VÌ SAO ĐẠI DỊCH CÚM GIA CẦM VẪN CHƯA BẮT ĐẦU XẢY RA?

Theo Science - Một số nhà khoa học đang kiểm tra các đột biến được tìm thấy ở virus H5N1 đã lo ngại rằng, một đợt bùng phát lớn sắp xảy đến, nhưng cũng có những người khác cho rằng diễn biến của mầm bệnh vẫn còn chưa thể dự đoán trước được.

Nếu cả thế giới nhận ra mình đang ở giữa một đại dịch cúm trong chỉ vài tháng nữa, thì đó sẽ không phải là điều đáng ngạc nhiên. Trên khắp thế giới, chim chóc hiện đã phát tán một nhánh mới của virus cúm gia cầm H5N1, biến thể 2.3.4.4b, kể từ năm 2021. Biến thể đó đã chuyển sang đàn gia súc ở bang Texas (Hoa Kỳ) khoảng một năm trước và đang lây lan sang hàng trăm trang trại trên khắp nước Mỹ kể từ đó. Đã có hàng chục ca lây nhiễm ở người tại khu vực Bắc Mỹ. Và trong một số trường hợp, virus này đã biểu hiện chính xác các loại hình đột biến mà chúng ta biết sẽ khiến nó trở nên thích nghi hơn để có thể lây nhiễm vào tế bào người và nhân lên trong cơ thể người.

Hiện chưa có bằng chứng rõ ràng nào về hiện tượng lây lan từ người sang người của virus H5N1, nhưng "đây là trường hợp gần nhất với đại dịch H5 mà tôi từng chứng kiến", Ts. Louise Moncla, một nhà virus học tại Đại học Pennsylvania (Hoa Kỳ) cho biết. "Nếu có lúc chủng H5 sẽ trở thành một đại dịch, thì thời điểm đó sẽ là hiện nay", Ts. Seema Lakdawala, một nhà nghiên cứu về cúm tại Đại học Emory cho biết thêm.

Các chuyên gia khác thì tỏ ra lạc quan hơn, khi lưu ý rằng từng có các loại virus cúm gia cầm mang mối đe dọa tương tự, chẳng hạn như chủng có tên H7N9, đã dần biến mất trong quá khứ. Ts. Caitlin Rivers, một nhà dịch tễ học tại Trung tâm An sinh Y tế Johns Hopkins (Johns Hopkins Center for Health Security) đã đặt câu hỏi: "Tại sao H7N9 không dễ dàng lây truyền từ người sang người và gây ra đại dịch? Tôi cảm thấy thực sự không có cách nào để đoán biết [khuynh hướng của mầm bệnh], và nó có thể đi theo cả hai chiều hướng".

Kể từ khi virus H5N1 lần đầu tiên gây ra một đợt bùng phát ở người tại Hồng Kông vào năm 1997, khiến 18 người bị ngã bệnh sau khi tiếp xúc với gia cầm đã nhiễm bệnh, và giết chết sáu người, loại virus gia cầm này đã được đưa vào đứng đầu danh sách các tác nhân tiềm tàng có thể gây nên đại dịch. Kể từ đó, giới khoa học đã xây dựng một bức tranh toàn cảnh về những biến đổi tối thiểu mà H5N1 có thể cần để lây lan rộng rãi ở người: đột biến trong phần Polymerase (phức hợp khuếch đại và nhân bản gene) của nó - là enzyme mà virus sử dụng để sao chép bộ gen của virus, và đột biến trong bộ phận Hemagglutinin của nó—chữ H trong H5N1—là loại protein mà virus sử dụng để gắn kết vào tế bào vật chủ, giúp ổn định nó cho quá trình lây truyền qua không khí, và giúp nó dễ bám vào các tế bào ở đường hô hấp trên của con người.

Một loạt các phát hiện gần đây dường như đều cho thấy nguy cơ gây ra đại dịch của một nhánh biến thể H5N1 hiện đang lây lan ở gia súc và gia cầm thực sự cao hơn so với suy nghĩ trước đây. Một nghiên cứu kiểm tra các mẫu máu được lấy từ những người công nhân tại các trang trại bò sữa bị nhiễm H5N1 ở bang Michigan và Colorado (Hoa Kỳ) đã phát hiện ra rằng, có nhiều ca nhiễm bệnh ở người không được biết đến, và mỗi ca nhiễm này đều tạo điều kiện cho virus H5N1 ở bò bắt đầu chuyển qua thích nghi với chúng ta nhiều hơn. Một bản báo cáo khoa học sơ bộ mới được công bố cho thấy các virus thuộc nhánh biến thể 2.3.4.4b của H5N1 hiện đang lưu hành có khả năng liên kết với các tế bào biểu mô ở đường hô hấp của con người tốt hơn so với các phiên bản virus trước đây. Và một bài báo cáo khoa học mới được công bố trên Tập san Science vào ngày 5/12/2024 cho thấy trong các nghiên cứu tại phòng thí nghiệm, một đột biến duy nhất tại một vị trí Hemagglutinin, được đánh mã số 226L, là đủ để chuyển sở thích gắn kết của virus từ protein bề mặt tế bào gia cầm sang các thụ thể của con người. Nhiều nhà khoa học đã từng cho rằng cần phải có ít nhất hai đột biến [để làm được điều này]. Nhưng Ts. Jim Paulson của Viện Nghiên cứu Scripps Research, một trong những tác giả [của báo cáo khoa học trên], cho biết một sự thay đổi dựa trên chỉ một đột biến "bao hàm xác suất xảy ra điều đó cao hơn".

