โควิด-19 กำลังพัฒนา. ทำไมตอนนี้?
ตั้งแต่เริ่มมีการระบาดใหญ่ SARS-CoV-2 ไวรัสที่ทำให้เกิดCovid-19ได้กลายพันธุ์ รหัสพันธุกรรมของมันค่อยๆ เปลี่ยนแปลงไปอย่างช้าๆ เมื่อมันแพร่กระจายจากคนสู่คนทั่วโลก ส่วนใหญ่แล้ว การกลายพันธุ์ไม่ได้เกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมดูเหมือนจะไม่มีความหมายในแง่ของอันตรายของไวรัส การกลายพันธุ์เป็นเรื่องปกติ บางคนถึงกับทำให้ไวรัสอ่อนแอลง
ตอนนี้สิ่งต่าง ๆ แตกต่างกัน
มีสามสายพันธุ์ที่กลายพันธุ์ของ SARS-CoV-2 ที่มีความกังวลเป็นพิเศษทั่วโลก นักวิจัยไม่มีหลักฐานในระดับเดียวกัน: คนหนึ่งเข้าใจดีกว่าคนอื่นๆ แต่ในแต่ละกรณี นักวิจัยมองเห็นเมล็ดพันธุ์บางอย่างที่เกี่ยวข้อง
มี B.1.1.7 (ใช่ ตัวแปรเหล่านี้ทั้งหมดมีชื่ออย่างงุ่มง่าม) ตัวแปรนี้ถูกตรวจพบครั้งแรกในสหราชอาณาจักรในเดือนกันยายน นักวิทยาศาสตร์สงสัยอย่างยิ่งว่ามันแพร่เชื้อได้ (กล่าวคือ ติดต่อได้) มากกว่า SARS-CoV-2 รุ่นก่อนๆ และมีหลักฐานเบื้องต้น บางอย่าง ที่แสดงว่าอาจถึงตายได้มากกว่าเล็กน้อย
จากนั้นก็มีตัวแปรสองแบบ แบบหนึ่งถูกค้นพบในแอฟริกาใต้ในเดือนตุลาคมและอีกแบบในบราซิลในเดือนธันวาคม ที่ไม่ค่อยมีใครเข้าใจ แต่นักวิทยาศาสตร์เริ่มสงสัยว่าพวกเขาอาจมีวิวัฒนาการทางที่จะหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ อย่างน้อยก็นิดหน่อย
คำถามที่สมเหตุสมผลที่คุณอาจถาม: ทำไมตอนนี้ เหตุใดความกังวลทั้งสามนี้จึงปรากฏขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นนี้ ความจริงที่ว่าไวรัสกำลังกลายพันธุ์ไม่ใช่เรื่องใหม่ มันกลายพันธุ์มาตลอด
“เราพบเชื้อ SARS-CoV-2 หลากหลายรูปแบบมาเป็นเวลานานแล้ว และนักวิทยาศาสตร์ได้ติดตามสิ่งเหล่านี้อย่างละเอียดถี่ถ้วนตั้งแต่ช่วงฤดูร้อนปี 2020” Emma Hodcroftนักระบาดวิทยาระดับโมเลกุลจากมหาวิทยาลัยเบิร์น พูดว่า “ความแตกต่างที่สำคัญคือ ก่อนเดือนธันวาคม เราไม่เห็นตัวแปรใด ๆ ที่ดูเหมือนจะมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป” (โดยการ “ประพฤติแตกต่างออกไป” เธอหมายความว่าในขณะนั้นไวรัสเองไม่ได้ดูเหมือนจะติดเชื้อมากขึ้นหรือเป็นอันตรายมากขึ้นในทางใดทางหนึ่ง)
Hodcroft และคนอื่นๆ ที่ศึกษาวิวัฒนาการของไวรัสได้ให้คำตอบที่ทับซ้อนกันสองสามข้อสำหรับคำถามที่ว่า “ทำไมต้องเป็นตอนนี้” ไม่มีใครอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์แบบ
แต่การคิดผ่านสิ่งเหล่านี้นำเราไปสู่อีกคำถามหนึ่งที่อาจสำคัญยิ่งกว่านั้นอีก: ไวรัสโคโรนาจะพัฒนาต่อไปได้อย่างไร? จะมีรูปแบบอื่น ๆ ที่ท้าทายการต่อสู้กับไวรัสของเรามากขึ้นหรือไม่? และนั่นหมายถึงอะไรสำหรับการระบาดใหญ่?
