انخداع المناعة

محاكاة رياضياتية  معقدة تشير إلى أن هناك بقعة عمياء تظهر
في الجهاز المناعي عندما يتعامل مع طفرات ضئيلة لڤيروس الإنفلونزا.

<J .A. كوشارسكي>

 

عندما يتطرق الحديث إلى الأمراض المعدية، فإن نصيب الأطفال من معاناتها يبدو كبيرا. ليس فقط لأنهم يقضون سحابة نهارهم ضمن المدرسة، وهي تشبه بوتقة فيها مزيج من الڤيروسات والجراثيم، بل أيضا لأنهم لم يكتسبوا بعد ذخيرة الدفاعات المناعية التي قضى آباؤهم أعمارهم كلها في بنائها، ويعني ذلك أن للبالغين ميزة على الأطفال في مواجهة معظم الأمراض المعدية، سواء كانت الحماق⁽³⁾ أم الحصبة⁽⁴⁾.

أما الإنفلونزا، فلها قصة مختلفة. فقد أشارت الدراسات التي تناولت جائحة الإنفلونزا عام 2009 إلى أن المناعة ضد الإنفلونزا الفصلية المعتادة لها ذروة تميل إلى أن تكون لدى صغار الأطفال، ثم تهبط لدى الناس في منتصف العمر، لتعود إلى الارتفاع بعدها مرة أخرى لدى كبار السن. ومع أن البالغين تعرضوا للمرض بشكل أكبر في سياق حياتهم، فإن الأمر سيؤول بهم بطريقة أو بأخرى إلى استجابة مناعية أضعف بكثير مما لدى غيرهم، إذا استثنينا المجموعة الأكبر سنا.

ومن الطبيعي أن تقود هذه الملاحظة الغريبة علماء البيولوجيا إلى التساؤل حول أسبابها. ومع أن فهم العدوى بالإنفلونزا ليس بالأمر السهل، فقد بدأنا بكشف بعض الدلائل في النماذج الرياضياتية التي تحاكي الجهاز المناعي. وتتيح لنا هذه النماذج استقصاء كيف يمكن للتعرض السابق لڤيروسات الإنفلونزا أن يؤثر، في وقت لاحق، في الاستجابات المناعية لحالات العدوى الجديدة، وكيف يمكن لمستوى الحماية أن يتغير مع تقدم العمر. وبالجمع بين التقنيات الرياضياتية والبيانات التي رصدناها، بدأنا الآن بكشف غموض العملية التي ترسم الملامح المناعية تجاه الإنفلونزا. فقد قدّم إلينا عملنا هذا تأييدا جديدا، خلال تلك العملية، لصياغة نظرية معقدة – سبق أن أشير إليها لأول مرة قبل أكثر من نصف قرن، وعرفت بنظرية الخطيئة المستضدية الأصلية⁽²⁾ – وهي نظرية تدور حول سبب استجابة الجسم لهذا المرض استجابة يشوبها التحيز تجاه الڤيروسات التي صادفها خلال فترة الطفولة. وبالفعل، لقد أدى أخذنا لهذه الرؤى المستنيرة بالاعتبار إلى مساعدتنا على فهم السبب الذي يؤدي إلى المعاناة الشديدة التي لم تكن متوقعة والتي سببتها الفاشيات⁽⁵⁾ السابقة لدى بعض المجموعات السكانية، كما أنه في نهاية المطاف قد ساعدنا أيضا على توقع كيف ستتفاعل المجموعات المختلفة من الناس مع الفاشيات التي ستحدث في المستقبل.

وباء نموذجي

وإلى يومنا هذا لم يسبق لمعظم النماذج الرياضياتية للمناعة أن بحث في تفاعل الجسم تجاه ڤيروس الإنفلونزا، نظرا لأن العامل المسبب للمرض [الڤيروس] شديد التغير. وبدلا من ذلك، فقد ركزت النماذج طيلة مدة التاريخ السابق على الاستجابة لڤيروسات أخرى مثل ڤيروسات الحصبة التي لا تكاد تتغير إلا تغيرا ضئيلا على مدى الأزمان، فتسبب مناعة تدوم طيلة الحياة. فما أن يتعافى الأفراد المصابون بالحصبة، أو ما أن يتلقوا اللقاح المضاد للحصبة حتى يتعرف الجهاز المناعي على البروتينات التي تغطي سطح الڤيروس، فيشكل لها جزيئات من الأضداد التي تستهدف تلك البروتينات بشكل دقيق، لتعدل تأثير أي متطفل يأتي بعد ذلك. (ويطلق العلماء على البروتينات السطحية اسم المستضدات⁽⁶⁾، وهو اختصار يشير إلى أنها تستحث الجسم على توليد الأضداد.)