Vậy thì tại sao H5N1 vẫn còn chưa gây ra đại dịch?

Câu trả lời đơn giản chính là virus có thể chỉ cần thêm thời gian để đạt được sự kết hợp tương thích của các đột biến. Thông thường thì xác suất đột biến cao của virus cúm sẽ đặt cược nghiêng về phía H5N1: "Nguyên tắc chung của tôi là cứ 1 trong 4.000 hạt [virus] sẽ có đột biến xảy ra tại axit amin mà chúng ta quan tâm", Ts. Paulson nói. Thật vậy, một đột biến chuỗi polymerase mà virus có thể cần, được đánh mã là 627K vì nó dẫn đến axit amin lysine (K) ở vị trí 627 của protein này, đã được tìm thấy nhiều lần ở các chủng lây nhiễm vào động vật có vú, nhưng [kiểu đột biến này] cũng có trong virus được phân lập nơi trường hợp đầu tiên ở người liên quan đến đợt bùng phát ở bò sữa tại Hoa Kỳ.

Mặt khác, các loại virus ở chim, gia súc và con người cho đến nay không có dấu hiệu đột biến ở vị trí Hemagglutinin 226L cho phép H5N1 có thể gắn kết tốt hơn vào thụ thể của con người. Giới nghiên cứu suy đoán rằng điều này có thể cản trở virus theo một cách nào đó, và virus có thể cần một đột biến thứ hai để bù đắp cho những bất lợi này. Hai đột biến này cũng có thể phải xuất hiện theo một thứ tự cụ thể. Ts. Mike Osterholm, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Hoạch định Chính sách Bệnh Truyền nhiễm (Center for Infectious Disease Research and Policy) tại Đại học Minnesota Twin Cities (Hoa Kỳ), cho biết: "Giống như một nút xoay mã hóa trên két sắt ngân hàng: Bạn xoay sang phải, sau đó bạn xoay sang bên trái, rồi bạn xoay sang bên phải, và bạn phải làm được điều đó theo một con số nhất định vào mỗi lần".

Những bước tiến nguy hiểm

Để virus cúm H5N1 gây ra được đại dịch ở người, bộ gene của nó phải có được những đột biến làm thay đổi một số protein của nó. Một số loại đột biến này hiện đã được chứng kiến trong các biến thể virus lây nhiễm cho người, nhưng không có loại nào trong số đó có vẻ như có được khả năng lây truyền tiếp từ người sang người.

Trên thực tế, một số nhà nghiên cứu cho rằng virus có thể sẽ không thể hoán đổi một axit amin ở vị trí 226 ở bên ngoài phòng thí nghiệm. Nhưng sau đó lại xuất hiện trường hợp bí ẩn của một thiếu niên ngã bệnh nặng ở Canada đã phải nhập viện vì H5N1 vào đầu tháng 11/2024. Giải trình tự gene mẫu virus lấy từ bệnh nhân này đã cho thấy một số virus H5N1 đã thay đổi axit amin ở vị trí 226, trong khi ở những người bệnh khác thì không. Ts. Jesse Bloom, một chuyên gia về sinh học tiến hóa tại Trung tâm Nghiên cứu Bệnh Ung thư Fred Hutchinson (Fred Hutchinson Cancer Center) cho biết: "Có vẻ như trong quá trình lây nhiễm bệnh của người này, virus có thể đã biến đổi theo hướng sở hữu ít nhất một số đột biến để thích nghi với cơ thể con người".

Đây không phải là đột biến đáng sợ ở vị trí 226L: Axit amin đã thay đổi thành histidine thay vì leucine. Tuy nhiên, Ts. Tom Peacock, một nhà virus học về cúm tại Viện Nghiên cứu Pirbright (Pirbright Institute) cho biết "điều đó cho thấy rằng những vị trí kể trên có thể được thay đổi trong loại virus này". Và sự thay thế glutamine, cùng với một đột biến khác trong cùng loại virus ở vị trí 190, có thể mang lại tác dụng tương tự như ở 226L. Đối với Ts. Peacock và những chuyên gia khác, phát hiện này đã làm gia tăng mối lo ngại về một đại dịch sắp xảy ra.

