Tại sao virus corona không ’sống’ nhưng rất khó tiêu diệt?

Sau nhiều tỷ năm tiến hóa, các loại virus học được cách “tồn tại dù không có sự sống” – chiến lược hiệu quả đáng sợ khiến chúng trường tồn, không ngừng đe dọa loài người.

Virus SARS-CoV-2 chết người đã khiến cuộc sống toàn cầu bị đình trệ chỉ là một cụm vật chất di truyền, bao quanh là các protein hình gai nhô ra có bề dày 1/1000 sợi lông mày, trông giống như vương miện (vì vậy có tên “corona”, có nghĩa vương miện).

Chúng như những thây ma vật vờ (zombie), gần như không có dấu hiệu của sinh vật sống. Nhưng ngay khi chúng đi vào đường thở của con người, virus lại kích hoạt, tấn công tế bào, nhân ra hàng triệu bản.

Cách thức hoạt động của SARS-CoV-2 có thể được coi là “thiên tài”, theo bình luận của Washington Post: xâm nhập vào cơ thể người và trước khi con người có triệu chứng thì chúng đã sinh sôi nhanh chóng và lây sang người khác.

Chúng gây hại, tàn phá phổi, gây tử vong ở một số bệnh nhân, nhưng chỉ gây triệu chứng nhẹ ở những người khác, vì vậy chúng luôn có thể lan rộng.

Các nhà nghiên cứu đang chạy đua tìm cách chế thuốc chữa và vắcxin phòng bệnh, nhưng họ đứng trước một loài virus đáng gờm.

Các y bác sĩ chăm sóc cho một bệnh nhân Covid-19 ở Vũ Hán. Ảnh: AFP.

Ở ngoài “giả chết”, vào cơ thể người lại kích hoạt

Virus đường hô hấp thường xâm nhập, sinh sôi ở hai nơi trong cơ thể. Hoặc là ở mũi và họng, nơi chúng lây mạnh hơn, hoặc là ở phần dưới của phổi, nơi chúng sẽ khó lây lan nhưng lại dễ gây tử vong.

Nhưng virus corona chủng mới SARS-CoV-2 lại như hai loại trên gộp lại. Chúng sống ở phần trên của đường hô hấp, để từ đó lây dễ dàng cho nạn nhân tiếp theo sau mỗi tiếng ho, hắt hơi. Nhưng ở một số bệnh nhân, virus mới có thể đi sâu xuống phổi, dẫn đến tử vong.

Như vậy, SARS-CoV-2 có cả khả năng lây lan của cúm thông thường lẫn sự chết chóc của “họ hàng” nó là SARS, vốn gây dịch bệnh ở châu Á năm 2002-2003.

Nhưng khác với SARS, SARS-CoV-2 có tỷ lệ tử vong thấp hơn. Đổi lại, triệu chứng sẽ biểu hiện ít hơn, lâu hơn so với SARS. Như vậy người nhiễm SARS-CoV-2 thường đã lây cho người khác trước khi biết mình nhiễm.

Nói cách khác, SARS-CoV-2 có đủ sự lén lút để lan ra toàn thế giới.

SARS-CoV-2 trên bề mặt tế bào được nuôi trong phòng lab. Ảnh: Viện Y tế Quốc gia Mỹ/AFP.

Các loại virus là thủ phạm gây những dịch bệnh nguy hiểm nhất trong 100 năm trở lại đây: các dịch cúm 1918, 1957 và 1968, SARS, MERS và Ebola. Cũng như virus corona, các virus trên đều có nguồn gốc động vật, đều mã hóa vật chất di truyền trong các chuỗi ARN.

Bên ngoài cơ thể của vật chủ, các virus loại ARN như vậy thường “án binh bất động”. Chúng không có dấu hiệu của sự sống như trao đổi chất, di chuyển hay sinh sản. Và chúng có thể “yên vị” như vậy khá lâu.

SARS-CoV-2 thường bị xuống cấp trong vài phút hay vài giờ bên ngoài vật chủ, nhưng một số hạt phân tử có thể vẫn còn khả năng lây lan lâu hơn – chẳng hạn 24 giờ trên bề mặt bìa, hay thậm chí tới ba ngày trên bề mặt nhựa và thép không gỉ.

Năm 2014, một virus đóng băng 30.000 năm, được các nhà khoa học phát hiện và hồi sinh lại, vẫn có thể lây cho một amíp (một dạng sự sống đơn bào).

Các nhà nghiên cứu đang làm việc với các mẫu virus corona tại trung tâm nghiên cứu vắcxin của Đại học Pittsburgh. Ảnh: AP.

