Tiến hóa virus là một "trò chơi" dài và những gì xảy ra đang cho chúng ta manh mối về tương lai của chúng ta với Covid-19.
Vào ngày 9/1/2020, khoảng một tuần sau khi thế giới lần đầu tiên xuất hiện một cụm trường hợp viêm phổi bí ẩn ở miền Trung Trung Quốc, các nhà chức trách thông báo rằng các nhà khoa học đã tìm ra thủ phạm: đó là một loại virus Corona thể mới.
Đấy là một thông báo nghiêm túc và cũng là một thông báo vô cùng quen thuộc. Gần hai thập kỷ trước đó, một loại virus Corona khác đã vượt qua rào cản loài và lan truyền khắp thế giới, tạo ra căn bệnh mới gây chết người được gọi là hội chứng suy hô hấp cấp nặng hay SARS. Loại virus này, được biết đến với tên gọi SARS-CoV, đã lấy đi sinh mạng của 774 người trước khi các cơ quan y tế kịp ngăn chặn nó.
Nhưng ngay cả khi các nhà khoa học lo lắng rằng lịch sử của nó có thể lặp lại, thì chúng ta cũng vẫn nuôi một tia hy vọng khác sáng hơn. Vì mặc dù tất cả các loại virus đều sẽ phát triển nhưng virus Corona được biết đến là tương đối ổn định, thay đổi chậm hơn so với virus cúm thông thường.
Tiến sĩ Adam Lauring, một nhà virus học và bác sĩ chuyên khoa lây tại Đại học Michigan, cho biết: "Tôi nghĩ sẽ có một điều gì đó có lợi cho chúng ta và viễn cảnh ác mộng về nó giống như bệnh cúm - liên tục thay đổi và luôn cần cập nhật vaccine mới - có lẽ sẽ không xảy ra".
Điều mà nhiều nhà khoa học không tính đến là sự lây lan toàn cầu chưa được kiểm soát. Trong những tuần tiếp theo, virus mới, SARS-CoV-2, đã đi từ Vũ Hán, Trung Quốc, đến một con tàu du lịch ở Nhật Bản, một thị trấn nhỏ ở miền Bắc nước Ý và một hội nghị công nghệ sinh học ở Boston. Lan truyền từ hết quốc gia này đến quốc gia khác, bộ theo dõi virus Corona toàn cầu dần chuyển sang màu đỏ. Cho đến nay, hơn 237 triệu người đã bị nhiễm virus và 4,8 triệu người đã tử vong.
Với mỗi lần lây nhiễm lại tạo ra những cơ hội mới cho virus đột biến. Và bây giờ, gần hai năm sau đại dịch, chúng ta đang nghiên cứu bảng chữ cái của các biến thể virus mới: Alpha lây lan nhanh, Beta né tránh miễn dịch và tiếp tục đến Gamma, Delta, Lambda và gần đây nhất là Mu.
Tiến sĩ Lauring nói rằng: "Chúng ta vẫn chưa kiểm soát được ở hầu hết thế giới và điều đó sẽ tạo nhiều cơ hội cho virus phát triển hơn".
Ngay cả đối với virus, tiến hóa là một "trò chơi" dài và mối quan hệ của chúng ta với SARS-CoV-2 vẫn còn rất cơ bản. Các nhà khoa học nói rằng chúng ta rất khó có thể tiêu diệt được virus và rất khó để dự đoán những gì sẽ diễn ra trong vài năm tới - và nhiều thập kỷ tới.
Nhưng di chứng của các trận dịch trong quá khứ, cũng như một số nguyên tắc sinh học cơ bản, cung cấp cho chúng ta manh mối về những gì có thể xảy ra trong tương lai.
Di truyền "ngẫu nhiên" (genetic lottery)
Virus là những cỗ máy sao chép, chiếm quyền kiểm soát các tế bào của chúng ta để tạo ra các bản sao của bộ gen của chúng. Đôi khi chúng sẽ mắc những lỗi nhỏ, tương tự như việc chúng ta mắc lỗi chính tả, trong quá trình sao chép.
Hầu hết những lỗi này không có lợi cho virus, nhiều loại còn có hại và nhanh chóng biến mất. Nhưng đôi khi, một virus tác động đến di truyền "ngẫu nhiên", tạo ra một đột biến mang đến cho chúng lợi thế. Phiên bản virus phù hợp hơn này có thể cạnh tranh với các đồng loại của nó, tạo ra một biến thể mới.
Virus Corona có thể thay đổi theo vô số cách, nhưng có ba khả năng đáng lo ngại là nó có thể trở nên dễ lây lan hơn, có thể né tránh hệ thống miễn dịch của chúng ta tốt hơn hoặc có thể trở nên độc hại hơn, gây ra bệnh nghiêm trọng hơn.
SARS-CoV-2 đã trở nên dễ lây lan hơn. Ông Jesse Bloom, một chuyên gia về sự tiến hóa của virus tại Trung tâm Nghiên cứu ung thư Fred Hutchinson ở Seattle, cho biết: "Virus này đã dễ lây truyền từ người này sang người khác hơn so với nó ở thời điểm tháng 1/2020. Và điều này là do virus đã tiến hóa thành nhiều loại, chúng ta hiểu một vài loại trong số chúng nhưng một vài loại lại không".
