Giải thích: Sự đột biến của vi rút và biến thể Covid-19 mới ở Vương quốc Anh

Các biến thể SARS-CoV-2 kiểu Anh lan nhanh cũng có thể phát triển độc lập ở Ấn Độ. Sự ngu dốt không thể là phúc lạc. Một yếu tố cơ bản của giám sát dịch bệnh là độ phủ và mật độ phù hợp để nắm bắt các sự kiện trước khi chúng lây lan rộng rãi. Nhiều hơn nữa việc giải trình tự bộ gen là rất quan trọng.

Hành khách đến từ Vương quốc Anh điền vào các biểu mẫu tại Sân bay Quốc tế Chhtrapati Shivaji ở Mumbai. (Ảnh / Tệp AP)

Năm 2020 sẽ được ghi nhớ với sự xuất hiện của một loại virus mới - SARS coronavirus 2 (SARS-CoV-2) và đại dịch Covid-19 mà nó gây ra. Chỉ còn vài ngày nữa, năm 2020 dự kiến ​​sẽ khép lại với khoảng 84 triệu ca nhiễm Covid-19 được xác nhận và hơn 1,8 triệu ca tử vong.

Bất chấp sự u ám này, đây cũng là một năm đầy hy vọng, với sự phát triển, thử nghiệm và phê duyệt vắc xin với tốc độ đáng kể . Lần đầu tiên, một đại dịch bệnh ở người sẽ được kiểm soát bằng vắc-xin trong thời gian thực.

Người đoạt giải Nobel Joshua Lederberg, một trong những nhà tư tưởng có ảnh hưởng nhất đến sinh học hiện đại, từng nói, mối đe dọa lớn nhất duy nhất đối với sự thống trị liên tục của con người trên hành tinh là vi rút. Hai phát triển gần đây nhắc nhở chúng ta tại sao vi rút có thể là kẻ thù đáng gờm như vậy.

Với việc phát hiện 58 người có kết quả xét nghiệm dương tính với loại coronavirus mới ở Nam Cực , đại dịch đã đến khắp các châu lục. Và một virus đột biến đã xuất hiện ở Vương quốc Anh, nơi có nguy cơ đóng cửa thế giới một lần nữa - một thế giới chỉ mới bắt đầu phục hồi sau các vụ đóng cửa và hạn chế di chuyển.

Sự đột biến của vi rút

Vật chất di truyền hoặc bộ gen của SARS-CoV-2 là một axit ribonucleic (RNA) được tạo thành từ hơn 30.000 đơn vị (được gọi là nucleotide). Trong số các họ virus RNA, coronavirus có bộ gen lớn nhất. Hầu hết các virus RNA khác có trung bình khoảng 10.000 nucleotide. Khi các bộ gen sao chép - bất kỳ bộ gen nào, dù là ADN hay ARN, từ vi rút nhỏ nhất đến con người - đều có lỗi ngẫu nhiên (hoặc đột biến). Mặc dù các sinh vật bậc cao có máy móc để sửa những lỗi này, nhưng vi rút và đặc biệt là ARN thì không.

Hầu hết các đột biến là có hại, và những virus đó không bao giờ được nhìn thấy. Chỉ những đột biến mang lại một số lợi thế chọn lọc mới dẫn đến sự tiến hóa của các biến thể virus mới.

Sự tiến hóa cũng đòi hỏi áp lực chọn lọc. Đối với vi rút, đây có thể là khả năng lây nhiễm tốt hơn và nhân lên với số lượng cao hơn hoặc trốn tránh khả năng miễn dịch của vật chủ. Xác suất thấp của những sự kiện này được bù đắp bởi tốc độ nhân lên của vi rút cao. Ví dụ, mỗi tế bào bị nhiễm coronavirus tạo ra khoảng 1.000 hạt virus mới trong vòng chưa đầy 12 giờ.

