Tại sao nCoV khó tiêu diệt?
Bí mật xâm nhập, tự sửa chữa lỗi khi đột biến, tồn tại ở cả đường hô hấp trên và dưới, tất cả biến nCoV thành virus nguy hiểm khó đánh bại.
Virus trải qua hàng tỷ năm hoàn thiện khả năng sinh tồn mà không cần dấu hiệu của sự sống như trao đổi chất, chuyển động và sinh sản, biến chúng thành mối đe dọa tiềm ẩn đối với thế giới ngày nay. Điều đó đặc biệt đúng với nCoV, virus đang hoành hành trên khắp thế giới. Tuy chỉ gồm vật liệu di truyền bao quanh bởi lớp vỏ đầy gai protein có bề rộng bằng 1/1.000 lông mi, sự tồn tại của nCoV giống zombie đến mức hầu như không thể coi nó là tổ chức sống.
Ngay khi tiến vào đường thở của con người, virus điều khiển tế bào tạo ra hàng triệu bản sao của chính nó. Khả năng thiên tài của nCoV là nó dễ dàng xâm nhập vào cơ thể người mà nạn nhân không hề biết. Trước cả khi vật chủ đầu tiên phát triển triệu chứng, nó đã phát tán bản sao đi khắp nơi và chuyển sang nạn nhân tiếp theo. Virus này gây chết người ở một số ca nhưng lại diễn biến nhẹ ở nguời bệnh khác, khiến cách ly trở nên không hoàn toàn hiệu quả. Hiện nay, chúng ta vẫn chưa có cách nào để ngăn chặn nCoV.
Virus hô hấp thường lây lan và nhân lên ở hai nơi: trong mũi và họng, nơi chúng có khả năng truyền nhiễm cao hoặc ở phổi, nơi chúng phát tán khó hơn nhưng dễ gây chết người hơn. nCoV đã khéo léo xóa bỏ những khác biệt nêu trên. Nó tồn tại ở đường hô hấp trên để dễ dàng nhảy sang nạn nhân tiếp theo khi vật chủ hắt hơi hoặc ho. Nhưng ở một số bệnh nhân, nCoV có thể cư trú sâu bên trong phổi, đe dọa gây nguy hiểm tới tính mạng. Sự kết hợp này mang đến cho nó độ lây nhiễm như cảm cúm và tính nguy hiểm như họ hàng gần là virus gây dịch SARS năm 2002 - 2003 ở châu Á.
Một đặc điểm khó lường khác của nCoV là thông qua giảm bớt một phần khả năng gây chết người, các triệu chứng của nó ít bộc lộ rõ hơn SARS, có nghĩa mọi người thường truyền virus sang người khác trước khi biết họ nhiễm bệnh. Những virus giống nCoV từng đứng sau nhiều dịch bệnh gây thiệt hại nặng nề nhất trong 100 năm qua như dịch cúm năm 1918, 1957 và 1968, SARS, MERS và Ebola. Tất cả những dịch bệnh này đều truyền từ động vật sang người và mã hóa vật liệu di truyền ở ARN.
Các nhà khoa học cho rằng đó không phải là trùng hợp. Sự tồn tại giống zombie của virus ARN giúp chúng dễ lây nhiễm và khó tiêu diệt. Ở bên ngoài vật chủ, virus trong trạng thái không hoạt động. Chúng không có những dấu hiệu của sự sống và có thể duy trì tình trạng này trong thời gian dài. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm gần đây cho thấy dù nCoV thường phân hủy sau vài phút hoặc vài giờ bên ngoài vật chủ, một số hạt virus có thể sống sót và lây nhiễm trong thời gian 24 giờ trên bìa cứng và 3 ngày trên nhựa và thép không gỉ. Năm 2014, một virus đông cứng 30.000 năm trong lớp đất đóng băng vĩnh cửu vẫn có thể lây nhiễm sang trùng amip khi hồi sinh trong phòng thí nghiệm.
Khi virus gặp vật chủ, chúng sử dụng protein ở bề mặt để xâm nhập vào các tế bào không phòng bị. Sau đó, chúng điều khiển cỗ máy phân tử trong tế bào để sản sinh và lắp ráp vật liệu cần thiết nhằm tạo ra nhiều virus hơn. "Đó là sự chuyển đổi giữa sống và không sống", Gary Whittaker, giáo sư vi trùng học ở Đại học Cornell, Mỹ, nhận xét.
Trong số virus ARN, virus corona, đặt theo hình dáng giống vương miện của các gai protein, có kích thước đặc biệt và tương đối phức tạp. Chúng lớn gấp ba lần virus gây bệnh sốt xuất huyết, sốt Tây sông Nile và Zika, có thể sản xuất thêm protein để tăng cường tỷ lệ sống sót thành công.
"Có thể nói bộ trang bị virus sốt xuất huyết chỉ có một chiếc búa", Vineet Menachery, nhà vi trùng học ở Đại học Texas Medical Branch, Mỹ, so sánh. "nCoV có tới 3 chiếc búa khác nhau, mỗi cái dùng cho một tình huống khác nhau".
Một trong số những công cụ đó là protein đọc sửa cho phép virus corona khắc phục lỗi xảy ra trong quá trình nhân lên. Chúng vẫn có thể đột biến nhanh hơn vi khuẩn nhưng ít nguy cơ tạo ra phiên bản chứa nhiều đột biến lỗi đến mức không thể sống sót. Trong khi đó, khả năng thay đổi giúp virus thích nghi với môi trường mới, dù đó là ruột lạc đà hay đường thở của con người. Các nhà khoa học cho rằng virus SARS có nguồn gốc từ virus ở dơi và truyền sang người qua cầy hương bán ở chợ động vật. nCoV cũng có thể đến từ dơi và lây lan qua vật chủ trung gian như tê tê.
