Tại sao những bệnh nhiễm trùng từ động vật lại rất nguy hiểm với con người?

Trong khi vẫn chưa rõ loài động vật nào là nguồn gốc của virus corona mới - Là dơi? Là tê tê? Hay là cả hai? - các nhà khoa học đang chắc chắn rằng SARS-CoV-2, virus gây ra Covid-19, có nguồn gốc từ động vật.

Số lượng các trường hợp Covid-19 được xác nhận trên toàn thế giới là đáng kinh ngạc. Theo Đại học Johns Hopkins, hàng trăm ngàn người đã nhiễm virus và hàng chục nghìn người đã chết.

Nhưng các bệnh mắc phải từ động vật đã ảnh hưởng đến rất nhiều người trên khắp thế giới trước khi Covid-19 soán ngôi.

Ví dụ, một báo cáo quốc tế từ năm 2012 đã thông tin rằng có tổng cộng 56 căn bệnh như vậy, và chúng là nguyên nhân gây ra 2,5 tỷ trường hợp mắc bệnh và 2,7 triệu ca tử vong trên toàn cầu mỗi năm. Những bệnh này bao gồm bệnh dại, bệnh toxoplasmosis, sốt Q, sốt xuất huyết, cúm gia cầm, Ebola và bệnh than.

Hơn nữa, các bệnh hô hấp giống cúm mắc phải từ động vật đã gây những hậu quả thảm khốc trong thế kỷ qua. Dịch cúm Tây Ban Nha đã khiến 50 triệu người chết vào năm 1918 và dịch cúm Hồng Kông khiến 700.000 người chết vào năm 1968.

Vậy, tại sao những căn bệnh mà con người mắc phải từ động vật lại nguy hiểm như vậy? Một phần là do hệ miễn dịch của chúng ta. Một phần khác do chọn lọc tự nhiên. Động vật cụ thể truyền virus cũng có thể đóng một vai trò.

Virus động vật “so găng” với hệ miễn dịch người

Một lý do virus từ động vật rất nguy hiểm với người là vì con người không có cách nào để đối phó với chúng. Hệ thống miễn dịch của chúng ta chưa bao giờ chạm trán với những virus mới này, vì vậy, nó không biết cách đối phó với những vị khách “không mời mà đến”.

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng hầu hết các loại virus xâm nhập vào cơ thể con người sẽ bị phá hủy thành công bởi hệ thống miễn dịch hoặc bị đào thải bởi hệ tiêu hóa. Tuy nhiên, thỉnh thoảng, một virus động vật nào đó có thể tìm được cách nhân lên trong vật chủ là người.

Thời điểm khi virus động vật nhân lên trong cơ thể người đầu tiên là rất quan trọng. Tại thời điểm “tới hạn” này, lần đầu tiên virus có thể đột biến và tiến hóa dưới những ràng buộc có chọn lọc của cơ thể người, tự thích nghi và tự cải tiến để nhân lên trong vật chủ mới.

Khi điều này xảy ra, hệ miễn dịch của người phải chống trả. Nó cần phải “bắt kịp” sự tiến hóa của virus và tạo ra phản ứng miễn dịch. Cơ thể con người chưa bao giờ phải đối mặt với mối đe dọa này trước đây, và do đó, không có sẵn khả năng miễn dịch trong kho vũ khí của mình - vì vậy nó phải tạo ra thứ gì đó một cách nhanh chóng.

Nhưng, sự bảo vệ này - một phần của hệ miễn dịch thích nghi – phải mất nhiều ngày hoặc lâu hơn để kích hoạt. Trong khi đó, virus có thể đã tiến hóa để nhân lên nhanh hơn hoặc thậm chí thoát khỏi sự chống trả của hệ miễn dịch.

Cuộc “chạy đua vũ trang” tiến hóa

Nói cách khác, virus động vật và hệ thống miễn dịch ở người đã tham gia vào một cuộc “chạy đua vũ trang”, và giống như bất kỳ cuộc chạy đua vũ trang nào, một trong hai đối thủ sẽ chiến thắng, hoặc cả hai đối thủ đều lâm vào thế bế tắc.

