Nhìn lại lịch sử gây tai họa của virus corona

Chỉ trong vòng 17 năm, virus corona đã gây ra 3 trận dịch. Trận dịch thứ nhất thường được gọi là SARS, xảy ra vào năm 2002 tại tỉnh Quảng Đông (Trung Quốc) và lan rộng ra 23 quốc gia. Trận dịch thứ hai là MERS xảy ra chủ yếu ở Saudi Arabia (Trung Đông) vào năm 2012.

Cuối năm 2019, trận dịch có tên là COVID-19 xảy ra ở Vũ Hán, nay đã ảnh hưởng đến 27 quốc gia. Virus corona được nhận dạng là “thủ phạm” của cả 3 trận dịch.

Nhưng điều thú vị (đối với khoa học) là mức độ độc hại (tạm gọi là “độc lực”) của 3 trận dịch rất khác nhau. Một thước đo thống kê về độc lực là tỉ lệ tử vong tính trên số ca bị nhiễm. Trong dịch SARS, tỉ lệ tử vong là khoảng 10% (tính trên 8.096 ca nhiễm). Trong trận dịch MERS, khoảng 34% trên tổng số 2.494 ca nhiễm tử vong. Riêng trận dịch Covid-19 hiện nay, tỉ lệ tử vong có vẻ thấp hơn: theo số liệu chưa đầy đủ là trong khoảng 2%.

Tuy nhiên, đó chỉ là những con số tương đối (phần trăm); nếu dựa vào số tuyệt đối, thì số ca tử vong trong trận dịch Covid-19 là cao nhất so với 2 trận dịch trước đây. Cũng cần nói thêm rằng cúm mùa (cũng do virus corona gây ra) hằng năm cướp đi khoảng 665.000 sinh mạng trên thế giới, dù tỉ lệ tử vong chỉ 1/10.000.

Câu hỏi đặt ra là tại sao có sự khác biệt lớn về độc lực giữa 3 trận dịch dù thủ phạm chỉ là một họ virus? Để trả lời câu hỏi này, ta cần đào sâu khoa học cơ bản liên quan đến virus corona. Kiến thức chúng ta có về virus corona chỉ qua nghiên cứu khoa học, và chưa đầy đủ. Hơn thế, nghiên cứu về virus corona thật sự chỉ tích cực sau trận dịch SARS, khi các nhà khoa học quan sát thấy tỉ lệ tử vong lên đến 10% (so với cúm mùa là 0,01%).

Virus corona là “ai”?

Virus corona được xếp vào nhóm “enveloped single-stranded RNA”. Cách định danh này nói lên hai sự thật: một là hệ gen của chúng là RNA (chứ không phải DNA như vài người hiểu lầm), hai là hệ gen của chúng “gói” trong một cái vỏ giống protein như bao thư. Cần nói thêm rằng DNA (deoxyribonucleic acid) và RNA (tên gọi là ribonucleic acid) đều được cơ cấu từ nucleotide, nhưng DNA có 4 mẫu tự A, T, G, C, còn RNA thì A, G, C, U (uracil). Do đó, nếu DNA có cặp đôi AT thì RNA là AU. DNA có hai dây xoắn với nhau, còn RNA chỉ có 1 dây.

Cơ cấu của virus corona gồm protein chính: màng nhầy (membrane), “bao thư” hay vành ngoài (envelope), RNA trong “bao thư”, và “dùi cui” (spike) phía ngoài. Hình dạng của siêu vi khuẩn giống như cái vương miện, nên được đặt tên là “corona”.

Các virus corona có “sợi dây” RNA dài đến 30.000 mẫu tự - độ dài được xem là dài nhất so với các loài virus khác. Chúng ta biết rằng cấu trúc của các con virus corona bao gồm 4 protein cơ cấu. Bốn protein này là nucleocapsid, envelope, membrane và spike. Protein nucleocapsid có chức năng hình thành các chất liệu di truyền cơ bản, và có hình trái banh tròn (hình 1). Bề ngoài của nucleocapsid là cái “bao thư” (envelope) và màng nhầy (membrane). Còn protein spike có hình dáng một cái dùi cui, và nó cắm trên “trái banh”. Nên nhìn con virus này giống cái vương miện hình tròn, và được đặt cái tên hơi vương giả là “corona”.