Dị nhân ở Anh

Một cụm hoặc dòng phát sinh loài riêng biệt (được đặt tên là B.1.1.7) của SARS-CoV-2 gần đây đã được phát hiện ở Anh. Hai loại virus sớm nhất của dòng này được thu thập lần lượt vào ngày 20 và 21 tháng 9 từ Kent và Greater London. Đến ngày 15 tháng 12, dòng này chứa 1.623 vi rút - 555 từ Kent, 519 từ Đại Luân Đôn, 545 ở các vùng khác của Vương quốc Anh bao gồm Scotland và xứ Wales, và bốn từ Úc, Đan Mạch, Ý và Hà Lan.

Trong mười ngày nữa - vào ngày 25 tháng 12 - số lượng các loại virus biến thể này đã tăng hơn gấp đôi lên 3.575; chủ yếu đến từ Vương quốc Anh, nhưng bây giờ cũng từ Pháp, Ireland, Israel, Hồng Kông và Singapore.

Đột biến làm gì

So với các dòng SARS-CoV-2 ban đầu, các virus thuộc dòng này đã tích lũy 23 đột biến trên 5 gen. Trong số này, có 17 thể đột biến không đồng nghĩa và sáu thể đồng nghĩa; trước đây cũng thay đổi một axit amin tại vị trí đó trong protein. Quan trọng là, trong số 17 đột biến không đồng nghĩa, 8 đột biến nằm ở protein đột biến - loại protein cho phép vi rút bám vào và xâm nhập vào tế bào.

Đột biến N501Y ở một trong những gốc tiếp xúc quan trọng trong vùng liên kết thụ thể (RBD) của protein đột biến làm tăng ái lực của nó với thụ thể ACE2. Đột biến P681H ở vị trí phân cắt giữa vùng S1 và S2 của protein đột biến thúc đẩy sự xâm nhập vào các tế bào nhạy cảm và làm tăng khả năng lây truyền ở các mô hình động vật bị nhiễm bệnh.

Sự thay đổi N501Y cũng liên quan đến việc tăng khả năng lây nhiễm và độc lực trên các mô hình động vật. Cả hai đột biến này trước đó đã được quan sát một cách độc lập, nhưng đã kết hợp lại với nhau ở các virus biến thể ở Anh. Kết quả là một loại virus lây lan nhanh hơn trước.

Chuyên Gia

Tiến sĩ Shahid Jameel là một trong những nhà virus học nổi tiếng nhất của Ấn Độ. Hiện là Giám đốc của Trường Khoa học Sinh học Trivedi tại Đại học Ashoka, trước đây ông làm việc cho Trung tâm Quốc tế về Kỹ thuật Di truyền và Công nghệ Sinh học có trụ sở tại Delhi, sau đó là Giám đốc Điều hành của Liên minh Wellcome Trust / DBT tài trợ cho nghiên cứu sức khỏe.

Nguyên nhân cho sự lo lắng…

Có nhiều lo ngại rằng những đột biến này có thể ngăn cản các xét nghiệm hiện đang sử dụng phát hiện ra vi rút, làm cho nó chết người nhiều hơn hoặc cho phép nó trốn tránh các loại vắc xin đang được phát triển. Không có bằng chứng cho đến nay cho bất kỳ điều nào trong số này. Rốt cuộc, những biến thể này được tìm thấy ở những người được xác định là dương tính với các xét nghiệm RT-PCR hiện có sẵn.

Tuy nhiên, mặc dù không có bằng chứng về bệnh nặng hơn, nhưng có bằng chứng rõ ràng rằng biến thể này dễ lây lan hơn. Những người bị nhiễm sẽ tạo ra nhiều vi-rút hơn trong mũi và cổ họng của họ, và điều đó dẫn đến việc phát tán nhiều vi-rút hơn và lây truyền từ người sang người nhiều hơn.

Mặc dù những biến thể này dường như không gây chết người nhiều hơn, nhưng với nhiều người bị nhiễm bệnh hơn sẽ có số lượng (không phải tỷ lệ phần trăm) các trường hợp nhiễm trùng nặng và tử vong cao hơn. Đây là lý do để lo lắng.

