پیش‌بینی رفتار احتمالی ویروس سارس-کرونای-۲، عامل بیماری همه‌گیر و نوظهور کووید-۱۹، منوط به دقت داده‌های گوناگونی‌ست که عمدتا در ماه‌ها و گاه سال‌های اول همه‌گیری بدست می‌آیند. با این حال با توجه به برخی شواهد حاضر و الگوی همه‌گیری‌های ویروسی کم‌وبیش مشابه پیشین، چند سناریو امکان‌پذیر است. ابتدا شواهد موجود را بررسی بعد سناریو‌ها را مطرح می‌کنیم.
عوامل پایداری بیماری‌های واگیر نوظهور
به گزارش بی بی سی، بیماری‌های واگیر نوظهور را اغلب میکروب و ویروس‌های حیوانی ایجاد می‌کنند که مثل ویروس سارس کرونای-۲ چرخه زیستی‌شان به انسان منتقل می‌شود و قابلیت انتقال و بیماری‌زایی در انسان را پیدا می‌کنند؛ به دلیل تغییر شرایط زیستی-اقلیمی، جهش ژنتیکی یا تماس‌های اتفاقی.
اگر چرخه زیستی چنین عوامل بیماری‌زایی در انسان پایدار شود، یعنی سرایت انسان به انسان، حیوان به انسان و انسان به حیوان مستمر گردد، ویروس یا میکروب در شرایطی قابلیت شیوع گهگاهی پیدا می‌کند مثل آنفلوآنزای خوکی، آنفلوآنزای پرندگان و مرس یا موجب شیوع دوره‌ای-فصلی، مثل آنفلوآنزا و سرماخوردگی کرونای فصلی می‌شود.
ویروس سارس
در ۲۰ سال اخیر حداقل سه ویروس کرونای نوظهور، ویروس‌های عامل سارس (سندرم حاد تنفسی)، مرس (سندرم تنفسی خاورمیانه) و بیماری ویروس کرونای ۲۰۱۹ (کووید-۱۹)، از خفاش و احتمالا از طریق میزبان‌های واسط به انسان (مثلا در مورد مرس از خفاش به شتر و سپس از شتر به انسان) سرایت کرده و موجب همه‌گیری‌های محدود، منطقه‌ای و جهانی شده‌اند.
گستردگی و طول مدت شیوع، شکل همه‌گیری و ادامه یا برگشت آن (امواج همه‌گیری) به عواملی متعددی بستگی دارند مرتبط با ویروس و میزبانانش (انسان، حیوانات اهلی و وحشی) و محیط زیستشان. مهمترین آن‌ها عبارتند از:
۱) قابلیت‌های ویروس نوظهور (سهولت و شکل سرایت، مدت و قدرت بیماری‌زایی)
بیماری‌زایی ویروس کرونای عامل مرس از ویروس کرونای عامل کووید-۱۹بیشتر است یعنی درصد بمراتب بالاتری از مبتلایان به مرس دچار بیماری وخیم و مرگبار می‌شوند، اما به نظر می‌رسد ویروس کرونا بمراتب توان سرایت تنفسی-مخاطی بیشتری دارد و حتی قادر است از ناقلان بدون علامت به دیگران منقل شود. ویروس عامل کرونای مرس بنظر می‌رسد سرایت کمتری دارد که بیشتر از طریق بیماران علامت‌دار است و آن‌ها هم اغلب بسرعت بستری و از چرخه انتقال خارج می‌شوند. در نتیجه عجیب نیست که مرس از زمان اولین گزارشش در سال ۲۰۱۲ بیماری‌ای منطقه‌ای با شیوع محدود باقی مانده، اما کووید-۱۹ در عرض چند ماه به شیوع جهانی رسید.
ویژگی تعیین‌کننده دیگر در بروز و ادامه همه‌گیری، میزان جهش ژنتیکی ویروس است. برخی از ویروس‌ها مانند ویروس آنفلوآنزا و هپاتیت سی با جهش و درآمیختگی مدام ژنتیکی قادرند شکل پروتئین‌های خود را تغییر دهند و به این ترتیب از رادار سیستم ایمنی بگریزند و بیماری‌زایی خود را حفظ کنند. به همین دلیل است که باید هر ساله واکسن جدیدی بر حسب نوع آنفلوآنزای شایع در آن فصل تولید و عرضه شود.
