Đừng lo lắng khi một virus đột biến trong mùa gây bệnh

Đột biến, một từ tự nhiên gợi lên nỗi sợ về những thay đổi bất ngờ và khác biệt. Những cuộc thảo luận thiếu thông tin về đột biến diễn ra trong suốt quá trình virus bùng phát và sự lây lan liên tục của virus SARS-CoV-2. Trên thực tế, đột biến là một phần tự nhiên của vòng đời virus và hiếm khi tác động mạnh đến sự bùng phát.

Nghĩa của từ “đột biến” theo nghĩa chuyên ngành không phản ánh sự phức tạp của thuyết tiến hóa. Theo khoa học viễn tưởng, để “đột biến” phải trải qua quá trình biến đổi đặc biệt. Ví dụ, các nhân vật của truyện tranh Marvel, bộc lộ những khả năng mới khó tin nhờ có sự đột biến. Trong ngành công nghiệp giải trí, sự kịch tính hóa của quá trình tiến hóa thường được khắc họa bằng các đợt bùng phát dịch bệnh đã ngày càng phổ biến. Trong tiểu thuyết Michael Crichton’s The Andromeda Strain,  một sinh vật ngoài trái đất liên tục “đột biến” để có những đặc tính sinh học mới, bao gồm cả khả năng phân hủy nhựa và thoát khỏi sự bao vây. Cuốn sách giả tưởng The Hot Zone đã truyền cảm hứng cho bộ phim kinh dị Outbreak năm 1995, trong đó một loại virus hư cấu giống Ebola biến đổi nhanh chóng để tạo ra chủng mới có khả năng lây truyền qua đường giọt bắn. Với khả năng tiếp cận và  sự xuất hiện ồ ạt của những văn hóa phẩm này, không ngạc nhiên rằng trong suốt giai đoạn bùng phát dịch ở ngoài đời, các nhà báo và các nhà khoa học đôi khi có khuynh hướng nghiên về những quan điểm hư cấu trên.

Những kênh truyền thông chính thống và các nhà khoa học truyền đạt thông tin tràn ngập trong sự lo lắng và có cách diễn giải chưa đúng về sự bùng phát của một loại coronavirus mới- SARS-COV-2 để chứng minh cho thái độ này. Các tiêu đề có nội dung như: truy vết DNA, “đột biến nguy hiểm” làm dấy lên một sự kỳ vọng về virus chắc chắn sẽ đột biến để trở nên nguy hiểm hơn. Các bản tin cảnh báo rằng virus đột biến có thể lây lan nhanh hơn dẫn đến một viễn cảnh về ngày tận thế mà trong đó các nỗ lực y tế công cộng để kiểm soát dịch bệnh trở nên vô ích.

Không giống như khoa học viễn tưởng, việc kịch hóa sự đột biến của virus không phải thứ để cho vui và chúng ta không chỉ nhìn vào các đợt bùng phát khác gần đây để nhận ra mức độ diễn giải quá mức tác động của đột biến ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và sự an toàn của chúng ta. Ví dụ, một đột biến ở màng virus Zika  (prM-S139N) đã xuất hiện trong một dòng virus trước khi gây đại dịch bệnh ở châu Mỹ. Cả hai nghiên cứu trong ống nghiệm và trên chuột đều chỉ ra rằng đột biến này làm tăng độc tính thần kinh. Tuy nhiên trước khi phát hiện này được xác nhận, những thông tin sai lệch bắt đầu được lan truyển rằng đột biến này là nguyên nhân của hội chứng zika bẩm sinh, cụ thể là bệnh đầu nhỏ. Khi zika được phát hiện ở Ấn Độ vào năm 2018, những tuyên bố sai lầm này đã được thúc đẩy bởi chính phủ Ấn Độ để xây dựng những chính sách dựa trên sự giả định sai lầm rằng virus mới xuất hiện không gây hại cho thai nhi.

Trong trường hợp SARS-CoV-2, những đột biến cũng tạo nên câu chuyện riêng, mặc dù các đột biến riêng lẻ hiếm khi gây bùng phát dịch cũng như điều chỉnh các đặc điểm virus học phức tạp. Thay vào đó, đột biến là một khía cạnh tươi vui trong cuộc sống buồn tẻ của virus ARN. Do nhưng virus này có khả năng sử dụng RNA polymerase để nhân lên, nên chúng dễ dàng bị lỗi di truyền, bộ gen của chúng sẽ tích lũy các đột biến trong mỗi chu kỳ sao chép. Các chu kỳ này có thể xảy ra theo giờ, để đảm bảo rằng mỗi một chủ bị nhiễm sẽ có một quần thể virus đa dạng. Khả năng đột biến kinh ngạc là sự thúc đẩy cho sự thay đổi của tiến hóa, nhưng khi đột biến phản lại chính chức năng của virus thì chúng sẽ bị chọn lọc tự nhiên loại bỏ. Do vậy,  một đột biến thay đổi đến mức như thế nào để một virus có thể lan truyền hoặc độc tính có thể sẵn sàng biểu hiện trong quần thể virus, chắc chắn đó sẽ phải là một sự tiến bộ vượt bậc được lựa chọn. Cùng lúc đó, các đặc điểm liên quan của dịch tễ học như cách virus lây truyền và độc tính có thể được quy định bởi nhiều gen.  Như vậy, chúng có khả năng phải đối mặt với những sự chọn lọc tiến hóa nghiệm ngặt vì đòi hỏi rất nhiều đột biến mới có sự tiến hóa. Thật vậy, thông thường sẽ khó tìm thấy những chủng virus đột biến trong giai đoạn virus thay đổi hoặc tìm cách nhân mở rộng phương thức lây truyền trong những khoảng thời gian tiến hóa ngắn mặc dù tỷ lệ đột biến rất cao. Những hạn chế trên đã tạo ra sự không chắc chắn trong việc lựa chọn đặc điểm nào sẽ được giữ lại và di truyền nhanh trong quần thể.