Virus Corona lây sang người bằng con đường nào?

Virus sống nhờ một động vật hay người, gọi chung là “ký chủ”. Đến nay, ta đã biết khá chắc chắn rằng ký chủ đầu tiên của virus corona là loài dơi. Cơ sở khoa học là qua phân tích giải trình tự gen (gene sequencing). Đây là một phương tiện rất tuyệt vời để so sánh trình tự gen giữa các loài vật. Kết quả giải trình tự gen con virus corona trong dơi gây ra dịch Covid-19 năm nay cho thấy 95-97% trình tự gen của virus giống với trình tự gen của virus corona trong loài dơi.

Thật ra, dơi đã bị nhiễm virus corona rất lâu, nhưng dơi không bị những chứng bệnh như người khi bị nhiễm virus corona. Một giả thuyết cho sự khác biệt này là hệ thống miễn dịch của dơi có vẻ chấp nhận virus corona, còn hệ miễn dịch của người thì phản ứng thái quá trước sự xâm nhập của virus.

Trận dịch Covid-19 xảy ra ở Vũ Hán, nơi xảy ra được xem là chợ thủy sản chuyên bán những động vật sống và cả động vật quý hiếm. Một số người làm việc trong chợ này bị nhiễm virus corona đầu tiên, và họ lan truyền sang người khác. Tuy nhiên, chợ thủy sản này không buôn bán dơi. Do đó, người bị nhiễm phải tiếp xúc với một động vật ký chủ khác tại chợ. Câu hỏi đặt ra là động vật ký chủ trung gian là gì đã trở thành một chủ đề nghiên cứu rất tích cực.

Để nhận dạng ký chủ trung gian, phương pháp giải trình tự gen lại được ứng dụng. Công trình nghiên cứu do Đại học Nông nghiệp, Quảng Châu (Guangzhou) so sánh trình tự gen của virus corona lây nhiễm con tê tê và người thì thấy trùng hợp đến 99%. Chứng cứ này rất quan trọng, vì hàm ý rằng tê tê là ký chủ trung gian đưa virus corona đến người trong trận dịch Covid-19.

Một cách khác để nhận dạng ký chủ trung gian là qua phân tích thụ thể (receptor). Trong sinh vật học, thụ thể có thể ví như cánh cửa của một tế bào; cửa có mở thì “khách” mới vào được. Các nghiên cứu chỉ ra rằng tất cả các virus corona gây ra dịch SARS, MERS (và có thể CoviD-19) đều dùng một thụ thể có tên là ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2 receptor). Thụ thể này hiện diện trong loài dơi, heo và cầy hương. Do đó, ngoài tê tê, rất có thể heo và cầy hương là những vật trung gian “đưa đường dẫn lối” virus từ dơi sang người. Trước đây, người ta nghi ngờ rắn hổ mang là vật trung gian, nhưng các phân tích mới cho thấy nghi ngờ này không có cơ sở khoa học.

Hình 2: Virus corona đã lây nhiễm dơi rất lâu. Nhưng siêu vi khuẩn này nhảy từ dơi sang người phải qua một động vật ký chủ trung gian, mà cho đến nay vẫn chưa rõ ràng. Rất có thể ký chủ trung gian là loài tê tê, cầy hương, hay/và heo.

Nhưng virus từ ký chủ trung gian “nhảy” sang người bằng cách nào? Đây là câu hỏi quan trọng, nhưng cho đến nay chúng ta vẫn chưa có câu trả lời rõ ràng. Giả thuyết là rất có thể người bị nhiễm virus corona đầu tiên có tiếp xúc với một động vật ký chủ trung gian (tê tê, cầy hương, heo). Tiếp xúc này dưới hình thức nào thì chưa ai biết, nhưng rất có thể là sờ hay ăn tiết canh động vật bị lây nhiễm.