… Và lý do để không

Mặc dù có nhiều đột biến trong protein đột biến, hầu hết các chuyên gia tin rằng vắc xin hiện đang được phát triển cũng sẽ hoạt động trên các loại virus biến thể. Vineet Menachery, một trợ lý giáo sư vi sinh và miễn dịch học tại Đại học Texas Medical Branch ở Galveston, Hoa Kỳ, đã cung cấp bằng chứng đầu tiên cho điều này.

Phòng thí nghiệm của ông đã so sánh hiệu quả của các mẫu huyết thanh từ bệnh nhân Covid-19 được phục hồi để vô hiệu hóa vi rút có hoặc không có đột biến N501Y. Họ không tìm thấy sự khác biệt. Mặc dù chỉ được chia sẻ trên Twitter vào ngày 23 tháng 12 và vẫn chưa phải là một phần của một ấn phẩm, nhưng những kết quả này rất đáng khích lệ và yên tâm.

Du khách nhìn vào bảng thông tin tại ga King’s Cross, khi các nước EU áp đặt lệnh cấm du lịch đối với Vương quốc Anh sau đợt bùng phát coronavirus, ở London, Anh, ngày 21 tháng 12 năm 2020. (Ảnh Reuters)

Chuyến bay tắt, không đột biến

Ấn Độ đã ngừng tất cả các chuyến bay từ Anh và tăng cường giám sát tại các sân bay để ngăn chặn việc nhập khẩu các biến thể có khả năng lây truyền cao. Mặc dù có vẻ là một chiến lược hợp lý, nhưng những biến thể như vậy cũng có thể dễ dàng phát triển trong nước. Rốt cuộc, Ấn Độ có hơn 10 triệu ca nhiễm được xác nhận và ước tính có 150 đến 200 triệu người đã bị nhiễm bệnh.

Một biến thể lây lan nhanh được gọi là 501.V2 xuất hiện độc lập ở Nam Phi và chia sẻ đột biến N501Y với các biến thể ở Anh. Mặc dù biến thể N501Y tăng đột biến vẫn chưa được tìm thấy ở Ấn Độ, nhưng vi rút mang đột biến P681H bắt đầu xuất hiện vào tháng 7 và hiện có 14% SARS-CoV-2 lưu hành ở Ấn Độ mang đột biến này.

Những vi-rút này chủ yếu đến từ Maharashtra, với một số từ Tây Bengal. Sẽ chỉ cần một đột biến nữa để chúng ta có được Vương quốc Anh như ngày nay. Và điều đó cũng khiến chúng tôi ở Ấn Độ lo lắng.

Phản ứng nhanh là chìa khóa

Để ngăn chặn sự xuất hiện của các biến thể virus mới trước khi chúng lây lan rộng rãi trong dân số, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyến nghị xác định trình tự gen của virus từ ít nhất một trong số 300 trường hợp được xác nhận (hoặc 0,33%). Vương quốc Anh đã xác định trình tự 135.572 hoặc 6,2% biến thể virus từ 2,19 triệu trường hợp, trong khi Nam Phi và Mỹ đã báo cáo trình tự gen từ 0,3% các trường hợp được xác nhận.

Tuy nhiên, cho đến nay, Ấn Độ chỉ xác định được 4.976 hoặc 0,05% vi rút trong số hơn 10 triệu trường hợp của mình. Với tốc độ này, chúng ta sẽ không để ý đến sự xuất hiện của các biến thể mới cho đến khi quá muộn. Một yếu tố cơ bản của giám sát dịch bệnh là độ phủ và mật độ phù hợp để nắm bắt các sự kiện trước khi chúng lây lan rộng rãi.