Christopher Coleman, giảng viên về Miễn dịch nhiễm trùng tại Đại học Nottingham ở Vương quốc Anh giải thích: “Giả định chung là là khi virus tiến hóa sang một vật chủ, nó sẽ trở nên ít nguy hiểm hơn đối với vật chủ đó (nó sẽ muốn đảm bảo sự lây truyền của mình nên không muốn nhanh chóng giết chết vật chủ trước khi có cơ hội nhân lên”.

“Điều này không phải luôn luôn đúng, nhưng một virus thích nghi với con người về lâu dài có thể ít nguy hiểm hơn vì “cuộc chạy đua vũ trang tiến hóa” giữa virus và vật chủ đã đạt đến tình trạng “không bên nào chịu nhường bên nào”, không hoàn toàn tốt đẹp, nhưng cũng không chết người.

Hơn nữa, “một virus thích nghi hoàn toàn với vật chủ động vật có thể hoàn toàn vô hại đối với con người”.

Nhà khoa học - người có nghiên cứu chính tập trung vào “các virus corona gây bệnh rất cao ở người” - đã đưa ra những ví dụ về virus động vật “hung hãn” trong họ virus corona. Chúng bao gồm “virus viêm phế quản nhiễm trùng” ở gà, “virus viêm phúc mạc nhiễm trùng” ở mèo, hay “virus viêm dạ dày ruột lây truyền” gây chết gần như 100% ở heo con.

Không có virus nào trong số này được biết là gây nhiễm trùng hoặc gây ra bất kỳ bệnh nào ở người, theo GS Coleman.

“Mặt khác, một virus tiến hóa ở động vật nhưng cũng có khả năng lây nhiễm sang người có thể gây chết người hơn nếu và khi nó lây nhiễm sang người”.

Điều này có thể đặc biệt đúng khi hệ miễn dịch của động vật rất khác với con người, hoặc khi động vật có cơ chế bảo vệ đặc hiệu mà con người thiếu.

Dơi và khả năng miễn dịch “siêu cảnh giác”

Ví dụ, thực tế là các loại virus rất có hại như SARS, MERS và Ebola đều có nguồn gốc từ loài dơi đặt ra câu hỏi - loài dơi có gì mà chúng ta không có?

Làm thế nào dơi có thể mang theo những virus, mà trong một số trường hợp cực kỳ nguy hiểm đối với con người (như Ebola), nhưng dường như lại không bị gây hại chút nào?

Một nghiên cứu mới của Cara Brook, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học California Berkeley, đã đặt ra chính câu hỏi này. Nghiên cứu cho thấy khả năng miễn dịch “độc nhất vô nhị” của loài dơi cho phép chúng mang và duy trì tải lượng virus cao mà không bị bệnh.

“Một số loài dơi đã có phản ứng miễn dịch chống virus có tên là chu trình interferon được kích hoạt liên tục.

“Ở hầu hết các động vật có vú khác, việc có phản ứng miễn dịch siêu cảnh giác như vậy sẽ gây ra viêm có hại. Tuy nhiên, dơi có đặc điểm chống viêm thích nghi để bảo vệ chúng khỏi tác hại này”, Cara Brook và cộng sự giải thích.

Từ sức mạnh đến sức mạnh

Đây tin rất tuyệt vời cho dơi, nhưng các động vật có vú khác có được như vậy không? Đáng buồn thay, không nhiều. Việc dơi có khả năng phòng ngự tốt như vậy đồng nghĩa với việc virus có tất cả sự khuyến khích cần thiết để nhân lên nhanh hơn.

Khả năng miễn dịch đặc biệt của dơi cuối cùng đã làm cho virus mạnh hơn. Nó giống như việc đào tạo với một đối thủ cạnh tranh xuất sắc và kết quả là đối thủ trở nên mạnh mẽ.

Brook và nhóm của bà đã thực hiện các thí nghiệm sử dụng các dòng tế bào từ hai loài dơi. Kết quả cho thấy ở cả hai loài dơi, phản ứng chống virus mạnh nhất bị chống lại bởi virus lây lan nhanh hơn từ tế bào này sang tế bào khác.

“Điều này gợi ý rằng khả năng miễn dịch của dơi có thể thúc đẩy sự tiến hóa của virus lây truyền nhanh hơn, và trong khi dơi được bảo vệ tốt khỏi tác động có hại của virus sinh sôi nảy nở trong chúng, thì các sinh vật khác, bao gồm cả con người, lại không được như vậy.

