زلزله، طوفان و جنازه‌های باستانی؛ چیزهای غیرمنتظره‌ای که می‌توانند عامل «بیماری» شوند

فرادید| سال ۱۹۹۹، کوهنوردان در جزیره ونکوور ناگهان به شکل اسرارآمیزی بیمار شدند. پزشکان گره‌های عجیبی روی ریه‌های آن‌ها پیدا کردند و با افزایش موارد در چند سال بعد، چندین نفر جانشان را از دست دادند. مقصر Cryptococcus gattii بود، قارچی میکروسکوپی که معمولاً روی تنه‌های پوسیده در جنگل‌های بارانی استوایی زندگی می‌کند و به طریقی توانسته بود هزاران مایل به شمال منتقل شود. 

به گزارش فرادید، دیوید اِنگِل‌تالر، اپیدمیولوژیست مولکولی به یاد می‌آورد: «ما قارچ جدیدی داشتیم که در شمال غربی اقیانوس آرام ظاهر شده بود و قرار نبود آنجا باشد. پرسشی که در لحظه به ذهنمان رسید این بود که این قارچ چگونه به آنجا رسیده؟» 

انگل‌تالر و همکارش، میکروبیولوژیست و ایمونولوژیست آرتورو کاسادوال، به بررسی ژنتیک، سوابق حمل و نقل و نمونه‌های خاک پرداختند. پاسخ آن‌ها شگفت‌آور بود. معلوم شد همان گونه C. gattii بیش از یک قرن پیش در برزیل وجود داشته است. سپس چه‌بسا پس از افتتاح کانال پاناما در سال ۱۹۱۴، این قارچ با آب بالاست (توازن) کشتی‌ها به شمال منتقل شد. کشتی‌ها این آب را پیرامون جزیره ونکوور تخلیه کردند و این قارچ دهه‌ها در ساحل بدون آسیب زندگی می‌کرد. سپس زلزله بزرگ آلاسکا در سال ۱۹۶۴ رخ داد و سونامی‌هایی در سواحل شمال غربی اقیانوس آرام ایجاد کرد که C. gattii را به خشکی منتقل کرد و به آن اجازه داد تا کل خط ساحلی را هم‌زمان اشغال کند، همان‌طور که نمونه‌های خاک نشان داد. نزدیک ۳۰ سال طول کشید تا قارچ به زندگی روی خشکی کاملاً سازگار شود و خطرناک‌تر شود، سپس شروع به کشتن کرد. 

موارد جزیره ونکوور ممکن است به نظر یک حادثه نادر برسند، اما با تغییرات اقلیمی و افزایش بلایای طبیعیِ شدید و مکرر، بیماری‌های قارچی بیش از پیش در مکان‌های غیرمنتظره ظاهر می‌شوند. در همین حال، دانشمندانی مانند انگل‌تالر و کاسادوال در رقابتی حیاتی هستند تا یک قدم جلوتر از میکروب‌ها باشند و مسیرهای عجیب و شگفت‌آور قارچ‌ها برای آلوده کردن انسان‌ها را کشف کنند. کاسادوال و همکارش دَنی‌یِل اسمیت اصطلاحی برای کارشان ابداع کرده‌اند: میکروبیولوژی بلایای طبیعی. با هر مورد جدید حل‌شده، آن‌ها می‌توانند به پیش‌بینی شیوع‌های آینده کمک کنند و چه‌بسا جان انسان‌ها را نجات دهند. 

Cryptococcus gattii، قارچی که عامل موارد جزیره ونکوور شد، معمولاً در خاک یافت می‌شود و می‌تواند ضایعاتی در ریه‌ها و سیستم عصبی مرکزی ایجاد کند

چگونه محققان قارچ‌های خطرناک را ردیابی می‌کنند

مرکز کنترل و پیشگیری بیماری‌ها (CDC) تخمین می‌زند که بیماری‌های قارچی، از کرم حلقوی و عفونت‌های جزئی مخمری تا بیماری‌های تنفسی جدی مانند آسپرژیلوز و هیستوپلاسموز، سالانه موجب ۱۳ میلیون مراجعه سرپایی، ۱۳۰.۰۰۰ بستری و بیش از ۷۰۰۰ مرگ در ایالات متحده می‌شوند و هزینه اقتصادی ۱۹.۴ میلیارد دلاری دارند. و بار واقعی احتمالاً بیشتر است، زیرا بسیاری از بیماری‌های قارچی گزارش نمی‌شوند. در سطح جهانی، قارچ‌ها سالانه ۱.۵ میلیون نفر را می‌کشند، به‌ویژه با ظهور گونه‌های مقاوم به چند دارو و موارد رو به افزایش است. 

