Quyết tìm loài vật truyền nCoV sang người

Trong khi ngày càng nhiều nước kêu thúc đẩy tiến hành một cuộc điều tra độc lập về nguồn gốc của Covid-19, các nhà khoa học trên khắp thế giới cũng đang tìm cách khám phá nCoV lây nhiễm sang người từ lúc nào, ở đâu và bằng cách nào. Tìm ra nguồn gốc virus có ý nghĩa quan trọng trong ngăn chặn tái lây nhiễm, nhưng quá trình điều tra của các nhà khoa học, bao gồm phương pháp lập mô hình, nghiên cứu tế bào và thí nghiệm trên động vật, hé lộ công việc này có thể khó khăn tới mức nào.

"Có thể chúng tôi sẽ không tìm ra nguồn gốc virus. Trên thực tế, nếu chúng tôi đưa ra được kết luận, đó sẽ là điều vô cùng may mắn", Lucy van Dorp, nhà di truyền học ở Đại học London (UCL), Anh, chia sẻ.

Có bằng chứng thuyết phục cho thấy nCoV bắt nguồn từ dơi. Bí ẩn lớn nhất vẫn là virus truyền từ dơi sang người bằng cách nào. Phần lớn nhà nghiên cứu cho rằng nCoV là virus tự nhiên, có khả năng truyền sang người thông qua động vật trung gian. Nhưng chưa ai tìm thấy virus này trong tự nhiên, do đó không thể loại trừ hoàn toàn những cách giải thích khác.

Tổng thống Mỹ Donald Trump nghi ngờ nCoV có thể thoát ra từ phòng thí nghiệm ở Vũ Hán, nơi dịch bệnh khởi phát. Tuy nhiên, chưa có bằng chứng xác thực nào chứng minh nhận định đó. Dù vậy, các nhà lãnh đạo thế giới đang kêu gọi điều tra nguồn gốc của dịch bệnh. Liên minh châu Âu và hàng chục quốc gia khác ủng hộ nghị quyết trình lên Đại hội đồng Y tế Thế giới (World Health Assembly), cơ quan ra quyết định cao nhất của Tổ chức Y tế Thế giới. Nghị quyết này kêu gọi tổ chức các phái đoàn khoa học liên ngành nhằm xác định nguồn gốc động vật của virus và con đường lây nhiễm sang người, bao gồm vai trò của vật chủ trung gian.

Theo Arinjay Banerjee, nhà nghiên cứu virus corona ở Đại học McMaster tại Hamilton, Ontario, Mỹ, cách duy nhất để khẳng định chắc chắn nCoV đến từ động vật nào là tìm thấy virus ở loài đó trong tự nhiên. Những phương pháp khác chỉ cung cấp bằng chứng nhỏ lẻ. Nhưng do nCoV lan ra quá rộng ở người, việc phát hiện virus ở động vật không thể giúp xác nhận vai trò vật chủ trung gian bởi chúng có thể bị lây nhiễm từ người, theo Li Xingguang, chuyên gia nghiên cứu quá trình tiến hóa của virus ở Đại học Kỹ thuật sinh học Vũ Hán.

Nguồn gốc từ dơi

Các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng cách xem xét hệ gene của virus để tìm hiểu liệu có thể đối chiếu với mầm bệnh tìm thấy ở động vật khác hay không. Cuối tháng 1/2020, vài tuần sau khi cộng đồng nghiên cứu giải trình tự hệ gene nCoV, nhóm nhà khoa học ở Viện Virus học Vũ Hán chia sẻ toàn bộ hệ gene của một chủng virus corona lưu trữ trong phòng thí nghiệm của họ từ khi tìm thấy ở dơi móng ngựa (Rhinolophus affinis) tại tỉnh Vân Nam năm 2013. Hệ gene của virus RATG13 giống 96% với nCoV, biến nó thành họ hàng gần nhất và góp phần chứng minh virus mới bắt nguồn từ dơi.

Nhà sinh vật học vi tính Francois Balloux và cộng sự ở UCL, bao gồm van Dorp, xem xét cơ sở dữ liệu hệ gene của động vật để tìm kiếm những virus corona có độ tương đồng cao hơn. Tuy khác biệt chỉ ở mức 4%, hệ gene của nCoV và RATG13 vẫn biểu thị khoảng cách 50 năm dù có tổ tiên chung, theo van Dorp. Sự phân hóa là một bằng chứng khác cho thấy nCoV có thể truyền sang người qua động vật trung gian.

Vật chủ trung gian

Tê tê nằm trong số những động vật đầu tiên bị nghi là vật chủ trung gian của nCoV. Hai nhóm nghiên cứu ở Trung Quốc báo cáo họ phát hiện nhiều điểm tương đồng giữa nCoV và những virus corona phân lập từ mô của tê tê Mã Lai (Manis javanica) do nhà chức trách tịch thu. Buôn bán tê tê là hoạt động bất hợp pháp ở Trung Quốc. Virus corona ở tê tê có quan hệ xa với tổ tiên trực tiếp của nCoV. Nhưng do tê tê là động vật hoang dã duy nhất ngoài dơi có thể chung sống với virus corona, giới nghiên cứu không thể loại trừ khả năng chúng là nguồn trung gian truyền virus.

Các nhà khoa học cũng đang tìm kiếm những virus corona tương tự ở động vật khác. Tổ tiên của nCoV có thể ẩn mình trong mẫu mô lưu trữ ở phòng thí nghiệm, theo Aaron Irving, nhà nghiên cứu bệnh truyền nhiễm ở Trường Y Duke-NUS tại Singapore.

