Covid-19 pandemisi hız konusunda bir ders oldu: insanlar arasında yeni bir virüsün yayılma hızı; ölümleri artırma ve ekonomileri sakat bırakma hızı; aşıların tasarlanıp üretilebileceği hız; yanlış bilginin halk sağlığına zarar verme hızı. Tüm bu hızın ortasında, mide bulandırıcı bir karnaval yolculuğunda arabaları döndüren bir motor gibi, geri kalanını yönlendiren farklı türde bir hız var: viral evrimin hızı.
Koronavirüs, birincisinin diğer birçok virüsü gibi (yüksek derecede değişken genomlara sahip RNA virüsleri), hızlı bir şekilde evrimleşir. Bize çok çabuk adapte oldu. Şimdi, insanların ve insan zekasının daha hızlı uyum sağlayıp sağlayamayacağına dair can alıcı soru ortaya çıkıyor.
Cevap evet olmadıkça, devam eden acılarla dolu uzun ve hüzünlü bir gelecekle karşı karşıyayız. Bazı uzmanlar, yalnızca Amerika Birleşik Devletleri’nde, endemik Covid’in her yıl 100.000 ila 250.000 ölüm arasında bir yerde olabileceğini düşünüyor. Milyonlarca yaşam, insan biliminin, insan yönetişiminin ve insan bilgeliğinin, dört yapısal protein ve bir RNA genomundan oluşan nispeten basit ama girişimci bir ajan olan SARS-CoV-2’nin yaratıcılığını geride bırakıp bırakamayacağına bağlıdır.
Charles Darwin, evrim mekanizmalarının asla hızlı hareket etmediğini, ancak Darwin’in virüsleri bilmediğini söyledi. “Türlerin Kökeni Üzerine” başlıklı makalesinde, “Doğal seçilimin her zaman aşırı yavaş hareket edeceğini tamamen kabul ediyorum” diye yazmıştı. ” 1859’da yayınlandı. Keşfedilen ilk virüs olan tütün mozaik virüsü, onlarca yıl sonrasına kadar bilimsel ilgi görmedi. Evrim teorisi Darwin’in çalışmalarından ve 20. yüzyılın büyük bölümünde gelişirken, çoğunlukla paleontoloji, biyocoğrafya, embriyoloji ve karşılaştırmalı anatomi gibi alanlardan kanıtlara dayanıyordu – uzun zaman dilimlerinde yavaş değişiklikleri ortaya çıkarabilen görünür modeller. Bu veriler, genellikle hızlı gerçekleştiğinde evrimi ölçmek için çok daha az kullanışlıdır.
Ama evrim için yeni bir kanıt şeklimiz var: genomların dizilenmesi ve karşılaştırılması. Whiz-bang makineleri sıralamayı yapıyor – genetik kodu harf harf okuyorlar – ve güçlü bilgisayarlar karşılaştırmanın yapılmasına yardımcı oluyor ve her zamankinden çok daha hızlı ve daha ucuz.
Bilim adamları artık, her bir yaratığın genetik talimatlarını kodlayan DNA veya RNA’daki değişiklikleri, mutasyona göre mutasyonu izleyebilir, bu mutasyonlardan bazılarının, sadece yararlı olan birkaçının bir popülasyona yayılmasını izleyerek ve ölçerek izleyebilir. Bakteriler ve virüsler gibi en hızlı gelişen canlıların bile hareketli bir portresini oluşturabilirler. Bakteriler veya virüsler insanları enfekte edebilen patojenler olduğunda, bu disipline genomik epidemiyoloji denir.
Genomik epidemiyolojinin öncüleri arasında Cambridge Üniversitesi’nde halk sağlığı ve mikrobiyoloji profesörü ve aynı zamanda Covid-19 Genomics UK Konsorsiyumu’nun yönetici direktörü Sharon Peacock yer alıyor. Yeni koronavirüsün genomlarını sıralamak ve analiz etmek için Nisan 2020’de kurulmuş bir grup halk sağlığı kurumu ve araştırma kurumudur. Bu noktada, İngiltere’deki laboratuvarların katkısı, dünya çapında rapor edilen SARS-CoV-2 dizilerinin yaklaşık 2,8 milyonunu, dünya toplamının yaklaşık yüzde 23’ünü oluşturuyor.
Dr. Peacock ve bu çabayı kurmasına ve finanse etmesine yardımcı olanlar, genomik bilginin pandemi yanıtı için çok önemli olabileceğini erken fark ettiler. Ancak sadece dizileri toplamak ve diğer bilim adamlarının kullanımına sunmak yeterli değildir. Bu, epidemiyolojisi olmayan genomiktir – nüfus düzeyindeki bilginin halk sağlığına uygulanması.