Bật – tắt giữa sống và không sống

Sau khi vào vật chủ, chúng dùng các protein bao quanh mình để “mở khóa” và xâm nhập các tế bào, rồi dùng các cơ chế nội bào để tập hợp các vật chất cần thiết rồi tiếp tục nhân đôi.

“Chúng như có khả năng bật – tắt giữa sống và không sống”, Gary Whittaker, giáo sư virus học tại Đại học Cornell, nói với Washington Post. Ông mô tả virus là thực thể lai giữa hóa chất và sinh học.

Các chủng virus corona như SARS-CoV-2 là một trong nhiều họ virus loại ARN. Trong số các loại virus loại ARN, virus corona có kích thước lớn hơn và có những cơ chế phức tạp hơn.

Một trong những cơ chế “ưu việt” đó bao gồm các protein “soát lỗi”, cho phép chính virus corona sửa lỗi trong quá trình nhân bản. Nhờ vậy, chúng sinh sôi nhanh hơn vi khuẩn thông thường, nhưng vẫn không nhân bản lỗi để rồi bị “chết yểu”.

Khả năng thích ứng nói chung giúp các mầm bệnh thích nghi môi trường mới, lây từ loài này sang loài khác. Các nhà khoa học tin rằng SARS bắt nguồn từ dơi và lây cho người thông qua con cày hương bán ở chợ. Virus SARS-CoV-2 hiện nay cũng có thể có nguồn gốc từ dơi, và được cho là lây cho người qua vật chủ trung gian.

Các nhà nghiên cứu đang chạy đua tìm cách chế thuốc chữa và vắcxin phòng bệnh. Ảnh: AFP.

Chống SARS-CoV-2 với hệ miễn dịch và thuốc kháng virus

Khi vào trong tế bào, virus có thể nhân 10.000 bản của chính mình trong vòng vài giờ. Sau vài ngày, người nhiễm bệnh sẽ có hàng trăm triệu phân tử virus trong chỉ vài giọt máu.

Sự sinh sôi mạnh mẽ của virus khiến hệ miễn dịch phản công, tiết ra các hóa chất. Thân nhiệt tăng lên, gây triệu chứng sốt. Các “binh đoàn” bạch cầu kéo đến vùng nhiễm virus. Các phản ứng này khiến người bệnh bị ốm.

Andrew Pekosz, nhà virus học tại Đại học John Hopkins, so sánh virus như một tên cướp phá hoại.

Hắn vào nhà của bạn, ăn đồ ăn của bạn, dùng bàn ghế của bạn, rồi đẻ ra 10.000 đứa bé. “Phá tan tành ngôi nhà”, ông nói.

Trận chiến giữa virus và hệ miễn dịch vô cùng tàn khốc, tế bào xung quanh bị “vạ lây”. Đồ họa: South China Morning Post.

Thật không may, con người chưa có nhiều cách chống lại những tên cướp này.

Hiện nay, đối với vi khuẩn, hầu hết thuốc kháng khuẩn hoạt động bằng cách can thiệp vào cơ chế của vi khuẩn. Chẳng hạn, penicillin, loại kháng sinh phổ biến nhất thế giới, sẽ “chặn đứng” loại phân tử mà vi khuẩn dùng làm tường tế bào.

Nhờ vậy mà penicillin có tác dụng thần kỳ khi được đưa ra mặt trận trong Thế chiến II, chống được hàng nghìn loại vi khuẩn. Hơn nữa, tế bào con người lại không dùng loại phân tử trên, nên chúng ta có thể dùng penicillin một cách an toàn.

Nhưng virus khác với vi khuẩn. Chúng không có cỗ máy, tế bào riêng, nên chúng hoạt động thông qua tế bào của con người. Protein của chúng cũng là protein của con người. Những thuốc có thể diệt virus cũng sẽ gây hại cho chúng ta.

Vì lý do này, các loại thuốc kháng virus thường phải “ngắm bắn” một cách rất cụ thể và chính xác, theo nhà virus học tại Đại học Stanford Karla Kirkegaard.

Thuốc kháng virus cần phải nhắm đúng các loại protein mà virus cần dùng trong quá trình sao chép. Những protein này là đặc thù ở mỗi loại virus, đồng nghĩa với việc thuốc chữa loại virus này khó dùng cho loại virus khác.

