Đột biến có thể tiết lộ cách coronavirus phát tán nhưng vẫn cần cẩn trọng

Nhà virus học Christian Drosten

Nhưng bởi các trình tự gene này mới là một phần rất nhỏ của các trường hợp mắc bệnh và mới cho thấy một vài khác biệt, nên có thể sẽ bị dễ dàng diễn giải vấn đề một cách quá mức, theo quan điểm của nhà virus học Christian Drosten, đại học Charité Berlin. Ngay sau khi công bố trên mạng một giải trình tự gene coronavirus mới vào ngày 28/2/2020, ông đã đưa ngay một cảnh báo như vậy trên tài khoản Twitter của mình.

Cảnh báo của ông không được ai chú ý. Một vài ngày sau đó, Trevor Bedford, ở Trung tâm nghiên cứu ung thư Fred Hutchinson, người từng phân tích nhiều hệ gene virus này và thảo luận về chúng trên Twitter, đã viết rằng này cho thấy dịch bệnh ở Bavaria đã không được ngăn chặn và dẫn đến dịch bệnh ở Ý. Technology Review đã xác nhận “trường hợp ở Munich có thể có phần liên quan tới cơn bùng phát dịch bệnh ở châu Âu” và những người sử dụng tài khoản Twitter kêu gọi Đức phải xin lỗi.

Nhà virus học Eeva Broberg ở Trung tâm Kiểm soát và ngăn ngừa dịch bệnh châu Âu đã đồng ý với Drosten là có nhiều kịch bản hợp lý về cách dịch bệnh chạm đến Bắc Ý hơn là một sự lây lan chưa được xác định từ Bavaria. Những nhà khoa học khác nói Bedford đã làm quá. “Tôi phải đá cho anh ta một cái vì điều đó”, Richard Neher, một nhà sinh học tính toán tại trường đại học Basel vẫn hợp tác với Bedford. “Đấy là câu chuyện mang tính cảnh báo,” Andrew Rambaut, một nhà sinh học tiến hóa phân tử tại trường đại học Edinburgh nói. “Anh không thể tuyên bố nếu chỉ dựa vào mỗi sự phát triển chủng loại.” Bedford sau đó đã lý giải thêm là ông tin tưởng vào việc có hai nguồn riêng rẽ mang mầm bệnh từ Trung Quốc sang châu Âu. “Tôi nghĩ là tôi phải cẩn thận hơn với những phát biểu trên Twitter,” ông nói.

Đây chỉ là một nghiên cứu cụ thể về quyền lực và sự nguy hiểm của việc phân tích thời gian thực về các hệ gene virus. “Đây là một dịch bệnh quan trọng đến kinh ngạc. Chúng ta cần hiểu về cách nó di chuyển,” Bette Korber, một nhà sinh học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Mỹ Los Alamos đang nghiên cứu về hệ gene SARS-CoV-2, bình luận. “Với một sự tiến hóa vô cùng giới hạn, các nhà nghiên cứu đang làm những gì có thể và họ đang đưa ra các đề xuất”.

Dữ liệu về giải trình tự gene là những thông tin vô cùng quan trọng ở thời điểm ban đầu, Kristian Andersen – một nhà sinh học tính toán tại Scripps Research, nói. Trình tự gene sớm đầu tiên vào đầu tháng 1/2020, đã trả lời cho câu hỏi cơ bản nhất: Cái gì là mầm bệnh gây ra dịch bệnh này? Những kết quả trình tự gene tiếp theo cũng là những đề xuất thuyết phục về việc chỉ có một nguồn duy nhất đưa virus vào người từ một loài động vật. Nếu virus này vượt qua rào cản về loài cụ thể theo nhiều nấc thời gian, các nhà khoa học có thể thấy rất nhiều biến thể giữa những trường hợp mắc bệnh đầu tiên ở người.

Hiện tại có rất nhiều sự đa dạng đang xuất hiện. Giống như tất cả các loại virus, SARS-CoV-2 tiến hóa theo thời gian thông qua các đột biến ngẫu nhiên, chỉ một vài đột biến trong số đó có thể được cơ chế sửa lỗi di truyền của virus bắt và hiệu chỉnh. Với độ dài hệ gene là trên 30.000 cặp base, SARS-CoV-2 tích lũy trung bình khoảng một đến hai đột biến mỗi tháng, Rambaut cho biết. “Nó chậm hơn cúm thường khoảng hai đến bốn lần,” ông nhận xét. Với thay đổi ít như vậy, các nhà nghiên cứu có thể vẽ ra được các cây phát sinh loài, giống như cây xác định tương đồng hệ gene (phylogenetic trees), giống như cây phả hệ (family tree). Họ có thể tạo ra các kết nối giữa các trường hợp nhiễm bệnh khác nhau và đo lường xem liệu có phải không dò được sự lan truyền của virus hay không.