Một số báo cáo khoa học mới đây cho thấy virus corona lây lan từ người sang người. Tuy nhiên, cơ chế lây lan từ người sang người cũng là một điều chưa rõ. Chúng ta biết rằng virus corona không lây qua đường không khí. Chúng chỉ có thể đi với một yếu tố trung gian: những cái hắt hơi và ho, vốn có thể làm phun ra môi trường hàng trăm ngàn giọt li ti (bao gồm chất lỏng, đàm, nước bọt, gọi chung là “droplets”). Do đó, nếu một người bị nhiễm virus corona hắt hơi hay ho, và nếu người đứng gần (1,8m) trong thời gian 10 phút sẽ rất dễ bị lây nhiễm.

Một cơ chế lây nhiễm khác được đặt ra là các giọt droplets đọng lại trên bề mặt của các vật dụng như bàn, ghế, sàn, cánh cửa, tay cầm... Theo số liệu nghiên cứu thì các droplets chứa virus có thể tồn tại trong một khoảng thời gian, theo một nghiên cứu từ Đức, từ 4-5 ngày trong điều kiện nhiệt độ phòng (tức 20 độ C), thậm chí chúng có thể sống tối đa đến 9 ngày. Nhiệt độ càng thấp và càng ẩm thì virus corona sẽ sống lâu hơn.

Khi xâm nhập vào người, virus corona làm gì?

Tất cả virus chỉ có một việc: xâm nhập vào ký chủ và nhân bản càng nhiều càng tốt. Sau khi nhân bản, chúng lại xâm nhập vào các tế bào khác. Để nhân bản, chúng phải dùng đến “bộ máy” RNA, và vấn đề xuất phát từ đây. Bộ máy nhân bản RNA không có cơ chế chỉnh sửa như DNA, nên sai sót trong nhân bản xảy ra khá thường xuyên. Khi RNA của virus càng dài, quá trình nhân bản càng xảy ra nhiều sai sót. Sai sót của chúng có thể là tai họa cho con người, bởi vì sai sót ở đây có thể hiểu là “biến hóa” không lường trước được, và những con virus có thể kháng thuốc rất nhanh.

Như giải thích ở trên, để xâm nhập vào ký chủ, virus phải kết nối với một thụ thể. Các virus SARS-Cov kết nối với thụ thể có tên là ACE2 (viết tắt của angiotensin-converting enzyme 2). Nhưng virus gây dịch MERS thì dùng thụ thể DPP4. Tuy nhiên, cả hai thụ thể ACE2 và DPP4 đều được tìm thấy ở tế bào phổi và vài cơ phận khác. Thụ thể DPP4 hoạt động tích cực ở phần dưới của phế quản. Sự phân bố của các thụ thể này trong các mô và cơ phận có thể là yếu tố giải thích tại sao một số virus như MERS lại độc hại hơn Covid-19.

Phổi là mục tiêu tấn công của các virus SARS-Cov. Virus corona gây cảm cúm lây nhiễm phần trên của hệ thống hô hấp như mũi và cổ họng, còn SARS-Cov thì lây nhiễm ở phần dưới (tức lá phổi). Người bị lây nhiễm SARS-Cov sẽ biểu hiện các triệu chứng giống như cảm cúm, tức sốt và ho. Trong nhiều trường hợp, bệnh nhân sẽ bị khó thở và viêm phổi.

Phản ứng của hệ miễn dịch của ký chủ

Đằng sau các triệu chứng trên là một chu trình hoạt động của virus. Thoạt đầu, sau khi xâm nhập vào các tế bào phổi. Có hai nhóm tế bào phổi: một nhóm chuyên sản sinh ra chất nhầy, và một nhóm sản sinh các “dùi cui” mỏng giống như sợi tóc gọi là celia. Chất nhầy có chức năng bảo vệ lá phổi, còn dùi cui celia có nhiệm vụ tuần tra vòng chất nhầy và loại bỏ các virus và thứ chất. Chính dùi cui celia là mục tiêu tấn công của các virus corona. Trong nhiều trường hợp, các virus SARS-Cov có thể tiêu diệt nhóm celia, sau đó chúng sẽ nhân bản nhiều đến độ có thể gây tác hại.