โดยรวมแล้ว ผู้เชี่ยวชาญได้สรุปเหตุผลสี่ประการที่เราเห็นตัวแปรเหล่านี้ในขณะนี้ และทั้งหมดก็จบลงด้วยสิ่งเดียว นั่นคือ วิวัฒนาการ
เหตุผลที่ 1: ความหลากหลายทางพันธุกรรมของไวรัสเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
ก่อนอื่น คุณควรทบทวนวิธีการทำงานของวิวัฒนาการ แก่นแท้ของมัน วิวัฒนาการต้องการสองสิ่ง: ความแตกต่างของแต่ละบุคคลและการคัดเลือกโดยธรรมชาติ วิวัฒนาการเป็นกระบวนการที่ไม่หยุดนิ่ง สิ่งมีชีวิต — เป็นกลุ่ม — สะสมการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปผ่านการกลายพันธุ์ และสิ่งแวดล้อมช่วยกำหนดว่าการเปลี่ยนแปลงใดที่ติดอยู่กับประชากร และการเปลี่ยนแปลงใดที่แพร่หลายน้อยลง
ไวรัสกลายพันธุ์เพราะพวกมันทำสำเนาตัวเองเป็นจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง หากคุณกำลังเขียนร่างของบางสิ่งนับล้านครั้งบนคอมพิวเตอร์อย่างรวดเร็ว คุณอาจจะพิมพ์ผิด สิ่งนี้เกิดขึ้นหลายล้านครั้งทั่วโลก ยิ่งโรคระบาดยืดเยื้อ โอกาสที่ไวรัสจะพัฒนามากขึ้น
ในช่วงเริ่มต้นของการระบาดใหญ่ ไวรัสที่แพร่ระบาดในคนมีความคล้ายคลึงกันมาก เพราะพวกเขาไม่ได้ห่างไกลจากไวรัสดั้งเดิมที่เริ่มแพร่ระบาดมากนัก แต่ตอนนี้ไวรัสได้มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในช่วงปีที่ผ่านมา แตกแขนงออกไปเหมือนต้นไม้ครอบครัว การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมมากมายได้สะสมในสถานที่ต่างๆ
Sarah Cobeyนักระบาดวิทยาที่ศึกษาวิวัฒนาการของไวรัสที่มหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า”เราไม่มีหลักฐานว่าอัตราการกลายพันธุ์ที่แฝงอยู่กำลังเปลี่ยนแปลง ไวรัสยังคงทำการพิมพ์ผิดในอัตราเดียวกัน เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นเริ่มสะสมนานขึ้นที่การระบาดใหญ่ยังดำเนินต่อไป หากคุณคัดลอกหนังสือซ้ำแล้วซ้ำเล่าโดยพิมพ์ผิดในแต่ละเล่ม คุณจะได้หนังสือที่แตกต่างจากที่คุณเริ่มต้นบ้าง ในทำนองเดียวกัน ตามข้อมูลของ Cobey คุณคาดหวังว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมของไวรัสจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
นั่นคือส่วนหนึ่งที่สำคัญของมัน ไวรัสเพิ่งมีโอกาสมากมายที่จะกลายเป็นสิ่งที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย
แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด ความหลากหลายที่เพิ่มขึ้นไม่ค่อยอธิบายว่าทำไมเราถึงเห็นตัวแปรเหล่านี้โดยเฉพาะ – ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องมากกว่า – ในเวลานี้โดยเฉพาะ “เราเห็นหลักฐานของวิวัฒนาการที่ปรับตัวได้” Cobey กล่าว สายพันธุ์เหล่านี้ดูเหมือนจะเริ่มดีขึ้นในการติดเชื้อในคนหรืออาจหลีกเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกัน และพวกเขากำลังทำในลักษณะเดียวกัน
ความหลากหลายทางพันธุกรรมเพียงอย่างเดียวไม่ได้อธิบายเรื่องนี้ การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่
เหตุผลที่ 2: เป็นไปได้ที่ไวรัสจะพัฒนาเพื่อตอบสนองต่อการเพิ่มภูมิคุ้มกันของมนุษย์