Irving đang lên kế hoạch cộng tác với các nhà nghiên cứu ở Vườn bách thảo Xishuangbanna thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) tại Vân Nam để kiểm tra mẫu mô từ những loài có vú thu thập qua chương trình giám sát động vật hoang dã. Ông cũng sắp mở một phòng thí nghiệm mới ở Viện liên kết Đại học Chiết Giang - Đại học Edinburgh ở Hải Ninh và tìm kiếm virus corona ở dơi, chuột chù cây, cầy hương và động vật có vú khác.

Bằng chứng từ hệ gene

Quá trình kiểm tra hệ gene nCoV cũng cung cấp những manh mối về vật chủ trung gian tiềm năng. Theo thời gian, virus thường bắt đầu mã hóa protein của chúng, sử dụng các mẫu nucleotide tương tự của vật chủ nhằm giúp virus thích nghi với môi trường mới. Nhóm nghiên cứu ở UCL đang sử dụng phương pháp học máy (machine learning) để tìm hiểu mô hình ở mã di truyền của nCoV, giúp dự đoán nó có thể thích nghi với động vật nào.

Nhưng các nhà nghiên cứu khác nhấn mạnh cần cẩn trọng với phương pháp này. Trong những ngày đầu đại dịch, nhóm nghiên cứu ở Trung tâm Khoa học Y tế Đại học Bắc Kinh ghi nhận sự giống nhau giữa mô hình mã hóa protein của nCoV và hai loài rắn. Giả thuyết rắn có thể là vật chủ trung gian nhanh chóng bị những nhà nghiên cứu khác bác bỏ do tập mẫu nhỏ và dữ liệu hạn chế.

Nuôi virus ở tế bào động vật là một cách để kiểm tra liệu mầm bệnh có thích nghi với vật chủ mới hay không. Shi Yi, chuyên gia ở Viện Vi sinh vật học thuộc CAS ở Bắc Kinh, lên kế hoạch đưa phiên bản bất hoạt của RATG13 vào nhiều loài động vật khác nhau như dơi, mèo, khỉ và lợn để xem liệu virus này có phát triển đột biến tương tự nCoV theo thời gian hay không. Nếu xuất hiện những điểm tương tự, thí nghiệm có thể hé lộ virus đã thích nghi với động vật nào trước khi truyền sang người.

Danh sách tình nghi

Xác định nCoV có thể lây nhiễm sang động vật nào là cách khác để giới hạn những nguồn trung gian tiềm năng, theo Bart Haagmans, nhà virus học ở Trung tâm Y khoa Đại học Erasmus tại Rotterdam. Nghiên cứu gần đây chỉ ra nhiều loài có thể nhiễm nCoV. Trong các thí nghiệm, mèo, dơi quả (Rousettus aegyptiacus), chồn sương, khỉ vàng và chuột hamster đều dễ lây nhiễm nCoV. Bên ngoài phòng thí nghiệm, những động vật như mèo, chó cảnh, hổ và sư tử ở vườn thú, chồn nâu ở trang trại đều có thể nhiễm nCoV từ người.

Giới nghiên cứu cũng sử dụng mô hình vi tính và sinh học tế bào để tìm hiểu mức độ dễ nhiễm bệnh của động vật. nCoV thường xâm nhập vào tế bào thông qua protein thụ thể ACE2. Nghiên cứu chưa qua thẩm duyệt của Christine Orengo, chuyên gia tin sinh học ở UCL, lập mô hình cấu trúc ACE2 từ 215 loài động vật có xương sống và phát hiện thụ thể ở nhiều loài có vú, bao gồm cừu, tinh tinh và khỉ đột, liên kết tốt với protein hình gai trên bề mặt nCoV, chứng tỏ những động vật này dễ nhiễm bệnh.

Nhưng mô hình không phải luôn đồng nhất với bằng chứng thực nghiệm. Ví dụ, mô hình của Orengo cho thấy dơi móng ngựa có nguy cơ nhiễm bệnh thấp dù bằng chứng từ phòng thí nghiệm chỉ ra chúng có thể lây virus. Nhóm nghiên cứu khác do Yuen Kwok-yung, nhà vi sinh vật học ở Đại học Hong Kong, đứng đầu, nhận thấy nCoV nhân lên tốt ở các mô 3D cực nhỏ nuôi từ tế bào gốc ở ruột dơi móng ngựa Trung Quốc (R. sinicus).

Michelle Baker, nhà miễn dịch học ở Tổ chức Khoa học và Nghiên cứu Công nghiệp Khối Thịnh vượng chung tại Geelong, Australia, cho rằng nên tập trung vào những động vật tiếp xúc gần với dơi trong nỗ lực xác định thủ phạm truyền virus. Các trang trại chăn nuôi động vật hoang dã tại Trung Quốc là một trong những nơi đầu tiên cần xem xét, theo Peter Daszak, giám đốc tổ chức phi lợi nhuận EcoHealth Alliance ở New York, Mỹ. Trang trại chứa nhiều động vật nuôi nhốt để nhân giống, từ cầy hương tới gấu mèo và chuột hải ly, loài chuột lớn sống gần lợn, gà và vịt. Những trang trại này là nơi ghé thăm thường xuyên của dơi. Chúng tới kiếm ăn vào ban đêm phía trên khu chuồng, một số thậm chí sống trong các khu nhà. Trang trại cũng xây gần nhà ở của người dân nên người trong gia đình càng dễ tiếp xúc với dơi.

An Khang (Theo Nature)

• Công bố nghiên cứu mới về nguồn gốc nCoV