در اوایل فوریه سال 2020، چین بیش از 50 میلیون نفر را قرنطینه کرد، به این امید که از گسترش ویروس کرونا جدید جلوگیری کند. در آن زمان هیچ کس دقیقاً نمی دانست که چگونه این ویروس در حال گسترش است، اما لیدیا مورافسکا، کارشناس کیفیت هوا در دانشگاه فناوری کوئینزلند در استرالیا، از سرنخ هایی که موفق به یافتن آنها شد، خوشش نیامد.
به نظر او می رسید که ویروس کرونا از طریق هوا در حال گسترش است، و توسط قطرات معلق بازدم شده توسط افراد آلوده منتقل می شود. اگر این درست بود، اقدامات استانداردی مانند ضدعفونی کردن سطوح و فاصله چند قدمی از افراد دارای علائم برای جلوگیری از عفونت کافی نخواهد بود.
دکتر مورافسکا و همکارش، جونجی کائو در آکادمی علوم چین در پکن، یک هشدار جدی تهیه کردند. آنها نوشتند که نادیده گرفتن گسترش هوایی ویروس منجر به عفونت های بسیار بیشتری خواهد شد. اما هنگامی که دانشمندان تفسیر خود را برای مجلات پزشکی ارسال کردند، بارها و بارها رد شدند.
دکتر مورافسکا گفت: "هیچ کس گوش نمی داد."
بیش از دو سال طول کشید تا سازمان بهداشت جهانی رسماً اعتراف کند که کووید از طریق هوا گسترش می یابد. اکنون، پنج سال پس از اینکه دکتر مورافسکا زنگ خطر را به صدا درآورد، دانشمندان توجه بیشتری به این موضوع می کنند که چگونه سایر بیماری ها نیز ممکن است از طریق هوا گسترش یابند. در صدر فهرست آنها آنفولانزای پرندگان قرار دارد.
سال گذشته، مراکز کنترل بیماری 66 نفر را در ایالات متحده ثبت کردند که به یک سویه از آنفولانزای مرغی به نام H5N1 آلوده شده بودند. به احتمال زیاد برخی از آنها با دست زدن به پرندگان آلوده به ویروس بیمار شده اند. در ماه مارس، وزارت کشاورزی گاوهایی را کشف کرد که به H5N1 نیز آلوده شده بودند، و اینکه حیوانات می توانند ویروس را به افراد منتقل کنند - احتمالاً از طریق قطرات پاشیده شده از ماشین آلات شیردوشی.
اگر آنفولانزای پرندگان توانایی انتقال از فردی به فرد دیگر را پیدا کند، می تواند بیماری همه گیر بعدی را ایجاد کند. بنابراین برخی از کارشناسان آنفولانزا با نگرانی در حال ردیابی تغییراتی هستند که می تواند ویروس را به صورت هوایی درآورد، و در قطرات ریز در بیمارستان ها، رستوران ها و سایر فضاهای مشترک معلق شود، جایی که قربانیان بعدی آن می توانند آن را استنشاق کنند.
کریستن کی. کولمن، کارشناس بیماری‌های عفونی در دانشگاه مریلند، گفت: «داشتن این شواهد از قبل واقعاً مهم است، تا زمانی که کووید پدیدار شد، در همان وضعیتی قرار نگیریم که همه در تلاش بودند بفهمند ویروس چگونه منتقل می‌شود.»
دانشمندان بیش از یک قرن است که بر سر چگونگی انتشار ویروس های آنفولانزا بحث می کنند. در سال 1918، سویه ای از آنفولانزا به نام H1N1 جهان را فرا گرفت و بیش از 50 میلیون نفر را کشت. برخی از شهرهای آمریکا با آن به عنوان یک بیماری هوابرد رفتار کردند و استفاده از ماسک در ملاء عام و باز کردن پنجره ها در مدارس را الزامی کردند. اما بسیاری از کارشناسان بهداشت عمومی همچنان متقاعد شده بودند که آنفولانزا عمدتاً از طریق تماس مستقیم، مانند دست زدن به دستگیره در آلوده یا عطسه یا سرفه کردن، گسترش می یابد.
H5N1 برای اولین بار در سال 1996 آشکار شد، زمانی که در پرندگان وحشی در چین شناسایی شد. این ویروس دستگاه گوارش آنها را آلوده کرد و از طریق مدفوع آنها گسترش یافت. در طول سال ها، این ویروس به میلیون ها مرغ و سایر پرندگان پرورشی سرایت کرد. صدها نفر نیز بیمار شدند که بیشتر آنها ناشی از دست زدن به حیوانات بیمار بود. این قربانیان دچار عفونت های H5N1 در ریه های خود شدند که اغلب کشنده بود. اما ویروس نمی توانست به راحتی از فردی به فرد دیگر منتقل شود.
تهدید سرایت H5N1 به جمعیت انسانی، دانشمندان را بر آن داشت تا از نزدیک بررسی کنند که چگونه ویروس های آنفولانزا گسترش می یابند. در یک آزمایش، ساندر هرفست، ویروس شناس در دانشگاه اراسموس روتردام در هلند، و همکارانش آزمایش کردند که آیا H5N1 می تواند بین راسوها در قفس هایی که در فاصله چهار اینچی از هم قرار دارند، پخش شود یا خیر.
دکتر هرفست گفت: «حیوانات نمی توانند همدیگر را لمس کنند، نمی توانند همدیگر را لیس بزنند. بنابراین تنها راه انتقال از طریق هوا است.»
