Virus corona gây đại dịch Covid-19 từ tự nhiên, không phải sản phẩm phòng thí nghiệm

Theo kết quả nghiên cứu khoa học được công bố trên một bài báo của tạp chí Nature Medicine, các nhà khoa học khẳng định virus corona chủng mới (SARS-CoV-2) xuất hiện tại thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc hồi tháng 12/2019, gây nên đại dịch COVID-19, là sản phẩm của tiến hóa tự nhiên, không phải từ phòng thí nghiệm.

"Bằng cách phân tích và so sánh dữ liệu trình tự bộ gen có sẵn trên các chủng virus corona đã biết, chúng tôi có thể xác định chắc chắn rằng SARS-CoV-2 có nguồn gốc từ quá trình tiến hóa tự nhiên", Phó giáo sư, Tiến sĩ Kristian Andersen chuyên về miễn dịch và vi trùng học thuộc Viện Nghiên cứu Scripps, khẳng định.

Ngoài Tiến sĩ Kristian Andersen, các tác giả của bài báo mang tên "Nguồn gốc gần nhất của SARS-CoV-2", còn bao gồm các nhà khoa học Robert F. Garry của Đại học Tulane (Mỹ), Edward Holmes của Đại học Sydney (Úc), Andrew Rambaut của Đại học Edinburgh (Scotland) và W. Ian Lipkin của Đại học Columbia (Mỹ).

Virus corona là một họ virus lớn, có thể gây ra những dịch bệnh nghiêm trọng. Căn bệnh đầu tiên mà chủng virus corona gây ra là dịch Hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) năm 2003 ở Trung Quốc. Sau đó, một đợt bùng phát khác của loại virus này đã gây nên dịch Hội chứng hô hấp Trung Đông (MERS) tại Ả Rập Xê Út năm 2012.

Vào ngày 31/12/2019, các nhà chức trách Trung Quốc đã thông báo với Tổ chức Y tế Thế giới WHO về sự bùng phát của một chủng virus corona mới, gây nên bệnh viêm phổi cấp, sau đó loại virus này được đặt tên là SARS-CoV-2. Tính đến 15h ngày 19/3, virus này đã khiến 211.160 người nhiễm bệnh và 8.847 người tử vong. Trong đó, Trung Quốc và Ý đang là những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất.

Ngay sau khi dịch bệnh mới khởi phát, các nhà khoa học Trung Quốc đã giải mã trình tự bộ gen của SARS-CoV-2 và cung cấp dữ liệu cho các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới. Tiến sĩ Kristian Andersen cùng các đồng nghiệp tại nhiều tổ chức nghiên cứu khác nhau đã sử dụng dữ liệu này để khám phá nguồn gốc và sự tiến hóa của SARS-CoV-2 bằng cách tập trung vào một số chức năng đặc biệt của virus.

Các nhà khoa học này đã phân tích khuôn mẫu di truyền cho protein tăng đột biến, vũ khí ở bên ngoài virus corona mà nó dùng để xâm nhập vào bức tường bên ngoài của tế bào người và động vật. Cụ thể hơn, họ tập trung vào hai tính năng quan trọng của protein tăng đột biến là: miền liên kết với thụ thể (RBD) - một loại móc bám vào tế bào chủ, và vị trí phân cắt - dụng cụ mở hộp phân tử cho phép virus corona bẻ khóa xâm nhập vào tế bào chủ.

Bằng chứng SARS-CoV-2 là tiến hóa tự nhiên

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng phần RBD của protein tăng đột biến trong SARS-CoV-2 đã tiến hóa nhằm mục đích tấn công hiệu quả một đặc điểm phân tử ở bên ngoài tế bào người gọi là ACE2 - một thụ thể liên quan đến điều hòa huyết áp. Thực tế, protein tăng đột biến trong SARS-CoV-2 rất hiệu quả trong việc gắn kết các tế bào người. Nhờ đó, các nhà khoa học kết luận rằng nó là kết quả của chọn lọc tự nhiên chứ không phải là sản phẩm của kỹ thuật di truyền.

Bằng chứng cho sự tiến hóa tự nhiên này được chứng minh bằng dữ liệu về xương sống của SARS-CoV-2 - cấu trúc phân tử tổng thể của nó. Nếu ai đó đang tìm cách chế tạo một loại virus corona mới để tạo ra một mầm bệnh, họ sẽ tạo ra nó từ xương sống của một loại virus có khả năng lây bệnh. Tuy nhiên, xương sống của SARS-CoV-2 khác biệt đáng kể so với những loại virus corona đã biết và hầu hết giống với các virus liên quan được tìm thấy ở dơi và tê tê.

