कोरोनावायरस वैरिएंट वापस हमला करता है: यह कैसे दुनिया को फिर से मुखौटा लगाने के लिए मजबूर कर रहा है।

इस लेख में दो मुख्य खंड और एक पुनर्कथन खंड शामिल है: पहला खंड आर्कटुरस वेरिएंट पर मौजूदा साहित्य की समीक्षा प्रदान करता है, और दूसरा खंड मेरे अपने विश्लेषण के परिणाम और इस कोरोनावायरस सब-वेरिएंट पर कुछ अंतर्दृष्टि प्रस्तुत करता है, जिसमें वैज्ञानिक समुदाय में शायद ही अध्ययन किया गया है।

खंड 1: परिचय

COVID-19 महामारी को SARS-CoV-2 वायरस के विभिन्न रूपों द्वारा संचालित किया गया है, लेकिन 2021 के अंत से, ओमिक्रॉन संस्करण विश्व स्तर पर तबाही मचाने वाला प्रमुख तनाव रहा है।

हालांकि, सभी ऑमिक्रॉन वेरिएंट में एक जैसी प्राकृतिक फिटनेस नहीं होती है, जो उनकी विकासवादी सफलता को निर्धारित करती है।

सबसे हालिया और ओमिक्रॉन उप-प्रकारों में से एक आर्कटुरस है, जिसे ओमिक्रॉन XBB.1.16 के रूप में भी जाना जाता है। यह जनवरी 2023 में उभरा और इसका नाम उत्तरी आकाशीय गोलार्ध में सबसे चमकीले तारे के नाम पर रखा गया, जो इसकी तीव्र प्रसार और उच्च संप्रेषण क्षमता को दर्शाता है।

WHO के अनुसार , आर्कटुरस अब तक का सबसे संक्रामक ऑमिक्रॉन वैरिएंट है और इसे रुचि के वैरिएंट के रूप में वर्गीकृत किया गया है। आर्कटुरस क्रैकेन (ओमिक्रॉन XBB.1.5) नामक एक अन्य ओमिक्रॉन उप-संस्करण का वंशज है, जो अप्रैल 2023 तक विश्व स्तर पर प्रमुख तनाव था।

आर्कटूरस को अपनी मूल उप-वंश की तुलना में मानव आबादी में उच्च अनुमानित विकास लाभ है और भारत में एक महीने से भी कम समय में यह 13 गुना बढ़ गया है। स्रोत के अनुसार इसने भारत और अन्य देशों में COVID-19 अस्पतालों में भी वृद्धि की है ।

अब तक, इस बात का कोई सबूत नहीं है कि आर्कटुरस पूर्व संक्रमणों से टीकों या एंटीबॉडी से बच सकता है, और इसके नैदानिक ​​परिणाम और गंभीरता अन्य ओमिक्रॉन उप-वंशों से अलग नहीं हैं।

हालांकि, इसकी उच्च संक्रामकता सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए एक गंभीर खतरा है और इसके लिए कड़ी निगरानी और निवारक उपायों की आवश्यकता है।

वायरल इवोल्यूशन: इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस से सबक

मैंने उन पर अपने व्यापक अध्ययन के आधार पर, वायरस के विकास में एक प्रवृत्ति देखी है।

वायरस जो हाल ही में एक नए मेजबान (किशोर वायरस) के लिए अनुकूलित हुए हैं, वे अधिक विषैले और घातक होते हैं, क्योंकि वे अपनी प्रजनन सफलता को अधिकतम करते हैं। ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि उन्हें कम प्रतिस्पर्धा और अतिसंवेदनशील मेज़बानों का सामना करना पड़ता है।

हालांकि, जैसे-जैसे वायरल आबादी समय के साथ विकसित होती है, वे कम विषैले और अधिक सौम्य होते जाते हैं, क्योंकि वे अपने मेजबान के साथ संतुलन बना लेते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अत्यधिक उग्रता मेजबानों की उपलब्धता को कम कर सकती है और विलुप्त होने के जोखिम को बढ़ा सकती है।

इस प्रवृत्ति को सिमियन इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस (SIV) के मामले में चित्रित किया जा सकता है, जिसने प्रजातियों की बाधा को पार कर लिया और मनुष्यों में मानव इम्यूनोडिफीसिअन्सी वायरस (HIV) का कारण बना।

1980 के दशक में, एचआईवी अत्यधिक घातक था और कई मौतों का कारण बना। हालांकि यह आंशिक रूप से प्रभावी उपचार और रोकथाम रणनीतियों की कमी के कारण था, यह किशोर वायरस के उच्च विषाणु के कारण भी था।

