Các chủng virus corona được phát hiện ở dơi cung cấp dấu vết về nguồn gốc của Covid-19

Mùa hè năm 2020, nửa năm sau khi đại dịch bắt đầu bùng phát, các nhà khoa học đã đi vào các khu rừng ở Bắc Lào để bắt những con dơi có khả năng mang những chủng virus là “họ hàng” với virus SARS-CoV-2 gây bệnh Covid-19.

Phát hiện quan trọng

Trong đêm khuya thanh vắng, họ đã sử dụng lưới sương mù và bẫy vải bạt để bắt dơi khi chúng chui ra từ các hang động gần đó, thu thập các mẫu nước bọt, nước tiểu và phân, sau đó thả chúng trở lại vào bóng tối.

Các nhà khoa học đã phân tích những mẫu vật thu được trong phòng thí nghiệm với mức độ an toàn sinh học và bảo mật cao (BSL-3), sử dụng đồ bảo hộ chuyên dụng và bộ lọc không khí. Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự tồn tại của các chủng virus corona trong phân dơi.

Các nhà khoa học phát hiện điều bất thường ở 3 trong số các chủng virus corona tìm thấy ở Lào: Chúng có một móc phân tử trên bề mặt, rất giống với móc trên virus SARS-CoV-2, có tác dụng giúp virus bám chặt và xâm nhập vào tế bào cơ thể người.

Đề cập đến độ bám vào tế bào cơ thể người của móc ở các chủng virus corona tìm thấy ở Lào, tiến sĩ Marc Eloit, nhà virus học tại Viện Pasteur ở Paris và là người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết: “Nó thậm chí còn tốt hơn các biến thể ban đầu của SARS-CoV-2”. Nghiên cứu đã được công bố trực tuyến vào tháng trước, tuy nhiên vẫn chưa được xuất bản trên một tạp chí khoa học nào.

Các chuyên gia virus đang xôn xao về phát hiện trên. Một số người nghi ngờ rằng những virus giống SARS-CoV-2 này có khả năng thỉnh thoảng lây nhiễm sang người, gây ra những đợt bùng phát nhẹ và hạn chế. Thậm chí trong những trường hợp thích hợp, các mầm bệnh có thể làm phát sinh đại dịch giống Covid-19.

Theo các chuyên gia, những phát hiện này cũng có ý nghĩa quan trọng đối với cuộc tranh luận về nguồn gốc của Covid-19. Một số người đã suy đoán rằng khả năng lây nhiễm sang tế bào người của SARS-CoV-2 không thể phát triển thông qua sự lây lan tự nhiên từ một loài động vật. Nhưng những phát hiện mới dường như gợi ý điều ngược lại.

Michael Worobey, một nhà virus học của Đại học Arizona, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết, phát hiện trên thực sự đã chấm dứt các quan niệm rằng loại virus này phải được chế tạo hoặc bằng cách nào đó được điều khiển trong phòng thí nghiệm thì mới có thể lây nhiễm sang con người dễ đến vậy.

Những loại virus được tìm thấy ở dơi, cùng với hơn chục loại virus khác được phát hiện những tháng gần đây ở Lào, Campuchia, Trung Quốc và Thái Lan, có thể giúp các nhà nghiên cứu dự đoán tốt hơn về các đại dịch trong tương lai. Cây phả hệ của những chủng virus này đưa ra gợi ý về nơi ẩn náu của những biến thể nguy hiểm khác, cũng như những dấu vết mà các nhà động vật học nên lần theo để tìm ra chúng.

Lấy mẫu virus trong các loài hoang dã

Tuần trước, chính phủ Mỹ đã công bố một dự án trị giá 125 triệu USD để xác định hàng nghìn chủng virus trong các loài hoang dã ở châu Á, châu Mỹ Latinh và châu Phi để xác định nguy cơ lây lan của chúng. Tiến sĩ Marc Eloit dự đoán rằng còn rất nhiều “họ hàng” khác của virus SARS-CoV-2 chưa được tìm thấy. “Tôi là một ngư dân câu cá bằng ruồi. Khi tôi không thể bắt được một con cá hồi, điều đó không có nghĩa là không có cá hồi nào trong sông”, ông cho hay.

Khi SARS-CoV-2 lần đầu tiên được phát hiện, “họ hàng” gần nhất được biết đến của nó là một loại virus corona ở dơi mà các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tìm thấy vào năm 2016 trong một khu mỏ ở tỉnh Vân Nam, miền nam Trung Quốc, có tên gọi RaTG13. Virus này có bộ gene giống 96% bộ gene của SARS-CoV-2. Dựa trên các đột biến của mỗi loại virus, các nhà khoa học đã ước tính rằng RaTG13 và SARS-CoV-2 có chung một nguồn gốc gây bệnh cho loài dơi khoảng 40 năm về trước.

Cả hai loại virus đều lây nhiễm vào các tế bào bằng cách sử dụng một móc phân tử, được gọi là “miền liên kết thụ thể”, để bám vào bề mặt của tế bào. Móc của RaTG13 - được điều chỉnh để bám vào tế bào dơi – có độ bám khá yếu vào tế bào người. Ngược lại, móc của SARS-CoV-2 có thể siết chặt các tế bào trong đường thở của người - bước đầu tiên dẫn đến trường hợp Covid-19 có khả năng gây tử vong.

Để tìm những “họ hàng gần” khác của SARS-CoV-2, các chuyên gia virus động vật hoang dã đã kiểm tra các tủ đông chứa đầy các mẫu vật cũ thu thập từ khắp nơi trên thế giới. Họ đã xác định được một vài chủng virus corona tương tự từ miền nam Trung Quốc, Campuchia và Thái Lan. Hầu hết trong số đó đều bắt nguồn từ loài dơi, trong khi một số ít đến từ động vật có vú thuộc Bộ Tê tê. Tuy nhiên, không có chủng nào là “họ hàng” gần với SARS-CoV-2 như RaTG13.

Thay vào đó, tiến sĩ Eloit và các đồng nghiệp của ông khởi hành tìm kiếm các loại virus corona mới. Họ đi đến khu vực Bắc Lào, cách khu mỏ nơi các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tìm thấy RaTG13 khoảng 150 dặm. Trong hơn 6 tháng, họ đã bắt được 645 con dơi thuộc 45 loài khác nhau, và tìm ra hơn hai chục loại virus corona, ba trong số đó có đặc điểm tương tự SARS-CoV-2, đặc biệt là ở “miền liên kết thụ thể”.

Trong khi RaTG13 chỉ có 11 trong tổng số 17 khối xây dựng chính của “miền liên kết thụ thể” giống với các khối của SARS-CoV-2, thì ở 3 loại virus từ Lào, các nhà khoa học phát hiện giống nhau tới 16 khối – nhiều nhất từ trước tới nay.

Tiến sĩ Eloit suy đoán rằng, một hoặc nhiều chủng virus corona có thể lây nhiễm sang người và gây ra bệnh nhẹ. Trong một nghiên cứu riêng biệt, ông và các đồng nghiệp đã lấy mẫu máu của những người thu thập phân dơi để kiếm sống ở Lào. Mặc dù những người này không có dấu hiệu bị nhiễm SARS-CoV-2, song họ mang các dấu hiệu miễn dịch, được gọi là kháng thể, dường như được gây ra bởi một loại virus tương tự.

Linfa Wang, một nhà virus học phân tử tại Trường Y Duke-NUS Singapore và không tham gia vào nghiên cứu, nhận xét khả năng lây nhiễm như vậy là có thể xảy ra, vì những loại virus mới phát hiện có thể bám chặt vào một loại protein trên tế bào người có tên là ACE2.

“Nếu miền liên kết thụ thể sẵn sàng sử dụng ACE2, thì những virus này rất nguy hiểm”, tiến sĩ Wang nói.

Một điều nghịch lý là một số gene khác trong 3 loại virus từ Lào ít liên quan tới SARS-CoV-2 hơn so với các loại virus ở dơi khác. Nguyên nhân của sự chắp vá di truyền này là sự tiến hóa phức tạp của các chủng virus corona.

Nếu 1 con dơi bị nhiễm đồng thời hai loại virus corona, có khả năng xảy ra trường hợp 2 loại virus khác nhau này xâm nhập vào cùng 1 tế bào đơn lẻ cùng một lúc. Khi tế bào đó bắt đầu sao chép từng loại virus đó, các gene của chúng sẽ xáo trộn với nhau, lai tạo ra các loại virus mới.

Ở các chủng virus corona Lào, sự xáo trộn gene này đã giúp chúng có được một “miền liên kết thụ thể” rất giống với miền liên kết của virus SARS-CoV-2. Theo phân tích sơ bộ của Spyros Lytras, một nghiên cứu sinh tại Đại học Glasgow ở Scotland, sự hoán đổi gen ban đầu diễn ra khoảng một thập kỷ trước.

Ông Lytras và các đồng nghiệp hiện đang so sánh SARS-CoV-2 không chỉ với các loại virus mới từ Lào mà còn với các “họ hàng gần” khác được tìm thấy trong những tháng gần đây. Ngày càng có nhiều bằng chứng về sự xáo trộn gene được tìm ra. Quá trình này - được gọi là tái tổ hợp - có thể định hình lại các virus từ năm này sang năm khác.

Dựa trên những hiểu biết mới này, những cây phả hệ lộn xộn của các virus giống SARS-CoV-2 đang được ông Lytras và các đồng nghiệp của mình vẽ ra. Tìm thêm các chủng virus mới có thể giúp họ làm sáng tỏ bức tranh này. Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa biết tìm chúng ở đâu.

Tiến sĩ Eloit cho rằng, địa điểm khả thi nhất là một khu vực thuộc Đông Nam Á, bao gồm cả nơi mà các đồng nghiệp của ông đã tìm thấy những chủng virus corona trên, cũng như khu mỏ ở Vân Nam, nơi RaTG13 được tìm ra.

Một số nhà khoa học khác cho rằng nên tìm kiếm họ hàng của SARS-CoV-2 ở xa hơn. Tiến sĩ Worobey thuộc Đại học Arizona cho biết một số chủng virus corona ở dơi mang các phân đoạn giống SARS-CoV-2 đã được tìm thấy ở miền đông Trung Quốc và Thái Lan.

“Rõ ràng sự tái tổ hợp đang cho chúng ta thấy rằng, những virus này là một phần của một nguồn gen duy nhất trên hàng trăm dặm, nếu không phải là hàng nghìn dặm”, tiến sĩ Worobey nói.

Colin Carlson, một nhà sinh vật học tại Đại học Georgetown, nghi ngờ rằng một loại virus có khả năng tạo ra một đợt bùng phát giống như Covid-19 có thể đang ẩn náu ở đâu đó xa hơn. Ông cho biết, những loài dơi ở Indonesia hay Ấn Độ cũng có nhiều đặc điểm sinh học giống với các loài động vật mang virus giống SARS-CoV-2 đã được biết đến.

Tiến sĩ Carlson nói: “Đây không chỉ là vấn đề của Đông Nam Á. Những loại virus này rất đa dạng, và chúng có tính quốc tế cao hơn chúng ta tưởng”.

Mối quan tâm đến nguồn gốc của đại dịch hiện đã hướng sự chú ý vào các biện pháp an toàn mà các nhà nghiên cứu đang sử dụng khi nghiên cứu những chủng virus nguy hiểm tiềm tàng. Theo phát ngôn viên của USAID, để giành được tài trợ từ DEEP VZN (Dự án săn tìm các loại virus mới của chính phủ Mỹ), các nhà khoa học sẽ phải đưa ra một kế hoạch an toàn sinh học và an ninh sinh học, bao gồm đào tạo cho nhân viên, hướng dẫn về trang bị bảo hộ phải mang khi đi thực địa, cũng như các biện pháp an toàn cho công tác nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Nếu các nhà khoa học tìm thấy thêm những “họ hàng gần” của virus SARS-CoV-2, điều đó không nhất thiết có nghĩa là chúng gây ra mối đe dọa chết người. Chúng có thể không lây lan ở người hoặc, như một số nhà khoa học suy đoán, chỉ gây ra những vụ bùng phát nhỏ. Cho đến nay, chỉ có bảy chủng virus corona được xác định là đã vượt qua hàng rào loài để trở thành mầm bệnh cho người.

Jessica Metcalf, một nhà sinh thái học tiến hóa tại Đại học Princeton, cho biết: “Cũng có thể có rất nhiều loại virus corona khác cuối cùng chẳng tạo ra ảnh hưởng gì cả”.

Tuy nhiên, sự tái tổ hợp có thể biến một loại virus vô hại thành một mối đe dọa mới. Hồi tháng 5 vừa qua, các nhà nghiên cứu phát hiện hai chủng virus corona ở chó đã tái tổ hợp ở Indonesia, kết quả lai tạo ra một loại virus khiến 8 trẻ em bị nhiễm bệnh.