وإذا كان الناس معرضين لاحتمال محدد للعدوى بالحصبة كل عام، فإن المرء منا يتوقع أن المناعة (وتقاس بإجراء اختبارات لقوة الأضداد الجائلة في دماء الأفراد) ستزداد تدريجيا مع توالي السنوات – وهذا ما لوحظ بالفعل في دراسات مختبرية متعددة تناولت مختلف المجموعات العمرية. ومن الطرق التي تتبع لاختبار هذا التعليل استخدام نموذج رياضياتي، فالنموذج⁽⁷⁾ الرياضياتي يمكنه أن يوضح الأنماط⁽⁸⁾ التي يمكن توقع رؤيتها إذا كانت النظرية صحيحة. فالنماذج تُعتبر من الأدوات القوية، نظرا لأنها تتيح لنا دراسة تأثير العمليات البيولوجية التي قد تكون صعبة، أو حين تتعارض إعادة إنتاجها ضمن دراسات حقيقية مع الأخلاقيات. فعلى سبيل المثال، يمكننا معرفة كيف يمكن للعدوى أن تؤثر في المناعة لدى المجموعة السكانية دون أن نتعمد أن يصاب الناس بالعدوى.

وفي أكثر نماذج الأوبئة بساطة، يُقسَّم جمهور السكان إلى ثلاث مجموعات: مجموعة تضم الأشخاص الذين لديهم استعداد للإصابة بعدوى ما، ومجموعة تضم الذين أصبحوا بالفعل مرضى، ومجموعة تضم الذين تعافوا من المرض وأصبحوا بسبب ذلك منيعين تجاهه. وفي ثمانينات القرن الماضي استخدم اختصاصي الوبائيات <M .R. أندرسون> والاختصاصي في علم الحيوان <M .R. ماي>، وزملاؤهما مثل هذه النماذج لدراسة التوزع العمري للمناعة تجاه بعض الأمراض مثل الحصبة. ومع أن النموذج الثلاثي المجموعات قد أعاد إنتاج النمط العام، فقد وجد الباحثون أن المناعة في عالم الواقع قد ازدادت بمعدل أسرع وتيرة لدى المجموعات العمرية الأصغر سنا من تلك التي قادهم النموذج إلى توقعها. وربما يكون سبب التضارب الذي حدث هو أن عدد مرات مخالطة الأطفال لغيرهم أكثر؛ مما يؤدي إلى مرات من التعرض أكثر عددا مما لدى المجموعات العمرية الأكبر سنا؟ ويمكن للباحثين أن يختبروا توقعاتهم من خلال تحديث نموذجهم لتضمينه هذه التغيرات. وفي واقع الأمر، فإنه عندما غَيَّر الباحثون حساباتهم بحيث أعطوا الأطفال قيمة أكثر ارتفاعا لمعدل خطر العدوى، أصبح من الممكن إعادة إنتاج التغييرات التي تمت ملاحظتها في المناعة مع تقدم العمر.

ولسوء الحظ، فإن المناعة تجاه الإنفلونزا لا تخلو من المراوغة. فڤيروسات الإنفلونزا لديها معدلات مرتفعة من الطفرات؛ مما يعني أن المستضدات فيها يمكن أن تُغيّر مظهرها من سنة إلى أخرى. ونتيجة لذلك، فإن على الجسم أن يكافح من أجل التعرف على السلالة الجديدة منها. وقابلية التغير هذه هي سبب الحاجة إلى تحديث لقاحات الإنفلونزا بفواصل متقاربة لا تزيد على عدد قليل من السنوات، فالمستضدات في ڤيروس الإنفلونزا، تتغير بمرور الزمن، وذلك خلافا لڤيروس الحصبة الذي يحافظ على شكله كل عام.

وعندما عرفت، ولأول مرة، بأمر البيانات الخاصة بالتوزع العمري غير المعتاد للمناعة تجاه الإنفلونزا عام 2009، تساءلت عما إذا كان المعدل المرتفع للطفرات لدى ڤيروس الإنفلونزا إلى جانب المخالطة الاجتماعية الكثيفة بين الأطفال يفسران نمط (الارتفاع – الانخفاض – عودة الارتفاع) ضمن المجموعات العمرية. ولما كان الناس معرضين لأعداد كبيرة من إصابات العدوى في صغرهم، فإنه في الغالب ستتطور لديهم مناعة جيدة وطويلة الأمد تجاه عدد كبير من الڤيروسات التي تجول حولهم خلال مرحلة طفولتهم. وفيما يتعلق بالإنفلونزا، فإن الأطفال ستتطور لديهم بالفعل أضداد مضادة لمستضدات ڤيروسات الإنفلونزا النوعية التي يواجهونها، تماما كما يفعلون عندما يواجهون ڤيروسات الحصبة.

