Bí ẩn đằng sau biến chủng SARS-CoV-2 đột nhiên xuất hiện ở Anh và Nam Phi

Việc biến chủng SARS-CoV-2 đột nhiên xuất hiện ở Anh và Nam Phi có thể là “điềm báo” cho tương lai của nhân loại khi sự tiến hóa của virus này đang dần nằm ngoài dự đoán.

Giả thuyết về sự ra đời của biến chủng SARS-CoV-2

Vào đầu tháng 12, các ca mắc Covid-19 tăng vọt ở Kent, Anh khiến các nhà khoa học đau đầu giải mã. Để có thêm các dữ liệu, Nick Loman, người là một phần trong tập đoàn nghiên cứu về Covid-19 Genomics Consortium U.K tại Anh và các đồng nghiệp của ông đã nghiên cứu virus SARS-CoV-2 đang biến chủng như thế nào. Thông qua việc nghiên cứu về sự khác biệt của các biến chủng của virus này, họ có thể theo dõi sự lan rộng của dịch Covid-19 trong cộng đồng.

Ảnh minh họa: Sky News

Với virus SARS-CoV-2, những biến chủng – tức là các lỗi nhỏ được tạo ra một cách tự nhiên khi hệ gen được sao chép – phát triển với nhịp độ ổn định khoảng 1 – 2 lần/tháng, chuyên gia Loman, giáo sư nghiên cứu về hệ gen của vi khuẩn và tin sinh học tại Đại học Birmingham cho biết. Tuy nhiên, với những trường hợp mắc Covid-19 ở Kent, các nhà khoa học đã phát hiện một số lượng lớn thay đổi đáng kể, với tổng cộng 23 biến chủng gia tăng không được theo dõi trước đó và phát triển nhanh hơn so với dự kiến.

“Đây là một phát hiện bất thường và đáng chú ý”, chuyên gia này cho hay.

Phát hiện trên đã khiến các nhà chức trách Anh dấy lên c ảnh báo hồi tuần trước. Một cuộc điều tra của Cơ quan Y tế Công cộng Anh cho thấy biến chủng, còn được biết tới là B.1.1.7 hay 501Y.V1, bắt đầu phát triển vào thời điểm khi số ca mắc tăng vọt tại Kent cũng như một số khu vực khác ở đông nam nước Anh. Việc theo dõi trở về trước qua dữ liệu các mẫu đã cho thấy sự liên quan giữa B.1.1.7 với các bệnh nhân mắc Covid-19 từ 20/9. Tuy nhiên, vào giữa tháng 11, biến chủng này chiếm khoảng 20 – 30% số ca mắc Covid-19 ở London và một khu vực ở phía đông thành phố. 3 tuần sau, con số trên đã lên tới khoảng 60%. Ngày 23/12, các nhà khoa học Anh thông báo về một biến chủng SARS-CoV-2 khác được ghi nhận ở Nam Phi hồi tuần trước, đã được phát hiện ở 2 ca mắc Covid-19 tại Anh.

Các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn về việc biến chủng SARS-CoV-2 đã phát sinh như thế nào hoặc ý nghĩa lâu dài của chúng với sự lây lan của dịch bệnh Covid-19. Một giả thuyết về nguồn gốc của biến chủng này liên quan đến việc các bệnh nhân mắc Covid-19 trong thời gian dài đã được điều trị bằng các liệu pháp như sử dụng huyết tương của những người mắc bệnh đã hồi phục. Việc mắc bệnh kéo dài khiến virus SARS-CoV-2 có cơ hội để sao chép, gia tăng các biến chủng khác thường. Ngoài ra, quá trình sử dụng các liệu pháp trên cũng gia tăng sức ép khiến virus phải tiến hóa nhanh hơn.

“Một vài trong số những người mắc bệnh trong thời gian dài đã tạo nên một số sự thay đổi lớn bên trong virus. Một số người có ức chế miễn dịch. Một số người nhận được huyết tương của người mắc Covid-19. Một số người được điều trị bằng remdesivir”, Ravindra Gupta, nhà virus học tại Đại học Cambridge nhận định.

