कोरोना-19 महामारी रोखण्यात विज्ञान आणि वैज्ञानिकांची भूमिका (भाग १)

अमेरिकेतील डॉ. लॅरी ब्रिलियंट हे साथीच्या रोगांचे तज्ज्ञ आहेत. त्यांनी ‘देवी’ (स्मॉलपॉक्स) या रोगाच्या निर्मूलनासाठी मोलाची मदत केली होती आणि तेव्हाच इशारेवजा सूचना केली होती, “अशी महामारी येणार की नाही हा प्रश्न नाही, तर अशी महामारी कधी येणार एवढाच प्रश्न आहे!” खरं तर, २०१० साली अतिशय गाजलेल्या ‘कंटेजन’ या हॉलिवूडनिर्मित चित्रपटाचे मुख्य सल्लागार डॉ. लॅरी ब्रिलियंट होते आणि आश्चर्य म्हणजे आपण सध्या ज्या परिस्थितीतून जात आहोत, योगायोगाने त्याचेच भाकीत या चित्रपटात चित्रित केले होते.

३१ डिसेंबर २०१९ रोजी चीनमधल्या वुहान शहरामधून जागतिक आरोग्य संघटनेच्या (डब्ल्यूएचओ) स्थानिक कार्यालयात एक बातमी येऊन थडकली. ती बातमी अशी होती की वुहानमध्ये काही रुग्णांना न्यूमोनियासारखा ताप येत आहे, पण त्यामागील कारण कळत नाही. डब्ल्यूएचओ ने दहा दिवसांत या रोगाचा संसर्गजन्य कारक कोरोनाव्हिरीडी कुलातील आरएनए-विषाणू असल्याचे जाहीर केले (लॅटिन भाषेत ‘कोरोना’ शब्दाचा अर्थ ‘मुकूट’ असा आहे. या विषाणूंच्या पृष्ठभागाची संरचना मुकुटासारखी दिसत असल्याने या कुलातील विषाणूंना कोरोनाविषाणू म्हणतात), आणि २००२–२००४ दरम्यान उद्भवलेला सार्स आणि २०१२ मध्ये उद्भवलेला मेर्स या रोगांचा उद्रेक ज्या दोन विषाणूंमुळे झाला, त्यांचाच हा भाऊबंद असल्याचे सांगितले.

परंतु सध्याचा विषाणू ‘नवीन’ आहे. जगाने अशा प्रकारचा विषाणू यापूर्वी कधीही पाहिला नव्हता आणि मनुष्यानेदेखील त्याचे अस्तित्व कधीही अनुभवले नव्हते. या विषाणूमध्ये काही नवीन उत्परिवर्तने होऊन त्याचे प्राण्यांमधून – आताच्या बाबतीत, वटवाघळांमधून – मनुष्यात स्थानांतर झाले असावे, असा एक अंदाज आहे. या विषाणूचे अधिकृत नाव सार्स-कोवी-2 (SARS-CoV-2) आहे. सामान्य भाषेत त्याला ‘नवीन कोरोनाविषाणू’ हे नाव रूढ झाले असून या विषाणूमुळे उद्भवणाऱ्या श्वसनसंस्थेच्या पूर्णपणे नवीन रोगाला ‘कोविड-19’ म्हणतात.

आणि खरी समस्या हीच आहे. आपल्यासमोर असा एक ‘शत्रू’ आहे जो दिसत नाही आणि त्याच्याबद्दल आपल्याला फारशी माहितीही नाही. आता या अदृश्य आणि अज्ञात शत्रूशी कसे लढायचे? आपल्यासमोर एकच मार्ग आहे तो म्हणजे त्या विषाणूचा अभ्यास करणे आणि त्याच्याविषयी जाणून घेणे. जसे, या विषाणूला काय हवे आहे, टिकून राहण्यासाठी त्याला काय लागते, त्याचा कमकुवतपणा कशात आहे इत्यादी. अशा सर्व प्रश्नांची उत्तरे मिळवण्याकरिता विज्ञान महत्त्वाची आणि कळीची भूमिका बजावू शकते.

