Species-Agnostic Tools for HPAI H5N1 Antibody and Antigen Detection in Dairy Cows, Chickens, and Humans

विषाणु जो प्रजातियों के बीच कूदते हैं, सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए एक निरंतर चिंता का विषय हैं, विशेष रूप से जब वे पक्षियों से स्तनधारियों में जाते हैं। ऐसा ही एक वायरस, जिसे हाई पैथोजेनेसिटी एवियन इन्फ्लुएंजा H5N1 के रूप में जाना जाता है, लंबे समय से पक्षियों की आबादी में गंभीर बीमारी का कारण बना हुआ है। हालाँकि, हाल ही में, यह वायरस अप्रत्याशित स्थानों पर भी दिखाई देने लगा है, जिसमें डेयरी गायें और मनुष्य भी शामिल हैं। क्योंकि यह वायरस चुपचाप फैल सकता है और विभिन्न प्रकार के जानवरों को संक्रमित कर सकता है, इसलिए वैज्ञानिकों को इसे ट्रैक करने के लिए विश्वसनीय तरीकों की आवश्यकता है। चुनौती यह है कि अलग-अलग जानवर अलग-अलग जैविक नमूने (biological samples) उत्पन्न करते हैं, और पारंपरिक परीक्षणों के लिए अक्सर प्रत्येक प्रजाति के लिए विशिष्ट उपकरणों की आवश्यकता होती है या उन्हें काम करने के लिए खतरनाक, जीवित विषाणुओं पर निर्भर रहना पड़ता है। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ता एक एकल, लचीले तरीके की तलाश कर रहे हैं जो इस वायरस या इसके प्रति शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (immune response) का पता लगा सके, चाहे नमूना गाय, मुर्गी या मनुष्य से ही क्यों न आया हो।

वैज्ञानिकों की एक टीम ने ठीक इसी तरह का एक लचीला उपकरण विकसित किया है। उन्होंने दो नए परीक्षण बनाए जो बिना प्रत्येक जानवर के लिए पुन: इंजीनियर किए गए, विभिन्न प्रजातियों में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। एक परीक्षण वायरस को ही देखता है, विशेष रूप से एक प्रोटीन जिसे न्यूक्लियोप्रोटीन (nucleoprotein) कहा जाता है, जो वायरस के एक मुख्य निर्माण खंड (core building block) के रूप में कार्य करता है। दूसरा परीक्षण एंटीबॉडीज को देखता है, जो Y-आकार के प्रोटीन हैं जिन्हें प्रतिरक्षा प्रणाली संक्रमण से लड़ने के लिए बनाती है। एक अत्यधिक संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्शन सिस्टम का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने वायरस प्रोटीन को पकड़ने के लिए एक "सैंडविच" परीक्षण और एंटीबॉडीज को पकड़ने के लिए एक "ब्रिजिंग" परीक्षण बनाया। लक्ष्य यह देखना था कि क्या ये परीक्षण दूध और रक्त से, चाहे वह डेयरी गायों से हो, मुर्गी और मनुष्यों के रक्त से हो, समान सेटअप का उपयोग करके वायरस को सटीक रूप से पहचान सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने उन डेयरी झुंडों से दूध का परीक्षण करके शुरुआत की जो इस वायरस से ज्ञात रूप से संक्रमित थे। उन्होंने पाया कि नए परीक्षण उल्लेखनीय रूप से अच्छी तरह से काम करते हैं। संक्रमित गायों के दूध में, उन्होंने आधे से अधिक नमूनों में वायरल प्रोटीन का पता लगाया, जिसमें सांद्रता (concentration) 20 माइक्रोग्राम प्रति मिलीलीटर तक पहुँच गई। उन्होंने दूध में एंटीबॉडीज भी पाए, जो संकेत देता है कि गायों की प्रतिरक्षा प्रणाली लड़ रही है। दिलचस्प बात यह है कि दोनों परीक्षणों ने कहानी के अलग-अलग हिस्से बताए। कुछ नमूनों में वायरस प्रोटीन था लेकिन कोई एंटीबॉडी नहीं थी, जो यह सुझाव देता है कि गायें संक्रमण के शुरुआती चरणों में थीं। अन्य नमूनों में एंटीबॉडीज थीं लेकिन कोई वायरस प्रोटीन नहीं था, जो यह सुझाव देता है कि गाय संक्रमण से उबर चुकी थीं। जब शोधकर्ताओं ने दोनों परीक्षणों के परिणामों को मिलाया, तो वे लगभग हर संक्रमित गाय की पहचान करने में सक्षम रहे, केवल एक को छोड़कर। स्वस्थ, संक्रमित न होने वाली गायों के किसी भी दूध के नमूने में सकारात्मक परिणाम नहीं आया, जिससे यह सिद्ध हुआ कि परीक्षणों ने स्वस्थ जानवरों को गलत तरीके से चिह्नित नहीं किया।