ความหลากหลายทางพันธุกรรมที่เพิ่มขึ้นของไวรัสอธิบายเรื่องราวเพียงบางส่วนเท่านั้น ส่วนอื่น ๆ ของเรื่อง: การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของไวรัสบางอย่างทำให้เกิดข้อได้เปรียบ ซึ่งในบางกรณี ตัวแปรเหล่านี้มีประสิทธิภาพดีกว่าไวรัสสายพันธุ์เก่า “การแทนที่ [พันธุกรรม] เหล่านี้บางส่วนช่วยให้ไวรัสทำซ้ำได้ดีขึ้น” Cobey กล่าวซึ่งสามารถนำไปสู่ตัวแปรที่ติดเชื้อในสัดส่วนที่มากขึ้นเมื่อเทียบกับสายพันธุ์อื่น ๆ
ทั้งตัวแปร P.1 ที่พบในบราซิลและตัวแปร 501Y.V2 ที่พบในแอฟริกาใต้มีการกลายพันธุ์ที่เรียกว่า E484K ซึ่งจะเปลี่ยนส่วนของไวรัสที่เกาะติดกับเซลล์ของมนุษย์ บางคนได้รับการฉีดวัคซีน) การกลายพันธุ์นั้น Hodcroft กล่าวว่า “อาจทำให้ติดเชื้อซ้ำได้” กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้ที่ติดเชื้อ SARS-CoV-2 แล้วอาจมีความอ่อนไหวต่อสายพันธุ์เหล่านี้เล็กน้อย (แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการยืนยัน)
Hodcroft สงสัยว่าทั้งสายพันธุ์ P.1 และ 501Y.V2 อาจมีวิวัฒนาการเพื่อตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันของมนุษย์ และเธอเน้นว่า: สิ่งที่ตามมาส่วนใหญ่เป็นการเก็งกำไร ณ จุดนี้
ในช่วงเริ่มต้นของการระบาดใหญ่ ไม่มีใครเคยสัมผัส SARS-CoV-2 มาก่อน นั่นหมายความว่าระบบภูมิคุ้มกันของทุกคนก็แย่พอๆ กันในการจดจำไวรัส หากมีรูปแบบอื่นที่สามารถหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ได้ดี สิ่งนั้นก็คงไม่โด่งดังเพราะว่าไม่ได้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าคู่แข่งที่เป็นไวรัส
ตามที่ Hodcroft อธิบาย: “แม้ว่าการกลายพันธุ์ [E484K] นี้จะเกิดขึ้น – ซึ่งเราทราบดีว่าเกิดขึ้น แต่เราสามารถเห็นได้ว่ามันปรากฏขึ้นสองสามครั้ง – มันอาจจะไม่ได้อยู่ในสถานที่ที่นี่เป็นข้อได้เปรียบ”
ในหลาย ๆ แห่งทั่วโลก มีคนจำนวนมากที่ติดเชื้อแล้วและมีภูมิต้านทานต่อไวรัสในระดับหนึ่ง
ดังนั้นตอนนี้ ตัวแปรที่สามารถหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันได้เปรียบ พวกมันสามารถเติบโตและทำซ้ำได้ในที่ที่ตัวแปรอื่นไม่สามารถทำได้ และตัวแปรนั้นสามารถกลายเป็นตัวแปรที่โดดเด่นได้อย่างรวดเร็ว
“ฉันต้องการให้ชัดเจนจริงๆ: เราไม่แน่ใจในทางวิทยาศาสตร์ 100 เปอร์เซ็นต์ว่านี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น” Hodcroft กล่าว “แต่สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อเราคิดถึงสาเหตุที่เราอาจเห็นตัวแปรต่างๆ ในตอนนี้ เราได้เปลี่ยนกฎของเกม”
เหตุผลที่ 3: ไวรัสแพร่กระจายไปไกลจนของหายากเริ่มเกิดขึ้น
ยิ่งโรคระบาดดำเนินต่อไปนานเท่าไร โอกาสที่จะเกิดขึ้นได้ยากขึ้นเท่านั้น และบางครั้งก็เป็นผลสืบเนื่องตามมา
ตัวแปร B.1.1.7 อาจเป็นหนึ่งในผลที่ตามมาเหล่านี้ ดูเหมือนว่าจะได้รับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่สำคัญในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์หลายคนสงสัยว่าตัวแปรนี้อาจเกิดขึ้นในบุคคลที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง
Hodcroft อธิบายว่าในคนส่วนใหญ่ ระบบภูมิคุ้มกันจะโจมตีไวรัสอย่างเต็มรูปแบบ และกำจัดมันออกไปภายในสองสามสัปดาห์ “ในคนที่มีระบบภูมิคุ้มกันบกพร่อง มีพลวัตที่แตกต่างกันมาก” เธอกล่าว “ประการหนึ่ง ไวรัสอาจอยู่ในนั้นเป็นเวลาหลายเดือนแทนที่จะเป็นสัปดาห์” นั่นทำให้ไวรัสมีเวลามากขึ้นในการพัฒนา เพื่อสะสมการกลายพันธุ์ที่อาจทำให้ขัดขวางระบบภูมิคุ้มกันได้ง่ายขึ้น
หลายสิ่งหลายอย่างต้องเกิดขึ้นเพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น ไม่เพียงแต่ผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องจะต้องได้รับไวรัส (และผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องจำนวนมากก็ระมัดระวังเป็นพิเศษ) ไวรัสจะต้องได้รับการกลายพันธุ์ จากนั้นผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องจะต้องแพร่ไวรัสไปยังบุคคลอื่น
“สิ่งเหล่านี้เป็นเหมือน ‘เคสที่ล้ำสมัย’” Hodcroft กล่าว แต่ “ด้วยการรักษาจำนวนเคสไว้สูง คุณจะเพิ่มโอกาสที่ไม่ช้าก็เร็ว คุณจะได้แจ็คพอตนั้น … เรากลิ้งไปเรื่อยๆ เมื่อเรารักษาเคสให้สูงขึ้น”
เหตุผลที่ 4: การรักษา Covid-19 บางอย่างอาจกระตุ้นวิวัฒนาการบางอย่าง
Michael Worobeyหัวหน้าภาควิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยแอริโซนากล่าวการเพิ่มขึ้นของตัวแปรเหล่านี้ “อาจเกี่ยวข้องกับการใช้พลาสมาพักฟื้น”
การรักษาด้วยพลาสมาแบบพักฟื้นเป็นการถ่ายเลือดจากผู้ที่หายจากโรคซาร์ส-โควี-2 แนวคิดก็คือพร้อมกับการถ่ายเลือดจะมีแอนติบอดีที่สามารถช่วยให้คนอื่นที่เป็นโรคโควิด-19 ต่อสู้กับโรคได้ ปัญหาคือภายในผู้รับบางราย พลาสมาอาจสร้างสภาพแวดล้อมที่สนับสนุนไวรัสที่มีความหลากหลายมากขึ้น
“ดังนั้นจึงมีหลายกรณีที่ [การกลายพันธุ์] ที่เหมือนกันซึ่งเป็นลักษณะของตัวแปรในสหราชอาณาจักรก็มีวิวัฒนาการเช่น กัน ในผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัสเรื้อรังและได้รับพลาสมาพักฟื้น” Worobey กล่าว “มันเป็นพายุที่สมบูรณ์แบบ” ไวรัสได้สร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมในผู้ป่วย จากนั้นพลาสมาระยะพักฟื้นจะทำหน้าที่เป็นแรงคัดเลือกโดยธรรมชาติ โดยเลือกจากตัวแปรเหล่านั้นว่าสามารถหลบเลี่ยงแอนติบอดีในพลาสมานั้นได้
Worobey ไม่ได้บอกว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นกับตัวแปร B.1.1.7 อย่างแน่นอน เพียงว่ามันเป็นไปได้ (เขากล่าวว่าสิ่งที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นกับการใช้โมโนโคลนอลแอนติบอดี — แอนติบอดีสังเคราะห์ที่ผลิตขึ้นเพื่อการรักษา Covid-19 — กับผู้ป่วยที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง)
ไม่ใช่ว่าการรักษาเหล่านี้ไม่ควรใช้ ในหลายกรณี พวกเขาอาจช่วยชีวิตคนได้เมื่อมีทางเลือกในการรักษาสำหรับ Covid-19 น้อย แต่ในกรณีของการใช้พลาสมาพักฟื้นในผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง Worobey กล่าวว่ามันอาจจะ “ขาดความรับผิดชอบเล็กน้อย”
ไวรัสจะพัฒนาไปเรื่อยๆ การฉีดวัคซีนจำเป็นต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและผู้ป่วยต้องลดลง
ไวรัสจะเปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ และจะมีความหลากหลายมากขึ้น ไม่ใช่ทั้งหมดจะเป็นตัวแปรที่น่าเป็นห่วง
“ฉันคิดว่าสิ่งหนึ่งที่เราต้องจำไว้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอีกไม่กี่สัปดาห์หรือหลายเดือนข้างหน้าคือผู้คนจำนวนมากสนใจที่จะทำการจัดลำดับ [พันธุกรรมของไวรัส] และมองหาตัวแปรต่างๆ” Hodcroft กล่าว “และนั่นก็ยอดเยี่ยมมาก นี่คือสิ่งที่ฉันขอมาเป็นเวลานาน — เพื่อให้ประเทศต่างๆ ทุ่มเททรัพยากรเพื่อสิ่งนี้จริงๆ” แต่ด้วยความระแวดระวังที่เพิ่มขึ้น เธอกล่าวว่า “เราจะเห็นรูปแบบสัญญาณเตือนที่ผิดพลาดมากมาย”
แต่ในอนาคตอันใกล้นี้อาจมีความกังวลหลากหลายรูปแบบมากขึ้น เนื่องจากไวรัสกำลังจะได้รับผลกระทบจากแรงกดดันที่สำคัญอีกประการหนึ่ง นั่นคือ วัคซีน
ถ้าเนื่องจากการกลายพันธุ์แบบสุ่ม มีสายพันธุ์ของไวรัสที่สามารถหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันที่ได้รับจากวัคซีนได้ดีกว่าเล็กน้อย ไวรัสก็สามารถแพร่กระจายได้
นั่นเป็นเหตุผลที่ผู้เชี่ยวชาญด้านวิวัฒนาการไวรัสเหล่านี้ต้องการให้การฉีดวัคซีนเกิดขึ้นโดยเร็วที่สุด ภูมิคุ้มกันบางส่วนในผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องเพียงตัวเดียวสามารถทำหน้าที่เป็นแรงกดดันในการเลือกสำหรับการวิวัฒนาการ ภูมิคุ้มกันบางส่วนในประชากรส่วนใหญ่ก็สามารถทำได้เช่นกัน
“สิ่งที่เราไม่ต้องการก็คือการมีไวรัสในระดับสูงหมุนเวียนและใช้เวลาส่วนใหญ่กับประชากรที่ได้รับวัคซีนเพียงบางส่วน” ฮอดครอฟต์กล่าว “เราต้องการเก็บหมายเลขผู้ป่วยไว้ในขณะที่เรากำลังฉีดวัคซีนให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะทำได้”
นั่นเป็นเพราะว่า “เมื่อคุณฉีดวัคซีนให้กับผู้คนหลายร้อยล้านคน ไวรัสจะอยู่ภายใต้แรงกดดันที่ค่อนข้างรุนแรงเพื่อพัฒนารูปแบบการหลบหนี [ภูมิคุ้มกัน]” Worobey กล่าว เขาเตือนว่าตัวแปรเหล่านี้บางส่วน “อาจมีอยู่แล้ว” ในหมู่ประชาชน แต่ยังไม่ถูกตรวจพบ – หรืออาจเกิดขึ้นในไม่ช้าในขณะที่การระบาดใหญ่ยังคงดำเนินต่อไป “และฉันคิดว่าตัวแปรเหล่านี้เราสามารถคาดหวังว่าจะกวาดล้างความถี่ที่สูงขึ้นได้มากเมื่อการฉีดวัคซีนให้แรงเลือกที่มหาศาลนี้”
วิวัฒนาการเกิดขึ้นเมื่อมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากมาย ซึ่งจากนั้นก็พบกับแรงกดดันในการคัดเลือก นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในขณะที่การแพร่ระบาดยังคงดำเนินต่อไปในระหว่างการรณรงค์ฉีดวัคซีน
ข่าวดีก็คือ ในตอนนี้ ดูเหมือนว่าวัคซีนที่มีอยู่จะยังคงมีผลในวงกว้างกับตัวแปรต่างๆ และเป็นไปได้ที่จะอัปเดตวัคซีนเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงในอนาคต แต่เราจะหยุดวิวัฒนาการของไวรัสไม่ให้เกิดขึ้นตั้งแต่แรกได้อย่างไร?
“วิธีที่ดีที่สุดในการหลีกเลี่ยงคือการย้อนเวลากลับไปและอย่าให้การระบาดใหญ่จนควบคุมไม่ได้” วรบีย์กล่าว “ถ้าเราทำอย่างนั้นแล้วฉีดวัคซีน เราก็จะอยู่ในสถานการณ์ที่อันตรายน้อยกว่ามาก”