व्यापक स्तरावर उद्भवलेल्या कोविड-19 महामारीला हाताळण्यासाठी सर्वसामान्यांमध्ये वैज्ञानिक दृष्टीकोन रुजविणे आणि वैज्ञानिक संस्कृतीचा प्रसार करणे या गोष्टी का महत्त्वाच्या असतात, याकडे कोविड-19 रोगाने आपल्या सर्वांचे लक्ष वेधून घेतले आहे. या रोगाच्या प्रकियेसंबंधी मूलभूत गोष्टी समजून घेऊन त्यापासून मिळालेले ज्ञान या रोगाला रोखण्यासाठी आणि उपचारासाठी आपल्याला मदतीचे ठरू शकते.

आधी ‘शत्रू’ला समजून घेऊ या!

विषाणूंमध्ये आढळणाऱ्या जनुकीय साहित्यानुसार ठोकळमानाने त्यांचे दोन मुख्य गटात वर्गीकरण करता येते: डीएनए (DNA) विषाणू आणि आएनए (RNA) विषाणू. हे रेणूच (म्हणजे जनुकीय साहित्य) विषाणूला आश्रयींच्या पेशीमध्ये शिरायला मदत करतात, पेशीच्या जीवरासायनिक प्रक्रियेवर ताबा मिळवतात आणि टिकून राहण्यासाठी हव्या असलेल्या प्रथिनांची निर्मिती आश्रयी पेशींकडून बनवून घेतात. अशा प्रकारे विषाणूची पेशीत वाढ होते. इतर कोरोनाविषाणूंप्रमाणेच, सार्स-कोवी-2 या विषाणूमध्ये आरएनए रेणू असतो.

विषाणूची संरचना कशी असते, ते पाहू. विषाणूला सामान्यपणे ‘व्हायरिऑन’ म्हणतात. त्याच्या प्रत्येक कणाभोवती एक आवरण असते; हे आवरण मेदप्रथिने तसेच तीन वेगवेगळ्या प्रथिनांपासून बनलेले असते – त्यांपैकी एक प्रथिन अणकुचीदार खिळ्यांसारखे संरचनेत असते, त्याला ‘S’ प्रथिन म्हणतात. याच्यामुळेच विषाणूचा आकार मुकुटासारखा दिसतो. दुसऱ्या प्रथिनाला  ‘E’ प्रथिन म्हणतात, तर तिसऱ्या प्रथिनाला ‘M’ प्रथिन म्हणतात. विषाणूचे हे आवरण साबणाच्या पाण्याने नष्ट होऊ शकते, म्हणूनच डॉक्टर आपल्याला दिवसातून वारंवार साबणाने हात धुवायला सांगतात. याशिवाय, या विषाणूच्या आत एक प्रथिन असून त्यात विषाणूचे जनुक म्हणजेच जनुकीय साहित्य असते. या प्रथिनाला ‘N’ प्रथिन (विषाणुप्रथिन कवच) म्हणतात.

मागील काही महिन्यांपूर्वी जेव्हा या संसर्गजन्य विषाणूंशी आपला सामना झाला, तेव्हापासून जगातील अनेक वैज्ञानिकांनी त्याच्याविरोधात संयुक्तपणे मोहिम उघडली आहे. या विषाणूसंबंधीच्या विविध बाबी समजून घेण्यासाठी आणि त्यांना लक्ष्य करण्यासाठी वैज्ञानिकांचे प्रयत्न अतिशय वेगाने चालू असून संसर्गावर मर्यादा कशी घालायची, विषाणूचा प्रसार कसा रोखायचा आणि परिणामी कोविड-19 रोगावर संभाव्य औषधे कोणती वापरायची, यावर ते मार्ग शोधत आहेत. यात विषाणूच्या विविध बाबींचा जसे विषाणूची संरचना, त्याची संसर्ग पसरवण्याची यंत्रणा, त्यातील रेणूंचा जीवशास्त्रीय अभ्यास, आरएनएवरील न्यूक्लिओटाईडांचा अनुक्रम आणि साथीच्या रोगप्रसाराचे विज्ञान इत्यादींचा अभ्यास केला जात आहे. 