Tệ hơn, vì virus tiến hóa khá nhanh, nếu các nhà khoa học tìm được thuốc chữa, cũng khó có tác dụng lâu dài. Đó là lý do vì sao giới khoa học phải liên tục phát triển thuốc mới để điều trị virus HIV, và vì sao bệnh nhân phải uống một dạng “cocktail”, tức trộn lẫn một vài loại thuốc kháng virus, để cùng một lúc trị một vài biến thể virus.

“Y học hiện đại liên tục phải theo kịp các biến thể virus”, bà Kirkegaard nói.

Riêng SARS-CoV-2 vẫn là dấu hỏi. Mặc dù hành vi của chủng này khác với họ hàng của nó là SARS, dường như không có khác biệt giữa loại protein hình gai bao quanh ngoài SARS-CoV-2 và SARS.

Hiểu được những protein này là điều then chốt trong việc phát triển vắcxin, theo Alessandro Sette từ Viện Miễn dịch La Jolla ở California.

Nghiên cứu trước đây về SARS cho thấy protein bao quanh SARS là thứ khiến hệ miễn dịch phản ứng. Trong một nghiên cứu công bố tuần này, ông Sette cho thấy điều tương tự cũng đúng với SARS-CoV-2.

Một mẫu vắc-xin đang thử nghiệm chống virus corona mới được đưa trở lại tủ đông. Ảnh: AP.

SARS-CoV-2 càng giống SARS, giới khoa học càng lạc quan

Điều đó đem lại sự lạc quan, theo ông Sette, vì cho thấy phương hướng của các nhà khoa học hiện nay là nhắm vào protein để nghiên cứu vắcxin là đúng đắn. Cụ thể, nếu con người tiếp xúc với một phiên bản, cơ thể sẽ được “tập huấn” để nhận dạng, và phản ứng sớm hơn.

“Như vậy, virus corona chủng mới không phải quá ‘mới’”, ông Sette nói.

Một điểm lạc quan nữa là nếu SARS-CoV-2 không khác nhiều so với họ hàng SARS, thì có nghĩa SARS-CoV-2 không tiến hóa quá nhanh. Như vậy các nhà khoa học sẽ có thời gian phát triển vắc xin và bắt kịp.

Trong khi chờ tới lúc đó, vũ khí tốt nhất mà chúng ta có để chống lại virus corona là các biện pháp y tế cộng đồng, như xét nghiệm và duy trì khoảng cách xã hội, cùng với “người gác cổng” cần mẫn là chính hệ miễn dịch của chúng ta, theo bà Kirkegaard từ Đại học Stanford.

Hiểu được cơ chế tàn phá của virus cũng như cơ chế phản kháng của cơ thể là thiết yếu trong việc chống virus. Ảnh: AFP.

Một số nhà khoa học còn lạc quan về một điều nữa: nằm ở chính loại virus này.

Dù có cơ chế hoạt động “thiên tài” và hiệu quả, thậm chí khả năng gây chết người như vậy, “virus không thực sự muốn giết chúng ta. (Nếu không gây tử vong) thì sẽ tốt hơn cho chúng, tốt hơn cho số lượng virus, khi chúng ta vẫn khỏe mạnh”, theo bà Kirkegaard.

Các chuyên gia cho rằng, từ góc độ tiến hóa, mục tiêu cuối cùng của virus là vừa lây lan rộng nhưng chỉ tác động nhẹ nhàng lên vật chủ – tức làm một “vị khách” không mời nhưng lịch sự, thay vì một tên cướp phá hoại. Lý do là nếu vật chủ tử vong nhiều như SARS hay Ebola, virus cũng sẽ không còn vật chủ để lan truyền tiếp.

Virus không gây tử vong mạnh mà chỉ có tác hại nhẹ là loại có thể tồn tại mãi mãi. Một nghiên cứu năm 2014 cho thấy loại virus gây Herpes môi (mụn rộp môi) đã tồn tại theo con người trong 6 triệu năm. “Đó là loại virus quá thành công”, bà Kirkegaard nói.

Nếu nhìn dưới góc độ tiến hóa như vậy, virus corona chủng mới SARS-CoV-2 dường như còn khá “ngây thơ” khi đang lây lan và làm nhiều người tử vong, mà không biết rằng có cách khác “nhẹ nhàng” hơn để tồn tại lâu dài, Washington Post bình luận.

Nhưng qua thời gian, ARN của virus sẽ dần thay đổi. Có thể đến một ngày, không xa, nó sẽ trở thành một trong những chủng cúm mùa thông thường, nổi lên mỗi năm, khiến chúng ta ho, hắt hơi, chứ không có gì nghiêm trọng hơn, theo Washington Post.