Bí ẩn của ba mẫu mô phổi mắc cúm Tây Ban Nha

Ba thiếu niên (hai trai, một gái) không hề biết ngày nào đó phổi của họ có ý nghĩa với y học. Cuộc đời của họ chấm dứt vào năm 1918 tại Đức, khi dịch cúm Tây Ban Nha bùng phát. Lá phổi bị virus cúm tấn công, họ suy sụp, từng hơi thở khó khăn.

Giống 3 thiếu niên này, hàng chục triệu người đã chết trong đại dịch cúm Tây Ban Nha năm 1918. Tình cờ, một nhà nghiên cứu đã bảo quản mẫu phổi của họ và giúp giới y khoa mở ra chìa khóa về cách thức đột biến của virus cúm Tây Ban Nha - chủng họ hàng của SARS-CoV-2.

Bản chất của virus corona là đột biến để thích nghi với vật chủ

Theo The Atlantic, một thế kỷ sau khi đại dịch cúm Tây Ban Nha bùng phát, các nhà khoa học tại Viện Robert Koch, Berlin, Đức, đã tìm ra cách giải mã virus từ 3 mẫu phổi trên. Chúng chỉ có kích thước bằng hạt đậu nhưng bảo quản tốt và khiến các nhà khoa học kinh ngạc vì bí ẩn sau nó.

Cả hai đợt dịch bùng phát vào mùa xuân và cuối năm 1918 đều liên quan đến virus cúm A H1N1. Người bệnh sẽ gặp các triệu chứng cúm điển hình như ớn lạnh, sốt, mệt mỏi và thường sẽ hồi phục sau vài ngày. Nhưng đại dịch này đã giết chết 30-50 triệu người.

Câu hỏi mà nhóm tác giả đặt ra là: Tại sao đợt bùng phát thứ 2 lại khiến nhiều người tử vong hơn đợt đầu. Những mẫu phổi nói trên gợi ý về khả năng virus đã thay đổi để lây nhiễm sang người dễ dàng hơn.

Điều này có vẻ quen thuộc. Virus corona không còn là điều xa lạ với thế giới. Nhiều chủng trong số chúng đã và đang thích nghi với vật chủ là con người thay vì động vật - SARS, MERS, SARS-CoV-2.

Đại dịch cúm Tây Ban Nha năm 1918 đã khiến 30-50 triệu người tử vong. Ảnh: Getty Images.

Nhà virus học Sébastien Calvignac-Spencer, Viện Robert Koch, ở Berlin, Đức và các đồng nghiệp kiểm tra 13 mẫu phổi, tìm thấy bằng chứng về bệnh cúm Tây Ban Nha ở 3 người. Một là cô gái 17 tuổi, qua đời ở Munich vào năm 1918. Hai là của những người lính thiếu niên, tử nạn ở Berlin ngày 27/6/1918.

Trong số này, chỉ mô phổi của cô gái 17 tuổi có thể khôi phục hoàn chỉnh bộ gene của virus cúm Tây Ban Nha. Trước đó, 2 bộ gene đầy đủ khác nằm ở Mỹ. Đó là một phụ nữ được chôn cất ở Alaska và mẫu phổi nhúng sáp parafin của một người lính chết tại New York.

Với bộ gene mới này, họ có thể tìm hiểu liệu chúng khác nhau thế nào. Và câu trả lời khiến nhóm tác giả bất ngờ. Một số thay đổi xuất hiện trong bộ máy tái tạo gene của virus. Điều đó có nghĩa nó đã thích nghi, đột biến để sao chép tốt hơn.

Các nhà khoa học từ lâu đã suy đoán về lý do đợt bùng phát thứ 2 của đại dịch vào năm 1918 lại gây chết chóc hơn làn sóng đầu tiên. Giờ đây, họ có thêm giả thuyết bản thân virus đã thay đổi.

Đeo khẩu trang là biện pháp được khuyến cáo để phòng dịch trong thời điểm đó. Ảnh: Getty Images.

Trong khi đó, lá phổi của hai người lính trẻ ở Berlin cung cấp manh mối khác. Họ chết trong làn sóng đầu tiên. Hai mẫu này chỉ mang lại một phần bộ gene nhưng nhóm đã tái tạo đủ để xử lý những thay đổi trong nucleoprotein. Đây là một trong những protein tạo nên bộ máy sao chép của virus.

Nucleoprotein hoạt động giống giá đỡ cho các đoạn gene của virus, chúng cuốn quanh protein như cầu thang xoắn ốc. Chúng có điểm yếu là dễ bị hệ miễn dịch của con người nhận biết và phá hủy.

Nhóm tác giả cho rằng nucleoprotein của virus đã đột biến để né tránh hệ miễn dịch. Nó mang theo khả năng kháng kháng thể. Đây là kết quả của quá trình thích nghi khi ở trong vật chủ - cơ thể người. Điều này tương tự với SARS-CoV-2. Tuy nhiên, lại là điều quý giá với đại dịch xảy ra cách đây một thế kỷ.

Ba mẫu bệnh phẩm hiếm hoi còn sót lại

Với các công cụ hiện đại, giới chuyên gia đang theo dõi sự tiến hóa của virus corona ở thực tế. Họ tìm ra những đột biến khiến nCoV lây nhiễm sang người tốt hơn nhờ hơn 1,4 triệu bộ gene của SARS-CoV-2 đã được giải trình tự.

Nhưng cơ sở dữ liệu về bệnh cúm năm 1918 nhỏ hơn nhiều. Với nghiên cứu mới này, tổng số bộ gene của virus cúm 1918 được giải trình tự hoàn chỉnh mới là 3. Ngoài ra, một số bộ gene khác được giải mã một phần.

Mô phổi hàng trăm năm tuổi rất khó tìm. Chính vì thế, nhà virus học Sébastien Calvignac-Spencer đã rất may mắn khi tìm thấy 3 mẫu mô phổi này.

Vài năm trước, ông quyết định xem xét lại các bộ sưu tập của Bảo tàng Lịch sử Y khoa Berlin của Charité. Ông nhanh chóng phát hiện một số mẫu bệnh phẩm phổi từ năm 1918. Vậy là ý tưởng giải mã chúng ra đời.

Công việc không nguy hiểm bởi mẫu mô phổi được bảo quản bằng hóa chất khiến nó chứa virus không có khả năng lây nhiễm. Giải trình tự gene chỉ chọn ra các mảnh vật chất di truyền của virus.

Việc phân tích các đột biến của virus cúm năm 1918 từng là điều không thể tưởng tượng. Bởi các bác sĩ thời điểm đó thậm chí không xác định được bệnh gây ra do virus. Do đó, việc mẫu mô phổi của 3 người trên còn sót lại, được bảo quản được xem là rất quý giá.

Ông Calvignac-Spencer cũng đã tìm kiếm các mẫu bệnh phẩm của nhiều loại virus khác. Nhưng việc đó không mấy dễ dàng.