Quá trình đột biến của nCoV: Các nhà khoa học nơm nớp về khả năng đột biến của loại virus nguy hiểm này

[pizza]

Nguy cơ từ quá trình đột biến của nCoV. Trong quá trình lây lan, nCoV liên tục đột biến, cùng với đó là nguy cơ xuất hiện biến chủng mới có khả năng lây lan cao hơn hoặc né tránh miễn dịch.

Vài tuần trước, chứng kiến số ca nhiễm tăng cao ở châu Âu, các nhà khoa học chuyên nghiên cứu về nCoV tỏ ra nơm nớp về khả năng đột biến của loại virus nguy hiểm này. "Tôi chẳng thấy dấu hiệu nào cho thấy nó chịu dừng lại", Kristian Andersen, nhà miễn dịch học tại viện nghiên cứu Scripps Research ở California, Mỹ, nói. "Tôi cho rằng virus này vẫn chưa tác oai tác quái hết mức".

Đó là thời điểm Delta đang là chủng trội toàn cầu, chiếm khoảng 93% số ca nhiễm mới, nhưng các nhà khoa học cảnh báo nó sẽ không dừng lại. "Chỉ có kẻ ngốc mới tin như vậy. Nó vẫn tiếp tục tiến hóa", William Hanage, nhà dịch tễ học tại Trường Y tế Công cộng Harvard T.H. Chan, cảnh báo.

Cảnh báo của Andersen và Hanage dường như đã đúng. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ngày 26/11 tuyên bố Omicron (tên cũ là B.1.1.529), biến chủng vừa được phát hiện tại khu vực phía nam châu Phi, là biến chủng đáng lo ngại.

Omicron có ít nhất 50 đột biến, trong đó 32 đột biến trên protein gai, giúp virus có thể xâm nhập dễ dàng hơn vào tế bào hoặc né tránh được hệ miễn dịch. Theo phân loại của WHO, biến chủng đáng lo ngại là nhóm virus có thể lây lan nhanh chóng, gây bệnh nặng, làm giảm hiệu quả vaccine hoặc các phương pháp điều trị.

Trong thời gian đầu đại dịch, nCoV gần như không có những biến đổi lớn, khiến giới khoa học lúc đó tin rằng nó sẽ không đột biến nhiều và bừa bãi như virus cúm. Nhưng nCoV đã khiến các chuyên gia ngạc nhiên.



Nhân viên y tế lấy mẫu xét nghiệm Covid-19 ở thành phố New York, Mỹ hôm 16/11. Ảnh: Reuters.

Hồi tháng 5/2020, Bette Korber, nhà sinh học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos ở New Mexico, Mỹ phát hiện D614G, đột biến lớn đầu tiên của nCoV, khi nghiên cứu bộ gene của các mẫu virus từ khắp nơi trên thế giới. Đột biến này thay đổi vị trí protein gai của virus, công cụ để nó bám dính và xâm nhập tế bào.

Korber cùng với các nhà nghiên cứu Đại học Duke và Đại học Sheffield ở Anh kết luận rằng đột biến D614G có thể khiến virus lây lan mạnh hơn so với chủng gốc được phát hiện ở Vũ Hán, Trung Quốc và đăng những phát hiện này lên mạng.

Nhưng giới khoa học lúc đó tỏ ra hoài nghi. Một số cho rằng nó chỉ là trùng hợp ngẫu nhiên, trong khi nhiều người khác không tin một đột biến có thể khiến nCoV lây lan mạnh hơn. "Họ không muốn tin điều đó", Korber nói.

Nhưng đến nay, dường như không ai còn hoài nghi về khả năng tiến hóa nhanh chóng và nguy hiểm của nCoV, với sự xuất hiện của các biến chủng mới nguy hiểm như Delta. Điều đó buộc các nhà khoa học trên khắp hành tinh phải theo dõi sát sao quá trình tiến hóa của nó.

nCoV có thể biến đổi theo hai cách cơ bản. Đầu tiên, nó trở nên dễ lây truyền hơn, bằng cách liên kết tốt hơn với các thụ thể trong mũi, sao chép nhanh hơn khi xâm nhập vào cơ thể hoặc lây truyền qua giọt bắn hiệu quả hơn.

