Ebola tiến hóa nhanh để lây truyền hơn và gây tử vong nhiều hơn

Nạn dịch Ebola là nạn dịch lớn nhất cho đến nay, lây nhiễm ít nhất 28.600 người và giết chết 11.310 người. Ngay từ đầu, các nhà virus học lo ngại rằng một số lượng lớn các trường hợp sẽ tạo cho vi rút cơ hội chưa từng có để thích ứng với con người.

Đối với một virus, sự thích ứng có nghĩa là càng tốt hơn khi lan rộng. Ebola, giống như cúm gia cầm và các mầm bệnh khác từ động vật, thường gây tử vong ở người, nhưng không giỏi trong việc lan truyền. Vào lúc khởi phát dịch ở Tây Phi, New Scientist đã cảnh báo rằng "càng nhiều trường hợp ở người, càng có nhiều cơ hội để nó sẽ nhận được ... để tiến hóa trở thành có khả năng truyền bệnh hơn ở người".

Đó có vẻ chính xác là những gì đã xảy ra. Nạn dịch bắt đầu ở Guinea, và sau đó xâm chiếm Sierra Leone khi chỉ có khoảng 100 trường hợp. Vào thời điểm đó, virus có một đột biến gọi là A82V trong một phần của protein bề mặt chính của nó liên kết với các tế bào mà nó xâm nhập.

Đó là nạn dịch lớn đầu tiên, trong đó các gen của mầm bệnh được lập trình hầu như trong thời gian thực trong suốt quá trình, và điều này cho thấy A82V được duy trì trong các trường hợp sau này. Sự xuất hiện của đột biến xảy ra đồng thời với sự gia tăng của đại dịch, cũng như đã xảy ra sau này vào Guinea.

Sử dụng mô hình máy tính về sự tiến hóa của virus, các nhà di truyền học đã kết luận rằng điều này có thể đã chỉ là do có cơ hội. Nhưng, Jeremy Luban tại Đại học Massachusetts ở Worcester nói, nó diễn ra trước khi bất cứ ai "đã nhúng tay vào và phát hiện ra những gì nó làm”.

Khả năng lây nhiễm gấp bốn lần

Trong tuần này, cả nhóm nghiên cứu của Luban và nhóm nghiên cứu riêng biệt của Jonathan Ball tại Đại học Nottingham, Vương quốc Anh, đã thông báo rằng A82V cho phép virus Ebola lây nhiễm vào tế bào của người và của động vật linh trưởng khác với hiệu quả gấp bốn lần so với các loại virus không biến đổi.

Họ cũng nhận thấy rằng một số đột biến tiếp theo đã không làm gì nhiều, nhưng vẫn làm tăng lây nhiễm tiếp tục khi chúng đi kèm với A82V - cho thấy virus đang chịu áp lực tiến hóa để lây nhiễm sang người dễ dàng hơn. Lây nhiễm nhiều hơn có nghĩa là sao chép nhiều hơn, và cũng có thể dẫn đến lây lan rông hơn.

Sự liên kết giữa các đột biến và sự khốc liệt tiếp theo của dịch tuy nhiên vẫn có thể là chỉ có cơ hội. Các nhóm nghiên cứu không thể chính thức chứng minh rằng các đột biến làm tăng sức tiến hóa của virus mà không có các thực nghiệm ở động vật, mà họ muốn làm, trong phòng thí nghiệm kín.

Nhưng Luban lập luận rằng tất cả các bằng chứng cho thấy đột biến góp phần vào mức độ nghiêm trọng của dịch bệnh. "Các phần nhỏ protein chạm đến thụ thể của người làm thay đổi quá trình đặc hiệu của loài, chỉ sau sự lan truyền từ người sang người, khả năng lây nhiễm ở tế bào người gia tăng gấp bốn lần, và là dạng duy nhất của virus xâm chiếm thêm sáu quốc gia" ông nói.

Ball có cùng quan điểm này. "Cho rằng A82V đóng một vai trò quan trọng trong việc liên kết với thụ thể, và chúng ta cũng tìm thấy những đột biến khác cải thiện nó, tôi thấy khó tưởng tượng rằng điều này là sự không thích ứng mà đã được lựa chọn ", ông nói. "Nó làm cho virus phù hợp hơn."

Một dòng hiểm ác hơn

Các đột biến cũng có thể đã làm cho virus hiểm ác hơn. Nhóm của Luban đã phân tích 200 trường hợp trong đó các gen của virus và các quá trình của bệnh đã được biết đến. Những người có A82V có nhiều virus hơn trong máu của họ, và khả năng chết lớn gần gấp ba lần.

Điều này không đáng ngạc nhiên, vì Ebola lây truyền chủ yếu trong dịch cơ thể từ người bị bệnh nặng hoặc tử thi, Andrew Read tại Đại học bang Pennsylvania tại Đại học Park nói. "Nếu phần lớn sự lan truyền là do mức độ nghiêm trọng của bệnh và tử vong, thì sự thích ứng sẽ thúc đẩy Ebola độc tính hơn,"bởi vì điều này sẽ gây ra bệnh nặng hơn và tử vong nhiều hơn, và từ đó lan truyền vi rút hơn.

Tin tốt là đột biến A82V biến mất khi bệnh dịch kết thúc – ngoại trừ trường hợp nó còn hiện diện ở mắt hoặc tinh hoàn của những người sống sót, điều này có thể xảy ra thông qua khả năng của nó xâm nhập vào các tế bào của người. Nhưng A82V phát sinh vào đầu vụ dịch, có nghĩa là sự đột biến này hoặc một đột biến khác với hiệu ứng tương tự sẽ xuất hiện trong nạn dịch tiếp theo, Ball nói.

Theo Read đây là lý do tại sao chúng ta cần phải dập tắt bất kỳ sự bùng nổ dịch trong tương lai một cách nhanh chóng. Các vắc xin đã được phát triển, nhưng các nhóm nghiên cứu cũng thông báo rằng Ebola ở Tây Phi đã biến đổi theo những cách mà có thể đẩy lùi hiệu quả của vắc-xin, hoặc phản ứng miễn dịch của chúng ta. Có vẻ như cuộc chiến đấu của chúng ta với virus Ebola mới chỉ bắt đầu.

Linh Trang (Newscientist)