وبعد أن يغادر الشبابُ المدارسَ الثانوية أو المعاهد الدراسية، يقل متوسط أعداد مجموعات الناس الذين يقابلونهم؛ مما يقلل من فرص تكرار التقاطهم لڤيروسات الإنفلونزا. وهذا التغير في عدد مرات التعرض يعني أن الكهول يعتمدون على الأضداد التي يصنعونها وهم أطفال لتحميهم من أي اعتداء جديد. إلا أن التغير الذي يطرأ على ڤيروسات الإنفلونزا بمرور الزمن سيجعل الأضداد «القديمة» سنة وراء أخرى أقل فعالية في التعرف على السلالات الأحدث. ومن هنا، فإن للمرء أن يتوقع أن مستويات الحماية ستهبط لدى البالغين في أوسط العمر – والذين ينتمون إلى مجموعة عمرية لا يتلقى أفرادها تطعيمات روتينية تجاه الإنفلونزا. أما الارتفاع الذي يتلو ذلك في المناعة والذي يلاحظ لدى الأفراد المسنين، فقد يعود إلى أنهم كثيرا ما يتلقون جرعات من لقاح الإنفلونزا؛ مما يجعل الأضداد عنهم مُحَدَّثة.

وهذه هي النظرية المطروحة، على أقل تقدير، وكانت المشكلة هي كيفية اختبارها. فنظرا لأن الإنفلونزا كثيرة التغير، فإن بناء نموذج رياضياتي لها كان أكثر صعوبة مما للحصبة. فحتى عندما يكون أحد الأفراد منيعا تجاه سلالة ما، فإنه، ذكرا كان أم أنثى، قد تكون لديه مناعة جزئية فقط لسلالة أخرى، كما سيكون على أتم الاستعداد للإصابة بسلالة ثالثة. ومن أجل دراسة المناعة، لا بد لنا من أن نقتفي بدقة أثر التوليفات التي تضم سلالات ڤيروسات الإنفلونزا التي تعرض لها الناس بالفعل، ومن أن نتعرف على ترتيب حدوث مرات التعرض.

وهنا تكمن مواضع التعقيد، نظرا لضخامة عدد توليفات⁽⁹⁾ السلالات التي قد يكون الناس قد تعرضوا لها. فإذا كان هناك 20 سلالة مختلفة تجول في الماضي، على سبيل المثال، فسيكون هناك 220 (أو أكثر من مليون) حالة سابقة محتملة من سوابق الإصابة بالعدوى لدى أي فرد من الأفراد على حدة. أما إذا كان عدد السلالات 30، فسيتجاوز عدد التوليفات لكل فرد على حدة بليون توليفة.

وبرفقة <R .J. گوك>، والتي كانت آنذاك تشرف على أطروحة الدكتوراه التي كنت أعدها في جامعة كامبريدج، شرعت في العمل للعثور على طريقة تلتف حول هذا الجبل من التعقيدات. فقد تحققنا من أن الفرد إذا كان لديه احتمال معين للتعرض للإنفلونزا كل عام، فإن احتمالات ملامسته لأي ذريتين ينبغي أن تكون مستقلة عن احتمال ملامسته لأي منهما. (وبعبارة أخرى، فإن التعرض للسلالة A ينبغي أن لا يؤثر في فرص التعرض للسلالة B). ومن هنا كانت مراعاة الأسباب الرياضياتية الأساسية تقتضي أن بإمكاننا إعادة بناء الاحتمال الذي يتعرض وفقه فرد عشوائي لتوليفات معينة من حالات العدوى، وبطريقة بسيطة، بمضاعفة احتمالات التعرض لكل سلالة على حدة من السلالات التي تتضمنها التوليفة. وهذا يعني أنه بدلا من التعامل مع مليون احتمال عند التعامل مع 20 سلالة مختلفة، فإن علينا أن نتعامل مع 20 احتمالا فقط.

