Vì sao Covid-19 lại dễ lây lan? SARS-CoV-2 lây lan nhanh

Từ một ca nhiễm phát hiện tại Vũ Hán (Trung Quốc) vào cuối năm 2019, cho đến nay số ca nhiễm đã đạt mốc 100,000 người. Các nhà khoa học đã và đang chạy đua để tìm nguyên nhân khiến SARS-CoV-2 lây lan nhanh đến như vậy. Các nhà khoa học đã đưa 2 lý do chính như sau:

1) Nhiều tế bào người như gan, phổi, ruột non, … có enzyme furin có khả năng hoạt hóa virus bám vào màng tế bào.

2) Liên kết giữa protein hình gai của SARS-CoV-2 với thụ thể ACE2 trên màng tế bào người bền gấp 10 lần so với virus SARS.

Vậy 2 đánh giá này mở ra những vấn đề gì trong chữa trị và ngăn ngừa SARS-CoV-2 và các nhà khoa học còn đang tranh luận điều gì? Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn rõ hơn về những tranh luận của các nhà khoa học hàng đầu trên thế giới xoay quanh vấn đề này.

Một số ít các nghiên cứu phân tích di truyền và cấu trúc đã xác định một protein bề mặt của virus có thể là nguyên nhân khiến nó trở nên dễ dàng lây lan. Các nhóm nghiên cứu khác cũng đang điều tra “cánh cửa” khiến virus corona chủng mới này thâm nhập được vào tế bào, đó là một thụ thể nằm trên màng tế bào. Cả thụ thể tế bào lẫn protein virus đều là mục tiêu tiềm năng của thuốc ngăn chặn dịch bệnh, tuy nhiên các nhà khoa học cũng cho biết còn quá sớm để chắc chắn.

Theo David Veesler: “Hiểu được cách lây truyền của virus là chìa khóa để kiểm soát và ngăn chặn dịch bệnh trong tương lai”.

David Veesler là một nhà nghiên cứu cấu trúc virus của Đại học Washington ở Seattle. Ông cũng là người đã đăng tải phát hiện về protein virus trên tạp chí bioRxiv vào ngày 20 tháng 2.

Virus mới (SARS-CoV-2) đã lây lan dễ dàng hơn rất nhiều so với virus gây hội chứng hô hấp cấp tính SARS (cũng là một loại virus corona) và số người bị lây nhiễm đã cao gấp 10 lần dịch SARS.

Đánh giá về protein hình gai của SARS-CoV-2

Để xâm nhập vào tế bào, virus corona sử dụng một protein hình gai để bám vào màng tế bào, quá trình này được hoạt hóa bởi một enzyme tế bào chuyên biệt. Phân tích bộ gene của SARS-CoV-2 đã tiết lộ rằng protein hình gai của nó khác với các chủng họ hàng gần, và trên protein này có một vị trí được kích hoạt bởi enzyme từ tế bào vật chủ gọi là furin.

Theo Lý Hoa (Li Hua),  thì điều này rất có ý nghĩa bởi vì furin được tìm thấy ở rất nhiều mô của con người, bao gồm phổi, gan, ruột non, điều này đồng nghĩa virus có khả năng tấn công cùng lúc nhiều cơ quan.

• – Lý Hoa (Li Hua) là một nhà nghiên cứu cấu trúc virus của Đại học Khoa học Kỹ thuật Hoa Trung ở Vũ Hán, Trung Quốc, đây cũng là nơi bùng phát dịch bệnh Covid-19.

Theo ông Lý (Li) thì phát hiện này giải thích một số triệu chứng quan sát thấy ở người nhiễm SARS-CoV-2, chẳng hạn như suy gan. Cũng theo lời ông thì SARS và các chủng virus corona khác không có vị trí hoạt hóa furin.

• – Ông Lý (Li) là đồng tác giả phân tích di truyền của SARS-CoV-2 đã từng được đăng trên tạp chí ChinaXiv vào ngày 23 tháng 1.

Theo Gary Whittaker thì vị trí hoạt hóa furin “khiến cho virus (SARS-CoV-2) trở nên hoàn toàn khác biệt so với SARS trên phương diện xâm nhập tế bào, và có thể ảnh hưởng sự ổn định của virus (SARS-CoV-2) và do đó lây truyền bệnh”.