هنگامی که دکتر هرفست و همکارانش ویروس های H5N1 را در سوراخ های بینی راسوها ریختند، آنها به عفونت ریه مبتلا شدند. آنها ویروس ها را به راسوهای سالم در قفس های دیگر منتقل نکردند.
اما دکتر هرفست و همکارانش کشف کردند که چند جهش به H5N1 اجازه می دهد تا از طریق هوا منتقل شود. ویروس های اصلاح شده ژنتیکی که حامل این جهش ها بودند، در سه آزمایش از چهار آزمایش از قفسی به قفس دیگر پخش شدند و راسوهای سالم را بیمار کردند.
هنگامی که دانشمندان این نتایج را در سال 2012 به اشتراک گذاشتند، بحث شدیدی در مورد اینکه آیا دانشمندان باید عمداً سعی کنند ویروس هایی را تولید کنند که ممکن است بیماری همه گیر جدیدی را آغاز کنند، درگرفت. با این وجود، دانشمندان دیگر این تحقیق را دنبال کردند تا بفهمند چگونه این جهش ها به آنفولانزا اجازه می دهد تا از طریق هوا گسترش یابد.
برخی از تحقیقات نشان داده اند که ویروس ها پایدارتر می شوند، بنابراین می توانند سفری را از طریق هوا در داخل یک قطره تحمل کنند. هنگامی که پستاندار دیگری قطره را استنشاق می کند، جهش های خاصی به ویروس ها اجازه می دهد تا به سلول های قسمت فوقانی دستگاه تنفسی حیوان بچسبند. و جهش های دیگر ممکن است به ویروس اجازه دهد در دمای خنک مجرای تنفسی رشد کند و ویروس های جدید زیادی تولید کند که سپس می توانند بازدم شوند.
ردیابی آنفولانزا در میان انسان ها دشوارتر ثابت شد، علی رغم این واقعیت که تقریباً یک میلیارد نفر هر سال به آنفولانزای فصلی مبتلا می شوند. اما برخی از مطالعات به انتقال هوایی اشاره کرده اند. در سال 2018، محققان دانشجویان کالج بیمار مبتلا به آنفولانزا را استخدام کردند و از آنها خواستند در یک نمونه بردار هوا به شکل شاخ نفس بکشند. 39 درصد از قطرات کوچکی که بازدم می کردند، حامل ویروس های آنفولانزای زنده بودند.
علیرغم این یافته ها، دقیقاً مشخص نیست که آنفولانزا چگونه از طریق هوا گسترش می یابد. دانشمندان نمی توانند رقم دقیقی برای درصد موارد آنفولانزا ناشی از گسترش هوایی در مقابل یک سطح آلوده مانند دستگیره در ارائه دهند.
دکتر هرفست گفت: «دانش بسیار اساسی واقعاً وجود ندارد.»
در طول فصل آنفولانزای سال گذشته، دکتر کولمن و همکارانش افراد بیمار مبتلا به آنفولانزا را به هتلی در بالتیمور آوردند. داوطلبان بیمار مدتی را در اتاقی با افراد سالم سپری کردند، با هم بازی کردند و صحبت کردند.
دکتر کولمن و همکارانش ویروس های آنفولانزا را که در اطراف اتاق شناور بودند جمع آوری کردند. اما هیچ یک از داوطلبان آلوده بیمار نشدند، بنابراین دانشمندان نتوانستند مقایسه کنند که آنفولانزا از طریق هوا در مقابل سرفه های کوتاه برد یا روی سطوح آغشته به ویروس، چند وقت یکبار افراد را آلوده می کند.
دکتر کولمن گفت: «تقلید از زندگی واقعی دشوار است.»
در حالی که دکتر کولمن و همکارانش به تلاش برای تعیین دقیق میزان گسترش آنفولانزا ادامه می دهند، آنفولانزای پرندگان حیوانات بیشتری را در سراسر ایالات متحده آلوده می کند. حتی گربه ها نیز آلوده می شوند، احتمالاً با نوشیدن شیر خام یا خوردن غذای حیوانات خانگی خام.
برخی از کارشناسان آنفولانزا نگران این هستند که H5N1 در حال به دست آوردن برخی از جهش های مورد نیاز برای انتقال از طریق هوا است. به عنوان مثال، ویروسی که از یک کارگر لبنی در تگزاس جدا شده بود، جهشی داشت که ممکن است تکثیر آن را در مجاری تنفسی تسریع کند. هنگامی که دکتر هرفست و همکارانش راسوها را با قطرات هوایی حاوی ویروس تگزاس اسپری کردند، 30 درصد از حیوانات به عفونت مبتلا شدند.
دکتر هرفست گفت: «آزمایشگاه‌هایی در ایالات متحده و سراسر جهان مراقب هستند تا ببینند آیا این ویروس‌ها به چیزی نزدیک‌تر می‌شوند که می‌تواند برای انسان بسیار خطرناک باشد یا خیر.»
سیما لاکداوالا، ویروس شناس در دانشگاه اموری، گفت: پیش بینی اینکه ویروس های آنفولانزای پرندگان چه زمانی - یا حتی اگر - جهش های اضافی لازم برای انتشار سریع از فردی به فرد دیگر را به دست می آورند، غیرممکن است. اما با شیوع گسترده این ویروس در مزارع و آلوده شدن بسیاری از افراد، شانس تکامل هوایی در حال افزایش است.
دکتر لاکداوالا گفت: «چیزی که مرا شوکه می کند این است که ما اجازه می دهیم طبیعت این آزمایش را انجام دهد.»