Nếu nguồn gốc của biến chủng SARS-CoV-2 mới được tìm ra, điều này sẽ tạo nên những thay đổi với việc điều trị Covid-19, Muge Cevik, một giảng viên nghiên cứu về bệnh truyền nhiễm tại Đại học St. Andrews cho hay. Vào thời kỳ đầu đại dịch Covid-19 bùng phát, con đường tốt nhất để điều trị cho các bệnh nhân vẫn chưa rõ ràng. Điều đó dẫn đến các bệnh viện phải đưa ra nhiều phương pháp điều trị khác nhau với hy vọng những sự kết hợp này sẽ có hiệu quả. Tuy nhiên, nếu những phương pháp điều trị như sử dụng kháng thể hoặc các loại thuốc kháng virus góp phần gây ra sự phát triển của các biến thể SARS-CoV-2 thì đó “sẽ là một lời nhắc nhở cho tất cả mọi người trong cộng đồng y tế rằng, chúng ta cần sử dụng các phương pháp điều trị trên một cách thận trọng”.

Biến chủng mới ở Anh – Lời cảnh báo cho cơn ác mộng dài?

Mặc dù các biến chủng làm thay đổi mã gen nhưng không phải lúc nào chúng cũng dẫn đến sự thay đổi bên ngoài của virus hoặc cơ cấu tổ chức của chúng. Đó là lý do tại sao những biến thể mới được phát hiện cần được quan tâm nhiều hơn. Điều đó giống như việc một virus “bước vào một phòng thay đồ và bước ra với một bộ trang phục hoàn toàn mới” thay vì như thông thường nó sẽ chỉ thay đổi cái mũ.

Với 23 biến chủng của virus SARS-CoV-2 được phát hiện ở Anh, 17 biến chủng xuất hiện tại những vị trí trong hệ gen có thể thay đổi sự cấu thành protein của virus, báo cáo gần đây của COVID-19 Genomics Consortium từ giáo sư Loman và các công sự cho hay. Tập đoàn này cũng khẳng định rằng một sự thay đổi lớn như vậy cho tới nay là “chưa từng có tiền lệ” trong đại dịch Covid-19. 8 trong số những thay đổi trên nằm ở các khu vực có thể mã hóa protein gai -chìa khóa để virus SARS-CoV-2 xâm nhập vào các tế bào.

Mặc dù chưa có bằng chứng trực tiếp cho thấy chủng mới của virus SARS-CoV-2 ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của dịch bệnh nhưng các mô hình trong phòng thí nghiệp cho thấy nó có thể khiến virus này dễ dàng lây lan hơn. Một số lượng quá lớn các ca mắc Covid-19 đồng nghĩa với việc số ca nhập viện và số ca tử vong cũng sẽ tăng lên.

Chẳng hạn, các nghiên cứu ở phòng thí nghiệm cho thấy một trong những loại bỏ quan sát được cho thấy việc bỏ đi 2 thành phần trong protein gai, còn được gọi là H69 và V70 có thể khiến virus SARS-CoV-2 tăng gấp đôi khả năng lây nhiễm. Một nghiên cứu khác thì cho thấy biến chủng N501Y làm tăng khả năng liên kết của protein gai. Trường hợp này cũng gia tăng độc lập trong biến chủng 501Y.V2 ở Nam Phi, được phát hiện lần đầu tiên vào tháng 10. Hiện nay, các nhà khoa học đang có nhiều việc cần làm để xác định liệu những thay đổi trên sẽ tạo ra những khác biệt như thế nào trong quá trình dịch bệnh lây nhiễm từ người sang người, chuyên gia Cevik cho hay.

Ngày 18/12, một cơ quan cố vấn của Anh về sự bùng phát các dịch bệnh hô hấp, trong đó có chuyên gia Cevik và một số thành viên của COVID-19 Genomics Consortium đã công bố một bản đánh giá sơ bộ về biến chủng trên. Mô hình của họ cho thấy biến chủng SARS-CoV-2 mới được phát hiện đã tăng 70% khả năng lây nhiễm song chuyên gia Cevik thận trọng cho rằng đánh giá này vẫn chưa chắc chắn. Một số trường hợp lây lan dịch bệnh có thể xuất phát từ hành vi của con người, chẳng hạn như việc tập trung đông người diễn ra thường xuyên hơn sau khi lệnh hạn chế được nới lỏng.

“Các mô hình giúp cung cấp thêm thông tin nhưng vẫn chưa cụ thể”, bà Cevik nhận định, đồng thời cho biết để có câu trả lời, cần phải kết hợp dữ liệu từ các lĩnh vực khác nhau như dịch tễ học, virus học, nghiên cứu về gen và các mô hình.