“Hızdan bahsediyorsanız,” dedi Dr. Peacock geçenlerde bana, “önemli olan tüm boru hattını baştan sona düşünmektir.” “Boru hattı” ile kastettiği, fiziksel adımlar (bir hastadan örnek almak gibi), laboratuvar süreçleri (viral genetik materyali çıkarmak ve o virüsün genomunu sıralamak gibi) ve analiz (bir genom ile diğeri arasındaki farkları yorumlamak) zinciridir. Hem bireylerin klinik tedavisini hem de nüfusun korunmasını bilgilendirebilecek içgörüler sağlarlar.
Donanım araçları bu tür işler için önemlidir. Yazılım da çok önemli. Covid-19 pandemisinin ilk yılında, Áine O’Toole adlı genç bir yüksek lisans öğrencisi, Andrew Rambaut’un Edinburgh Üniversitesi’ndeki laboratuvarının diğer üyeleriyle birlikte PANGOLIN (Phylogenetic Assignment of Named Küresel Salgın Soyları) adlı bir araç geliştirdi. SARS-CoV-2 aile ağacına yeni genomlar yerleştirmek, onlara akılda kalıcı olmayan etiketler (B.1.1.7 gibi) atamak ve virüsün yeni varyantlarını ortaya çıktıklarında bağlamlaştırmak için kullanılan sistemlerden biri haline geldi.
2020 sonbaharında güneydoğu İngiltere’de Londra’ya doğru ilerlerken, şimdi Alpha olarak adlandırılan ilk büyük varyantı tespit etmeye ve izlemeye yardımcı olanlar Dr. Rambaut, Dr. O’Toole ve laboratuvar arkadaşlarıydı. Bir yıl sonra, bilim adamları Güney Afrika ve Botsvana’da, gezginlerden gelen örnekleri sıralayarak, Omicron adında bir başka yükselen varyant tespit etti.
Varyantların bu şekilde hızlı tespiti, ancak verilerin derhal açık ve uygulanabilir rehberliğe dönüştürülmesi durumunda son derece değerlidir. Dr. Peacock, “Hala kliniğe sokmak için önemli boşluklarımız var” dedi. Bu boşluklar, halk sağlığı ve sıralama konusunda eğitimli olmayan sağlık personelinin veriyi kullanmasını kolaylaştırmayı ve hastaneler gibi sağlık deva sağlayıcılarının bu tür işleri finanse etme isteklerini içerir. Dr. Peacock, “Şu anda, Kovid-19’un ötesindeki dizilemenin çoğunluğu halk sağlığı kurumları ve araştırma fonları tarafından finanse ediliyor” dedi.
Bu, Harvard Üniversitesi’nde hesaplamalı bir genetikçi olan Pardis Sabeti’nin Batı Afrika’daki korkunç Ebola virüsü salgınına yanıt veren bir genom bilimcisi ekibine liderlik ettiği 2014’ten beri değişmedi. Sierra Leone’deki bir hastanedeki hastalardan örneklenen virüsün 99 genomunu sıraladılar. Karşılaştırma dizileri, tüm bu vakaların büyük olasılıkla bir vahşi yaşam konakçısından yayılmalardan ziyade insandan insana bulaşmadan kaynaklandığını ortaya koydu.
Batı Afrika salgını 28.000’den fazla Ebola vakası ve 11.000 ölümün ardından sona erdi ve bu noktada genomik epidemiyoloji, virüsün nasıl yayıldığını ortaya koyarak değerini kanıtladı. Covid-19 ile şimdiye kadar 589 milyon bilinen vaka ve altı milyondan fazla ölüm gerçekleşti. Yeni disiplin, virüsün önüne geçmek şöyle dursun, ayak uydurmakta bile zorlanıyor. Chicago Üniversitesi’nde immünoloji, viral evrim ve epidemiyolojinin kesişme noktasında çalışan evrimsel bir biyolog olan Sarah Cobey, Covid-19’un genetik gözetiminde “boşluklar” görüyor.
Dr. Cobey, “Çok fazla dizimiz olmasına rağmen, orantısız olarak birkaç yerden geliyorlar” dedi. Salgının ilk yılında İngiltere, Yeni Zelanda, Avustralya ve İzlanda vakaların yüksek oranda görüldüğü ülkeler arasında yer aldı. Hollanda ve Demokratik Kongo Cumhuriyeti de hızlı sıralama için dikkate değerdi. Pandemi ilerledikçe, Güney Afrika’daki bilim adamları önemli bir sıralama çalışması yaptı (önce Beta varyantının, ardından Omicron’un tespitinde yansıtıldığı gibi) ve Kanada ve İskandinavya’da da kapsama alanı iyileştirildi. Dr. Cobey, dünyanın diğer bölgelerinin “kör noktalar” olarak kaldığını söyledi.