समय के साथ, एचआईवी कम घातक और अधिक प्रबंधनीय हो गया है, न केवल चिकित्सा अनुसंधान में प्रगति के कारण, बल्कि इसके मानव मेजबान के लिए वायरस के अनुकूलन के कारण भी।

यह इस तथ्य से समर्थित है कि मानव प्रतिरक्षा प्रणाली SARS-CoV-2 के विपरीत, एचआईवी के खिलाफ स्थायी प्रतिरक्षा विकसित नहीं करती है। इसके अलावा, SIV वाले कुछ सिमियन लक्षण नहीं दिखाते हैं, क्योंकि वे लंबे समय तक वायरस के साथ विकसित हुए हैं।

हालाँकि, यह प्रवृत्ति सभी जीवों या सभी विषाणुओं पर लागू नहीं हो सकती है, क्योंकि ऐसे कई कारक हैं जो उग्रता के विकास को प्रभावित करते हैं। विषाणुओं में उत्परिवर्तन और पुनर्संयोजन की अलग-अलग दरें भी होती हैं, जो उनकी आनुवंशिक विविधता और अनुकूलन क्षमता को प्रभावित करती हैं।

मानव विकास के समान वायरल विकास

वायरल विकास की तुलना मानव विकास से भी की जा सकती है। इस तुलना को सार्थक बनाने के लिए, मैं किसी एक वायरस के बड़े होने की बात नहीं कर रहा हूँ, बल्कि वायरस की पीढ़ियों की बात कर रहा हूँ जैसे कि वे एक अलग जीव हों।

दिसंबर 2019 से 2020 के अंत तक, SARS-CoV-2 ने 2021 में अपनी जीनोमिक संरचना में बदलाव की तुलना में कई म्यूटेशन जमा किए। हम इसकी तुलना यौवन अवस्था से कर सकते हैं, जहां वायरस तेजी से और विविध परिवर्तनों से गुज़रा और अनुकूलित करने की कोशिश कर रहा था। अपने नए वातावरण के लिए।

नवंबर 2021 तक, कई SARS-CoV-2 वैरिएंट थे जो प्रभुत्व के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहे थे, कुछ अन्य क्षेत्रों की तुलना में कुछ क्षेत्रों में अधिक प्रचलित थे, जैसे कि अल्फा, बीटा और डेल्टा।

हालाँकि, नवंबर 2021 से अब तक, एक SARS-CoV-2 वैरिएंट रहा है जो एक स्थिर युवा वयस्क जैसा दिखने वाला ऑमिक्रॉन प्रमुख रहा है। यह वह चरण है जिसमें SARS-CoV-2 वायरस अभी है।

कुछ उत्तेजनाओं द्वारा ट्रिगर किए जाने पर युवा वयस्क कभी-कभी यौवन व्यवहार में वापस आ सकते हैं, जो मामूली उत्परिवर्तन के साथ नए उप-प्रकारों के उद्भव के अनुरूप है।

हालांकि, ये वायरस की आनुवंशिक संरचना में महत्वपूर्ण बदलाव नहीं करते हैं।

खंड 2: जैव सूचना विज्ञान विश्लेषण

एक जैव सूचना विज्ञान वैज्ञानिक के रूप में, मैं म्यूटेशन और आर्कटुरस के विकास लाभ के पीछे के आंकड़ों को समझना चाहता था।

मैंने GISAID के अनुक्रमों का विश्लेषण करने के लिए इस लेख में विकसित और प्रलेखित एक विधि का उपयोग किया , जिसमें मुझे कुछ सामग्री को उनके नियमों और शर्तों के अनुसार छिपाना पड़ा। ये अध्ययन SARS-CoV-2S प्रोटीन पर आधारित हैं।

मुझे डेटा से कुछ रोचक और अप्रत्याशित परिणाम मिले जो केवल भारत से चुने गए हैं।

बेयस फैक्टर एक उपकरण है जो परिकल्पना के सच होने की संभावना का अनुमान लगाने में हमारी मदद करता है। उदाहरण के लिए, हम इसका उपयोग उन साइटों की पहचान करने के लिए कर सकते हैं जो आर्कटुरस में मजबूत सकारात्मक चयन दिखाती हैं।