ویروس کرونای مولد کووید-۱۹ نیز به دلیل ساختار ژنتیکی و تکثیر بالا و انتشار وسیع در جمعیت‌های گوناگون، امکان یافته جهش‌های بسیاری را در کد ژنتیکی خود جمع کند. این جهش‌ها اگر سبب خفیف یا بی‌علامت‌شدن شدن بیماری، افزایش تکثیر و انتشار ویروس یا باعث فرار ویروس از سیستم ایمنی شوند، سرایت بیماری آسانتر می‌شود.
در حال حاضر شواهدی در دست است از جهش‌هایی که ممکن است سرایت کرونا را آسانتر کرده باشد، اما جز گزارش‌هایی محدود هنوز از تغییر‌ی ژنتیکی که موجب فرار ویروس از دفاع ایمنی بهبودیافتگان شود هنوز نشانه‌ای در دست نیست. البته احتمال بروز و انتشار چنین ویروس‌های تکامل‌یافته و مقاومی در آینده ممکن است.
۲) بیماری‌پذیری جمعیت انسانی (عوامل متعدد ژنتیکی-ایمنی، بهداشتی، رفتاری و جمعیتی)
اینکه چه درصدی از افراد جامعه قابلیت ابتلا به ویروس نوظهور و انتقال آن را دارند (ایمنی جمعیتی) تاثیر مهمی در چگونگی بروز همه‌گیری دارد؛ در برخی موارد ممکن است به دلیل شباهت کافی ویروس جدید با ویروس‌های انسانی، جمعیت مصونیت نسبی داشته باشد. مثلا ابتلا به آنفلوانزآی فصلی یا زدن واکسن آن ممکن است تا حدی از بروز و شیوع یک ویروس آنفلوانزآی نوظهور حیوانی جلوگیری کند، البته اگر شباهت‌های ژنتیکی کلیدی وجود داشته باشند.
ویروس مرس
چنین ایمنی وسیع جمعیتی در مورد کرونا نامحتمل است اگرچه شواهد بسیار محدودی هست از اینکه برخی افراد بخصوص کودکان که پیشتر به کرونای سرماخوردگی فصلی مبتلا شده‌اند ممکن است ایمنی نسبی به کووید-۱۹ داشته باشند. سرعت سرایت و ابتلا به کووید-۱۹ در کشور‌های گوناگون دال بر این است که چنین ایمنی وسیعی در بزرگسالان موجود نیست.
کیفیت و ماندگاری ایمنی اکتسابی پس از ابتلا به ویروس کرونای جدید است که تعیین می‌کند دوام بیماری و همه‌گیری‌های احتمالی بعدی چگونه باشند؛ اینکه مصونیت چند ماه یا چند سال پس از ابتلا دوام دارد، اینکه فقط قادر به جلوگیری از بروز علائم یا نوع وخیم بیماری است یا ابتلا و انتقال را نیز کاهش می‌دهد.
مرگ سلول (قرمز) در حمله ویروس کرونا (زرد)
ایمنی وسیع و ماندگار در جمعیت که با واکسیناسیون یا ابتلای طبیعی بوجود آمده باشد به ایمنی جمعی یا گله‌ای معروف است و قادر است بیماری نوظهور را ریشه‌کن سازد یا از تکرار همه‌گیری جلوگیری و بروز بیماری را منطقه‌ای و محدود کند.
به دلیل نوظهور بودن و عمر نسبتا کوتاه این همه‌گیری، دانسته‌های ما در باره مصونیت به کووید-۱۹ محدود است. بر اساس مطالعات پیشین به نظر می‌رسد ابتلا به کرونا‌های قبلی مثل سارس و مرس باعث مصونیت نسبی به عامل بیماری‌زا با پایایی یک تا دو سال می‌شود.
با اینکه گزارش‌های متعددی از ایجاد ایمنی سلولی و تولید پادتن‌های محافظ موثر در مبتلایان به کووید-۱۹ منتشر شده و پادتن‌های ضد کرونا تا چند ماه پس از ابتلا در خون بهبودیافتگان ردیابی شده‌اند، موثر بودن و ماندگاری این ایمنی در دراز‌مدت معلوم نیست و منوط به مطالعات آتی است.
نفوذ ویروس کرونای جهش یافته (آبی) به سلول
این سوال‌ها شامل حال واکسن‌های آزمایشی هم می‌شوند. در حالیکه این واکسن‌ها در مطالعات اولیه ایمنی قابل‌قبولی ایجاد‌کرده‌اند، اما هنوز معلوم نیست این ایمنی فقط بیماری‌زایی و مرگ را کم می‌کند یا از ابتلا و انتقال ویروس در گروه‌های سنی آسیب‌پذیر هم جلوگیری می‌کند و آیا ایمنی در سالمندان و گروه‌های آسیب‌پذیر هم ایجاد می‌شود و پایدار می‌ماند. این‌ها تا حدی در پایان مرحله سوم کارآزمایی‌های بالینی جاری (تا ماه‌های آینده) روشن می‌شوند. اطمینان از تاثیر و بی‌ضرر بودن نسبی واکسن‌ها اغلب پس از مطالعات طولانی و گسترده حاصل می‌شود که گاه بعد از شروع استفاده واکسن میسر می‌شوند.
راه سرایت ویروس نوظهور نیز نقش عمده‌ای در شکل همه‌گیری و ماندگاری آن دارد. ویروس کرونای عامل کووید-۱۹ بسیار مسری است، به دلیل تکثیر زیاد ویروس در دستگاه تنفسی فوقانی (حلق و بینی) و سهولت رسیدن آن به دستگاه تنفسی تحتانی (ریه). این ویروس در انتقال از افراد بی‌علامت به دیگران هم قابلیت چشمگیری دارد.
ترکیب جمعیت، فرهنگ اجتماعی، گستردگی فعالیت‌های گروهی و اجتماعات، وسعت ارتباطات و مسافرت نیز در رشد، پخش و دامنه همه‌گیری موثرند.
۳) عوامل محیطی و فصلی موثر بر ویروس و میزبان
بروز و تکرار بسیاری از بیماری‌های ویروسی تنفسی همه‌گیر مانند آنفلوآنزای فصلی و سرماخوردگی‌های ویروسی از جمله سرماخوردگی‌های کرونایی، از تناوب فصلی تبعیت می‌کند. این عفونت‌ها اغلب در پاییز همه‌گیر می‌شوند و در زمستان به اوج می‌رسند و در تابستان فروکش می‌کنند.
فصلی بودن را معلول عوامل گوناگونی از قبیل دما و رطویت هوا و آفتاب (بخصوص پرتو فرابنفش) می‌دانند. بازشدن مدرسه‌ها، ویتامین دی بدن و مدت ماندن در محیط‌های سر‌بسته هم از عوامل موثر تلقی می‌شوند.
ویروس کرونا با پروتئین خارمانند خود (زرد) به گیرنده آنزیم دوی مبدل آنژیوتانسین سلول (قرمز) می‌چسبد
از بررسی شش ماه اول این همه‌گیری بنظر نمی‌رسد که انتقال و شیوع کرونا، حداقل تاکنون، چندان تحت تاثیر عوامل فوق بوده است. اگرچه به نظر می‌آید که این اپیدمی نیز در فصل پاییز و زمستان شروع شد، اما شیوع آن نه تنها از اقلیم‌های آب و هوایی گوناگون گذشت بلکه در فصل گرما هم بسط و ادامه یافت. با این حال این به آن معنا نیست که این همه‌گیری به سمت فصلی شدن نرود و پس از پایداری نسبی در جمعیت‌های انسانی از تناوب فصلی تبعیت نکند.
سیر همه‌گیری کرونای جدید تا امروز
آنچه تاکنون مشاهده شده این است که ویروس کرونای جدید قادر است بسهولت از جمعیتی به جمعیت دیگر سرایت کند و بدون توجه به موقعیت جغرافیایی و آب‌وهوایی همه‌گیر شود. بنظر می‌رسد نرخ سرایت این ویروس، یا ضریب آر، حدود ۲/۵ تا ۳/۵ است، یعنی بطور متوسط هر فرد آلوده سه نفر دیگر را بیمار می‌کند.
آهنگ رشد همه‌گیری در مناطق پر ازدحام اینگونه بوده که چند هفته پس از ورود ویروس، موارد بیماری سیر تصاعدی پیدا می‌کند و بسرعت اوج می‌گیرد و پس از مراعات‌های بهداشتی (قرنطینه، ماسک، فاصله‌گذاری اجتمایی) در عرض چند هفته فروکش می‌کند.
پژوهش‌هایی که با استفاده از پادتن‌های اختصاصی کووید-۱۹ و مدل‌سازی انجام شده نشان داده که پس از همه‌گیری‌های وسیع ماه‌های مارس تا مه (فروردین تا خرداد) در کشور‌های اروپایی، تنها حدود ده تا پانزده درصد جمعیت در مراکز اصلی همه‌گیری مانند لندن، مادرید و ژنو و حتی درصد پایین‌تری در کل کشور‌ها (حدود پنج درصد) با یا بی‌علامت این بیماری را گرفته‌اند.