Một cặp đôi băng qua đường khi họ mang theo ô và túi mua sắm, ở Mayfair, trước các biện pháp hạn chế Cấp 4 mới, ở London, Thứ Bảy, ngày 19 tháng 12 năm 2020. (Ảnh AP)

Điều kiện Ấn Độ hòa nhã

Một lý do khác để lo lắng là các điều kiện được giả thuyết để làm phát sinh biến thể của Anh cũng hiện diện ở Ấn Độ. Bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch hoặc bị ức chế miễn dịch, bị nhiễm SARS-CoV-2 mãn tính, vẫn dương tính với RNA của virus trong 2-4 tháng thay vì 2-3 tuần như bình thường. Những bệnh nhân này thường được điều trị bằng huyết tương dưỡng bệnh (đôi khi nhiều hơn một lần) và thường bằng thuốc remdesivir.

Việc giải trình tự bộ gen của virus từ những bệnh nhân như vậy đã cho thấy số lượng lớn các thay đổi nucleotide bất thường. Sự đa dạng di truyền vi rút trong bệnh nhân cũng được biết là tăng sau khi điều trị bằng huyết tương. Tình trạng dinh dưỡng kém là một nguyên nhân được biết đến khiến hệ thống miễn dịch kém và các bác sĩ ở Ấn Độ đã báo cáo tình trạng nhiễm trùng mãn tính ở một nhóm nhỏ bệnh nhân.

Một số ẩn số vẫn còn

Liệu pháp huyết tương và remdesivir cũng đã được sử dụng rộng rãi để điều trị cho bệnh nhân Covid-19 ở Ấn Độ. Hơn nữa, huyết tương đã được sử dụng ở Ấn Độ mà không cần thử nghiệm đầu tiên để tìm mức độ của các kháng thể trung hòa. Tất cả những điều này tạo cơ hội cho các biến thể kiểu Anh cũng xuất hiện ở Ấn Độ. Nhưng chúng tôi đã không trình tự đủ để biết nếu điều đó đã xảy ra.

Ngay cả ở mức độ phủ sóng thấp, các trình tự từ Ấn Độ vẫn bị lệch đối với các vị trí đô thị, đặc biệt là các đô thị nơi đặt các phòng thí nghiệm trình tự. Điều này cần phạm vi rộng hơn để bao gồm tất cả các vùng của đất nước. Hội đồng Nghiên cứu Y khoa Ấn Độ có thể tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình này bằng cách cung cấp quyền truy cập vào các mẫu từ bệnh nhân Covid-19 cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu có khả năng giải trình tự bộ gen và phân tích dữ liệu. Giám sát thời gian thực sẽ cung cấp dữ liệu dày đặc và chi tiết để thiết lập chính sách dựa trên bằng chứng.

Ấn Độ đã ngừng tất cả các chuyến bay từ Anh và tăng cường giám sát tại các sân bay để ngăn chặn việc nhập khẩu các biến thể có khả năng lây truyền cao. (Ảnh Express: Partha Paul)

Tiếp tục với ‘SMS’

Khi vắc xin được triển khai rộng rãi hơn, sẽ có thêm áp lực lựa chọn đối với vi rút phải thay đổi. Các đột biến thoát khỏi vắc xin được biết đến nhiều với các loại vi rút khác và sẽ nổi lên với SARS-CoV2. Chỉ có giám sát di truyền thích hợp mới có thể phát hiện kịp thời bất kỳ trường hợp hỏng hóc vắc xin nào.

Khi chúng ta bước sang năm 2021, thông điệp gửi đến các nhà hoạch định chính sách và công chúng đã rõ ràng. Những người giám sát sức khỏe cộng đồng phải liên tục tìm kiếm bằng chứng mới để đưa ra các chính sách ở cấp độ dân số. Ở cấp độ cá nhân, mỗi người chúng ta phải hướng tới việc giảm sự lây truyền của vi rút - ít lây truyền hơn đồng nghĩa với việc ít có cơ hội để vi rút thay đổi hơn. Và SMS là công cụ duy nhất có sẵn cho chúng tôi tại thời điểm này - hạn chế tiếp xúc xã hội , mặt nạ và sanitisation.

Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN: