مطالعه دوقلوهای مبتلا به کووید به منظور کشف ریشه‌های ژنتیکی بیماری
نشان تجارت - پس از ۳۵ سال زندگی در محیط مشترک، دوقلوهای کیمبرلی و کِلی استاندارد تصور می‌کردند وقتی به کووید ۱۹ مبتلا شوند، تجریبات آنها مانند DNA آنها مشابه خواهد بود؛ اما ویروس برنامه‌های دیگری داشت.
به گزارش نیویورک تایمز، اوایل بهار سال گذشته خواهرانی از میشیگان درحالی‌که دچار تب و تنگی نفس شده بودند، به بیمارستان رفتند. کِلی طی کمتر از یک هفته مرخص شد؛ اما خواهرش عاقبت تحت مراقبت‌های ویژه قرار گرفت.
کیمبرلی تقریبا یک ماه در شرایط بحرانی سپری کرد و برای کمک به تنفس تحت لوله‌گذاری نای قرار گرفت. هفته‌ها پس از بازگشت کلی به خانه‌ی مشترکشان، کیمبرلی هنوز در حال بازآموزی نحوه‌ی حرف زدن، راه رفتن، جویدن و بلعیدن غذا‌های جامدی بود که به‌سختی می‌توانست طعم آنها را متوجه شود. کلی می‌گفت: «می‌خواهم بدانم چرا کووید ۱۹ در او شدیدتر از من بود؟»
از زمان پیدایش ویروس کرونای جدید، پرسش‌هایی مانند سؤال‌های کِلی استاندارد، در پروژه‌های علمی سراسر جهان مورد توجه قرار گرفته است. در ۹۴ میلیون عفونتی که از زمان آغاز شیوع ثبت شده، هیچ دو موردی حتی برای افراد دارای کد ژنتیکی یکسان، واقعا مشابه نبوده است.
دوقلوهای همسان فرصتی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند تا سهم طبیعت و پرورش را در ایجاد بیماری‌ها مورد بررسی قرار دهند. پژوهشگران به کمک رجیستری‌های دوقلو‌ها در آمریکا، استرالیا و اروپا و مناطق دیگر، تأیید می‌کنند که ژنتیک بر آنچه بیماران مبتلا به کووید ۱۹ تجربه می‌کنند، تأثیرگذار است. این مطالعات همچنین بر اهمیت محیط و شانس تأکید می‌کنند: حتی در دوقلوهای همسان، سیستم ایمنی می‌تواند بسیار متفاوت باشد و در طول زمان به شیوه‌ی متفاوت رشد کند.
دکر میشیتا گوئل، یکی از پزشکانی که دوقلوهای استاندارد را بهار سال گذشته درمان کرد، از دیدن اینکه ویروس موجب ایجاد مسیر پزشکی بسیار متفاوتی در هر کدام از خواهران شده، شگفت‌زده بود. او تابستان سال گذشته مطالعه‌ای موردی درباره‌ی دوقلو‌ها منتشر کرد.
هر دو خواهر اضافه‌وزن و سابقه‌ی مشکلات متابولیکی داشتند. دکتر گوئل می‌گوید به نظر می‌رسید کلی که دچار آسم و مورد شدیدتر دیابت است، از نظر نیاز به مراقبت‌های ویژه خطر بیشتری داشته باشد؛ اما این کیمبرلی بود که وضعیتش بدتر شد.
حداقل برخی از عواملی که بر شدت کووید اثر می‌گذارند، در ژنوم نوشته شده‌اند. برای مثال، مطالعات اخیر نشان می‌دهد که ممکن است خطر ابتلا به موارد شدید کووید در افراد دارای گروه خونی O کمتر باشد؛ البته کارشناسان در مورد تفسیر افراطی این نوع یافته‌ها هشدار داده‌اند. مقاله‌های دیگر روی ژن‌هایی تمرکز کرده‌اند که بر چگونگی هشدار سلول‌ها در مورد ویروس‌ها یا افزایش دفاع آنها در برابر مهاجان اثر دارند.
با‌این‌حال سایر تنظیمات ژنتیکی ممکن است ورود ویروس کرونا را به سلول‌ها راحت‌تر کند. برخی حتی ممکن است موجب واکنش ایمنی افراطی در برابر عفونت شوند که به بافت‌های سالم نیز آسیب می‌رساند و از ویژگی‌های رایج بدترین موارد کووید ۱۹ است.
تیم اسپکتور، متخصص همه‌گیرشناسی از بریتانیا، می‌گوید حتی به نظر می‌رسد تأثیر ژنتیکی قابل اندازه‌گیری در مورد این موضوع وجود دارد که آیا افراد پس از ابتلا به ویروس کرونا دچار علایمی مانند تب، خستگی و روان‌آشفتگی خواهد شد. او و همکارانش سال گذشته برنامه ردیابی علائم را برای ثبت نحوه‌ی برخورد افراد با بیماری ایجاد کردند.
آنها در مطالعه‌ای که هنوز منتشر نشده است، گزارش کردند که عوامل ژنتیکی ممکن است علت تا ۵۰ درصد از تفاوت‌های علائم کووید ۱۹ باشد. یکی از ژن‌هایی که آنها در حال بررسی آن هستند، کدکننده‌ی مولکول ACE۲ است که ویروس کرونا قبل از ورود به سلول‌ها به آن متصل می‌شود. دکتر اسپکتور می‌گوید: «اشتباه است که فکر کنیم فقط اگر ژن‌ها را پیدا کنیم، می‌توانیم به سؤال پاسخ دهیم. اما حداقل در برخی جنبه‌ها، بدن دوقلوهای همسان از نظر ژنتیکی به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده است تا مثل هم باشد.»
دوقلوهای کریستا بورکت و کاسی میلر ۲۸ ساله از اوهایو، هر دو اندکی پس از روز شکرگزاری بیمار شدند. بیماری آنها حدود یک هفته طول کشید و اول خانم میلر را متأثر کرد. اما روند آن برای هر دو خواهر یکسان بود. برای هر دوی آنها، کووید با تب ۳۷/۵ درجه‌ای یک ساعته شروع شد و پس از آن با روز‌ها کمردرد و احساس لرزش عجیب ادامه پیدا کرد. روز هشتم با سردرد وحشتناکی همراه شد و سپس علائم ناپدید شد.
آنچه خانم میلر و بورکت تجربه کردند (تشابه علائم)، عادی نبود. بسیاری از شرایطی که می‌توانند خطر ابتلابه کووید شدید را افزایش بدهند (اضافه‌وزن، بیماری قلبی، دیابت، استعمال دخانیات) به‌شدت تحت تأثیر محیط و رفتار قرار می‌گیرند و ژنتیک تنها عامل مؤثر نیست. سابقه‌ی مبارزه با ویروس‌های کرونای دیگر مانند ویروس‌های مسبب سرماخوردگی نیز ممکن است روی احتمال ابتلا به مورد شدید کووید تأثیر داشته باشد.
برخی از پژوهشگران این ایده را مطرح کرده‌اند که مقدار ویروس کرونایی که وارد بدن فرد می‌شود نیز ممکن است روی شدت بیماری اثر داشته باشد. این روند در مورد عفونت‌های دیگر نشان داده شده است. جولیت موریسون، ویروس‌شناس دانشگاه کالیفرنیا، می‌گوید: «تفاوت این است که آیا در صورت آلوده شدن هم‌زمان سلول‌ها، سیستم ایمنی شما قادر به شکست دادن عفونت است یا در زمینه‌ی مبارزه با آن به مشکل برمی‌خورد.»
مایکل راسل ۲۹ ساله کنجکاو است که آیا نسبت به برادر دوقلویش استیون، ذرات ویروسی بیشتری وارد مجرای تنفسی او شده است. آنها در چهارم جولای با اعضای خانوده‌ی خود جمع شدند. هر دو برادر اندکی پس از پایان جشن یعنی حدود همان زمان که استیون به خانه خود در آرلینگتون برگشت، دچار علائم شدند. عفونت استیون با خارش گلو و سردرد همراه بود. بیماری او مانند سرماخوردگی سبکی بود.
چند روز بعد، مایکل که با پدر و مادرش زندگی می‌کند، به علائم بسیاری شدیدتری دچار شد: گلودرد، لرز، تنگی نفس و خستگی که موجب شد کل روز را در بستر بماند. حدود دو هفته گذشت تا اینکه او بتواند دوباره طعم و بوی غذا‌ها را درک کند. والدین دوقلو‌ها نیز دچار علائم شدید کووید شدند؛ به‌طوری که مایکل مجبور شد با والدین عفونی خود از دیگران جدا شود و در یک مکان زندگی کند. برادرانش می‌گفتند شاید به خاطر اینکه آنها در خانه همراه هم بودند، او در معرض مقدار بیشتری ویروس قرار گرفته بود؛ البته این فقط یک حدس است.
برای برخی از دوقلو‌ها هیچ توضیح آشکاری برای تفاوت در روند بیماری وجود ندارد. مارنا و ویویان هِر، دوقلوهای همسان ۱۷ ساله از ایالت وایومینگ آمریکا کل زندگی خود را نزدیک هم سپری کرده‌اند. ویویان می‌گوید: «ما از نوشیدنی مشترک استفاده می‌کنیم و به اتاق همدیگر می‌رویم و دوستان مشترکی داریم.»، اما به نظر نمی‌رسد که ابتلای آنها به بیماری مانند هم باشد. وقتی خواهران هر دو یک هفته پس از شرکت در مهمانی هالوین بر اثر کووید بیمار شدند، علائم آنها دو شاخه شد: مارنا حس بویایی و چشایی خود را به مدت دو ماه از دست داد؛ درحالی‌که ویویان با بیماری شبیه آنفلوانزای ناتوان‌کننده‌ای مبارزه می‌کرد.