SARS-CoV-2 đang có cơ hội để tiến hóa nhanh hơn?

Câu chuyện về B.1.1.7 đang bắt đầu trở thành một bí ẩn “trêu ngươi” các nhà khoa học. Nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra khả năng virus có thêm cơ hội để tiến hóa trong con người, nhất là ở các bệnh nhân mắc Covid-19 trong một thời gian dài bởi khi đó SARS-CoV-2 có thể tồn tại trong hàng tuần hoặc thậm chí hàng tháng.

Những trường hợp như vậy khiến virus SARS-CoV-2 có cơ hội để sao chép và tích tụ những biến chủng ngẫu nhiên. Một người đàn ông 45 tuổi không có khả năng đáp ứng miễn dịch (immunocompromised), người đã mắc Covid-19 trong gần 5 tháng trước khi qua đời, được cho là đã “làm gia tăng sự tiến hóa của virus”. Hầu hết các biến chủng xảy ra ở protein gai của virus SARS-CoV-2, bao gồm cả những thay đổi xuất hiện ở cả 2 biến chủng đang được xem xét tại Anh và Nam Phi.

Sau một năm theo dõi chặt chẽ các biến chủng này, các nhà khoa học biết rằng hầu hết các biến chủng đều không đáng lo ngại. Thậm chí một vài biến chủng còn làm giảm khả năng nhân lên của virus. Chẳng hạn, một biến chủng xuất hiện rộng rãi vào năm nay mang tên D614G đã làm tăng khả năng sao chép và lây nhiễm của virus nhưng cũng khiến nó dễ bị vô hiệu hóa bằng các kháng thể.

Tuy nhiên, sức ép từ các liệu pháp điều trị Covid-19 với những bệnh nhân mắc bệnh trong thời gian dài có thể là một phần trong cú hích tiến hóa, cho phép một vài biến chủng có lợi cho virus phát triển.

Một số nghiên cứu đã cho thấy sự tiến hóa nhanh chóng của virus SARS-CoV-2 ở những bệnh nhân mắc bệnh trong thời gian dài. Trong một bài báo gần đây, Gupta và các cộng sự của ông đã ghi nhận biến chủng SARS-CoV-2 xuất hiện vào ngày thứ 63 sau khi một bệnh nhân nhận được 3 đợt điều trị bằng huyết tương. Điều tương tự cũng xảy ra với một bệnh nhân bị ung thư 65 tuổi, người đã hồi phục sau 105 ngày mắc Covid-19. Ngoài ra, một trong số những biến chủng được phát hiện gần đây ở Nam Phi là N439K có lẽ đã giúp virus SARS-CoV-2 tránh được các loại thuốc kháng thể đơn dòng (monoclonal antibody).

Cả Pfizer và Moderna đều đang nghiên cứu liệu các biến thể trên có thể tránh được các kháng thể mà họ tạo ra trong vaccine hay không nhưng những nhà khoa học hàng đầu nghiên cứu các loại vaccine này khẳng định viễn cảnh trên là không thể xảy ra.

Emma Hodcroft, nhà đồng phát triển của Nextstrain, một tổ chức toàn cầu theo dõi sự phát triển của dịch bệnh trong thời gian thực đã nhấn mạnh rằng, việc phát hiện ra biến thể SARS-CoV-2 ở Anh cho thấy tầm quan trọng của việc giám sát trình tự gen của virus này. Trong số 2,1 triệu ca mắc ở Anh, COVID-19 Genomics Consortium đã sắp xếp trình tự của tổng số 137.000 hệ gen SARS-CoV-2, chiếm khoảng một nửa trong tất cả hệ gen đã được sắp xếp trên thế giới. Trong khi đó, Mỹ mới chỉ sắp xếp trình tự của 51.000 hệ gen trong số 18 triệu ca mắc Covid-19 tại nước này.

“Nếu hiện nay chúng ta có thể nỗ lực hết sức để xác định những người mang chủng mới của SARS-CoV-2, xét nghiệm cho họ và đưa họ đi cách ly, thì chúng ta có thể thực sự dập được dịch”, chuyên gia Hodcroft nhận định, đồng thời nhấn mạnh không thể lãng phí thời gian vào lúc này.

“Chúng ta có thể làm được điều đó với 100 người nhưng mọi việc sẽ trở nên khó khăn hơn rất nhiều nếu chúng ta có hàng nghìn người mắc bệnh”, chuyên gia này cho hay.