Tiến sĩ Kristian Andersen khẳng định: "Hai tính năng của SARS-CoV-2, các đột biến trong RBD của protein tăng đột biến và xương sống khác biệt của nó, đã cho thấy phòng thí nghiệm không phải nguồn gốc tiềm năng của virus này".

Tiến sĩ Josie Golding, người đứng đầu tổ chức Wellcome Trust có trụ sở tại Anh, cho biết những phát hiện của Tiến sĩ Kristian Andersen và các đồng nghiệp là rất quan trọng để đưa ra cái nhìn chính xác nhằm làm rõ những tin đồn đang lan truyền về nguồn gốc của SARS-CoV-2 gây ra dịch bệnh COVID-19.

"Họ kết luận rằng virut là sản phẩm của quá trình tiến hóa tự nhiên, chấm dứt mọi suy đoán có chủ ý về kỹ thuật di truyền", Tiến sĩ Josie Golding nói thêm.

Hai kịch bản của SARS-CoV-2

Dựa trên phân tích trình tự bộ gen của SARS-CoV-2, Tiến sĩ Kristian Andersen và các đồng nghiệp kết luận rằng nguồn gốc của chủng virus này có thể theo một trong 2 tình huống sau:

Kịch bản thứ nhất, SARS-CoV-2 đã tiến hóa đến trạng thái gây bệnh hiện tại thông qua chọn lọc tự nhiên trong vật chủ không phải là người, sau đó mới nhảy sang người. Đây là cách mà những chủng virus corona trước đây đã xuất hiện, với việc con người nhiễm virut sau khi tiếp xúc trực tiếp với cầy hương (trong dịch SARS) và lạc đà (trong dịch MERS). Các nhà nghiên cứu cho rằng ổ chứa SARS-CoV-2 có khả năng cao nhất là dơi vì nó rất giống với virus corona ở dơi. Tuy nhiên, chưa phát hiện trường hợp nào truyền bệnh trực tiếp từ dơi sang người. Điều này cho thấy vật chủ trung gian có khả năng liên quan giữa dơi và người.

Trong kịch bản này, cả hai tính năng đặc biệt của protein tăng đột biến trong SARS-CoV-2 đều có phần RBD liên kết với các tế bào và vị trí phân cắt mở virus sẽ tiến hóa đến trạng thái hiện tại của chúng trước khi xâm nhập vào người. Trong trường hợp này, dịch bệnh COVID-19 hiện tại có thể bùng phát nhanh chóng ngay khi con người bị nhiễm bệnh, vì virus đã phát triển các tính năng khiến nó gây bệnh và có khả năng lây nhiễm từ người sang người.

Trong kịch bản thứ hai, một phiên bản virus không gây bệnh đã nhảy từ vật chủ là động vật sang người và sau đó tiến hóa đến trạng thái gây bệnh hiện tại ở con người. Ví dụ, một số chủng virus corona từ tê tê có cấu trúc RBD rất giống với SARS-CoV-2. Virus này có thể đã được truyền sang người, trực tiếp hoặc thông qua một vật chủ trung gian như cầy hương hoặc chồn sương.

Sau đó, đặc tính protein tăng đột biến khác của SARS-CoV-2, vị trí phân cắt, có thể đã tiến hóa trong vật chủ là con người, sau đó lây lan sang người khác mà không được phát hiện cho đến tận khi dịch bệnh bùng phát. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vị trí phân cắt SARS-CoV-2 xuất hiện tương tự như vị trí phân cắt của các chủng cúm gia cầm đã được chứng minh là dễ dàng lây truyền giữa người với người. Do đó, SARS-CoV-2 có thể đã phát triển một vị trí phân cắt độc hại tương tự như vậy trong tế bào người, và khởi phát dịch bệnh COVID-19 như hiện nay.

Đồng tác giả nghiên cứu Andrew Rambaut cho biết tại thời điểm này, thật khó để xác định kịch bản nào ở trên là khả dĩ nhất. Nếu SARS-CoV-2 xâm nhập vào người từ nguồn động vật, nó sẽ làm tăng khả năng bùng phát trong tương lai, vì chủng virus gây bệnh vẫn có thể lưu hành trong quần thể động vật và một lần nữa có thể nhảy vào con người. Khả năng thấp hơn là một loại virus corona không gây bệnh xâm nhập vào quần thể người, sau đó tiến hóa các đặc tính tương tự như SARS-CoV-2 gây nên dịch COVID-19.