ऊपर दिया गया ग्राफ़ कुछ उल्लेखनीय चोटियों को दर्शाता है, जो सकारात्मक चयन की उच्च संभावना को दर्शाता है। आम तौर पर, मैं देख रहा हूं कि सबसे ऊंची चोटी लगभग 50 है, लेकिन आर्कटुरस के लिए, एक चोटी 1200 से ऊपर पहुंच गई है।

नीचे दी गई तालिका में उन साइटों की सूची दी गई है जिनके मजबूत सकारात्मक या नकारात्मक परिणाम थे।

मैं आमतौर पर सकारात्मक 'प्रोब [अल्फा <बीटा]' और नकारात्मक चयन 'प्रोब [अल्फा <बीटा]' दोनों के लिए 0.9 से ऊपर की संभावनाओं वाली साइटों पर विचार करता हूं, लेकिन आर्कटुरस के लिए, मैंने सकारात्मक चयन के लिए सीमा को 0.99 तक बढ़ा दिया क्योंकि बहुत सारी साइटें थीं से चुनने के लिए।

इसने सूची को चार उत्कृष्ट म्यूटेशन तक सीमित कर दिया: Y505H, D142G, T547I और K417N। हालाँकि, जब मैंने अनुक्रम संरेखण को फिर से जाँचा तो K417N एक गलत सकारात्मक निकला।

सकारात्मक रूप से चयनित म्यूटेशनों की जैव रसायन

मैंने अपनी जैव रसायन पृष्ठभूमि का उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया कि कैसे अमीनो एसिड परिवर्तन उनके विभिन्न भौतिक रासायनिक गुणों के आधार पर उनकी बातचीत को प्रभावित करते हैं।

आर-समूहों को छोड़कर अधिकांश भागों में अमीनो एसिड समान होते हैं, जो उनकी विशेषताओं को निर्धारित करते हैं।

अन्य भाग पेप्टाइड बॉन्ड बनाने में शामिल होते हैं, जो अमीनो एसिड को प्रोटीन नामक बड़े अणुओं में जोड़ते हैं।

नकारात्मक चयन म्यूटेशन या जैसा कि कुछ उन्हें शुद्धिकरण म्यूटेशन कहते हैं, प्रोटीन की स्थिरता के लिए आवश्यक म्यूटेशन हैं, इसलिए हम उनके बारे में बहुत चर्चा नहीं करेंगे।

1. वाई505एच

यह उत्परिवर्तन स्पाइक प्रोटीन के रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन पर होता है, जहां टाइरोसिन को हिस्टिडीन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

मैंने पहले इस उत्परिवर्तन पर चर्चा करना चुना क्योंकि इसने 1200 से ऊपर एक उल्लेखनीय शिखर दिखाया।

कुछ अध्ययनों ने इस उत्परिवर्तन को प्रलेखित किया है और इसे ले जाने वाले वायरस की फिटनेस के लिए हानिकारक के रूप में लेबल किया है।

हालांकि, आर्कटुरस में, यह सबसे सकारात्मक रूप से चयनित उत्परिवर्तन है। इसका मतलब यह है कि उत्परिवर्तन का हानिकारक के बजाय अनुकूली प्रभाव होता है।

जैसा कि ऊपर दिए गए आरेख में दिखाया गया है, हिस्टिडीन (हिज) द्वारा टाइरोसिन (टायर) के अमीनो एसिड प्रतिस्थापन में एक फेनोलिक समूह को एक इमिडाज़ोल रिंग के साथ बदलना शामिल है।

फेनोलिक समूह कमजोर अम्लता प्रदर्शित करता है, जबकि इमिडाज़ोल रिंग मजबूत बुनियादीता प्रदर्शित करता है। नतीजतन, टीयर आंशिक रूप से या पूरी तरह से अवक्षेपित हो सकता है, जबकि उनका पूरी तरह से प्रोटोनेटेड है।

यह चार्ज रिवर्सल म्यूटेशन, जो आर्कटुरस सब-वैरिएंट में सकारात्मक रूप से चुना गया है, स्पाइक प्रोटीन और hACE2 रिसेप्टर के बीच एक बढ़ी हुई बाध्यकारी आत्मीयता को दर्शाता है, संभवतः एक कमजोर द्विध्रुव-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया के बजाय एक पूर्ण आवेशित समूह से एक मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन द्वारा मध्यस्थता की जाती है। एक ध्रुवीय समूह से।

एक उच्च बंधन संबंध इस उत्परिवर्तन को ले जाने वाले वायरस को एक उच्च फिटनेस लाभ प्रदान करता है।