Các yếu tố bất thường có thể đã xảy ra trong trường hợp bệnh nhân ở Canada. Cậu thiếu niên này lần đầu tiên khám bệnh vào ngày 2/11/2024 vì bị nhiễm trùng mắt, ho và sốt, và đã nhập viện vào tuần sau đó, khi các triệu chứng bệnh lý trở nên tồi tệ hơn. Tình trạng bệnh lý kéo dài có thể đã đóng một vai trò trong sự thay đổi protein Hemagglutinin, tạo thêm thời gian cho virus tấn công vào một đột biến đích điểm để giành chiến thắng quan trọng. Có lẽ quan trọng hơn, mẫu virus ở cậu thiếu niên này là loại hiện đang lưu hành ở loài chim, chứ không phải ở gia súc. Chủng virus H5N1 ở chim, được đánh mã số là D1.1, rõ ràng đã trải qua quá trình tái tổ hợp, pha trộn với các loại virus khác nhau, có thể là ở trong cơ thể một con chim bị nhiễm hai loại virus cúm gia cầm khác nhau. Trong quá trình này, virus đã có được một loại đột biến neuraminidase mới (là một glycoprotein khác ở bề mặt phân tử virus, cho phép nó gắn kết với axit sialic ở tế bào vật chủ và bám dính dễ dàng hơn vào màng tế bào vật chủ), là chữ N trong H5N1 và là protein mà virus sử dụng để tách các hạt virus mới ra khỏi tế bào [vật chủ] đã sao y tạo ra chúng.

Một số nhà nghiên cứu tin rằng một sự kết hợp đặc biệt của Neuraminidase và Hemagglutinin là rất quan trọng để virus tạo ra một đại dịch thành công. Hai loại protein này có tác dụng đối lập nhau đối với cùng một chuỗi phân tử đường ở bề mặt tế bào người: Hemagglutinin bám vào các chuỗi này, giúp virus xâm nhập các tế bào mới, trong khi Neuraminidase cắt đứt các chuỗi đó, giải phóng bản sao virus mới hình thành [từ quá trình sao y] ra khỏi tế bào vật chủ. Ts. Peacock cho biết: "Nếu Hemagglutinin của bạn quá dính và Neuraminidase của bạn quá kém, bạn sẽ bị mắc kẹt trong tế bào vật chủ mà bạn vừa mới sinh ra". Trong trường hợp mà tình thế này lệch theo hướng ngược lại, virus không thể lây nhiễm vào các tế bào mới.

Trong biến thể H5N1 hiện đang lưu hành ở gia súc, hai loại protein này có thể đang mang kiểu hình gene tương hợp nhau đến mức bất kỳ thay đổi nào ở nơi Hemagglutinin đều tạo ra ngõ cụt vì nó khiến virus trở nên tệ hơn nhiều trong việc lây nhiễm vào tế bào vật chủ. Nhưng Ts. Richard Webby, một nhà nghiên cứu về cúm gia cầm tại Bệnh viện Nghiên cứu Nhi khoa St. Jude (St. Jude Children’s Research Hospital) cho biết, kiểu gene mới kết hợp của chủng virus ở chim đã lây nhiễm cho trường hợp bệnh nhân thiếu niên ở Canada có thể mang nhiều khả năng chuyển đổi thành loại virus dễ tạo ra đại dịch hơn. Ts. Osterholm cũng đồng ý với điều đó. Ông nói: "Loại virus ở gia súc có vẻ khá ổn định và có thể vẫn tiếp tục diễn tiến như vậy trong một thời gian. Còn loại biến thể D1.1 mới là thứ khiến tôi lo lắng".

Ts. Paulson cho biết có thể giới nghiên cứu vẫn chưa xác định được một số thay đổi quan trọng khác mà loại virus này sẽ cần để lây lan hiệu quả từ người sang người. Ông cho biết "khi bạn có được một loại virus mang khả năng gây ra đại dịch, mà điều này thì rất hiếm, rào cản mà bạn xác định là đã được vượt qua có thể không phải là thứ ngăn trở duy nhất. Bạn có thể không nhận ra năm hoặc sáu rào cản khác cũng đã được vượt qua cùng lúc đó".

Hoặc, đáng lo ngại hơn, theo lời Ts. Scott Hensley - nhà nghiên cứu miễn dịch học về virus thuộc Trường Y khoa Perelman của Đại học Pennsylvania (University of Pennsylvania’s Perelman School of Medicine), thì là loại virus ở ca bệnh thiếu niên người Canada thực sự có thể đã hội đủ mọi đặc điểm cần thiết để gây ra đại dịch, nhưng thiếu chỉ một điều kiện duy nhất là phải có nhiều người tiếp xúc với mầm bệnh hơn.

"Cuối cùng, tôi nghĩ đó là một trò chơi về số lượng."