این یعنی اوایل تابستان (در نیمکره شمالی)، پس از فروکش کردن موج اول بیماری به دنبال اعمال محدودیت و تعطیلی‌های وسیع، هنوز اکثر جمعیت با ویروس مواجه نشده بودند.
حتی با فرض اینکه اغلب افراد پس از ابتلا مصونیت موثر و پایدار پیدا می‌کنند، به نظر می‌رسد دستیابی به ایمنی جمعی (در حداقل ۶۵ درصد جمعیت) و ریشه‌کن شدن همه‌گیری، فقط پس از امواج وسیع و پیاپی این همه‌گیری ممکن شود.
این روند در صورت نبود واکسن مناسب ممکن است مانند همه‌گیری جهانی آنفلوآنزا‌های اسپانیایی و خوکی حداقل دو سال طول بکشد. اگر مصونیت پس از ابتلا یا واکسیناسیون ماندگار نباشد، این کرونای نوظهور هم مانند انواع دیگر سرماخوردگی کرونایی باقی می‌ماند و فصلی می‌شود.
سناریو‌های محتمل همه‌گیری کووید-۱۹
سناریو‌های زیر بر اساس پیش‌فرض‌های محتمل، روند همه‌گیری کرونا در۱۰ ماه اخیر و مدل‌سازی‌های موجود برای پیش‌بینی احتمالات آتی طرح شده‌اند.
سناریوی اول
همه‌گیری جهانی پس از چند موج متوالی در ظرف ۱۸ ماه آینده فروکش می‌کند و پس از آن ممکن است گهگاه در مقیاسی کوچک و منطقه‌ای بروز کند.
پیش‌فرض‌ها:
کنترل همه‌گیری به شکلی که فعلا در اغلب کشور‌های جهان دیده می‌شود، نسبی و متناوب ادامه یابد.
ایمنی پس از ابتلا کاملا موثر، پایا و گسترده باشد و حداقل تا دو سال از ابتلای مجدد جلوگیری کند.
ویروس کرونا دچار جهش ژنتیکی مهمی نشود که آن را به ایمنی اکتسابی مقاوم کند.
واکسیناسیون موثر و با پوشش وسیع بزودی میسر نشود.
سناریوی دوم
همه‌گیری جهانی پس از موج‌های متوالی در یک تا دو سال آینده فروکش نسبی می‌کند و مثل آنفلوآنزای فصلی و سرماخوردگی بصورت یک بیماری فصلی با شیوع متناوب در جوامع انسانی پایدار می‌ماند. همه‌گیری‌های وسیع بعدی به کیفیت ایمنی اکتسابی، جهش‌های ژنتیکی ویروس و وسعت استفاده و تاثیر واکسن‌های احتمالی بستگی دارد.
پیش‌فرض‌ها:
کنترل همه‌گیری به شکلی که فعلا در اغلب کشور‌های جهان دیده می‌شود، نسبی و متناوب ادامه یابد.
ایمنی پس از ابتلا، کوتاه مدت و نسبی بوده و تنها حداکثر تا نه ماه دوام داشته و پس از آن احتمال ابتلای مجدد افزایش یابد.
جهش‌های ژنتیکی که ویروس را قادر به فرار نسبی از ایمنی موجود کند محتمل باشند.
واکسیناسیون موثر و گسترده بزودی میسر نشود و ریشه‌کنی جهانی با واکسیناسیون تحقق نیابد.
سناریوی سوم
همه‌گیری جهانی پس از چند موج وسیع با ازدیاد افراد ایمن و برنامه‌های واکسیناسیون گسترده تا ۱۸ ماه آینده فروکش می‌کند و پس از آن تنها ممکن است گهگاه در مقیاسی کوچک و محلی بروز کند.
پیش‌فرض‌ها:
کنترل همه‌گیری با اقدامات ناکافی و مقطعی ادامه داشته باشد و از شش تا هشت ماه دیگر بسرعت با واکسیناسیون وسیع و پله‌ای دنبال شود.
ایمنی پس از ابتلا و بخصوص واکسیناسیون حداقل یک تا دو سال پایا باشد و از پخش ویروس توسط افراد بی‌علامت جلوگیری کند.
جهش‌های ژنتیکی مهم که ویروس را قادر به فرار از ایمنی موجود و بیماری‌زاتر کند در جمعیت پخش نشوند.
واکسن‌های موثر از شش ماه دیگر در دسترس باشد و واکسیناسیون جهانی منسجم و گسترده انجام شود.
دانسته‌های فعلی ما برای انتخاب از بین این سه سناریوی کلی کافی نیست.