سیستم ایمنی انسان و دمای بالای بدن معمولاً بیشتر قارچ‌ها را از بین می‌برد (مگر اینکه سیستم ایمنی ضعیف باشد). اما با سازگاری این موجودات با گرم شدن اقلیم، این وضعیت ممکن است به زودی تغییر کند. به بیان دیگر، انسان‌ها هنوز لازم نیست نگران زامبی شدن توسط قارچ‌ها در دنیای تخیلی The Last Of Us باشند، اما قارچ‌ها تهدیدی واقعی و فزاینده هستند. 

سال ۲۰۱۹، کاسادوال، اکنون استاد میکروبیولوژی مولکولی و ایمنی‌شناسی در دانشگاه جانز هاپکینز دریافت که گونه‌ای تازه کشف‌شده به نام Candida auris هم‌زمان در سه قاره به‌عنوان پاتوژن انسانی مقاوم به دارو ظاهر شده؛ نخستین گونه‌ای که به لطف تغییرات اقلیمی توانست به دماهای محیطی و بدنیِ بالاتر سازگار شود. 

همزمان، تغییرات اقلیمی موجب افزایش بلایای طبیعی شدیدتر و مکررتر می‌شود که می‌توانند محیط را به‌شکل فیزیکی جابه‌جا کنند و سبب شیوع قارچ‌ها در مکان‌های غیرمنتظره شوند. CDC معمولاً افرادی را که به‌عنوان نخستین اعزام‌شدگان مقابله با بحران برای ارزیابی و مدیریت شیوع‌های بیماری فرستاده می‌شوند، به کار می‌گیرد؛ مامورانی از سرویس اطلاعات اپیدمی. (EIS) آن‌ها به اعزام شدن با هلیکوپتر به مناطق بحرانی و درک هرج و مرج و بحران عادت دارند. 

برای نمونه، گردبادی که سال ۲۰۱۱ به شهر جاپلین در ایالت میزوری برخورد کرد. پس از آن، بیماران به بیمارستان‌های محلی مراجعه کردند با بریدگی‌های عمیق آلوده به قارچی به نام Apophysomyces variabilis. این قارچ در سیستم عروقی بیماران رشد کرد، شریان‌ها را مسدود کرد و به سرعت گسترش یافت. 

برای فهمیدن اینکه چگونه قارچ قربانیانش را آلوده کرده بود، افسران و دانشمندان خاک مسیرِ گردباد را نمونه‌برداری و قارچ‌های یافت‌شده در آنجا را از دید ژنتیکی با نمونه‌های استخراج‌شده از زخم بیماران مقایسه کردند. در این مورد، آن‌ها تشخیص دادند A. variabilis احتمالاً میلیون‌ها سال در خاک میزوری آرام زندگی کرده بود، بدون اینکه شیوع انسانی ایجاد کند. سپس گردباد آن را همراه آب برکه‌ها و تکه‌های تیز به هوا برد و از راه زخم‌های نفوذی، قارچ را وارد بدن انسان‌ها کرد. 

گردبادی که به جاپلین، میزوری، در سال ۲۰۱۱ برخورد کرد، حدود ۸.۰۰۰ ساختمان را تخریب و بیش از ۱۵۰ نفر را کشت

گردباد ممکن است به انتشار قارچ کشنده‌ای به نام Apophysomyces variabilis هم کمک کرده باشد

قارچ‌ها مشابه پس از فوران یک آتشفشان در کلمبیا در سال ۱۹۸۵ و پس از طوفان کاترینا در سال ۲۰۰۵ و زلزله هائیتی در سال ۲۰۱۰ موجب شیوع شدند. 

برای تعیین منشأ شیوع، محققان نیاز دارند کل سیستم محیطی را درک کنند. اگر فقط به موارد انسانی نگاه کنیم، کمابیش تمام تصویر را از دست می‌دهیم. 