Thứ hai, nó có thể tiến hóa để tránh né hệ miễn dịch. Nhiều đột biến làm thay đổi hình dạng vật lý của protein gai trên bề mặt virus. Thay đổi này có thể khiến virus trở thành mục tiêu khó phát hiện và tiêu diệt hơn với kháng thể, được tạo ra từ vaccine hoặc từng nhiễm. Những kháng thể này săn lùng phiên bản cũ của virus. Một số có thể tìm thấy mục tiêu, nhưng số khác có thể bỏ lỡ và không vô hiệu hóa được virus.

Tất cả các sinh vật, trong đó có virus, đều có bộ gene di truyền. Virus có thể có bộ gene di truyền được tạo ra từ chuỗi axit deoxyribonucleic (ADN) hoặc axit ribonucleic (ARN). Bộ gene của virus đột biến liên tục, có thể do lỗi sao chép hoặc ảnh hưởng của hóa chất, bức xạ.

Bộ gene của virus thường đột biến nhanh hơn vật chủ và virus mang chuỗi ARN biến đổi nhanh hơn virus ADN. Nguyên nhân là do cơ chế sao chép của virus ARN không có khả năng sửa lỗi, như của virus ADN và tế bào.

Nhiều đột biến trong bộ gene của virus không làm thay đổi bất kỳ chức năng nào của chúng và không dẫn tới những thay đổi về mức độ nghiêm trọng của bệnh hay phản ứng miễn dịch. Một số đột biến thậm chí gây hại cho chính virus và khiến chúng "tự hủy", nhưng số khác sẽ giúp virus có khả năng sống sót và nhân lên tốt hơn.

Khi nhiều đột biến như vậy được tích tụ, nó sẽ dẫn tới sự xuất hiện của một biến chủng mới, như các biến chủng nCoV được tìm thấy ở Anh, Nam Phi, Brazil hay Ấn Độ. Tất cả đều được cho là có tốc độ lây truyền cao hơn đáng kể so với chủng gốc.

Khi nCoV xâm nhập vào cơ thể, virus sẽ liên kết với thụ thể ACE2, hầu như có trên tất cả các loại tế bào của con người, thông qua các protein gai. Nhiễm trùng ban đầu thường xảy ra ở đường hô hấp trên, nhưng ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy nCoV có thể lây nhiễm ở mô ruột và niệu sinh dục, tế bào thần kinh trung ương, tế bào nội mô của mạch máu nhỏ, dẫn tới nguy cơ đông máu hoặc đột quỵ.


Nhân viên y tế chăm sóc bệnh nhân Covid-19 tại bệnh viện St. Cloud, bang Minnesota, Mỹ hôm 23/11. Ảnh: Washington Post.

Dù quá trình đột biến có thể làm virus suy yếu theo thời gian, chúng cũng có thể ngày càng nguy hiểm hơn. Trước khi thông tin về biến chủng Omicron được công bố, Ravi Gupta, giáo sư vi sinh lâm sàng tại Đại học Cambridge, từng tin rằng 80% sẽ xuất hiện chủng mới đáng chú ý trong vòng hai năm tới. "Nó sẽ cạnh tranh và có thể đánh bại Delta", Gupta nói.

Viễn cảnh những đột biến liên tiếp của virus có thể tạo ra một chủng mới có khả năng tránh né các loại vaccine hiện tại đã thúc đẩy các hãng dược chạy đua chuẩn bị công thức điều chỉnh vaccine.

Pfizer đã điều chỉnh một dạng vaccine để nhắm mục tiêu vào protein gai của Delta, nhưng chưa thử nghiệm ở người. Moderna cũng có một loại vaccine dành riêng cho biến thể Delta, nhưng cũng chưa thử nghiệm bởi dữ liệu tiêm tăng cường ban đầu cho thấy các kháng thể hiệu quả với biến chủng này. Johnson & Johnson cũng liên tục đánh giá mức độ cần thiết phải nâng cấp khả năng của vaccine.

Vaccine đã góp phần giúp thế giới vượt qua giai đoạn khẩn cấp của đại dịch, tuy nhiên giới khoa học cảnh báo một "siêu biến chủng" có thể xuất hiện bất kỳ lúc nào, như Omicron, dù hiện chưa có bằng chứng chắc chắn cho thấy biến chủng này nguy hiểm hơn Delta.

"Bạn không thể dự đoán tương lai. Sinh học quá phức tạp. Thậm chí không ai nên thử làm điều đó", Joel O. Wertheim, nhà sinh vật học chuyên nghiên cứu về cách virus tiến hóa tại Đại học California ở San Diego, nói.

VietBF@ sưu tập