وعندما أجرينا المعادلات في النموذج، لم تكن النتائج توافق توقعاتنا، بل أشار النموذج بدلا من ذلك وبعناد إلى أن الفرد إذا كان لديه تعرض سابق حتى ولو لسلالة واحدة، فإنه، سواء كان ذكرا أم أنثى، معرض أكثر من غيره لمصادفة سلالة أخرى، بل إن الأمر بدا كما لو أن النموذج الذي نعمل عليه يقول لنا إن إصابتك بصاعقة البرق قد تجعل احتمال إصابتك بالإنفلونزا أكثر، ومن الواضح أن تلك النتيجة كانت بالغة الغرابة إلى حد غير منطقي.

بعد ذلك اتضح لنا أن السبب وراء تلك النتيجة التي بدت لنا لا منطقية هو سبب بسيط، إذ إننا لم نأخذ في حسباننا عمر الشخص. فبافتراض أن العداوى تحدث بمعدلات ثابتة إلى حد ما، فإنه كلما عاش الشخص فترة أطول زاد احتمال إصابته بعدوى واحدة على الأقل. ومع هذا، فإنك إذا أخذت فردا عشوائيا، ولتكن أنثى، وعرفت أنها تعرضت سابقا للإنفلونزا (أو أنها تعرضت لصاعقة البرق)، فإنك على الفور ستعرف أن احتمال أن تكون كبيرة السن يرجح على احتمال أن تكون صغيرة السن. ولكونها كبيرة السن، فستعرف أن من الغالب أن تكون قد عانت تعاسات أخرى، مثل تعرضها لسلالة ثانية من الإنفلونزا.

وطيلة الوقت الذي كنا نتعامل فيه مع كل مجموعة عمرية وحدها، كان عدد مرات الإصابة بالعدوى ينتهي ليصبح متغيرا مستقلا. وهكذا، فإن وجود 20 سلالة لم يعد يوجب علينا إجراء مليون اقتفاء، بل عاد بنا إلى العدد 20 فقط. وبوجود نموذج قابل لأداء وظائفه، بدأنا ببناء حالات محاكاة لكيفية تغير مناعة الجسم ضد الإنفلونزا على مدى الأزمان. وكان الهدف من ذلك توليد بيانات اصطناعية يمكننا اختبارها إزاء نماذج مستمدة من الحياة الحقيقية. وإضافة إلى تعرض الڤيروس للطفرات بتعاقب السنوات كان افتراضنا أن معدل خطر الإصابة بالعدوى بالڤيروس لدى كل مجموعة عمرية يعتمد على عدد مرات التّماسّ الاجتماعي الذي تشير إليه التقارير في المسوحات السكانية ضمن المجموعات العمرية المختلفة وفيما بين بعضها البعض.

وا أسفاه، فحتى مع إدخالنا هذه التغييرات، فإن نموذجنا – الذي افترضنا فيه أن الانخفاض في المناعة في أوسط العمر نتج من انخفاض عدد مرات التعرض – لم يتمكن من إعادة إنتاج ذلك الانخفاض الذي يلاحظ في منتصف العمر في العالم الحقيقي. ولم يكن النموذج خاطئا في كل شيء: فقد أظهر أن الأطفال تتطور لديهم مناعة أقوى مما لدى البالغين. ولكن، مع أن الانخفاض الحقيقي في مستويات الأضداد يبدأ بين السنة الخامسة والسنة العاشرة من العمر، فإن النموذج الذي كنا نعمل عليه أظهر أن ذلك الانخفاض هو بين السنة الخامسة عشرة والسنة العشرين من العمر، أي بعد أن يغادر الأفرادُ المدارسَ (حيث يوجد الكثير من الناس ومن الجراثيم).

خطيئة أصلية

وفي الوقت الذي كانت الحيرة تتملكني حول النمط العمري للإنفلونزا، تحدثت إلى الكثير من الناس حول المشكلة الأوسع نطاقا، وهي وضع النماذج للمناعة. وقد تحدثت بشكل خاص إلى <A. گراهام> [من علماء البيولوجيا التطورية في جامعة پرينستون] فقدمت إليّ تعريفا لمفهوم الخطيئة المستضدية الأصلية. والآن وبعد أن أصبح لدينا نموذج يمكن أن يتعامل مع عدد كبير من السلالات، أتساءل عما إذا كان أخذنا لهذه النظرية بالحسبان سيساعد النموذج الذي نعمل عليه لتقديم نتائج أكثر واقعية. ونظرا لكون الفكرة موضع أخذٍ وردٍّ، تساءلت عما إذا كان إدراجها في النموذج سيساعد على معرفة ما إذا كانت تحظى بالقبول أم لا.