Khi ở trong tế bào, một virus có thể tạo ra 10.000 bản sao của chính nó trong vòng vài giờ. Sau vài ngày, người nhiễm virus sẽ mang hàng triệu hạt virus trong máu. Cuộc tấn công ồ ạt của virus thúc đẩy phản ứng mạnh mẽ từ hệ miễn dịch của vật chủ. Cơ thể giải phóng các chất hóa học để phòng vệ. Nhiệt độ cơ thể tăng cao, dẫn tới triệu chứng sốt. Đội quân tế bào bạch cầu ăn virus tràn tới khu vực lây nhiễm. Andrew Pekosz, nhà vi trùng học ở Đại học Johns Hopkins, Mỹ, so sánh virus với những kẻ trộm phá hoại. "Chúng đột nhập vào nhà bạn, ăn hết thức ăn, sử dụng đồ đạc và đẻ tới 10.000 đứa con. Sau đó chúng rời đi để lại toàn rác", Pekosz nói.
SARS-CoV-2 trên bề mặt tế bào được nuôi trong phòng lab. Ảnh: Viện Y tế Quốc gia Mỹ/AFP.
Tuy nhiên, con người có rất ít biện pháp đề phòng đối với loại "trộm" này. Phần lớn cơ chế kháng khuẩn hoạt động thông qua can thiệp vào chức năng của vi khuẩn. Ví dụ, kháng sinh penicillin chặn một phân tử mà vi khuẩn sử dụng để xây dựng thành tế bào và có hiệu quả với hàng nghìn loại vi khuẩn. Nhưng do tế bào người không sử dụng penicillin, chúng ta có thể uống loại kháng sinh này mà không bị ảnh hưởng nhiều. Nhưng virus lại khác. Do không có cỗ máy tế bào riêng, chúng hợp thành một thể với tế bào con người. Protein của chúng cũng là protein của chúng ta. Điểm yếu của chúng cũng là điểm yếu của chúng ta. Phần lớn thuốc gây hại cho virus cũng sẽ gây hại cho con người.
Vì lý do này, các thuốc kháng virus phải có tính đặc hiệu cao, theo nhà vi trùng học Karla Kirkegaard ở Đại học Stanford, Mỹ. Thuốc kháng virus thường nhắm vào những protein do virus sử dụng bộ máy tế bào để sản sinh trong quá trình nhân lên. Protein này chỉ có riêng ở từng loại virus. Do virus tiến hóa quá nhanh, phương pháp điều trị mà các nhà khoa học phát triển không có tác dụng trong thời gian dài. Đó là lý do tại sao giới nghiên cứu phải thường xuyên phát triển thuốc mới để điều trị HIV và bệnh nhân thường phải kết hợp nhiều loại thuốc kháng virus.
nCoV đặc biệt khó nắm bắt. Dù hành vi của nó khác với họ hàng là virus SARS, gai protein giúp xâm chiếm tế bào của hai loại virus này không có nhiều khác biệt rõ ràng. Việc hiểu rõ cấu tạo protein đóng vai trò quan trọng trong phát triển vaccine, theo Alessandro Sette, giám đốc trung tâm bệnh truyền nhiễm thuộc Viện Miễn dịch học La Jolla, Mỹ. Nghiên cứu trước đây cho thấy gai protein ở virus SARS thúc đẩy phản ứng bảo vệ cơ thể của hệ miễn dịch. Trong nghiên cứu công bố hồi đầu tháng 3, Sette phát hiện điều tương tự cũng đúng với nCoV.
Phát hiện giúp xác nhận gai protein là mục tiêu tốt cho vaccine. Nếu mọi người được tiêm chủng phiên bản protein đó, nó có thể dẫn dắt hệ miễn dịch nhận biết virus và phản ứng chống mầm bệnh xâm nhập nhanh hơn.
"Kết quả nghiên cứu cũng chứng tỏ nCoV không hoàn toàn mới", Sette nói. Nếu nCoV không quá khác biệt với họ hàng là virus SARS, nó có thể không tiến hóa nhanh, vì vậy các nhà khoa học vẫn có thời gian phát triển vaccine. Trong lúc đó, vũ khí tốt nhất mà chúng ta có để chống lại nCoV là các biện pháp y tế công cộng như xét nghiệm, cách biệt cộng đồng và dựa vào hệ miễn dịch của chính chúng ta.
Về mặt tiến hóa, mục tiêu cao nhất của virus là lây lan. Đó là vì những virus có tỷ lệ gây chết người cao như SARS và Ebola thường tự biến mất do không ai còn sống để virus lây lan. Nhưng một mầm bệnh chỉ gây tác hại nhẹ có thể tồn tại vĩnh viễn. Một nghiên cứu năm 2014 phát hiện virus gây bệnh mụn rộp ở miệng đã tồn tại 6 triệu năm. Đó là một loại virus rất thành công, theo Kirkegaard.
Dù cướp đi hàng chục nghìn sinh mạng trên thế giới, nCoV vẫn đang ở giai đoạn đầu trong quá trình tiến hóa. Theo thời gian, ARN của nó sẽ thay đổi. Có thể trong tương lai không xa, nó sẽ trở thành một trong số những virus corona gây cảm lạnh thường tuần hoàn mỗi năm với triệu chứng ho và hắt hơi.
Vũ Linh - Vũ Lan (Theo: Molecular Biology)
In bài viết