Không chỉ thế, vai trò của chọn lọc tự nhiên ở tiến hóa của virus không dễ dàng tiên đoán được, đưa ra những suy đoán tràn lan xung quanh chu trình tiến hóa của virus trong quá trình điều tra ổ dịch mới. Tuyên bố rằng một loại virus sẽ đột biến trở nên nguy hại hơn trong một đợt bùng phát là một sự kiện quan trọng, mặc dù bóng ma về một virus ‘’siêu sát thủ” có thể là điều vô căn cứ. Trên thực tế, sự tiến hóa của độc tính virus là một chủ đề vô cùng phức tạp mà cần nhiều nghiên cứu chuyên sâu hơn về thuyết tiến hóa và sự phản biện. Đột biến cũng có thể làm cho một virus tăng hoặc giảm độc lực. Ý tưởng thường gặp là độc tính không chỉ thay đổi tăng hoặc giảm,  mà còn là tăng tỷ lệ lây truyền của virus, nghĩa là tăng số lượng virus con cháu. Tuy nhiên, độc tính của virus có thể giảm khả năng truyền nhiễm nếu vật chủ quá yếu để tiếp xúc với những điều kiện khác.

Không thể khẳng định rằng đột biến và và chọn lọc tự nhiên không diễn ra trong suốt quá trình bùng phát dịch hay đúng hơn là mức độ dịch tễ học của chúng rất khó định lượng.  Đột biến là điều cần thiết của virus trong quá trình vật chủ tiến hóa, chẳng hạn như khi virus tràn qua từ ổ chứa động vật sang đến người hoặc sử dụng vector là động vật chân đốt thay thế để truyền bệnh. Ví dụ, ở chikungunya, một đột biến đơn xuất hiện trong vụ dịch đã cho thấy đặc trưng biến đổi đáp ứng với trung gian truyền bệnh muỗi Aedes albopictus, trong khi đột biến đơn GP-A82V ở virus Ebola làm tăng sự nhiễm trùng cho tế bào người. Đó cũng là giả thuyết về đột biến ở cúm gia cầm H5N1 dẫn đầu  trong việc lây truyền từ người sang người, mặc dù điều đó chưa xảy ra. Đó là rất nhiều ví dụ của đột biến gây biến đổi độc lực hoặc gây ra kháng thuốc và qua đó là ảnh hưởng đến sức khỏe con người,  đặc biệt là về những kiểu hình ở bất cứ đột biến đều có thể nguy hiểm trong những cơn đại dịch tiến triển nhanh. Cần có những sự cố gắng rất lớn trong các nghiên cứu thực nghiệm và dịch tễ học để kiểm chứng những typ này.

Những cảnh báo này có lẽ sẽ không ngăn được những câu hỏi liệu đột biến có tăng lên trong SARS-CoV-2, cho phép nó lây lan một cách hiệu quả giữa người với người hoặc làm tăng ca tử vong. Để đối phó, chúng ta có thể xem xét vụ dịch SARS năm 2002-2003, mất đoạn lớn ở đoạn mở đầu vùng 8 và đột biến ở protein gai đã được phát hiện trong những giai đoạn đầu của vụ dịch và cuối cùng đã là loại thống trị trọng vụ đại dịch năm đó. Điều này chỉ ra rằng chúng đã biến đổi để phù hợp hơn với vật chủ là con người. Dựa vào những quan sát này, một số giả thuyết về sự thay đổi cấu trúc di truyền của virus phần nào có ảnh hưởng đến đại dịch. Vậy SARS CoV- 2 có thể thích nghi theo cách tương tự không? Nếu có thì sự biến đổi này có khiến nhiều ca tử vong không? Câu trả lời là không thể.

Đây là thời điểm mà chúng ta nên tái định nghĩa lại khái niệm về đột biến. Đột biến không  phải là biểu hiện của các đặc tính mới và có độc tính cao. Thay vào đó chúng có thể hình thành những hiểu biết về sự bùng phát dịch. Bất cứ tuyên bố nào về hậu quả của đột biến đều cần những bằng chứng thực nghiệm và dịch tễ học cẩn thận. Đột biến là một hệ quả tất yếu của virus. Mô hình và thời gian của đột biến trong bộ máy di truyền virus là chìa khóa cho sự ước tính phả hệ di truyền, cho phép mô tả thời gian của đại dịch trong thời gian thực tế một cách hiệu quả. Sự phát triển của lĩnh vực dịch tễ học về vật chất di truyền đang trở thànhh vũ khí trong giảm thiểu và kiểm soát SARS CoV- 2. Sự tích lũy nhanh chóng và tiếp cận mở về bộ máy di truyền của virus mà đa phần là sự biệt hóa thông qua đột biến cho phép sự điều tra chính xác các mô hình lan truyền của virus. Như vậy thay vì lo sợ sự đột biến, thì hãy tận dụng cơ hội này để nghiên cứu sâu hơn

Tham khảo thêm thông tin tịa bài viết: SARS-CoV-2 kích thích cơ thể chống lại chính bản thân virus?