وتشبه الخطيئة المستضدية الأصلية المفهوم الذي أورده الإنجيل من حيث كونها قصة المواجهة الأولى بين كيان بريء (الجهاز المناعي)، والتهديد الخطير (العامل المسبب للمرض). وفي النسخة المناعية من هذه القصة, فإن الجسم يتأثر تأثرا شديدا بالهجوم المضاد الأول والناجح على ڤيروس الإنفلونزا، لدرجة أن كل عدوى تالية سوف تثير تلك الأضداد الأصلية من جديد، بل إن الجسم يصنع هذه الأضداد حتى عندما يواجه مجموعة فيها اختلاف طفيف في المستضدات الموجودة في العامل المسبب للمرض، وهو أمر كان يتطلب من الكائن المضيف توفير مجموعة مختلفة من الأضداد حتى يكافح العدوى بفعالية. وفي الوقت نفسه, فإن الجسم يفشل في توفير إمدادات جيدة من الأضداد تجاه الكائن المسبب للمرض الذي يمتلك مجموعة معدلة من المستضدات، فيلجأ الجسم بدلا من ذلك إلى الاعتماد على استجابته المناعية للڤيروسات التي شاهدها من قبل.

وقد كان عالِم الڤيروسات <Th. فرانسيس> الابن؛ أول من خاض غمار تلك المشكلة في عام 1947، عندما أصيب الطلبة في جامعة ميتشيگان بمرض سببه سلالة جديدة – ولكنها ذات صلة – بالإنفلونزا، وذلك مع وجود برنامج ضخم للتلقيح في العام السابق. وعندما قارن <فرانسيس> المناعة تجاه سلالة لقاح الإنفلونزا فالمناعة تجاه الڤيروس الجديد وجد أن لدى الطلبة أضدادا يمكنها أن تستهدف سلالة الڤيروس في اللقاح بفعالية، ولكنها لا تستطيع استهداف الڤيروس الذي أصابهم بالعدوى بعد مرور سنة.

وفي نهاية المطاف طور <فرانسيس> تفسيرا لملاحظاته الغريبة تلك. فقد أشار إلى أن الجهاز المناعي قد يعيد إنتاج التفاعل ذاته تجاه ڤيروس مشابه سبق له أن صادفه من قبل، بدلا من تطوير أضداد جديدة لكل ڤيروس جديد يصادفه. وبعبارة أخرى، فإن السلالات السابقة وترتيب مصادفة الناس لها قد تكون لها أهمية بالغة في تحديد كيف يمكن للإنسان أن يكافح الفاشيات اللاحقة التي يسببها ڤيروس الإنفلونزا الدائم التغير. وقد أطلق <فرانسيس> على هذه الظاهرة «الخطيئة المستضدية الأصلية»، ولربما تعود تسميته هذه، كما اقترح <D. مورينس> [المتخصص بالوبائيات] وزملاؤه في وقت لاحق، قد جاءت «في سياق التقديس الديني لجمال العلم، أو في غمرة فرحة بائس يتمتع بحصة راحة تخللها احتساء مشروب المارتيني، وهو الأمر الذي كان مغرما به إلى حد بعيد.»

وقد اكتشف الباحثون في ستينات وسبعينات القرن المنصرم المزيد من البراهين على الخطيئة المستضدية الأصلية لدى البشر ولدى حيوانات أخرى، إلا أن دراسات أخرى أجريت منذ ذلك الوقت أثارت تساؤلات حول وجودها. وفي عام 2008 أجرى الباحثون في جامعة إيموري مع زملاء لهم اختبارات حول مستويات الأضداد لدى متطوعين سبق لهم أن تلقوا حقن اللقاح المضاد للإنفلونزا، فوجدوا أن الجهاز المناعي لديهم كان فعالا في استهداف سلالة الڤيروس المتضمنة في اللقاح. وقد استنتج الباحثون أنه لا يبدو أن تكرار حدوث الخطيئة المستضدية الأصلية شائعٌ لدى البالغين الأصحاء الأسوياء الذين يتلقون التلقيح ضد الإنفلونزا». إلّا أنه في السنة التالية اكتشف فريق آخر يعمل في جامعة إيموري أيضا بقيادة أستاذ علم المناعة <J. جاكوب> أن العدوى الكاملة بڤيروس الإنفلونزا الحي – بدلا من الڤيروس المثبط (غير المفعَّل)⁽¹⁰⁾ المقدم بشكل نموذجي عادة في اللقاح – لدى الفئران قد تعيق الاستجابات المناعية التالية تجاه السلالات الڤيروسية الأخرى؛ مما يشير مرة أخرى إلى أن الخطيئة المستضدية الأصلية قد تؤدي دورا أكثر أهمية خلال العدوى الطبيعية بڤيروس الإنفلونزا.

