• Rain Le
• 1131
• 10:55 Ngày 25 tháng 12 năm 2020

Tại sao các biến thể coronavirus mới 'đột nhiên xuất hiện' ở Anh và Nam Phi

Tại sao các biến thể coronavirus mới 'đột nhiên xuất hiện' ở Anh và Nam Phi

Một số nhà nghiên cứu nghi ngờ các trường hợp mãn tính cho phép vi rút nhân lên trong thời gian dài và một số liệu pháp mới có thể khuyến khích nó biến đổi.

VÀO ĐẦU THÁNG 12, các ca nhiễm COVID-19 đã tăng vọt ở Kent, Đông Nam nước Anh - và các nhà khoa học muốn biết tại sao. Để có manh mối, Nick Loman, thành viên của Tổ chức Genomics COVID-19 Vương quốc Anh, và các đồng nghiệp của ông đã kiểm tra cách thức mà coronavirus đột biến. Bằng cách xem xét vườn thú có các loại vi-rút gần giống nhau này, họ có thể sơ lược theo dõi sự lây lan của dịch bệnh trong cộng đồng.

Đối với SARS-CoV-2, những đột biến này phát triển với tốc độ ổn định một hoặc hai mỗi tháng, Loman, giáo sư về gen vi sinh vật và tin - sinh học tại Đại học Birmingham cho biết. Tuy nhiên, trong số các trường hợp ở Kent, các nhà khoa học đã tìm thấy một cụm lớn khác biệt đáng kể, với tổng cộng 23 đột biến phát sinh mà không có tín hiệu trước đó và lan nhanh hơn tiên lượng.

"Đó là số lượng đột biến bạn phải xem xét lại các lí luận ,à chúng ta đã biết trước đây," ông nói. "Đó là một phát hiện rất nổi bật và bất thường."

Phát hiện này là một phần nguyên nhân khiến các quan chức Anh phải gióng lên hồi chuông báo động vào tuần trước. Một cuộc điều tra tiếp theo của Public Health England cho thấy rằng biến thể, được gọi là B.1.1.7 hoặc 501Y.V1, bắt đầu phát triển mạnh vào thời điểm các ca bệnh tăng đột biến ở Kent và các khu vực khác của đông nam nước Anh. Truy tìm hồi cứu thông qua cơ sở dữ liệu mẫu được gắn B.1.1.7 với bệnh nhân được phát hiện đầu tiên vào ngày 20 tháng 9. Nhưng đến giữa tháng 11, biến thể này chiếm từ 20 đến 30 % các trường hợp ở London và một khu vực phía đông thành phố. Ba tuần sau, tỉ lệ tăng lên là khoảng 60% . Và vào ngày 23 tháng 12, các nhà khoa học Vương quốc Anh đã công bố một biến thể SARS-CoV-2 riêng biệt được báo cáo vào tuần trước ở Nam Phi đã được phát hiện ở hai người ở Anh.

Các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn về cách thức phát sinh của cụm đột biến hoặc ý nghĩa lâu dài của chúng đối với sự lây truyền của virus. Một giả thuyết có thể về nguồn gốc của chúng liên quan đến những bệnh nhân bị bệnh mạn tính được điều trị bằng các liệu pháp thử nghiệm như huyết tương hồi phục của bệnh nhân nhiễm COVID-19 . Trong những đợt bệnh kéo dài như vậy, virus có nhiều cơ hội để nhân lên, làm tăng tỷ lệ đột biến. Trong khi đó, việc sử dụng nhất quán các liệu pháp có thể gây thêm áp lực lên mầm bệnh trong quá trình phát triển.

Ravindra Gupta , một nhà virus học tại Đại học Cambridge , cho biết: “Một số người bị nhiễm bệnh mãn tính có một số thay đổi khá lớn đối với virus . “Một số bị ức chế miễn dịch. Một số người trong số họ đã có huyết tương dưỡng bệnh. Một số người trong đã được điều trị với remdesivir [kháng vi-rút]. "

Muge Cevik , giảng viên lâm sàng về các bệnh truyền nhiễm tại Đại học St. Andrews , cho biết nếu câu chuyện nguồn gốc bị nghi ngờ này được chứng minh là đúng như vậy, nó có thể có tác động đến việc điều trị . Trước đó trong đại dịch, phác đồ điều trị tốt nhất cho bệnh nhân là không rõ ràng . Điều đó đã khiến các bệnh viện cung cấp cho bệnh nhân một số liệu pháp tự chọn, với hy vọng rằng sự kết hợp nào đó có thể hiệu quả. Nhưng nếu các loại thuốc làn sóng mới như thuốc kháng vi-rút và liệu pháp kháng thể góp phần vào sự phát triển của các biến thể vi-rút, thì đó sẽ là “lời nhắc nhở cho tất cả cộng đồng y tế rằng chúng ta cần sử dụng các lựa chọn điều trị này một cách cẩn thận.”

Trong khi các đột biến chỉnh sửa mã di truyền, chúng không phải lúc nào cũng dẫn đến những thay đổi bên ngoài hoặc bên trong của tác nhân. Đó là lý do tại sao những biến thể mới này đã thu hút được rất nhiều sự quan tâm. Nó giống như thể virus thay đổi hoàn toàn bộ quần áo của mình thay vì chỉ thay chiếc mũ cũ mà thôi

Trong số 23 đột biến ở biến thể của Vương quốc Anh, 17 đột biến nằm ở các vị trí trong bộ gen làm thay đổi các khối xây dựng tạo nên protein của virus, như được mô tả trong báo cáo gần đây của Hiệp hội gen COVID-19 của Loman và các đồng nghiệp của ông. Sự thay đổi lớn như vậy cho đến nay là “chưa từng có” đối với đại dịch COVID-19. Tám trong số những thay đổi đó nằm ở vùng mã hóa cho spike protein - chìa khóa mà SARS-CoV-2 sử dụng để xâm nhập vào tế bào.

Mặc dù không có bằng chứng trực tiếp nào cho thấy tập hợp các đột biến này ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của bệnh, nhưng việc lập mô hình và các công việc trong phòng thí nghiệm trước đây cho thấy khả năng nó có thể làm cho vi rút dễ lây lan hơn. Số ca mắc nhiều hơn có thể đồng nghĩa với việc nhập viện và tử vong nhiều hơn.

Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy rằng một trong những sự xóa bỏ hai spike protein trong đợt tăng đột biến - được gọi là H69 và V70 - có thể tăng gấp đôi khả năng lây nhiễm của virus. Nghiên cứu khác gợi ý rằng một đột biến khác - N501Y - làm tăng khả năng liên kết của protein spike. Biến thể này cũng phát sinh độc lập trong biến thể Nam Phi (501Y.V2) , được phát hiện lần đầu tiên vào tháng 10. Nhưng cần phải làm nhiều việc hơn nữa để xác định xem những thay đổi này có thể dẫn đến sự khác biệt trong việc lây truyền ở người hay không, Cevik nói.

Vào ngày 18 tháng 12, ban cố vấn của Vương quốc Anh về các đợt bùng phát bệnh hô hấp mới nổi - bao gồm Cevik và một số thành viên của Tổ chức gen COVID-19 - đã đưa ra đánh giá sơ bộ về biến thể này . Mô hình của họ gợi ý rằng biến thể có thể chiếm tới 70% khả năng truyền bệnh, nhưng kết quả này là không chắc chắn, Cevik cảnh báo. Một số sự lây lan có thể bắt nguồn từ hành vi của con người, chẳng hạn như nhiều nhóm tụ tập hơn dưới những hạn chế được nới lỏng. Thêm thời gian, nghiên cứu nhiều hơn có thể mang lại sự rõ ràng về vấn đề này.

Cevik nói: “Các mô hình có nhiều thông tin nhưng không cụ thể. Cô ấy lưu ý rằng câu trả lời có thể sẽ đến từ sự kết hợp của các bằng chứng từ nhiều lĩnh vực khác nhau — dịch tễ học, virus học, di truyền học, cũng như mô hình hóa bệnh. "Mọi thứ cùng nhau kể cho chúng ta một câu chuyện."

Câu chuyện về B.1.1.7 bắt đầu từ đâu cũng là một bí ẩn trêu ngươi. Nhiều nhà khoa học đang chỉ ra khả năng có thêm cơ hội cho sự tiến hóa của virus ở những người có hệ thống miễn dịch bị tổn thương. Những bệnh nhân này có xu hướng bị nhiễm trùng mãn tính, trong đó coronavirus có thể tồn tại trong nhiều tuần hoặc thậm chí vài tháng.

Tình huống như vậy tạo ra cơ hội bổ sung để tái tạo và tích lũy các đột biến ngẫu nhiên. Một báo cáo trường hợp của một người đàn ông bị suy giảm miễn dịch 45 tuổi, người đã bị nhiễm bệnh trong gần 5 tháng trước khi chết, ghi lại “sự tiến hóa của vi rút nhanh hơn ”. Hầu hết các đột biến xảy ra ở protein spike, bao gồm cả những thay đổi có ở cả hai biến thể đang được giám sát kỹ lưỡng ở Anh và Nam Phi.

Sau một năm theo dõi chặt chẽ những đột biến này, các nhà khoa học biết rằng hầu hết không làm được điều gì đáng chú ý. Một số thậm chí còn có hại cho khả năng sinh sôi của virus. Ví dụ, một đột biến được quảng cáo rộng rãi trong năm nay - D614G - tăng khả năng sao chép và lây nhiễm của coronavirus đồng thời làm cho vi trùng dễ bị kháng thể trung hòa hơn .