Üzücü ama şaşırtıcı olmayan gerçek şu ki, yüksek gelirli ülkeler, vaka oranı olarak düşük ve orta gelirli ülkelere göre 16 kat daha fazla koronavirüs genomu diziliyor. Para sınırlayıcı bir faktördür, ancak sadece para değildir. Dr. Cobey, “Bence temel sorun, bu tür bir veri toplamayı koordine edecek bilimsel liderliğin eksikliğidir” dedi. Çok az ülke Sharon Peacock’a ya da bilimsel liderlere kulak verecek ve onları destekleyecek siyasi liderliğe sahip oldu.
Dünyanın, virüsün gittiği her yerde bu koronavirüsün ve değişikliklerinin gözetimini genişletmek ve ödemek için bu liderliğe ihtiyacı var. Ancak Dr. Cobey ve Dr. Peacock ve diğer bilim adamlarının uyardığı gibi, çok daha fazlasına ihtiyacımız var.
Bilim adamlarının kaç tane tespit edilmemiş enfeksiyonun meydana geldiğini öğrenmelerine yardımcı olacak iddialı seroprevalans çalışmalarına (geçmiş enfeksiyon kanıtı için kan örneklerinin taranması) ihtiyacımız var. Bu ne gerçek Her ülkede ve dünyada vaka toplamı? Sadece en son varyant için bir güçlendirici yaratmaya yönelik aceleci çabalara değil, yeni ortaya çıkan tüm patojen sınıflarına karşı kullanım için hızla uyarlanabilen aşı platformları hakkında ileri görüşlü ve iyi finanse edilmiş araştırmalara ihtiyacımız var. Evrensel bir koronavirüs aşısına ve evrensel bir grip aşısına ihtiyacımız var, ancak bu virüslerin muazzam gelişme kapasitesi göz önüne alındığında, ikisi de elde edilemez.
Daha basit olarak, yüksek gelirli ülkelerde aşı reddi ve sıcak olan düşük gelirli ülkelerde aşı bulunamama sorunlarını azaltabilecek, sıcaklığa dayanıklı ve iğnesiz aşılara ihtiyacımız var. Nadir fakat tehlikeli virüsler (Nipah virüsü gibi) için bile daha iyi antiviral ilaçlara ihtiyacımız var, bu da ilaç şirketleri için asla karlı olmayabilecek geliştirme çabalarını gerektiriyor.
Daha da basiti, Dr. Cobey’in belirttiği gibi, kamu binalarımızda çok daha iyi havalandırma ve hava filtrelemeye yönelik yatırımlara ihtiyacımız var, bu da koronavirüs ve diğer hava kaynaklı patojenlerin yayılmasını azaltıyor. Bunun bilimsel olarak heyecan verici olmadığını kabul etti; sadece önemli ve uygun maliyetlidir.
Bu koronavirüsün evrimsel yolculuğu acımasız ve harika oldu. Muhtemelen, SARS-CoV-2’nin son 31 ayda, orijinal suştan Omicron’un alt varyantlarına kadar ölçülen dönüşümleri, vahşi doğada küresel ölçekte hızlı evrimin en kesin resimlerinden birini sağlıyor. vahşi doğada : yani, beherlerde ve mataralarda değil, laboratuvarlarda değil, bizde. Evrim inkarcıları, not alın.
Hepimiz not almalıyız. Hareket halindeki bu şeyin 12 milyon anlık görüntüsüne sahibiz – bu, saniyede 24 karelik standart sinema projeksiyon hızında, 138 saat uzunluğunda bir SARS-CoV-2 evrimi filmi yapmak için yeterli. Ancak evrimsel biyoloji, öngörücü değil tanımlayıcı bir bilim olduğundan, hikayenin nasıl biteceğini hala bilmiyoruz. Muhtemelen hiç bitmez. Ve genomik epidemiyologlar, ne kadar zeki olsalar da, bizi gelmekte olan şeyden kurtaramazlar. Kendimizi kurtarmak zorundayız.
David Quammen bir bilim yazarıdır. Yakında çıkacak kitabı “Nefessiz: Ölümcül Bir Virüsü Yenmek için Bilimsel Yarış” Ekim ayında yayınlanacak.
The Times yayınlamaya kararlı harf çeşitliliği editöre. Bu veya makalelerimizden herhangi biri hakkında ne düşündüğünüzü duymak isteriz. İşte bazıları ipuçları . Ve işte e-postamız: [email protected] .
The New York Times Opinion bölümünü takip edin Facebook , Twitter (@zeynep) ve Instagram .