وقد اقترح <جاكوب> وفريقه تفسيرا بيولوجيا للخطيئة المستضدية الأصلية، بافتراض أنها يمكن أن تكون جزءا أساسيا من الكيفية التي تنتج بها أجسامنا ما نطلق عليه خلايا الذاكرة B، وهي الخلايا التي تشكل جزءا من الاستجابة المناعية: إذ تتم برمجتها أثناء العدوى لتتعرف على التهديدات النوعية، ولتنتج الأضداد التي تقضي على تلك التهديدات. ويستمر وجود الخلايا B في الجسم بحالة تربص، لتكون جاهزة لإطلاق كمية أكبر من الأضداد إذا ما عاد ذلك التهديد إلى الظهور. ووفقا ل <جاكوب> وزملائه، فإن العدوى بڤيروسات الإنفلونزا الحية يمكن أن تثير خلايا الذاكرة الموجودة من قبل لتعمل بدلا من أن تجعل خلايا B جديدة تخضع للبرمجة. فلو افترضت أنك قد أُصِبتَ بالإنفلونزا في العام المنصرم، ثم أُصِبتَ بعد ذلك في العام الحالي بڤيروس يختلف اختلافا ضئيلا عن ڤيروس العام المنصرم، فإن رؤية خلايا الذاكرة B لڤيروس مماثل من قبلُ في العام المنصرم يعطيها القدرة على التخلص منه قبل أن يمر الوقت الكافي الذي يتمكن الجسم خلاله من تطوير خلايا B جديدة تكون نوعية⁽¹¹⁾ – ومن ثم أكثر قدرة على تذكر – للسلالة الڤيروسية لهذا العام. وفي ذلك ما يشبه القول المأثور في الجيوش القديمة حول الجنرالات الذين يخوضون آخر حروبهم، (ولا سيما إذا ما كانوا قد ربحوا تلك الحروب). وهكذا يبدو أن الجهاز المناعي يعتمد على حشد دفاعاته القديمة أكثر مما يعتمد على إنتاج دفاعات جديدة، ولاسيما إذا كانت الاستراتيجية القديمة ناجحة على نحو جيد وبسرعة أكثر.

وخلال المراحل النهائية لعملي في الدكتوراه قمنا بتعديل نموذجنا لمحاكاة الخطيئة المستضدية الأصلية. وفي هذه المرة، ظهر الانخفاض المميز في المناعة بوضوح في المحاكاة التي أجريناها، وبالضبط في الوقت الذي ظهر فيه في الحياة الحقيقية، وذلك بعد السنة السابعة من العمر تقريبا، عندما يبلغ الناس عمرا يكفي لتعرضهم لعدوى واحدة على الأقل بڤيروس الإنفلونزا، (وذلك بدلا من الأعمار بين 15 و 20). ومنذ تلك اللحظة والنموذج الذي نعمل عليه يشير إلى أن حالات العدوى السابقة تؤدي إلى نقص إنتاج الأضداد الفعالة. (ونظرا لكون الأفراد الصغار في السن في البلدان التي درسناها لم يكونوا يتلقون اللقاحات على نحو مثالي، فإنه يغلب أن يكون مصدر هذا التأثير هو عدوى طبيعية بڤيروس الإنفلونزا.) ولايزال من غير الواضح تماما ما هي أسباب زيادة المناعة لدى مجموعة المسنين الأكثر تقدما في العمر. وقد تكون تلك الزيادة ناجمة جزئيا عن زيادة تلقي اللقاحات في ذلك النطاق العمري، أو تعود جزئيا أيضا إلى حقيقة أن الناس قد عاشوا فترة طويلة بما يكفي لتكوين مستضدات على قدر كبير من التنوع لڤيروسات الإنفلونزا التي يتعرضون لها، بحيث لم يعد الجهاز المناعي يخطئ في التعرف على ڤيروسات جديدة فيعتبرها من ڤيروسات مرحلة الطفولة. وعلى كل حال، فإن النتائج التي توصلنا إليها تشير إلى أن الخطيئة المستضدية الأصلية، وليس عدد مرات التماس الاجتماعي، (ومن ثمَّ فرص التعرض) هي المسؤولة عن التوزع العمري الغريب للمناعة في أعمار الصغار من الناس.

