Lý do quan trọng virus gây COVID-19 khó đột biến chết chóc hơn

Ý tưởng về một loại virus không nguy hiểm có thể đột biến thành một mầm bệnh chết chóc đã là nỗi sợ hãi với con người kể từ buổi bình minh của các đại dịch. Nhiều họ hàng của virus SARS-CoV-2, là những virus tương tự về mặt di truyền như SARS và MERS, có tỷ lệ tử vong cao hơn nhiều so với SARS-CoV-2, vốn dao động trong khoảng 2%.

Mặc dù có tỉ lệ tử vong cao hơn các loại virus theo mùa khác như cúm, tỷ lệ tử vong của COVID-19 vừa đủ thấp để tránh gây ra những gián đoạn xã hội nghiêm trọng, đe dọa nền văn minh mà một đại dịch chết chóc hơn có thể gây ra.

Hiện nay, khi chương trình tiêm chủng rộng rãi đang giúp hạ nhiệt dần đại dịch, thì vẫn còn đó những lo ngại về việc SARS-CoV-2 có thể đột biến nguy hiểm hơn, đe dọa cuộc trở lại bình thường của chúng ta. 

Tuy nhiên, những nỗi sợ hãi như vậy có cơ sở không? Và liệu có không khả năng SARS-CoV-2 đột biến thành thứ gì đó gây chết chóc hơn?

Câu trả lời phụ thuộc vào sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách virus này đột biến. Tất nhiên, các virus RNA (virus có RNA là vật chất di truyền) như SARS-CoV-2 luôn luôn đột biến; mỗi lần sao chép của nó trong tế bào của vật chủ sẽ tạo ra một thời điểm để đột biến có cơ hội xuất hiện. Bản chất của virus là đột biến và tiến hóa khi chúng lây nhiễm vào tế bào của vật chủ và tái tạo, đây là cách chúng tồn tại.

Đột biến không phải lúc nào cũng là điều xấu

Sasan Amini, người sáng lập và Giám đốc điều hành của Clear Labs, một công ty nghiên cứu gien tư nhân, cho biết: “Virus nhân bản và tồn tại, truyền gien của chúng cho thế hệ tiếp theo chỉ bằng cách tạo ra nhiều bản sao của chúng. Quá trình sao chép này không phải là một quá trình hoàn hảo, có nghĩa là trong khi thực hiện sao chép, các lỗi cũng được tạo ra". 

Những lỗi này, theo ông Amini, thường tự sửa chữa, dẫn đến việc tạo ra những bản sao gần như giống hệt nhau. Do đó, đột biến không phải lúc nào cũng là điều xấu. Trong hầu hết các trường hợp, đột biến có hại cho khả năng sinh sản của virus, và do đó thường bị loại  bỏ trong quá trình chọn lọc tự nhiên. Tuy nhiên, nếu một đột biến có một lợi thế cạnh tranh, chẳng hạn như tăng khả năng truyền nhiễm – thì đột biến đó có thể vượt trội hơn biến thể gốc.

Chiến lược tiến hóa của virus có thể được ví như những loài động vật có môi trường sống cụ thể. Ví dụ như loài cú đã tiến hóa để có thể sống sót trong một môi trường nhất định suốt cả năm, thay vì phải di cư như những loài chim khác. Nói chung, quá trình tiến hóa ủng hộ những kẻ sinh sản nhanh hơn và tốt hơn anh em của chúng. Đối với virus, điều này xảy ra khi chúng trở nên dễ lây lan hơn.

Câu chuyện này nghe có vẻ quen thuộc, bởi nó chính là điều đã xảy ra với biến thể Delta, vốn có khả năng lây truyền cao, lây lan nhanh hơn 50% so với biến thể Alpha và các biến thể trước đó. Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh Mỹ (CDC), sự gia tăng khả năng lây nhiễm đồng nghĩa là biến thể Delta gây ra số ca nhiễm cao gấp hai lần so với các biến thể trước, giải thích tại sao biến thể này thống trị tại Mỹ. Nói cách khác, biến thể Delta phát triển mạnh vì tính dễ lây truyền của nó.

Tuy nhiên không có bằng chứng thuyết phục cho thấy biến thể Delta có nguy cơ gây tử vong cao hơn. Theo CDC, một số dữ liệu cho thấy nó có thể gây ra bệnh nặng hơn. Chẳng hạn, trong hai nghiên cứu riêng biệt tại Canada và Scotland, những người nhiễm biến thể Delta có nhiều khả năng bị nhập viện hơn nhiễm Alpha hoặc virus gốc gây ra đại dịch. Tuy nhiên, phần lớn những ca tử vong này xảy ra ở những người không được tiêm chủng.

Chiến lược "thông minh" của virus

Các nhà khoa học cho biết, từ góc độ tiến hóa, đột biến để trở nên chết chóc hơn (gây chết vật chủ mạnh hơn) không phải là một chiến lược tiến hóa thành công đối với virus nói chung. Nếu virus giết chết vật chủ của nó, làm thế nào nó có thể lây lan?