जेव्हा आतासारखी जागतिक समस्या उद्भवते तेव्हा संपूर्ण मानवजाती अविश्वसनीय वेगाने अविश्वसनीय गोष्टींचा मुकाबला कशी करू शकते, हे पाहणे आश्चर्यकारक असते. हा लेख दोन भागांमध्ये असून, मूलभूत संशोधनाच्या प्रयत्नांद्वारे काही महत्त्वपूर्ण वैज्ञानिक शोध कसे लागले आणि त्यामुळे कोणती महत्त्वपूर्ण माहिती उपलब्ध झाली यावर केंद्रित आहे. उदाहरणार्थ, या विषाणूचा संसर्ग एका व्यक्तीपासून दुसऱ्या व्यक्तीला कसा होतो, तो आश्रयी पेशींशी कसा जोडला जातो, त्याचे पेशींमध्ये पुनरुत्पादन कसे होते, सार्स आणि मेर्स या रोगांच्या विषाणूंपेक्षा हा कसा वेगळा आहे आणि या माहितीतून आलेल्या निष्कर्षांच्या आधारे या रोगाविरुद्ध नाविन्यपूर्ण उपचारपद्धती कशा विकसित करता येतील किंवा प्रतिबंध करण्यासाठी कोणती रणनिती आखता येतील इत्यादीसंबंधीची माहिती या लेखात आहे.

विषाणूच्या प्रसारावर मर्यादा घालणे

यातील पहिली पायरी, या विषाणूच्या प्रसाराची प्रक्रिया शोधून काढणे, ही होती. उदा., हा रोग हवेतून पसरतो, रक्तातून पसरतो की इतर काही मार्गाने त्याचा प्रसार होतो? या रोगाचा प्रसार रोखण्यासाठी या प्रश्नांची उत्तरे जाणून घेणे, महत्त्वाचे होते. निदानासंबंधी माहिती आणि साथरोगविज्ञान यांच्या अभ्यासातून तत्काळ हे सिद्ध झाले आहे की नवीन कोरोनाविषाणूचा (सार्स-कोवी-2) प्रसार बाधित व्यक्तीकडून दुसऱ्या व्यक्तीला थेट संपर्कामुळे होऊ शकतो, किंवा बाधित व्यक्ती खोकताना किंवा शिंकताना नाकातोंडावाटे बाहेर पडलेल्या तुषारांमधून पसरतो.

या आणि यांसारख्याच निष्कर्षातून, बहुतेक देशांनी या रोगाच्या उद्रेकावर मर्यादा घालण्यासाठी “शारीरिक अंतर राखणे” (सार्वजनिक ठिकाणी एकमेकांमध्ये किमान ६ फूट अंतर ठेवणे) हे प्राथमिक धोरण अंमलात आणले. त्याचप्रमाणे, विषाणूचे आवरण हे मेदांपासून बनलेले असते, आणि साबण किंवा अल्कोहोल यांच्याद्वारे हे आवरण सहज फोडता येते, ही वैज्ञानिक माहिती समजल्यानंतर अधूनमधून साबणाने हात धुणे, अल्कोहोलयुक्त सॅनिटाइजर वापरणे या कृती विषाणूचा प्रसार रोखण्यासाठी उपयुक्त असल्याचे सिद्ध झाले आहे.

लोकसमुदायातील रुग्णांना ओळखण्यासाठी कोविड-19 रोगाच्या अचूक आणि पुरेशा चाचण्या करणे, ही एखाद्या लोकसमुदायामध्ये संसर्ग कोणत्या पातळीपर्यंत पोहोचला आहे, हे समजण्याची किल्ली आहे आणि या रोगाचा प्रसार कमीतकमी होण्यासाठी हे जाणून घेणे, आवश्यक असते. या साथीचे प्रभावी व्यवस्थापन करण्यासाठी कोविड-19 चे रुग्ण जलदतेने ओळखणे, ही प्राधान्याने गरज आहे आणि म्हणूनच नवीन कोरोनाविषाणूची संरचना, त्यातील रेणूंचा जीवशास्त्रीय अभ्यास आणि विषाणूविरुद्ध शरीराने केलेला प्रतिकार या सर्व गोष्टींबाबतचे संशोधन अधिक वेगाने केले जात आहे.