بقع عمياء

وانطلاقا من اقتناعنا بأن الخطيئة المستضدية الأصلية يمكن أن ترسم ملامح المرتسم المناعي the immuneprofile لمجمل السكان، أردنا دراسة ما إذا كانت الاستجابات المناعية الموجهة توجيها خاطئا يمكن أن تؤثر أيضا في حجم الفاشية. ففي نماذج المحاكاة، كنا نجد بين الفينة والأخرى أن النموذج ينتج أوبئة ضخمة حتى عندما لم يكن الڤيروس الجديد مختلفا اختلافا ملحوظا عن سلالة العام المنصرم. وبدا كما لو أن الخطيئة المستضدية الأصلية تترك فجوات في المناعة لدى مجموعات عمرية معينة: فعلى الرغم من أن الأفراد قد تعرضوا بالفعل لسلالات قد تكون وفَّرت الحماية لهم، فإن أجهزتهم المناعية قد أنتجت أضدادا «خاطئة» في استجابتها للعدوى الجديدة.

ويعود أفضل البراهين التاريخية التي تدعم هذه الفكرة إلى عام 1951 عندما ضربت الإنفلونزا جميع مناطق المدينة الإنكليزية ليڤربول في موجة كانت أكثر سرعة وأشد فتكا في تلك المدينة من الجائحة الشهيرة باسم «الإنفلونزا الإسبانية» في عام 1918. وقد بدت الجائحتان اللتان تلتا ذلك فظهرتا في عامي 1957 و 1968 باهتتين بالمقارنة. إلا أنّ السبب الذي أدى إلى أن تكون تلك الجائحة بالغة السوء لايزال غير واضح.

ولعل التفسير الأكثر منطقية هو أن سلالة عام 1951 لا بد أنها كانت مختلفة اختلافا شديدا عن السلالة التي كانت جائلة عام 1950؛ مما أدى إلى أن معظم الناس كانوا يفتقدون استجابة مناعية فعالة عندما هاجمهم الڤيروس. ولكن ليست هناك براهين كافية على أن سلالة عام 1951 تختلف اختلافا ملحوظا عن السلالة التي كانت جائلة في العام الذي سبق وقوع الجائحة. وإضافة إلى ذلك، فإن حجم الوباء في المملكة المتحدة وفي أماكن أخرى كان يختلف من مكان إلى آخر، فقد عانت بعض الأماكن، مثل ما حدث في إنكلترا (ولا سيما ليڤربول)، وفي ويلز آثاراً عنيفة، في الوقت الذي لم تشهد أماكن أخرى مثل الولايات المتحدة الأمريكية سوى تغيير ضئيل في معدل الوفيات عما كان عليه في الأعوام السابقة. وفي وقت لاحق بعد ذلك، عانت المملكة المتحدة وبائين شديدين في عامي 1990 و 2000، ومرة أخرى لم يكن هناك برهان كاف على أن الڤيروس مختلف اختلافا ملحوظا في العامين المذكورين.

إلا أن النموذج الرياضياتي الذي نعمل عليه يمكن أن يستنسخ ظروفا مشابهة لفاشيات الإنفلونزا التي حدثت في الأعوام 1951 و 1999 و 2000. وعند افتراض حدوث الخطيئة المستضدية الأصلية، فإن الترتيب الذي أحدثت وفقه سلالات الإنفلونزا المرض في مجموعة عمرية معينة يمكن أن يرسم ملامح ومدى جودة مكافحة الأفراد الأعضاء فيها في المستقبل للعداوى بالإنفلونزا. وبعبارة أخرى، فإنه عندما يتعلق الأمر بالإنفلونزا، فقد يكون لكل موقع جغرافي مرتسمه المناعي الخاص به، والذي يختلف اختلافا واضحا عن المواقع المجاورة له، كما أن له في المناعة بقعاً عمياء تتسم بأنها فريدة عنده دون غيره. ومن هنا، فإن الفاشيات الشديدة مثل الفاشية التي وقعت في ليڤربول قد تكون ناجمة عن مثل تلك البقع العمياء، وهو ببساطة أمر لا يوجد في مناطق أخرى، نظرا لأنها عانت خطيئة مستضدية أصلية مختلفة.