• – Gary Whittaker là một nhà virus học của Đại học Cornell ở Ithaca, New York. Nhóm nghiên cứu của ông cũng có một bài phân tích cấu trúc protein hình gai của virus corona trên tạp chí bioRxiv vào ngày 28 tháng 2.

Nhiều nhóm nghiên cứu khác cũng đã xác định vị trí hoạt hóa có thể cho phép virus lây lan hiệu quả từ người sang người. Họ cũng lưu ý rằng những vị trí này cũng được tìm thấy ở các loài virus khác dễ lây từ người sang người, bao gồm cả các chủng virus cúm gây bệnh nghiêm trọng. Ở những loài virus này, vị trí hoạt hóa được tìm thấy ở một loại protein gọi là haemagglutinin, không phải ở protein hình gai.

Phải thật thận trọng trước khi kết luận

Nhưng cũng có một số nhà khoa học cũng cho rằng đã quá phóng đại vai trò của vị trí hoạt hóa trong việc khiến virus lây lan dễ dàng hơn. Theo Jason McLellan: “Chúng ta không biết liệu đây có phải là một cái gì đó quá ghê gớm hay không.”

• – Jason McLellan là một nhà sinh học cấu trúc của Đại học Texas ở Austin. Ông là đồng tác giả phân tích cấu trúc của virus corona được đăng trên tạp chí Science vào ngày 20 tháng 2.

Các nhà khoa học khác cũng thận trọng khi so sánh vị trí hoạt hóa furin của virus cúm với SARS-CoV-2. Theo Peter White thì protein heamagglutinin không giống hay có bất kỳ liên quan nào đến protein hình gai của SARS-CoV-2.

• – Peter White là một nhà virus học ở Đại học New South Wales ở Sydney, Australia.

Theo Lijun Rong thì virus cúm gây đại dịch được ghi nhận là nguy hiểm nhất (đại dịch cúm Tây Ban Nha năm 1918) thậm chí còn không có vị trí hoạt hóa furin.

• – Lijun Rong là một nhà virus học của Đại học Illinois ở Chicago.

Whittaker cho biết cần có các nghiên cứu kiểm chứng chức năng vị trí hoạt hóa trên tế bào hoặc mô hình động vật. Ông cũng cho biết: “Virus corona là không thể đoán trước được, những giả thiết tốt thường bị sai”. Nhóm của ông cũng đang nghiên cứu thử nghiệm loại bỏ hoặc điều chỉnh vị trí này xem ảnh hưởng đến chức năng protein hình gai như thế nào.

Mục tiêu của thuốc (Hình 2)

Nhóm của ông Lý (Li) cũng đang xem xét các phân tử có thể khóa furin lại, đây là một liệu pháp có thể nghiên cứu. Nhưng tiến độ của họ bị chậm lại do dịch bệnh bùng phát. Ông Lý (Li) sống trong khuôn viên trường và là thành viên duy nhất được phép tiếp cận phòng thí nghiệm của nhóm.

Nhóm của McLellan ở Texas đã xác định một đặc trưng khác có thể giải thích tại sao SARS-CoV-2 lại xâm nhiễm tế bào người thành công đến như vậy. Thí nghiệm của họ đã chỉ ra protein hình gai bám lên một thụ thể của tế bào người gọi là ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2) và bám chặt gấp ít nhất 10 lần so với protein hình gai của virus SARS. Nhóm của Vessel cũng tìm ra điều này, việc này cho thấy thụ thể là một mục tiêu tiềm năng khác để đưa ra liệu pháp hay vaccine. Ví dụ, một loại thuốc có thể khóa thụ thể lại, khiến virus khó xâm nhập vào tế bào hơn.

Sơn Phạm – Lược dịch “Why does the coronavirus spread so easily between people?” đã đăng trên Tạp chí Nature ngày 06 tháng 03 năm 2020.

Tài liệu tham khảo:

1) Walls, A. C. et al. Preprint at bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.02.19.956581 (2020).

2) Li, H. et al. Preprint at ChinaXiv. https://doi.org/10.12074/202002.00062 (2020).

3) Jaimes, J. A., André, N. M., Millet, J. K. & Whittaker, G. R. Preprint at bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.02.10.942185 (2020).

4) Coutard, B. et al. Antiviral Res. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104742 (2020).

5) Wrapp, D. et al. Science https://doi.org/10.1126/science.abb2507 (2020).