यासंदर्भात संपूर्ण जगात वैशिष्ट्यपूर्ण अशा अतिशय संवेदनशील, जलद आणि अचूक रोगनिदान चाचण्या मोठ्या प्रमाणावर विकसित केल्या जात आहेत. कोविड-19 रोगाचे निदान करण्यासाठी पीसीआर (पॉलिमरेज चेन रिॲक्शन) आधारित चाचणी संपूर्ण जगात आणि भारतातदेखील प्रामुख्याने वापरली जाते. आरटी-पीसीआर असे या चाचणीचे नाव असून जेव्हा आपल्याला चाचण्या वेगाने करायच्या आहेत अशा परिस्थितीत ही चाचणी जलद व किफायतशीर आहे, पण त्याचबरोबर विशिष्टता आणि संवेदनक्षमता या निकषांमध्ये उत्तीर्ण झालेली आहे.

सार्स-कोवी-2 च्या शोधासाठी या विषाणूतील आरएनए-न्युक्लिओटाईडांच्या अनुक्रमाचे पृथक्करण करता येते. ही चाचणी अतिशय संवेदनशील आणि मोठ्या प्रमाणावर करता येते. परंतु ती खर्चिक आहे. अगदी अलिकडेच ‘टार्गेटेड जीन एडिटींग टेक्निक’ (या तंत्राद्वारे जनुकांमध्ये बदल करून आणले जातात) नावाची आणखी एक चाचणी विकसित केली गेली आहे. ही चाचणी आरटी-पीसीआर चाचणीपेक्षा जलद आणि संवेदनक्षम आहे.

जलद निदान चाचण्यांद्वारे, रुग्णाच्या शरीरात नवीन कोरोनाविषाणूविरुद्ध (सार्स-कोवी-2) प्रतिद्रव्ये तयार झाली आहेत किंवा नाहीत, हे रक्ताचा नमुना घेऊन तपासता येते. या चाचणीला अन्न आणि औषध प्रशासनाने (एफडीए) मान्यतादेखील दिलेली आहे. प्रतिद्रव्य-आधारित चाचणीमुळे, एखाद्या व्यक्तीला विषाणूचा यापूर्वी संसर्ग होऊन गेला आहे का, याची खात्री होते. मात्र जेव्हा एखाद्या व्यक्तीची ही चाचणी करतात, त्याक्षणी ती व्यक्ती कोरोनाबाधित आहे किंवा नाही, हे या चाचणीतून सांगता येत नाही.

मागील काही महिन्यांत, ज्या पद्धतीने ही महामारी आपण हाताळत आहोत, त्यापासून आपण काही गोष्टी शिकलो आहोत, विषाणूच्या प्रसार रोखण्यासाठी आपण नाविन्यपूर्ण पद्धती शोधून काढल्या आहेत आणि परवडतील अशी निदानाची धोरणे ठरवित आहोत. त्याचबरोबर ही लढाई दीर्घकालीन असल्याने या विषाणूसोबत कसे जगायचे, हेही हळूहळू आपण शिकत आहोत. भविष्यात एक “महामारी-तत्पर राष्ट्र” म्हणून व्हायचे असेल तर पायरीपायरीने आणि शाश्वत विकासाच्या प्रयत्नांमधून वैज्ञानिक समाज विकसित करणे आणि वैज्ञानिक वातावरण तयार करणे, या बाबी अतिशय महत्त्वाच्या आहेत.

या लेखाच्या दुसऱ्या भागात, आणखी काही वैज्ञानिक शोध लागले असून त्यांमुळे या रोगाविरुद्ध नवीन उपचार विकसित करण्याबाबत पुढे कसे जाता येईल यासंबंधी सूचना मिळाल्या आहेत. तसेच या अभूतपूर्व महामारीमुळे काही अनाकलनीय तसेच नवीन संकेत समोर आलेले आहेत, त्यांची आपण चर्चा करणार आहोत.
 

कौशिक विश्वास हे बोस इन्स्टिट्यूट, कोलकाता येथे डिव्हिजन ऑफ मोलेक्युलर मेडिसीन मध्ये सहाध्यायी प्राध्यापक आहेत.