Ví dụ, khi các nhà nghiên cứu giải trình tự hệ gene virus thứ hai ở Washington- lấy từ một thiếu niên mắc bệnh vào ngày 27/1/2020 – nó giống như một hậu huệ trực hệ của hệ gene đầu tiên, một trường hợp phát hiện sáu tuần trước đó, với ba đột biến. Bedford đã viết trên tài khoản Twitter của mình là ông đã cân nhắc khả năng “rất khó xảy ra” việc hai hệ gene đó đến từ những nguồn riêng rẽ. “Tôi  tin rằng chúng ta đang đối mặt với một dịch bệnh thực sự tại Washington mà đến giờ chúng ta vẫn chưa dò được”, ông viết. Kết quả phân tích cho thấy điều này là chính xác: Washington đã thông báo có hơn 100 trường hợp nhiễm bệnh và 15 người chết, những hệ gene virus được bổ sung từ mẫu bệnh phẩm đã củng cố thêm mối liên hệ đó. Trong trường hợp này, giả thiết của Bedford lại có vẻ đúng bởi hai bệnh nhân cùng từ Snohomish County, Rambaut nhận định: “Không chắc đúng là virus lại đến chính xác cùng nơi ở Washington”.

Một số kết luận đáng tin cậy khác về sự lây truyền của virus, một phần bởi sự phong phú của hệ gene virus vẫn chỉ là một mảnh nhỏ trong số hơn 100.000 ca mắc bệnh trên toàn thế giới. Dẫu Trung Quốc chiếm tới 80% số ca nhiễm của dịch COVID-19, thì chỉ có 1/3 hệ gene virus được công khai đến từ Trung Quốc – và một số ít trong số đó là từ các ca nhiễm gần đây nhất. Và bởi vì nó từ những ca xuất hiện đầu bệnh dịch, phần lớn các hệ gene vẫn còn rất nhiều điểm tương tự nhau nên rất khó rút ra kết luận. “Chúng ta mới có một vài đột biến, khiến cho việc phân nhóm rất mơ hồ,” Neher nói. “Khi dịch bệnh bùng phát, chúng ta chờ đợi là sẽ thấy nhiều sự đa dạng về hệ gene hơn và nhiều giống dễ nhận biết hơn. Và khi đó sẽ dễ dàng hơn để đặt mọi thứ cạnh nhau để so sánh về mặt di truyền hơn.”

Các nhà khoa học sẽ làm rõ sự đa dạng về hệ gene qua các đột biến có thể thay đổi cách mầm bệnh nguy hiểm như thế nào hay lây lan nhanh như thế nào. Cảnh báo đó cũng được kiểm chứng. Một bài báo của Lu Jian và đồng nghiệp ở trường đại học Bắc Kinh vào ngày 3/3 tại tạp chí National Science Review đã phân tích 103 hệ gene virus và chỉ rõ là họ đã tìm ra một trong hai kiểu gene riêng biệt là S và L, được phân biệt bởi hai biến thể. Bởi 70% giải trình tự hệ gene SARS-CoV-2 thuộc về kiểu L, kiểu gene mới nhất, các tác giả kết luậnlà virus đã tiến hóa và trở nên nguy hiểm hơn, lan truyền nhanh hơn.

Nhưng họ còn thiếu bằng chứng, Rambaut nói. “Những gì họ đã làm về cơ bản là thấy hai nhánh xuất hiện và nói, ‘một cái lớn hơn vì vậy virus phải trở nên độc hại hơn hoặc dễ truyền lây hơn,’” ông nhận xét. Dẫu vậy, chỉ một con virus bị “sổng” và dẫn đến một cơn bùng phát lớn ở nơi nào đó không có nghĩa là nó đang hành xử một cách khác biệt: “Một trong những dòng virus đang trở nên lớn hơn dòng khác chỉ bởi sự tình cờ”. Một số nhà nghiên cứu cho rằng cần rút lại bài báo này. “Những tuyên bố này được tạo ra một cách rõ ràng là vô căn cứ, nhất là trong bối cảnh sự nguy hiểm của thông tin sai lan truyền tại tâm điểm dịch bệnh”, bốn nhà khoa học tại trường Glasgow viết một bài phản hồi về bài báo trên trang www.virological.org (Lu cũng phản hồi và cho rằng cả bốn nhà khoa học này đã hiểu lầm về nghiên cứu của ông).

Phần lớn những thay đổi về hệ gene không làm thay đổi hành xử của virus, Drosten nói. Cách duy nhất để xác nhận một đột biến có ảnh hưởng là để nghiên cứu trong những nuôi cấy tế bào hoặc các mô hình động vật và chứng tỏ là nó có thể xâm nhập tế bào tốt hơn hoặc truyền lây nhanh hơn, ví dụ như thế. Và nếu virus thay đổi theo cách quan trọng như vậy, nó có thể dẫn đến một điều khác, làm cho nó trở nên ít nguy hiểm hoặc nguy hiểm hơn. Vào năm 2018, nhóm nghiên cứu của Drosten đã chứng tỏ vào vào đầu dịch SARS năm 2002–2003, virus đã mất một đoạn nhỏ trong hệ gene của chúng, 29 cặp base trong một gene. Việc đưa trở lại các cặp base trong phòng thí nghiệm để tạo ra virus tốt hơn nhiều so với phần lớn các mô hình nuôi cấy tế bào.

Drosten cho rằng, dường như có vẻ kỳ lạ nếu một đột biến nào đó có thể làm yếu con virus này nhưng điều đó cũng có thể xảy ra khi virus nó xâm nhập vào quần thể người và không phải cạnh tranh với các chủng thiếu đột biến. “Thật đáng buồn, chúng ta không thể loại trừ được virus mới này”, ông cho biết thêm.

Thanh Phương dịch

Nguồn: https://www.sciencemag.org/news/2020/03/mutations-can-reveal-how-coronavirus-moves-they-re-easy-overinterpret