كيف يغزو الفيروس الجسم؟ رحلة الفيروس داخل مريض كوفيد-19
مع كل ظهور جديد لجرثومة، تشتعل عداوة جديدة وتندلع حرب بين البشرية والميكروبات. نجم هذه الحلقة هو كورونا السابع، فرد من العائلة الملكية يُتوَّج أفرادها بإكليل من البروتين، ولدى العائلة سجل تاريخي في تنغيص البشر؛ أربعة يتكرر ذكرهم مع البرد الشائع، وأكبرهم إنجازات هما فيروسا الالتهاب الرئوي الحاد: السارس والميرس، والآن قد ظهر مشاغب جديد سارس الثاني SARS-2.
سنسرد لكم أحداث اقتحام الفيروس للجسم البشري حتى خروجه في قصة مستوحاة من خبرات المعارك التي خاضها البشر مع الميكروبات، ومن فهمنا لعمل الجهاز المناعي وأفضل ما نستطيع تخمينه عن العدو الجديد.
الفصل الأول: الغارة
المعتدي هو فيروس، كيان متطفل من الدرجة الأولى، شغله الشاغل هو العيش على قوت الأحياء، واحتلال جسد مضيف لا يعتبر رفاهية بل صراعاً للبقاء، فلا وجود له دون من يأويه. هو في بحث دائم عن أرض يستعمرها ليترعرع فيها وينتج على حسابها مزيداً من الأجيال، وأرضه الأمثل هي الخلية الحية.
يأتي سارس-2 في شكل كرة تحفظ بداخلها أغلى ما يملك الفيروس «الشفرة الجينية»، مرتدياً معطفاً خارجي من الدهون تغمره أشواك من البروتين، وهدفه هو خلايا الجهاز التنفسي حيث ستقام القاعدة الخصبة لبناء المستعمرة.
ومن حسن حظه أن مرماه مفتوح على الهواء الطلق، لكن اقتحامه ليس بالأمر السهل. الطريق مملوءة بالدهاليز والفخاخ، إذ تحاط من الداخل بسائل لزج من المخاط تلتصق فيه الميكروبات ويتم كنسها بواسطة مقشات تطردها إلى الخارج مع عطسة أو كحة. وإن حدث ووقع الفيروس داخل المعدة، فسوف يغرق في بحر من الحمض الفتاك. كذلك فإن بيوت مدينة التنفس «الخلية» لن تترك كل من هب ودب يدخلها، إنها انتقائية تُحكِم إغلاق أبوابها. لكن ماذا عساها أن تفعل إن امتلك الفيروس مفاتيح الدخول!
يتطابق شكل أشواك سارس الثاني «المفاتيح» مع أقفال من نوع ايس-2 «ACE2»، وهي موجودة في الأصل لتنظم ضغط الدم. لكن الفيروس يتشبث بها محضراً لعملية الاختراق، ويبدو أنه يلتصق بقوة أكبر من سارس الأول. وبفضل انتشار هذه الأبواب على سطح خلايا بطانة الأنف وقرنية العين، يحظى الفيروس بطريق مختصرة إلى الخلية مفسراً سهولة انتشاره. وربما يعني كل هذا أيضاًّ أن أعداداً قليلة من المتطفلين قد تكفي لإحداث الغارة «العدوى» .
ومع تداخل الأشواك في الأقفال، يبدأ البروتين بالتمحور والتشكل كالصلصال وتنقسم الشوكة إلى نصفين، الأمر الذي يسمح للفيروس بالالتحام مع جدار الخلية وإلتقامه في فقاعة للداخل. وهنا يتصرف الفيروس وكأنه دخل إلى منزله، يخلع معطف البروتين وتنسل منه الشفرة الجينية «قصاصة الرنا» لتتصرف بحرية، وإن كنت تتساءل عن معنى هذه الشفرة فيمكنك أن تفكر فيها على أنها قائمة من التعليمات والأوامر تقضي بتخليق فيروسات جديدة. ومن المذهل أن هذه القصاصة تسطو على مصانع البروتين بالخلية وتوجهها لتصنيع الأجزاء المختلفة من الفيروس وطباعة آلاف النسخ من الشفرة الجينية لتعبئتها داخل جسم فيروسي جديد.
الآن وقد انتهت عملية تركيب الفيروسات وتعبئتها، فهي جاهزة للانطلاق. يمكن لكل خلية مصابة إطلاق ملايين النسخ من الفيروس قبل أن تنهار في النهاية وتموت. في حين يحوم الأعداء في ممرات الهواء لغزو خلايا جديدة، متغلغلين إلى أصغر وأهم وحدة في ماكينة التنفس «الحويصلة الهوائية» المسئولة عن مقايضة الغازات مع الدم. وقد ينتهي ببعضهم الحال راكبين قطرات من الرذاذ تهرب من الرئتين عبر السعال والعطس وتسافر مسافة 1-2 متر لتهبط على وجه ضحية أخرى أو على سطح مجاور، حيث يمكن للفيروس أن يصمد عدة ساعات إلى عدة أيام.
وفي حين تتركز معظم الاعتداءات الفيروسية إما في الجزء العلوي من جهاز التنفس (الأنف والحلق) وعندها تكون الأعراض أخف لكن أكثر انتشاراً كالبرد، أو تستهدف الجزء السفلي (القصبة الهوائية والرئتين)، فتكون أكثر خطورة لكن أقل انتشاراً كالالتهاب الرئوي، يبدو أن سارس-2 قادر على التسلل إلى كلا الجزءين مكتسباً ميزة الانتشار الواسع و الإصابة العنيفة.
وهكذا يستمر الدخيل في الانسلال خلسةً من خلية لأخرى وصولاً إلى أعماق الجهاز التنفسي في فترة تمتد في المتوسط من 3-5 أيام وحتى 14 يوماً قبل ظهور أعراض، ومن الممكن أن يبقى متخفياً هكذا دون ظهور أعراض على الإطلاق. طول «فترة الحضانة» هذا يعطيه رفاهية الانتقال من مريض لآخر دون أن يشعر أحد.
ذلك إلى أن تبدأ أعراض خفيفة في الظهور دلالة على اكتشاف وجود الدخيل واندلاع الحرب….
الفصل الثاني: الحرب
داخل جسم الإنسان يوجد جهاز عالي الكفاءة مجهز بحصون وقلاع، حراس وجنود، وترسانة من الأسلحة الكيميائية، يعمل بنظام شديد وله أعين في كل مكان، وظيفته الأساسية هي التخلص من كل غريب ومحاربة العدوى. أحياناً ما يخذلنا ولكنه في معظم الوقت ينصفنا، والدليل هو وقوفك الآن حياً سليماً وسط عالم لا يخلو من المتطفلين.
تتصدر المناعة الفطرية خطوط الدفاع الأولى، جنود يقظون ليل نهار يترقبون أي حركة غير طبيعية ومتأهبين للهجوم على أي غريب يطأ المنطقة. وأهم ما تتمتع به هذه الصفوف هو السرعة والتناغم. وكي يتواجد التناغم لا بد وأن تتواجد وسيلة للتواصل. وهنا تلمع مجموعة من البروتينات الصغيرة تتعدد أسماءها ومهامها بشكل كاف ليسبب لك الصداع! لكنها جميعاً تقع تحت مسمى «السيتوكينز». تلك هي لغة جنود المناعة، تفرزها وتتبادلها بين بعضها البعض لتعطي إشارة بما ينبغي فعله.
ومع اقتحام الفيروس للخلية، يظهر أول سلاح دفاعي «الإنترفيرون» تطلقه الخلايا المصابة لتمنع الفيروس من استنساخ نفسه ولتحذير الخلايا المجاورة السليمة بحدوث الغارة كي تدخل في وضع الدفاع. في الوقت الذي تسير فيه دوريات من عساكر الأنسجة، حاملين مستقبلات تستشعر الجزيئات الغريبة التي قد تنتمي لجرثومة ما (كقصاصة رنا الفيروس) أو لخلية تم تدميرها من قبل الفيروس. من بين هؤلاء حراس وظيفتهم إطلاق صفارة الإنذار للإعلان عن وجود دخيل، ومنهم «البالعات» التي تمد أطرافها لتحاصر الفيروس ثم تبتلعه وتفتته إرباً بداخلها، ثم تبصق منه جزءاً تستعرضه على سطحها كي ينظر فيه المتخصصون. كل هؤلاء يطلقون سرينة من الكيماويات كي تبدأ حالة الطوارئ وتستدعي المزيد من الجنود إلى أرض المعركة.
تفتح إشارات السيتوكينز بوابات صغيرة في جدران الأوعية الدموية القريبة كي تسمح بعبور الأساطيل الجوالة في الدم إلى النسيج المصاب لتشارك في قتال الفيروسات، وابتلاع حطام الخلايا النافقة. ولأن الفيروسات مخادعة وتختبئ داخل الخلية، فإن إرسال جندي عادي للقضاء عليها لن يفي بالغرض. إنها بحاجة لسفاح، قاتل بالفطرة وهنا يأتي دور الخلايا القاتلة الطبيعية؛ تلك لا تشغل بالها بالقبض على الفيروس بل تفجر الخلية المصابة بكل ما فيها بعد أن تقذفها بإنزيمات ثاقبة.
ومن الممكن جداً لسارس-2 أن يمتلك آليات للمشاكسة، تمكنه من مناورة الحراس أو إعاقة إشارات الإنترفيرون، فينجح في فرض بطشه على مزيد من الأراضي وإحداث الضرر قبل اكتشافه.
وكأي حرب، لا مفر من وجود خسائر! فمع تسرب بعض من سائل الدم «البلازما» إلى الأزقة بين الخلايا وداخل الحويصلات، وسقوط ضحايا من الخلايا السائلة والمحتضرة في مجرى الهواء، ووصول الإشارات الكيميائية إلى الأعصاب والمراكز الحسية، ينشأ التهاب موضعي يظهر على المريض في شكل أعراض كالحمى والكحة والإرهاق. وبما أن قاعدة سارس-2 الرئيسية هي «الخلايا الحويصلية-2» المسئولة عن إنتاج مادة تشبه الصابون تمنع التصاق جدران الحويصلة الهوائية ببعضها، وتبقيها مفتوحة- فإن الخراب الذي تخلفه الحرب قد يصعب على ماكينة التنفس أداء وظيفتها بالشكل الأمثل. لذلك، قد يعاني بعض مرضى كوفيد-19 من صعوبة في التنفس.
لكن فجأة ودون مقدمات، يشعر المريض بالاختناق ويعاني لتلفظ أنفاسه. لقد أصيب بمتلازمة ضيق التنفس الحاد، علامة غير سارة على وقوفه وجهاً إلى وجه مع الموت.
لقد حدث انفجار في المفاعلات الكيميائية، وبدأ جنود المناعة في إطلاق كميات هائلة من السيتوكينز في الدم كرشاش فقد السيطرة، يطلق رصاصه مدمراً كل ما حوله متسبباً في التهاب مفرط واسع الانتشار. وتدور عاصفة السيتوكينز لتضرب مراكز المخ وتخبرها برفع درجة حرارة الجسم لحرق كل شئ، وتجعل من الأوعية الدموية شبه مثقوبة فتنغمر الرئتان بالسوائل ويُستبدَل نسيجها المدمر بألياف عديمة الفائدة. صديد الموتى يتراكم على جدران الحويصلات الهوائية أو تنسحق مع غياب المادة الصابونية، جاعلةً من عملية تبادل الغازات أمر شبه مستحيل. ومع فشل ماكينة التنفس، ينخفض مستوى الأكسجين في الدم إلى الحضيض ومعه ينخفض ضغط الدم وتتسارع ضربات القلب بسبب ارتشاح الدم، فينتهي الأمر بأعضاء مهمة كالكلى والقلب والكبد- لا يصلها دم وأكسجين- إلى الفشل.
