Nơi có nguy cơ cao sinh ra các biến chủng SARS-CoV-2 mới

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge và Hiệp hội Bộ gene Covid-19 tại Anh (COG-UK) vừa công bố nghiên cứu cho thấy SARS-CoV-2 đột biến mạnh mẽ trong cơ thể bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch, được điều trị bằng huyết tương. Đặc biệt, họ nhìn thấy sự xuất hiện của đột biến quan trọng trong biến chủng B117.

Quá trình đào thải đột biến kém diễn ra ngay trong cơ thể bệnh nhân

Trong công bố đăng trên tạp chí Nature, nhóm sử dụng phiên bản tổng hợp của protein Spike ở nCoV. Phiên bản này được tạo ra trong phòng thí nghiệm. Các tác giả chỉ ra những thay đổi ở đột biến trong B117 khiến virus có khả năng lây nhiễm cao gấp 2 lần so với chủng cũ.

Qua nghiên cứu, nhóm tác giả đã phát hiện yếu tố khiến biến chủng B117 từ Anh dễ lây nhiễm hơn. Đó là việc xóa bỏ axit amin ΔH69/ΔV70 trong một phần của đợt tăng đột biến protein.

Hình ảnh SARS-CoV-2 dưới kính hiển vi điện tử. Ảnh: Picture alliance/DPA.

Nhóm tác giả từ Đại học Cambridge nhận ra quá trình này diễn ra trên cơ thể của một trường hợp mắc Covid-19, nhập viện Bệnh viện Addenbrooke, thuộc Bệnh viện Đại học Cambridge. Đó là người đàn ông khoảng 70 tuổi, có tiền sử mắc ung thư hạch tế bào B cận biên. Gần đây, ông được hóa trị nên hệ thống miễn dịch bị tổn hại nghiêm trọng.

Sau khi nhập viện, ông được điều trị bằng thuốc kháng virus redemsivir và huyết tương chứa kháng thể lấy từ máu của một bệnh nhân đã khỏi Covid-19. Ban đầu, tình trạng của bệnh nhân khá ổn định nhưng ông bất ngờ có chuyển biến xấu, phải vào phòng chăm sóc đặc biệt. Cuối cùng, người đàn ông này không thể qua khỏi.

Trong thời gian bệnh nhân nằm viện, ông đã được lấy dịch hầu họng và mũi 23 lần để phân tích cấu trúc gene virus. Chính nhờ những trình tự này, nhóm nghiên cứu đã quan sát được quá trình bộ gene của nCoV đột biến.

Từ ngày 66 đến 82, sau 2 lần sử dụng huyết tương để điều trị, nhóm nghiên cứu quan sát thấy sự thay đổi mạnh mẽ trong quần thể virus, đó là axit amin ΔH69/ΔV70 bị mất đoạn, cùng với sự xuất hiện của đột biến D796H. Ban đầu, biến chủng này có vẻ suy yếu. Tuy nhiên, sau đó, nó tái xuất khi người đàn ông được điều trị đợt huyết tương thứ 3.

Bệnh nhân Covid-19 nặng, bị suy giảm hệ miễn dịch là "môi trường" thuận lợi cho virus nhân lên và đột biến. Ảnh: NBC News.

Giáo sư Ravi Gupta, Viện Miễn dịch trị liệu và Bệnh truyền nhiễm Cambridge, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Những gì chúng tôi đang quan sát về cơ bản là sự cạnh tranh giữa các biến chủng khác nhau của virus. Chúng tôi cho rằng quá trình này được thúc đẩy bởi liệu pháp chữa Covid-19 bằng huyết tương người khỏi bệnh. Cuối cùng, biến chủng chiến thắng là chủng mang đột biến D796H và loại bỏ ΔH69/ΔV70 – axit amin ban đầu vốn giành được ưu thế”.

Cũng theo ông Ravi, đột biến D796H đã xuất hiện trong biến chủng B117 từ Anh. Đột biến này đã vô hiệu hóa hiệu quả điều trị của huyết tương, giúp nó dễ dàng thoát khỏi áp lực từ miễn dịch. Tuy nhiên, nghiên cứu không cho rằng đây là nguồn gốc biến chủng B117 ra đời.

Nguyên tắc sinh ra các đột biến

SARS-CoV-2 là virus betacoronavirus. Chúng sử dụng RNA làm mã di truyền. Nó được cấu tạo bởi một loạt nucleotide (cấu trúc hóa học được biểu thị bằng các chữ cái A, C, G và U). Khi virus tự sao chép, mã này có thể bị sai, dẫn đến lỗi, gọi là đột biến. Theo dõi quá trình đột biến của SARS-CoV-2, các chuyên gia nhận thấy nó tương đối chậm. Trung bình một năm nCoV có 23 lần thay thế nucleotide.

Nhóm tác giả phát hiện việc xóa bỏ axit amin ΔH69/ΔV70 đã làm cho virus tăng gấp 2 lần khả năng lây nhiễm so với biến chủng trước đó. Họ tin rằng quá trình xóa bỏ là một bước tiến hóa, bù đắp và cải tiến để biến chủng mới ngày càng tinh vi hơn.

Theo Giáo sư Gupta: “Quá trình này khó có thể xảy ra ở những bệnh nhân có hệ thống miễn dịch tốt. Ở cơ thể những người này, tính đa dạng của virus sẽ kém hơn do hệ miễn dịch kiểm soát tốt. Tuy nhiên, khi tồn tại trong cơ thể bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch, quá trình nhân lên của virus diễn ra nhanh và kéo dài, tạo cơ hội cao cho SARS-CoV-2 đột biến”.

Ông cũng cảnh báo quá trình trên có thể khiến virus tiến hóa vượt trội hơn vaccine mà chúng ta đang nghiên cứu.