Nhưng cơ thể chúng ta không “ngồi yên” để virus tấn công. Cơ thể chúng ta có hai hệ thống miễn dịch: hệ nội sinh (innate immune system) và hệ thích ứng (adaptive immune system). Hệ thống miễn dịch nội sinh có nhiệm vụ bảo vệ chúng ta, bằng cách nhận dạng các virus xem chúng có gì và đi với ai, sau đó gởi tín hiệu báo động đến các cơ phận khác để phòng thủ hoặc tấn công virus.

Trong điều kiện bình thường, hệ miễn dịch làm việc rất tốt trong việc chống trả virus. Khi tế bào bị virus tấn công, một hệ thống phòng thủ được hệ miễn dịch nội sinh kích hoạt. Sau kích hoạt, các tế bào sẽ tiết ra một protein có tên là interferon. (Chữ interferon có nguồn gốc từ “interfere” trong tiếng Latin có nghĩa là can thiệp, cản trở). Protein interferon lại kích hoạt một loạt hoạt động chống virus. Các hoạt động này bao gồm đóng cửa “nhà máy” sản xuất protein để làm cho tế bào chết đi, và như thế thì virus sẽ khó có đường xâm nhập.

Nhưng trong vài trường hợp, hệ miễn dịch trong người bị rối loạn, các đội quân tế bào của hệ miễn dịch có thể tiêu diệt bất cứ vật nào trên đường chúng “hành quân”, nói ví von thì đây là “thiệt hại ngoài dự kiến”. Một trong những tác động đó là làm suy giảm tế bào T và cytokines - hai yếu tố rất quan trọng trong phòng vệ. Nói cách khác, chúng ta mắc bệnh một phần là do hệ thống miễn dịch nội sinh phản ứng thái quá [khi virus tấn công], và một phần là do virus xấu tấn công.

Ở đây cần phải ghi chú rằng hệ miễn dịch của dơi hoạt động rất khác với người. Nhiều nghiên cứu cho thấy những phân tử tín hiệu (signaling molecule) trong hệ thống miễn dịch của con người bị ức chế trong dơi. Chẳng hạn như nồng độ interferon trong dơi không tăng cho dù bị virus corona tấn công. Nói cách khác, hệ miễn dịch của dơi có vẻ “vui sống” với virus, và đó là lý do tại sao dơi không mắc bệnh khi bị nhiễm virus corona.

Bởi vì hệ miễn dịch của chúng ta bị “cuống cuồng” chống trả SARS-Cov, nên gây tổn hại không chỉ cho phổi mà còn vài cơ phận khác. Thật vậy, điều này có thể giải thích cho kết quả của một phân tích trước đây cho thấy hơn 90% bệnh nhân trong trận dịch MERS mắc một số triệu chứng khác như tăng men gan, suy giảm bạch cầu và platelet, suy giảm huyết áp. Trong vài trường hợp hơi hiếm, bệnh nhân còn bị tổn thương ở thận và suy tim.

***

Với những dữ liệu và chứng cứ từ nhiều nghiên cứu khoa học liên quan đến virus corona trong thời gian 2 thập niên qua, bức tranh về đường đi của virus này đến người dần dần đã rõ. Một điều chắc chắn là virus corona gây dịch Covid-19 hiện nay và SARS và MERS trước đây xuất phát từ dơi. Từ dơi, các virus này có thể nhảy sang một ký chủ trung gian, và ký chủ này rất có thể là loài tê tê, cầy hương, hoặc/và heo. Tuy nhiên, từ ký chủ trung gian sang người bằng cơ chế nào thì vẫn là một câu hỏi chưa có câu trả lời. Nhiều nghiên cứu mới nhất cho thấy virus này còn có khả năng lây từ người sang người, và cơ chế rõ rệt nhất là hắt hơi hay ho.