این عفونت‌ها پس از سونامی‌ها، زلزله‌ها، گردبادها و غیره نشان دادند پیش‌بینی «شیوع قارچی» می‌تواند دشوار باشد، زیرا «بلایای طبیعی» جوامع انسانی و میکروبی را غیرمنتظره جابجا می‌کنند و اثرات ویرانگری به‌جای می‌گذارند. اما درس‌های جاپلین و رویدادهای مشابه، روش مواجهه‌ی نخستین اعزام‌شدگان و پزشکان با بلایای طبیعی را شکل داده است؛ یعنی انتظار برای مواجهه با موارد غیرمنتظره و آمادگی برای آن‌ها. 

تهدیدی از گذشته دور

حتی وقتی بلای طبیعی دخیل نیست، حل یک مورد معمولاً به هوش جمعی متخصصان مختلف نیاز دارد. وقتی شیوع تب دره در واشنگتن در سال ۲۰۱۰ رخ داد، انگل‌تالر با زیست‌شناسان خاک و قارچ، کارشناسان آئروسل و انسان‌شناسان و دیرین‌اقلیم‌شناسان همکاری کرد تا روشن بود چه چیزی سبب گسترش بیماری شده است. 

واشنگتن خارج از محدوده‌ی شناخته‌شده قارچ عامل تب دره، Coccidioides immitis است که در خاک‌های خشک و گرم جنوب غربی رشد می‌کند. ابتدا محققان گمان کردند طوفان‌های گرد و غبار پس از خشکسالی‌های طولانی می‌توانند هاگ‌های قارچی را به مکان‌های جدید منتقل کنند. در واقع، تب دره به نماد گسترش محدوده‌ی بیماری‌ها در جهانِ گرم‌شونده تبدیل شده است. 

با این حال، شواهد نشان داد که ممکن است تصویر پیچیده‌تر باشد. مطالعات خاک نشان داد اقلیم گرم‌تر سبب خشک شدن محیط در مرکز واشنگتن شده و قارچ می‌تواند زنده بماند. اما شواهد ژنتیکی نشان داد که احتمال دارد قارچ تنها «یک بار» وارد منطقه شده باشد، شاید حتی ۱۰.۰۰۰ سال پیش. آن زمان، منطقه حتی خشک‌تر و گرم‌تر از امروز بود و محیطی ایده‌آل برای رشد C. immitis فراهم می‌کرد. 

قارچ Coccidioides immitis سبب تب دره می‌شود، بیماری که در حال گسترش به سمت شمال از محدوده سنتی جنوب غربی ایالات متحده است

اما چگونه ابتدا وارد منطقه شد؟ شواهد بیشتر پیدا شد: قارچ در جنازه حیوانات به‌ویژه سگ‌ها رشد می‌کند. در آزمایشگاه، خاک تا فاصله ۱۰ متری اطراف حیوانِ مرده به شدت آلوده می‌شود و در مکان‌های باستان‌شناسی با بقایای انسانی و سگ یافت شده است. در یک مورد در سال ۱۹۷۰، این قارچ 61 دانشجوی باستان‌شناسی را در یک مکان حفاری در چیکویِ کالیفرنیا آلوده کرد. ده سال پیش از ظهور بیماری در منطقه، اسکلت ۹.۰۰۰ ساله‌ای به نام Kennewick Man نزدیک محل شیوع واشنگتن کشف شد. مُهره‌های صدفی از کالیفرنیای ساحلی هم یافت شده بودند که گواه تجارت باستانی دوربرد بودند. 

نظریه انگل‌تالر؟ هزاران سال پیش، یک انسان یا سگِ آلوده احتمالاً قارچ را به شرق واشنگتن فعلی برده و مرده و خاکِ تنها یک مکان را آلوده کرده است. دمای گرم‌تر به رشد قارچ کمک کرده، اما فقط در همان مکانِ آلوده، هرچند محدوده جغرافیایی کامل هنوز تحت بررسی است. 

انگل‌تالر می‌گوید: «ما باید به زمان‌های بسیار دور فکر کنیم. باید پیچیدگی را بپذیریم و این قطعات مختلف را وارد مدل‌ها کنیم تا بفهمیم چگونه اینها به مکان فعلی خود رسیده‌اند، چگونه ممکن است تغییر کنند و خطرات آینده کجا هستند.» 

وقتی در آینده موارد بالینی و شواهد آلودگی قارچی در مکان‌های غیرمنتظره ظاهر شوند، انگل‌تالر امیدوار است محققان آماده باشند شواهد ژنومی، جغرافیایی، اقلیمی و انسان‌شناسی را کنار هم بگذارند و مقیاس و دلیل هر شیوع را کشف کنند. 

مترجم: زهرا ذوالقدر