Hệ thống miễn dịch của chúng ta sẽ tạo ra tình trạng viêm lan rộng nếu cố gắng thực hiện chiến lược chống virus này. Nhưng dơi có vẻ phù hợp đặc biệt để tránh mối đe dọa của bệnh lý miễn dịch”.

Covid-19: dơi, tê tê hay rắn?

Trong trường hợp của virus corona mới, nhiều giả thuyết đang được đặt ra về loài động vật cụ thể truyền SARS-CoV-2 cho người. Các nhà khoa học đã liên hệ tê tê hoặc thậm chí rắn là những thủ phạm có thể mang mầm bệnh.

Tìm ra động vật có vú đặc hiệu là rất quan trọng bởi vì động vật có thể giúp hiểu rõ về cấu trúc di truyền của virus và cách để khắc chế nó. Tuy nhiên, không được đánh giá thấp khả năng virus corona mới có thể có nhiều nguồn vật chủ.

Bình luận về giả thuyết rằng con người bị nhiễm SARS-CoV-2 từ tê tê, GS Coleman nói: “Đây là một giả thuyết tốt như bất kỳ giả thuyết nào khác. Điều này, tất nhiên, không có nghĩa tê tê là ​​nguồn duy nhất - có thể có các loài khác.

Ví dụ, với “nguồn gốc” của SARS-CoV, cầy hương là loài nổi tiếng nhất có liên quan, nhưng có những động vật có vú nhỏ khác đã bị nhiễm. Ngoài ra, mặc dù lạc đà một bướu là nguồn gốc của MERS-CoV, nhưng có bằng chứng mạnh mẽ cho thấy những giống lạc đà khác “cũng có thể bị nhiễm”.

Bất kể loài động vật nào cụ thể nào đã truyền virus corona mới sang người, câu hỏi quan trọng là, virus đã đột biến khi nào và ở đâu?

Hai kịch bản khác nhau cho COVID-19

Trong một nghiên cứu gần đây, nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi TS Kristian Andersen, giảng viên miễn dịch học và vi trùng học tại Viện nghiên cứu Scripps ở LaJolla, CA, đã sử dụng dữ liệu bộ gen có sẵn để xác định xem nguồn gốc của virus corona mới là thiên tạo hay nhân tạo.

Nếu xác định virus là kết quả của quá trình tiến hóa tự nhiên, các tác giả giải thích rằng tùy thuộc vào việc virus thích nghi ở dạng hiện tại trên động vật hay trên con người, diễn biến của đại dịch virus corona mới có thể tương đối khác nhau.

“Nếu SARS-CoV-2 đã thích nghi từ trước trên một loài động vật khác”, các tác giả viết trên tạp chí Nature, “thì có nguy cơ xảy ra các sự kiện sẽ xuất hiện trở lại trong tương lai”.

Nói cách khác, nếu virus đã tiến hóa đến trạng thái hiện tại trên động vật, thì động vật sẽ tiếp tục truyền nó cho nhau và virus có thể quay trở lại vào con người bất cứ lúc nào.

Hơn nữa, các nhà nghiên cứu gợi ý rằng kịch bản này sẽ giải thích tại sao virus lây lan nhanh như vậy. Dựa trên quan sát rằng nó đã phát triển các đặc điểm gây bệnh ở động vật, SARS-CoV-2 đã được “tập luyện” để lan rộng và nhân lên nhanh chóng khi nó xâm nhập vào vật chủ người đầu tiên.

Ngược lại, GS Andersen và các đồng nghiệp viết, “nếu quá trình thích nghi xảy ra trên người, thì ngay cả nếu việc truyền từ động vật sang người lặp đi lặp lại, nó cũng cũng không thể lan rộng nếu không có cùng một loạt các đột biến”, do đó giảm thiểu cơ hội của một đợt bùng phát khác.

Hiện tại, không thể biết được kịch bản nào trong hai kịch bản có nhiều khả năng hơn. Chỉ có thời gian, và nghiên cứu nhiều hơn, trả lời được câu hỏi này.

Cẩm Tú

Theo MNT