Nhưng áp lực từ các liệu pháp điều trị hiệu quả một phần cho bệnh nhân mãn tính có thể là một phần của sự thúc đẩy tiến hóa cho phép một số đột biến có lợi cho vi rút phát triển. Gupta, người đã dành cả thập kỷ nghiên cứu về sự kháng thuốc của HIV cho biết ý tưởng này cũng tương tự như việc bệnh nhân HIV kháng thuốc sau khi tham gia các khóa học thuốc chưa hoàn chỉnh. Ông nói: “Nếu bạn lấy một chiếc búa tạ vào một hạt, bạn luôn có thể bẻ nó. Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa có một liệu pháp giống như búa tạ cho bệnh nhân COVID-19 mãn tính.

Ví dụ, huyết tương hồi phục có sự khác biệt lớn về hiệu lực giữa các liều nhờ sự biến đổi tự nhiên giữa các dãy kháng thể được tạo ra bởi hệ thống miễn dịch của người hiến tặng, ông nói.

Một vài nghiên cứu trường hợp gợi ý về loại tiến triển nhanh chóng này đối với những bệnh nhân SARS-CoV-2 mãn tính. Trong một bài báo in gần đây , Gupta và các đồng nghiệp của ông đã ghi lại sự đột biến của virus sau khi một bệnh nhân được điều trị ba lần huyết tương dưỡng bệnh bắt đầu từ ngày thứ 63 của bệnh. Hai trong số các đột biến do virus phát triển trong các gen mã cho protein đột biến. Điều gì đó tương tự đã xảy ra bên trong một bệnh nhân ung thư 65 tuổi sống sót sau 105 ngày bị nhiễm virus. Và một trong những đột biến được phát hiện gần đây ở biến thể Nam Phi - N439K - có thể cho phép vi rút vượt qua các loại thuốc kháng thể đơn dòng, theo một bản in trước do COVID-19 Genomics Consortium công bố vào tháng 11.

Tương tự như quá trình tiến hóa của virus nhanh chóng cũng đã xảy ra ở bệnh nhân cúm, Emma Hodcroft cho biết , đồng phát triển của Nextstrain, một kho lưu trữ toàn cầu các mầm bệnh phát triển trong thời gian thực. Tuy nhiên, cô cảnh báo rằng có thể có những câu chuyện nguồn gốc khác. Cô nói: “Hầu như không bao giờ có một cách duy nhất để làm điều gì đó trong sinh học.

Ví dụ, một mô hình toán học năm 2017 về virus norovirus gây rối loạn dạ dày đã dự đoán rằng những cá thể bị suy giảm miễn dịch là quá hiếm để tạo ra các biến thể lây lan rộng rãi. Theo Mark Tanaka , một nhà sinh học toán học và tính toán tại Đại học New South Wales Sydney, tác giả của nghiên cứu, cho biết: Cả Pfizer và Moderna đều đang kiểm tra xem các biến thể có thể thoát khỏi các kháng thể do vắc xin tương ứng tạo ra hay không, nhưng các nhà khoa học tiên phong đằng sau những loại thuốc này tin rằng kịch bản này khó xảy ra .

Hodcroft nhấn mạnh rằng việc phát hiện ra biến thể ở Anhcó ý nghĩa quan trọng của việc giải trình tự bộ gen trong giám sát COVID-19. Trong 2,1 triệu trường hợp của Vương quốc Anh, COVID-19 Genomics Consortium đã giải mã tổng cộng 137.000 bộ gen SARS-CoV-2 , chiếm khoảng một nửa trong số tất cả các bộ gen được giải mã trên toàn thế giới . Ngược lại với Hoa Kỳ, quốc gia chỉ giải quyết được khoảng 51.000 trong số 18 triệu trường hợp.

Điều này giải thích tại sao các nhà khoa học ở Vương quốc Anh có thể hành động quá nhanh và cảnh báo những người khác khi B.1.1.7 từ từ bắt đầu tràn vào Đan Mạch , Hà Lan , Ý , Bỉ , Hồng Kông và Úc —và cách họ vừa phát hiện ra hai trường hợp của biến thể có liên quan đến Nam Phi.

“Nếu chúng ta có thể cố gắng nỗ lực ngay bây giờ để cố gắng xác định những người này có thể là ai, đưa họ đi xét nghiệm, đưa họ vào diện cách ly, thì có thể chúng ta thực sự có thể dập tắt [nó],” Hodcroft nói thêm rằng Không có thời gian để lãng phí. "Chúng tôi có thể làm được điều đó với 100 người, sẽ khó hơn nhiều nếu chúng tôi có hàng nghìn người."

Theo National Geographic PUBLISHED DECEMBER 23, 2020

• Tags:
• infectious disease
• nCoV
• corona
• COVID-19