2. T547I

आइसोल्यूसिन (Ile) द्वारा थ्रेओनीन (Thr) के अमीनो एसिड प्रतिस्थापन में एक गैर-ध्रुवीय मिथाइल समूह के साथ एक ध्रुवीय हाइड्रॉक्सिल समूह को बदलना शामिल है।

अवशेष 547 और hACE2 रिसेप्टर के बीच परस्पर क्रिया को ध्रुवीयता के उन्मूलन द्वारा बढ़ाया जाता है, संभवतः हाइड्रोफोबिक प्रभावों के कारण।

इस स्रोत के अनुसार , T547I म्यूटेशन SARS-CoV-2 ओमिक्रॉन वैरिएंट के स्पाइक प्रोटीन में 37 म्यूटेशन में से एक है।

यह स्पाइक प्रोटीन के एन-टर्मिनल डोमेन (एनटीडी) में रहता है, जो मेजबान सेल अटैचमेंट और प्रतिरक्षा चोरी में मध्यस्थता करता है। T547I उत्परिवर्तन NTD की स्थिरता और रचना को बदल सकता है और इसकी प्रतिजनता को कम कर सकता है।

हालांकि, वायरल फिटनेस, संचारणीयता और रोगजनकता पर इस उत्परिवर्तन का सटीक प्रभाव अनिश्चित है और आगे की जांच वारंट करता है।

3. डी142जी

यह उत्परिवर्तन आश्चर्य की बात नहीं है क्योंकि यह कोरोनोवायरस द्वारा उपयोग की जाने वाली सबसे आम चालों में से एक है।

जैसा कि आप ऊपर की तस्वीर में देख सकते हैं, एस्पार्टिक एसिड का एक आकार होता है जो पानी में होने पर बदल जाता है। यह एक प्रोटॉन नामक एक छोटे कण को ​​खो देता है और नकारात्मक रूप से आवेशित हो जाता है।

ग्लाइसिन प्रोटीन का सबसे सरल निर्माण खंड है और इसके पार्श्व समूह के रूप में केवल एक हाइड्रोजन परमाणु है। यह एसपारटिक अम्ल से बहुत छोटा होता है। तो यह उत्परिवर्तन दो परिवर्तनों का कारण बनता है:

1. प्रभार में परिवर्तन

2. आकार में परिवर्तन।

स्पाइक प्रोटीन में एक स्थान होता है जो प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए वायरस को पहचानने के लिए महत्वपूर्ण होता है। यह स्थान साइट 142 सहित कई भागों से बना है।

उत्परिवर्तन इस साइट को एस्पार्टिक एसिड से ग्लाइसिन और फिर वापस एस्पार्टिक एसिड में बदल देता है। इससे प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए वायरस का पता लगाना और उस पर हमला करना कठिन हो जाता है, जिससे शरीर में वायरस के कण अधिक हो जाते हैं।

धारा 3: COVID-19 संक्रमण की जनसांख्यिकी

1. आयु समूह

विश्लेषण का अगला उद्देश्य यह जांचना था कि क्या आर्कटुरस मामलों के आयु वितरण में कोई महत्वपूर्ण अंतर था।

विश्लेषण के परिणाम ऊपर पहले ग्राफ में प्रस्तुत किए गए हैं। डेटा निर्णायक नहीं हैं लेकिन स्थिति का एक मोटा अनुमान प्रदान कर सकते हैं।

कुल मिलाकर, किसी विशिष्ट आयु वर्ग की पहचान आर्कटुरस संक्रमण के प्रति अधिक संवेदनशील के रूप में नहीं की गई।

हालाँकि, एक समान संस्करण के साथ तुलना जानकारीपूर्ण हो सकती है। SARS-CoV-2 डेल्टा वैरिएंट ने 2021 में लगभग एक ही समय में एक COVID-19 लहर का कारण बना और आर्कटुरस की तरह भारत में प्रमुख था।

दूसरा बार ग्राफ डेल्टा वैरिएंट से उम्र बनाम COVID-19 पॉजिटिव रोगियों की संख्या के आंकड़े दिखाता है।

ऐसा प्रतीत होता है कि डेल्टा संस्करण की तुलना में आर्कटुरस 10 वर्ष से कम उम्र के बच्चों को अधिक संक्रमित कर रहा है, लेकिन जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, संक्रमण सभी आयु समूहों में समान रूप से फैला हुआ है।