Một trong những đột biến đầu tiên đã xuất hiện vào cuối tháng 1/2020. Đột biến đó là D614G, có khả năng ổn định protein đột biến mà virus sử dụng để bám vào tế bào trong cơ thể người, làm cho virus dễ lây nhiễm hơn. Nó nhanh chóng lan truyền và thay thế phiên bản gốc của virus.
Khi virus lây lan, nhiều đột biến xuất hiện hơn, làm phát sinh nhiều biến thể có thể lây truyền hơn. Đầu tiên là Alpha, có khả năng lây nhiễm cao hơn khoảng 50% so với virus ban đầu và ngay sau đó là Delta, có khả năng lây nhiễm cao hơn Alpha khoảng 50%.
Ông Robert Garry, chuyên gia virus tại Đại học Tulane, nói rằng: "Bây giờ, về cơ bản, chúng ta đang ở trong một đại dịch Delta. Vì vậy, sự tăng vọt khác, sự lan truyền khác trong hiện tại là của một biến thể tốt hơn một chút".
Mặc dù một số chuyên gia đã rất ngạc nhiên khi thấy biến thể siêu truyền nhiễm, biến thể mà có hơn một tá đột biến đáng chú ý, xuất hiện rất nhanh. Và sự xuất hiện của nhiều biến thể dễ lây truyền hơn chính là sự tiến hóa của virus.
Nhưng các nhà khoa học không mong đợi quá trình này sẽ tiếp tục mãi mãi.
Có thể có một số giới hạn sinh học cơ bản về mức độ lây nhiễm của một loại virus cụ thể, dựa trên các đặc tính nội tại của nó. Tiến sĩ Bloom lưu ý rằng các loại virus thích nghi tốt với con người, chẳng hạn như bệnh sởi và cúm theo mùa, không liên tục trở nên dễ lây lan hơn. Những ràng buộc đối với khả năng lây truyền không thực sự rõ ràng nhưng ít nhất, virus Corona mới không thể tái tạo cực nhanh hoặc tiến hóa xa vô hạn.
Tiến sĩ Bloom nói rằng sự lây truyền xảy ra khi một người thở ra hoặc ho, virus sẽ bay vào đường thở của người khác và lây nhiễm cho họ. Sự lây nhiễm dường như chỉ giới hạn trong những quá trình đó.
Né tránh miễn dịch
Ngoài việc trở nên dễ lây truyền hơn, một số biến thể còn có khả năng né tránh một số kháng thể của chúng ta. Các kháng thể, có thể ngăn chặn virus xâm nhập vào tế bào của chúng ta, được thiết kế để bám vào các phân tử cụ thể trên bề mặt của virus, cố định vào vị trí giống như các mảnh ghép. Nhưng đột biến gen trong virus có thể thay đổi hình dạng của các vị trí liên kết đó.
Delta né tránh một số kháng thể, nhưng có những biến thể khác, đặc biệt là Beta, thậm chí còn tránh né những "tấm khiên" phòng thủ này tốt hơn nữa. Tuy nhiên, các chuyên gia cho biết có nhiều loại kháng thể khác nhau và một biến thể với một vài đột biến mới khó có thể lọt khỏi tất cả chúng.
"Hệ thống miễn dịch cũng đã phát triển để có nhiều thủ thuật nhằm chống lại sự tiến hóa của virus. Việc biết rằng hệ thống miễn dịch có mức độ đa dạng và phức tạp này giúp tôi ngủ ngon hơn vào ban đêm", Tiến sĩ Pepper nói.
Ví dụ, một số tế bào T tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus, giúp giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh. Cùng với đó, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các loại tế bào T của chúng ta có thể nhận biết ít nhất 30 đến 40 mảnh SARS-CoV-2 khác nhau .
Tiến sĩ Celine Gounder, một chuyên gia về bệnh truyền nhiễm tại Trường Y Grossman, Đại học New York, cho biết: "Việc né tránh các phản ứng của tế bào T khó hơn rất nhiều so với phản ứng của kháng thể".
Và sau đó là các tế bào B, tạo ra đội quân kháng thể của chúng ta. Ngay cả sau khi loại bỏ những tế bào nhiễm virus, cơ thể chúng ta vẫn tiếp tục sản xuất các tế bào B trong một thời gian, cố tình đưa vào các đột biến gen nhỏ. Kết quả là tập hợp đa dạng các tế bào B tạo ra một loạt các kháng thể, một số trong số đó có thể là một kết hợp tốt với biến thể tiếp theo.
Cho đến nay, các nghiên cứu cho thấy rằng các phản ứng kháng thể, tế bào T và tế bào B của chúng ta đều hoạt động đúng như mong đợi khi đối mặt với SARS-CoV-2.