ما الذي حدث؟ لقد خرجت الأمور عن السيطرة!
الفصل الثالث: الملاذ الأخير
بينما تشتعل الحرب بين الفيروس وجنود المناعة الطبيعية، يتسلل مخبرون (من الخلايا التي مثلت بالفيروس على سطحها) بمعلومات عن الفيروس من أرض المعركة إلى بحر الليمف وصولاً إلى العقد الليمفاوية حيث يقبع نوع مختلف من المقاتلين. قوات خاصة لا تقتل فقط أي شيء بل تضع استراتيجيات وتجهز أسلحة مخصوصة لكل جرثومة على حدة، خاصة إذا ما عجزت خطوط الدفاع الأولى عن احتواء العدوى.
تنقسم القوات الخاصة إلى فريق عمليات T و B، فريق خلايا B مسئول عن تطهير سوائل الجسم كالدم والليمف من الفيروس وسلاحه الأمثل هو الأجسام المضادة. تلك تستهدف فيروساً بعينه إما أنها تلتصق بأشواكه الخارجية لتمنع التحامه بخلية جديدة. أو أنها تحاصره كالشبكة وتعيق حركته، فيسهل على البالعات أن تأتي لتتخلص منه. ولهذا السبب يستخدم الأطباء بلازما الشخص المتعافى من سارس-2 الغني بالأجسام المضادة لدحر الفيروس بشكل مؤقت عند حقنه في دم مريض آخر.
أما فريق T، فلديه جعبة من المهمات تختص بعمل بقية مجندي القاعدة المناعية. فمنهم من هو مسئول عن توجيه صفوف المحاربين وتنشيطها بما فيهم فريق B، ومنهم من يعمل على تنظيم الهجوم وتثبيط الجنود بعد الانتهاء من مهماتهم (مجدداً باستخدام رادارات السيتوكينز) حتى لا يستمر التدمير والخراب في أنحاء الجسد. ومن بينهم أيضاً القتلة المأجورين الذين لا يختلفون كثيراً عن سفاحي المناعة الفطرية، باستثناء أنهم مدربون على استهداف نوع محدد من الأعداء. الأمر الذي يُلزِم الخلية المصابة أن تشرع في مهمة انتحارية، ترفع الراية البيضاء على شكل بروتين فيروسي على سطحها معلنة للقتلة أنها سقطت ضحية للفيروس، فتسرع الخلايا القاتلة في إطلاق صواريخ من الإنزيمات السامة للتخلص منها.
لكن مقاتلي القوات الخاصة لا يتصرفون هكذا بشكل بديهي، بل يتم تعليمهم منذ الصغر في مختبرات النخاع العظمي والغدة الزعترية، تتدرب فيها على تمييز العدو من الصديق، وتصنع فيها مستقبلات متخصصة للإمساك بالمجرم المطلوب حسب ما أوشى به المخبرون لها،لذلك تعرف باسم «المناعة المكتسبة». ولأن الكثرة تغلب الشجاعة، فإن تجهيز الفرق بالمهارات اللازمة للتعرف على الفيروس لن يكفي بمفرده، بل عليها أن تستنسخ نفسها لإطلاق جيش من خيرة المقاتلين. وأثناء عملية الاستنساخ، تقوم القوات بتخزين كل ما تعلمته عن الفيروس في ميموري كارد «خلايا الذاكرة»، تلك تبقى خاملة في الجسم لفترات طويلة قد تستمر مدى الحياة، ووظيفتها مهاجمة الفيروس في الحال إن حدثت إصابة ثانية في المستقبل، وتدميره قبل ظهور أعراض. حتى الآن، يبقى اكتساب مناعة طويلة الأمد ضد سارس-2 أمر غامض.