टीम ने उन्हीं संक्रमित गायों के रक्त के नमनों पर ध्यान केंद्रित किया। यहाँ, उन्होंने अपने नए एंटीबॉडी परीक्षण की तुलना एक मानक, पुराने तरीके से की जिसके लिए जीवित विषाणुओं को संभालने की आवश्यकता होती है। उनके नए परीक्षण ने हर उस नमूने में एंटीबॉडीज पाई जहाँ पुराने तरीके ने उन्हें पाया था, लेकिन इसने बारह अतिरिक्त नमों में भी एंटीबॉडीज पाई जिन्हें पुराने तरीके ने छोड़ दिया था। यह सुझाव देता है कि नया परीक्षण अधिक संवेदनशील है और उन संक्रमणों को पहचान सकता है जिन्हें पारंपरिक तरीका अनदेखा कर सकता है। महत्वपूर्ण रूप से, परीक्षण ने स्वस्थ गायों के रक्त के नमों में कोई गलत अलार्म पैदा नहीं किया, जिससे उच्च स्तर की सटीकता बनी रही।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये उपकरण स्तनधारियों से परे भी काम करें, शोधकर्ताओं ने मुर्गियों पर इनका परीक्षण किया। उन्होंने वायरस के विरुद्ध टीकाकरण प्राप्त पक्षियों के रक्त का उपयोग किया और उनकी तुलना उन पक्षियों से की जिनका टीकाकरण नहीं हुआ था। परीक्षण ने पक्षियों में एंटीबॉडीज की सही पहचान की, चाहे उस विशिष्ट वैक्सीन फॉर्मूला का उपयोग किया गया हो, जबकि टीकाकरण न किए गए पक्षियों को सही ढंग से अनदेखा किया। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि मुर्गियों में उपयोग किए जाने वाले कुछ टीके हमेशा इतनी मजबूत प्रतिक्रिया उत्पन्न नहीं करते हैं जिसे पुराने, मानक परीक्षणों द्वारा पहचाना जा सके। हालाँकि, नई विधि ने प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को स्पष्ट रूप से देखा, जिससे पता चला कि यह पक्षियों की आबादी की निगरानी के लिए एक शक्तिशाली उपकरण हो सकता है।

अंत में, टीम ने मनुष्यों पर इस प्रणाली का परीक्षण किया, जो कि फार्म श्रमिकों तक वायरस के प्रसार के जोखिम को देखते हुए एक महत्वपूर्ण कदम है। उन्होंने उन लोगों के रक्त के नमूनों का उपयोग किया जिन्होंने प्रयोगात्मक टीकों को प्राप्त किया था और स्वस्थ लोगों के रक्त से तुलना की जिनका कोई ज्ञात संपर्क नहीं था। मानव परीक्षण में एक बड़ी बाधा यह है कि कई लोगों में एक अलग, सामान्य फ्लू वायरस के प्रति एंटीबॉडीज होती हैं जो कभी-कभी परीक्षण को गलत सकारात्मक (false positive) परिणाम देने के लिए trick कर सकती है। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने परीक्षण में एक ब्लॉकिंग एजेंट जोड़ा जो इन सामान्य एंटीबॉडीज को बेअसर कर देता है। इस ब्लॉकर के साथ, परीक्षण ने टीकाकरण प्राप्त व्यक्तियों को स्वस्थ व्यक्तियों से पूरी तरह से अलग कर दिया। इसने टीकाकरण समूह में विशिष्ट एंटीबॉडीज का पता लगाया जबकि स्वस्थ समूह के लिए परिणाम को साफ और नकारात्मक रखा।

यह कार्य प्रदर्शित करता है कि एक एकल, अनुकूलन योग्य परीक्षण मंच प्रभावी रूप से विभिन्न प्रजातियों में इस वायरस की निगरानी कर सकता है। दूध और रक्त में वायरस और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया दोनों का पता लगाकर, ये उपकरण संक्रमण के शुरू होने से लेकर जानवर के ठीक होने तक ट्रैक करने का एक तरीका प्रदान करते हैं। गायों, मुर्गियों और मनुष्यों पर एक ही परीक्षण का उपयोग करने की क्षमता निगरानी की प्रक्रिया को सरल बनाती है, जिससे यह समझना आसान हो जाता है कि वायरस विभिन्न आबादी के माध्यम से कैसे चलता है। यह दृष्टिकोण वायरस की पहुंच की एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है, जो प्रत्येक नए प्रकोप के लिए जटिल, प्रजाति-विशिष्ट उपकरणों की आवश्यकता के बिना पशु स्वास्थ्य, खाद्य आपूर्ति और मानव सुरक्षा की रक्षा करने का एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है।