"Virus không quan tâm đến việc giết chết chúng ta"
Các nhà khoa học nói rằng rất khó để có thể dự đoán liệu virus có trở nên nguy hiểm hơn hay không. Không giống như khả năng lây truyền hoặc né tránh miễn dịch, sự độc hại không có lợi thế tiến hóa vốn có.
Tiến sĩ Metcalf cho biết: "Virus không quan tâm đến việc giết chết chúng ta. Sự độc hại chỉ quan trọng đối với virus nếu nó cần để lây truyền". Bởi vì những người nhập viện có thể ít gây lây lan virus hơn so với những người đi lại với chiếc mũi khụt khịt.
Một ví dụ thường được trích dẫn là virus myxoma, được các nhà khoa học Úc phát triển vào năm 1950 khi nỗ lực giảm số lượng loài thỏ châu Âu xâm lấn. Ban đầu, virus myxoma được chứng minh là "vô cùng nguy hiểm", giết chết hơn 99% số thỏ mà nhiễm nó. Tuy nhiên, chỉ sau một vài năm, một số chủng virus nhẹ hơn đã xuất hiện và chiếm ưu thế.
Còn quá sớm để nói liệu độc tính của SARS-CoV-2 có thay đổi hay không. Chắc chắn có thể có sự đánh đổi giữa tính độc và sự lây truyền, các biến thể làm cho người bệnh quá nhanh có thể sẽ không lây truyền xa.
Hơn nữa, điều tương tự làm cho virus dễ lây nhiễm hơn - sao chép nhanh hơn hoặc liên kết chặt chẽ hơn với các tế bào của chúng ta - cũng có thể khiến nó trở nên độc hại hơn. Thật vậy, một số bằng chứng cho thấy Delta có nhiều khả năng khiến người nhiễm bệnh nhập viện hơn các biến thể khác.
Trạng thái cân bằng "không thoải mái"
Mặc dù vẫn còn nhiều con đường khả thi với chúng ta, nhưng điều chắc chắn là SARS-CoV-2 sẽ không ngừng phát triển và cuộc chạy đua "vũ trang" với virus của chúng ta cũng chỉ mới bắt đầu. Chúng ta đã để "thua trong vài vòng" đầu tiên, khi để virus lây lan mà không thể kiểm soát, nhưng chúng ta vẫn có những vũ khí mạnh mẽ để mang đến cuộc chiến này. Đáng chú ý nhất là các loại vaccine hiệu quả cao, được phát triển với tốc độ kỷ lục.
Ngay cả những vaccine thế hệ đầu tiên cũng cung cấp khả năng bảo vệ đáng kể chống lại bệnh tật và có rất nhiều cơ hội để cải thiện chúng bằng cách điều chỉnh liều lượng và thời gian, điều chỉnh chúng cho phù hợp với các biến thể mới hoặc phát triển các phương pháp tiếp cận mới, chẳng hạn như thuốc xịt mũi có thể ngăn chặn sự lây truyền tốt hơn.
Việc nhiễm đột phá hoặc tăng cường không thường xuyên có thể giúp tăng cường khả năng miễn dịch của chúng ta và dạy cơ thể chúng ta nhận biết các đột biến mới. Cuối cùng, khiến chúng ta ít bị tổn thương hơn trước các biến thể tiếp theo.
Trong khi đó, khi số lượng vật chủ hoàn toàn dễ bị tổn thương giảm đi và quá trình lây truyền chậm lại, virus sẽ có ít cơ hội đột biến hơn. Và tốc độ tiến hóa của virus cũng có thể chậm lại khi chúng ta thích nghi với virus tốt hơn.
Các nhà khoa học dự đoán rằng khi quá trình tiến hóa của virus chậm lại và hệ thống miễn dịch của chúng ta bắt kịp, chúng ta sẽ đạt được trạng thái cân bằng khó chịu với virus. Có thể chúng ta sẽ không bao giờ dập tắt được nó, nhưng nó sẽ âm ỉ hơn là thịnh nộ.
Không có gì chắc chắn về điểm cân bằng đó chính xác trông như thế nào hay lây truyền và gây ra bao nhiêu ca bệnh. Một số nhà khoa học dự đoán rằng virus Covid-19 cuối cùng sẽ giống như bệnh cúm, vẫn có thể gây ra bệnh nghiêm trọng và tử vong, đặc biệt là trong các đợt dịch bệnh theo mùa.
Bà Jennie Lavine, người đã khám phá ra khả năng đó với tư cách là một nhà nghiên cứu bệnh truyền nhiễm tại Đại học Emory, lại lạc quan hơn: "Tôi đoán rằng một ngày nào đó, đây sẽ là một nguyên nhân khác gây cảm lạnh thông thường".
Các nhà khoa học cho biết, mặc dù chúng ta không thể đề phòng mọi trường hợp xảy ra, nhưng chúng ta có thể nâng cao tỷ lệ có lợi về phía mình bằng cách mở rộng việc giám sát virus, tăng tốc phân phối vaccine toàn cầu và ngăn chặn sự lây truyền cho đến khi nhiều người được tiêm chủng hơn.
Theo The New York Times
Nguồn: TH&PL