وهذه العملية لا تحدث تلقائياً بل تستغرق قدراً من الوقت وقد تمضي أياماً أو حتى أسابيع حتى تصبح بكامل استعدادها. يمكنك مثلاً أن ترى خلايا B وT في دم مريض كوفيد-19 بعد أسبوع من ظهور الأعراض، الوقت الذي قد تستغله الفيروسات لصالحها. وكلما تأخرت القوات الخاصة في الوصول وفرض السيطرة، كلما أصبحت العواقب وخيمة. وهذا تماماً ما يحاول أن يعالجه اللقاح، إذ يتكون من جزيء غريب تابع للفيروس العدو لكنه غير مؤذ، فيضع القوات الخاصة في معركة افتراضية تحاكي أول إصابة بالفيروس لتكون بكامل عتادها. حتى إذا جاء الدخيل ذاته بحق، لن تستنفد وقتاً في القضاء عليه.
القوات الخاصة التابعة لجهاز مناعي صحي وقوي، تنجح ببراعة في إخلاء الأرض من المستعمرين وتحجيم الخسائر الناتجة عن الالتهاب الموضعي بالرئتين. قوات T تتخلص بسرعة من الخلايا المصابة قبل انتشار الفيروس من ناحية، ومن ناحية أخرى تحاصر قوات B الفيروسات الهاربة خارج الخلايا، وتأتي البالعات خلفهم لتنظف الرئتين من الفيروسات والخلايا المنتحرة. لكن في حالة حدوث خلل باستجابتهم وانقلب التناغم إلى عاصفة السيتوكينز، يصبح الجسد عدو نفسه، فينهار النظام وتعم الفوضى ويتعدى حجم الدمار الذي خلفته الحرب حدود الإصلاح.
وهنا يتجلى أثر الاختلافات العمرية والجينية والمرضية بين البشر، وربما كمية الفيروس التي تعرضت لها الضحية، في تلاشي الخط الرفيع بين الأعراض الخفيفة والقدرة على التعافي (مهاجمة المناعة للفيروس) وبين أعراض شديدة تودي بالهلاك (مهاجمة المناعة للجسم أو انعدامها). لذلك، فإن السيطرة على الالتهاب المفرط لا تقل أهمية عن استهداف الفيروس نفسه. وعلى أية حال، فإن انفجار عاصفة السيتوكين ليست فعلة من ابتكار سارس الثاني، فقد شهدنا هذه الانقلابات وبنمط أكثر شيوعاً من قبل حينما اندلع وباء أنفلونزا 1918، سارس-1، و أنفلونزا الخنازير.
لقد انتهى السرد ولكن القصة لم تنتهِ. تلك الخطوات الصغيرة التي يخطيها الفيروس ما هي إلا نموذج مصغر لقدرته الهائلة على الانتشار واستعمار المزيد من الأجساد البشرية، فمن يا ترى ستكون لديه اليد العليا في هذه المعركة؟! هل سينتصر البشر تاركين درساً للمتطفلين بتجنب العبث معهم؟ أم أننا سنظل تحت رحمة الفيروس نزرف ضحايا إلى أن نلقى الخلاص، تبقى النهاية ليحددها المستقبل…..
- Tay, M.Z., Poh, C.M., Rénia, L. et al. The trinity of COVID-19: immunity, inflammation and intervention. Nat Rev Immunol (2020). https://doi.org/10.1038/s41577-020-0311-8
- Ma. Eugenia Manjarrez-Zavala, Dora Patricia Rosete-Olvera, Luis Horacio Gutiérrez-González, Rodolfo Ocadiz-Delgado and Carlos Cabello-Gutiérrez (February 6th 2013). Pathogenesis of Viral Respiratory Infection, Respiratory Disease and Infection – A New Insight, Bassam H. Mahboub, IntechOpen, DOI: 10.5772/54287.
- Newton, Amy H et al. “The host immune response in respiratory virus infection: balancing virus clearance and immunopathology.” Seminars in immunopathology vol. 38,4 (2016): 471-82. doi:10.1007/s00281-016-0558-0