إصلاح الخطيئة المستضدية الأصلية

كثيرا ما تركز البحوث حول المناعة تجاه الإنفلونزا على قضايا معينة، وهي بالتحديد مدى فعالية لقاح مخصوص، أو حجم الوباء في عام محدد. إلا أن هناك سؤالاً أكثر ضخامة هو: كيف نطور ونحافظ على المناعة تجاه ڤيروس الإنفلونزا وغيرها من الڤيروسات التي تغير من تكوينها المستضدي بمرور الأعوام، وهل نستطيع الاستفادة من تلك المعلومات لفهم كيف تنتشر وتتطور ڤيروسات الإنفلونزا؟

وقد بدأت بعض المشاريع مثل دراسة فلوسكيپ⁽¹²⁾ في جنوب الصين بالتصدي لهذه المشكلة. وقد أشارت التحليلات الأولية التي نشرها عام 2012 <J. لسلر> وزملاؤه [من جامعة الصحة العامة بلومبرگ جون هوبكنز⁽¹³⁾] إلى أن مفهوم الخطيئة المستضدية الأصلية قد يحتاج إلى الإصلاح. فبدلا من أن تقتصر الإملاءات التي تخضع لها الاستجابة المناعية على السلالة الأولى التي يصدفها الفرد، فقد اكتشف الباحثون براهين على أن المناعة تتبع ترتيبا هرميا. وقد اقترح الباحثون أن السلالة الأولى التي يصاب بها أحد الناس تكتسب الموقع «الأقدم» في الاستجابة المناعية، ثم تنتج السلالة التي تتلوها استجابة مناعية أضعف مما سبقها، وتتلو ذلك استجابة أكثر ضعفا للسلالة الثالثة. (وإن مثل هذا الترتيب الهرمي حسب الأقدمية لا يطبَّق إلا في الڤيروسات التي تتغير بوتيرة عالية مثل ڤيروسات الإنفلونزا.)

ولما كانت مادة البحث في دراسة فلوسكيپ هي عينات الدم التي أخذت من مرضى أيامنا الحاضرة، فلم يكن بوسع <لسلر> وزملائه اختبار مدى تغير مستويات الأضداد بمرور الزمن. وفي الشهر 8/2013، درس الباحثون في كلية الطب إيكان بجبل سيناء⁽¹⁴⁾ سلسلة من عينات الدم التي أخذت من 40 فردا من الناس على مدى 20 عاما. وأتت النتائج التي حصلوا عليها لتدعم فكرة أقدمية المستضدات: فكل عدوى جديدة بڤيروسات الإنفلونزا تعزز مستويات الأضداد الموجهة ضد السلالات التي شوهدت من قبل. ومع هذا، فإن الاستجابات المناعية لدى الأفراد تكون أكثر قوة تجاه الڤيروسات التي تعرضوا لها في وقت باكر من حياتهم، من استجاباتهم للڤيروسات التي يواجهونها بعد ذلك.

وخلال عامي 2012 و 2013 عملت بالتعاون مع فريق عمل دراسة فلوسكيپ لاستقصاء أنماط وردت في البيانات الجديدة القادمة من الصين. وقد تتمثل إحدى الفوائد التي يتمخض عنها مثل هذا العمل بالمساعدة على تعرف الذين لديهم استعداد للإصابة بسلالات خاصة، و كيف يمكن لهذا الاستعداد للإصابة أن يؤثر في تطور المرض. ومع النموذج الجديد والبيانات الأفضل مما سبق بدأنا بالتدريج بتلمس طريقنا للتعرف على كيفية بناء الأفراد والمجموعات السكانية للمناعة تجاه الإنفلونزا. وإذا كان لنا أن نعود إلى الماضي بهذا الشأن، فإننا على ثقة بأننا كنا سنصادف المزيد من المفاجآت على طول الطريق.

---

المؤلف

	Adam J. Kucharski
<كوشارسكي> باحث وزميل في قسم وبائيات الأمراض المعدية في كلية لندن للصحة العامة ولطب المناطق المدارية.

 

---

  مراجع للاستزادة

Original Antigenic Sin Responses to Influenza Viruses. Jin Hyang Kim et al. in Journal of
Immunology, Vol. 183, No. 5, pages 3294–3301; September 1, 2009.
Evidence for Antigenic Seniority in Influenza A (H3N2) Antibody Responses in Southern
China. Justin Lessler et al. in PLOS Pathogens, Vol. 8, No. 7, Article No. e1002802; July 19, 2012.
The Role of Social Contacts and Original Antigenic Sin in Shaping the Age Pattern of
Immunity to Seasonal Influenza. Adam J. Kucharski and Julia R. Gog in PLOS Computational
Biology, Vol. 8, No. 10, Article No. e1002741; October 25, 2012.
Neutralizing Antibodies against Previously Encountered Influenza Virus Strains Increase
over Time: A Longitudinal Analysis. Matthew S. Miller et al. in Science Translational Medicine,
Vol. 5, No. 198, Article No. 198ra107; August 14, 2013.

Comments

comments