2. लिंग

ऊपर दिए गए ग्राफ से पता चलता है कि आर्कटुरस महिलाओं की तुलना में पुरुषों को अधिक प्रभावित कर रहा है। मुझे आश्चर्य है कि क्या ऐसा इसलिए है क्योंकि अधिक पुरुष अपने कार्यस्थलों पर कोविड-19 के लिए परीक्षण करवा रहे हैं।

यह सिर्फ मेरा अनुमान है और यह दुनिया के एक अलग हिस्से से मेरी पृष्ठभूमि से प्रभावित हो सकता है जहां महिलाओं की तुलना में पुरुष घर से बाहर अधिक काम करते हैं।

मैंने महिलाओं की तुलना में पुरुषों के कोविड-19 के सकारात्मक परीक्षण की संभावना का प्रमाण खोजने की कोशिश की, लेकिन मुझे कोई ठोस नहीं मिला।

लिंग वितरण के लिए महत्व परीक्षण

सकारात्मक परीक्षण करने वाले पुरुषों और महिलाओं में अंतर के महत्व को समझने के लिए, मैंने फिर एक परिकल्पना परीक्षण किया, जो गणित का उपयोग करने का एक तरीका है, यह देखने के लिए कि क्या डेटा में देखा गया अंतर वास्तविक है या सिर्फ संयोग के कारण है।

मैंने दो अनुमान लगाकर शुरुआत की:

• पहला अनुमान यह है कि कितनी महिलाओं और कितने पुरुषों को COVID-19 हुआ, इसमें कोई अंतर नहीं है। इसे शून्य परिकल्पना कहते हैं।
• दूसरा अनुमान यह है कि कितनी महिलाओं और कितने पुरुषों को COVID-19 हुआ, इसमें अंतर है। इसे वैकल्पिक परिकल्पना कहा जाता है।

इस संख्या को अल्फा स्तर कहा जाता है । जीव विज्ञान में एक आम पसंद 0.05 है, जिसका मतलब है कि मैं अपने उत्तर के बारे में 95% सुनिश्चित होना चाहता हूं। लेकिन यह आपकी स्थिति के आधार पर भिन्न हो सकता है। इस विश्लेषण के लिए, मैंने अल्फा स्तर के रूप में 0.05 का उपयोग किया।

प्राप्त किया गया पी-वैल्यू अल्फा स्तर से बहुत छोटा था, जिसका अर्थ है कि पहला अनुमान गलत है और यह कि कितनी महिलाओं और कितने पुरुषों को COVID-19 मिला, इसके बीच अंतर है।

इस अंतर के कुछ संभावित कारण हैं:

• ऐसे जैविक कारक हो सकते हैं जो महिलाओं या पुरुषों को आर्कटुरस संस्करण के प्रति अधिक या कम संवेदनशील बनाते हैं।
• ऐसे सामाजिक कारक हो सकते हैं जो महिलाओं या पुरुषों को आर्कटुरस वेरिएंट के संपर्क में कम या ज्यादा लाते हैं।
• परीक्षण कैसे किए गए या रिपोर्ट किए गए, इसमें माप त्रुटियां या पूर्वाग्रह हो सकते हैं।

इस लेख में, मैंने आर्कटुरस का एक व्यापक अवलोकन प्रदान किया है, जो ओमिक्रॉन का एक नया सबवेरिएंट है जो भारत में उभरा और दुनिया भर में तेजी से फैल रहा है, खासकर अप्रैल में।

मैंने समझाया है कि आर्कटुरस क्या है, यह अन्य प्रकारों से कैसे भिन्न है, और महामारी के लिए इसका क्या अर्थ है।

मैंने बायोइंफॉर्मेटिक्स और बायोकैमिस्ट्री में अपनी विशेषज्ञता का उपयोग उन म्यूटेशनों को समझाने के लिए किया है जो आर्कटुरस को अधिक अनुकूलनीय और संक्रामक बनाते हैं।

अंत में, मैंने डेटा को देखा है कि आर्कटुरस से कौन संक्रमित हो रहा है और कौन से कारक इसके संचरण और गंभीरता को प्रभावित कर सकते हैं।

आर्कटुरस COVID-19 का अत्यधिक संक्रामक और संभावित खतरनाक सबवेरिएंट है जो वैश्विक स्वास्थ्य के लिए खतरा है और इसकी विशेषताओं और प्रभावों को समझने के लिए अधिक शोध और निगरानी की आवश्यकता है।

यदि आप इस अंत तक पढ़ते हैं, तो मेरा मानना ​​है कि आपने आर्कटुरस से कुछ नया सीखा है। अगली मुलाकात तक।