המתים היו בני 40-20. תסמיני המחלה הופיעו בפתאומיות וחלק מהחולים נפטרו מדלקת ריאות תוך ימים ספורים (על כן כונתה המחלה גם "קדחת שלושת הימים" - Three day fever) ואף שעות ספורות. השפעת הספרדית גבתה את חייהם של למעלה מ-40 מיליון (ויש הטוענים שהמספר מגיע אף למאה מיליון) אנשים ברחבי העולם.
 |
| צילום במקרוסקופ אלקטרונים סורק של נגיף השפעת הספרדית. צולם ב-2005 - לאחר גידול הנגיף בתרבית תאים. CDC/Cynthia Goldsmith |
החוקרים מצאו במאגרי המידע של החלבונים שמונה חלבונים מנגיפים שונים הדומים מאד בהרכבם לשמונת החלבונים של נגיף השפעת הספרדית. על סמך רצפים אלה, בטכניקה המכונה "גנטיקה הפוכה" (reverse genetics), הם שחזרו, תחילה במחשב, ואחר-כך במבחנה, גנום שלם של נגיף שהחלבונים שאת יצירתם הוא מקודד דומים ב-97% מרצף חומצות האמינו שלהם, לחלבונים של נגיף השפעת הספרדית. הנגיף שנוצר כתוצאה מהחדרת הגנום לתאים מתאימים נבדק על חמוסים ועל עכברים, ונמצא שהוא אמנם יותר פתוגני מנגיפי השפעת העופות שלפיהם הוא נוצר, אך פחות פתוגני מנגיף השפעת הספרדית. ההבדל המשמעותי בינו לבין נגיף השפעת הספרדית היה חוסר יכולתו להדביק דרך האויר.
החוקרים חישבו ומצאו שנחוצות שבע מוטציות בשלושה (משמונה) גנים כדי שהנגיף החדש ישווה את יכולת ההדבקה שלו לנגיף השפעת הספרדית.
המסקנה המעשית של המחקר היא שנגיף דומה לנגיף השפעת הספרדית עשוי להווצר בטבע בשלבים, כתוצאה מהימצאות בו זמנית של נגיפים שונים באותם מאכסנים (עופות, חזירים), וצבירה במשך הזמן של המוטציות הדרושות. כך שגם אם הנגיפים המלאכותיים שנוצרו בניסוי זה ובקודמים לו לא "יברחו" מהמעבדה, בשלב מסויים יכול להיות שנאלץ להתמודד עם נגיף שיגיע ממקור טבעי, הדומה בתכונותיו הקטלניות לנגיף הספרדי.
מחקר אחד שכבר מעורר תקווה הוא הממצא שנוגדנים שבודדו מחיות ניסוי שחוסנו בחיסון השנתי נגד נגיפי השפעת העונתית האופייניים לעונה הנוכחית, הגיבו בעוצמה עם חלבוני הנגיף והצמיתו אותם. אם כך, החיסון עצמו מקנה הגנה מסויימת, גם אם לא מלאה.
גם במקרה זה יש וירולוגים הסבורים שהניסוי לא היה אמור כלל להגיע לשלבים המעשיים, ושעצם יצירת הנגיף במעבדה מסוכנת יותר. נציין שנגיפי השפעת הספרדית (ראו תמונה מ-2005) ונגיפים מסוכנים אחרים נמצאים גם הם במעבדות שונות בעולם.
לקריאה נוספת
המאמר המקורי - בכתב העת Cell Host & Microbe
שפעת חורפית ושפעת החזירים: אנטומיה של מחלה - "גליליאו" 130, יוני 2009
נגיף קטלני מעשה ידי אדם - "גליליאו" 162, פברואר 2012
עובד לכתבה ב"גליליאו" 191, אוגוסט 2014
תודה, כרגיל מעניין ומחדש
השבמחקעוד בנושא:
השבמחקhttp://www.haaretz.co.il/news/world/america/1.2374244
זו אכן בעייה של הקפדה על נוהלי עבודה שקשורה גם בעבודה עם חומרים טבעיים... וכדאי מאד שלא תשתלב עם ניסוי כזה...
מחקמסקרן נורא, חשוב למחקר הבסיסי ומלחיץ.
השבמחקהכל בו זמנית.
ברור שהכוונה טובה (?), אבל גם מכוונות טובות יוצאים מעשים רעים...
למרות הרקע האקדמי שנלווה לכל הרעיון - עדיין מדובר במקרה שבו האדם "מתעסק" עם הטבע.
אני לא יודע להגדיר את זה טוב יותר.
בדרך כלל זה לא נגמר בטוב (במיוחד בסרטי הוליווד אפוקליפטיים).