Khi virus corona xâm nhập vào người, chúng chọn phổi là mục tiêu tấn công qua “cánh cửa” thụ thể ACE2. Sau khi xâm nhập vào phổi, chúng lập tức nhân bản càng nhiều càng tốt, nhưng vì thành tố của chúng là RNA không có cơ chế chỉnh sửa, nên chúng có thể đột biến nhanh, khó kiểm soát được. Khi đã đủ mạnh, chúng có thể gây ra các triệu chứng như sốt và ho, hay nặng hơn là viêm phổi.

Để đối phó với sự xâm nhập của virus, hệ thống miễn dịch nội sinh trong người được kích hoạt. Trong quá trình kích hoạt, protein interferon được sản sinh để làm chết tế bào để virus không thể nhân bản. Thế nhưng sự phản ứng kịch liệt và thái quá của hệ miễn dịch một mặt có tác động diệt virus, nhưng mặt khác cũng gây tác hại cho các cơ phận khác. Tiểu đường là một trong những “nạn nhân” của sự phản ứng thái quá của hệ miễn dịch, và điều này giải thích tại sao bệnh nhân tiểu đường có nguy cơ tử vong tăng cao khi họ bị nhiễm virus corona.

Còn rất nhiều câu hỏi liên quan đến virus corona chưa có lời giải đáp chắc chắn (và rất khó có cái gì chắc chắn trong khoa học), nhưng những gì chúng ta biết có ý nghĩa thực tế trong việc phòng và chữa bệnh. Trận dịch này là một lời nhắc nhở người Việt chúng ta cần phải tập thói quen vệ sinh mới để tối thiểu hóa các mầm mống lây bệnh. Những phản ứng cuống cuồng thái quá, và những biện pháp không có bất cứ cơ sở khoa học nào không giúp gì cho việc phòng chống dịch. Phòng chống dịch hôm nay và tương lai phải bắt đầu từ những thay đổi tích cực về hành vi cá nhân ở cấp độ cá nhân.■

Tiểu đường và virus corona Một trong những đối tượng có nguy cơ tử vong cao là bệnh nhân tiểu đường. Một nghiên cứu từ Hong Kong cho thấy trong nhóm người bị nhiễm virus corona (SARS-Cov và SARS-Cov-2), những bệnh nhân tiểu đường có nguy cơ tử vong cao gấp 8 lần so với người không bị tiểu đường. Câu hỏi đặt ra là tại sao tiểu đường trở thành một yếu tố nguy cơ tử vong ở bệnh nhân nhiễm virus corona? Theo quan điểm “truyền thống” thì tiểu đường là bệnh lý liên quan đến hệ thống chuyển hóa, nhưng nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy tiểu đường có thể xem là một bệnh lý liên quan đến hệ thống miễn dịch. Cơ sở khoa học của quan điểm này là hiện tượng kháng insulin (đặc điểm chính ở bệnh nhân tiểu đường) là hệ quả của các tế bào B và các tế bào khác tấn công. Cần nói thêm rằng tế bào B là trung tâm của hệ thống miễn dịch và có chức năng điều phối việc sản sinh các antigen để chống sự xâm nhập của virus. Giả thuyết đặt ra là khi bệnh nhân tiểu đường bị SARS-Cov tấn công, hệ thống miễn dịch sẽ được kích hoạt để chống trả (hình 3). Nhưng như mô tả trên, hệ thống miễn dịch của bệnh nhân tiểu đường đã suy giảm, nhưng nay lại phải được huy động để chống trả “kẻ thù” mới, nên càng suy giảm hơn. Sự suy giảm này dẫn đến rối loạn các cơ phận khác như tăng huyết áp, suy tim (thậm chí suy thận), và do đó tăng nguy cơ tử vong cho bệnh nhân tiểu đường. Do đó, đối với bệnh nhân tiểu đường bị nhiễm SARS-Cov hay SARS-Cov-2, các chuyên gia khuyến cáo là việc điều trị không chỉ dùng kháng sinh mà còn phải tích cực điều trị bệnh nền (tiểu đường). Hình 3: Giả thuyết giải thích tại sao bệnh nhân tiểu đường có nguy cơ tử vong cao khi bị nhiễm SARS-Cov-2.