دو قلو‌های همسان رشد خود را به‌عنوان یک رویان آغاز می‌کنند که سپس به دو رویان تقسیم می‌شود. اما از آن بعد، همان‌طور که در DNA آنها اشتباهات کوچک، ولی منحصر‌به‌فردی تجمع پیدا می‌کند، مسیر رشد آنها از هم فاصله می‌گیرد. مقاله‌ای که این ماه در مجله‌ی Nature Genetics منتشر شد، گزارش داد که دو قلو‌های همسان به‌طور متوسط ازنظر ۵/۲ جهش توسعه‌ای اولیه که به‌طور طبیعی رخ می‌دهد، با هم اختلاف دارند.
در دوران کودکی و نوجوانی، همان‌طور که میکروب‌های متفاوتی در روده‌ی آنها ساکن می‌شود یا تغییرات ظریف موجود در محیط بخش‌هایی از ژنوم آنها را فشرده‌تر یا طولانی‌تر می‌کند و موجب می‌شود خواندن قطعه‌های خاصی از ژنوم سخت‌تر یا آسان‌تر شود، شکاف بیولوژیکی میان دوقلو‌ها بیشتر می‌شود.
آنیتا پپر، زیست‌شناس مؤسسه‌ی ویستار در فیلادلفیا، می‌گوید تمام این تغییرات می‌تواند روی پاسخ فرد در برابر عفونت اثرگذار باشد. حتی DNA که سلول‌ها با آن آغاز می‌شود، قطعی و غیر قابل تغییر نیست. سلول‌های ایمنی خاصی مانند سلول‌های B و T را در نظر بگیرید. بخشی از وظیفه‌ی این سلول‌ها ساخت پروتئین‌هایی مانند آنتی‌بادی‌ها است که پاتوژن‌های آسیب‌رسان را شناسایی می‌کنند. هرچه سلول‌ها و آنتی‌بادی‌ها با موارد بیشتری از این اشکال مشکوک مواجه شوند، فرد بهتر می‌تواند از بیماری پیشگیری کند.
اما رمزگذاری ژنی جداگانه برای هر تکرار احتمالی هر آنتی‌بادی منطقی نخواهد بود؛ چراکه تعداد بسیار زیادی از آنها وجود دارد. در عوض، سیستم ایمنی خزانه‌ی دفاعی خود را طبق فرایند نوترکیبی می‌سازد که شامل ترکیب و تطبیق قطعه‌هایی از DNA برای ایجاد میلیون‌ها، تریلیون‌ها یا حتی کوادریلیون‌ها قطعه‌ی ژنتیکی منحصربه‌فرد است.
ماریون پپر، ایمنی‌شناس دانشگاه واشینگتن و خواهر دوقلوی آنیتا پپر، فرایند مذکور به بازی کلمه‌سازی اسکربل تشبیه می‌کند که روشی برای ایجاد واژگان متنوع بدون حمل واژه‌نامه است. دکتر پپر می‌گوید: «طی این فرایند، انتظار می‌رود تنوع کافی حاصل شده باشد که بتوانید همه چیز را تشخیص بدهید. تصادفی بودن این فرایند موجب می‌شود تکرار آن از فردی به فرد دیگر دشوار شود؛ حتی اگر تمامی تکه‌های پازل حروف که با آن شروع کرده‌اید، یکسان بوده باشد.»
مارک دیویس ایمنی‌شناس دانشگاه استنفورد که به کمک اطلاعات ثبت‌شده دوقلو‌ها مطالعه‌ای روی ژنتیک سیستم ایمنی انجام داده است، می‌گوید این انعطاف‌پذیری ایمنی یک مزیت است؛ زیرا می‌تواند بدن را حتی برای مبارزه با پاتوژن‌هایی که قبلا هرگز ندیده است، مسلح کند. دوقلو‌ها ممکن است با اجزای ژنتیکی مشابهی آغاز کنند؛ اما ادامه‌ی آن فرایندی تصادفی است.
با‌این‌حال، پژوهشگران دیگر برای مطالعه‌ی اثر دیگر دنیاگیری به دوقلو‌ها روی آورده‌اند: فرسایش بهزیستی روانی در سراسر جهان. امانوئلا مدا، پژوهشگر رجیستری دوقلو‌ها در ایتالیا (ITR)، در حال هدایت تلاشی برای ردیابی استرس، اضطراب و افسردگی در میان هزاران دوقلو است که در سراسر جهان پراکنده‌اند.
قاره‌ها دورتر، جان هاپر، همه‌گیرشناس و مدیر پژوهش‌های دوقلوهای استرالیا، پروژه‌ی مشابهی را هدایت می‌کند. دکتر هاپر می‌گوید دنیاگیری چالش‌های زیادی ایجاد کرده است؛ اما یافته‌های اولیه نور امیدی نشان می‌دهند: در میان آشفتگی‌ها، برخی افراد احساس می‌کنند سختی‌ها موجب شده است به عزیزان خود نزدیک‌تر شوند.