Đây là lý do tại sao Monica Gandhi, một bác sĩ bệnh truyền nhiễm và giáo sư y khoa tại Đại học California – San Francisco, nói rằng virus thường tiến hóa để dễ lây lan hơn, thay vì gây chết người nhiều hơn.

Giáo sư Gandhi cho biết: “Chúng muốn có nhiều bản sao virus con của mình hơn; chúng thường không tiến hóa để giết vật chủ của chúng một cách dễ dàng hơn bởi vì điều đó thực sự không thông minh lắm”.

Nhưng điều đó không có nghĩa là các đột biến chết chóc hơn không thể xuất hiện, đúng hơn là chúng không phổ biến. Trên thực tế, có những loại virus khác đã thể hiện sự thích nghi này, mà virus Ebola là một ví dụ. Ebola là một loại norovirus đã phát triển để gây ra những triệu chứng nghiêm trọng cho vật chủ của chúng nhằm mục đích lây truyền, và những triệu chứng này cuối cùng cũng giết chết vật chủ.

Tuy nhiên, Ebola là một trường hợp bất thường. Tiến sĩ Amesh Adalja, một học giả cấp cao tại Trung tâm An ninh Y tế của Đại học Johns Hopkins (Mỹ), nói với AP: “Virus này chỉ muốn lây lan và nhân bản gien của nó. Nếu cách tốt nhất để nó lây lan bằng cách gây ra các triệu chứng nghiêm trọng, nó sẽ tiếp tục làm điều đó."

Vì lý do này, Giáo sư Gandhi cho biết Ebola "không phải là một loại virus quá thông minh."

"Thể lực đỉnh cao" của virus

Trong khi đó, một số nhà khoa học băn khoăn liệu biến thể Delta đã đạt đến “trạng thái sung mãn đỉnh cao” hay chưa. Trạng thái này là khi các gien của virus được tối ưu hóa theo cách mà nó có thể truyền nhiễm tốt nhất có thể. Một loại virus đã đạt được “thể lực đỉnh cao” sẽ có rất ít đột biến trong tương lai.

“Các biến thể phù hợp hơn có thể xuất hiện theo thời gian (sự xuất hiện của chúng sẽ cần được theo dõi tỉ mỉ, vì những biến thể này gây ra mối đe dọa sức khỏe cộng đồng tiềm ẩn), nhưng chúng tôi tin rằng những biến thể này sẽ không tiếp tục xuất hiện vô thời hạn, không có gì là vô hạn trong tự nhiên, và virus cuối cùng sẽ đạt tới trạng thái 'lây truyền tối đa' của nó” – các nhà khoa học viết trong một lá thư gửi tạp chí Nature.

“Sau đó, các biến thể mới sẽ không mang lại lợi thế nào về khả năng lây nhiễm. Do đó, virus sẽ ổn định và biến thể ‘cuối cùng’ này sẽ chiếm ưu thế và trở thành chủng vượt trội, chỉ có những biến thể tối thiểu, không thường xuyên” - lá thư viết tiếp.

Tuy nhiên, biến thể Delta gần đây đã biến đổi thành một biến thể gây lo ngại hơn, biến thể AY.4.2 (hay Delta Plus). AY.4.2 có hai đột biến ở protein gai, có thể hỗ trợ nó tốt hơn trong xâm nhập vào các tế bào của vật chủ. Dữ liệu từ Anh cho thấy, Delta Plus có thể dễ lây truyền hơn, nhưng nghiên cứu vẫn đang tiếp tục diễn ra.

Các chuyên gia phát biểu với Salon rằng họ không lo ngại AY.4.2 nhưng biến thể này cần được theo dõi. “Đây là biến thể duy nhất mà chúng tôi đang theo dõi, chỉ vì nó có thể dễ lây truyền hơn. Hiện tại không có biến thể nào khác dễ lây truyền hơn”, Giáo sư Gandhi cho biết và nhấn mạnh rằng “không có bằng chứng Delta Plus có thể đánh bại các loại vaccine, điều đáng sợ nhất có thể xảy ra với một biến thể”.

Khi được hỏi về nguy cơ một biến thể COVID-19 trong tương lai có thể kháng vaccine, Giáo sư Gandhi cho biết, virus có cấu trúc tương đối đơn giản, và có một giới hạn với số lượng đột biến mà virus có thể có trước khi nó không còn hoạt động.

“Thật khó tưởng tượng rằng điều đó có thể xảy ra. Nếu phát triển quá nhiều đột biến trên khắp protein gai để tránh né tế bào miễn dịch T, điều đó có thể hủy hoại chính virus”, ông Gandhi nói.

Paul Bieniasz, một nhà virus học tại Đại học Rockefeller ở New York City, nói với Nature: “Trong mọi trường hợp, nếu bằng cách nào đó virus SARS-CoV-2 đột biến dễ lây lan hơn hoặc kháng vaccine, thì tin tốt là các nhà sản xuất vaccine mRNA như Pfizer, Moderna, AstraZeneca đang tích cực tiến hành các cuộc “diễn tập” để cải tiến các loại vaccine hiện có nhằm đối phó với biến thể giả định đó”.