Zing dịch lại bài viết thể hiện quan điểm của Katherine S. Xue, nhà sinh học chuyên về việc cây tiến hóa của SARS-CoV-2 sẽ giúp chúng ta ra sao trong việc ngăn chặn đà lây lan của nó, và mở ra những khả dĩ khác cho việc phòng ngừa các dịch bệnh tương tự trong tương lai.
Một nhà khoa học tôi biết có hình xăm trên cánh tay, lấy từ bức ký họa trong sổ tay của Darwin.
Có tên gọi “Cái cây của Darwin (Darwin tree), bức ký họa là những nhánh tỏa ra từ một trung tâm, rồi lại rẽ thành từng nhánh nhỏ hơn rồi từng nhánh nhỏ hơn, kết thúc bằng các ký hiệu A, B, C và D.
Cây tiến hóa là lời kể của lịch sử
Họa đồ này tuy đơn giản nhưng mang ý nghĩa to lớn: đây là cái cây sự sống, với những nhành cây nối kết tôi và bạn với mọi thứ đang sống và từng sống trên trái đất.
Nếu tôi phải chọn hình ảnh duy nhất để trình bày những gì mà một nhà sinh học tiến hóa như tôi nghĩ về công việc của mình, tôi sẽ chọn hình ảnh này. Cây tiến hóa chính là lời kể của lịch sử ghi lại trong những đoạn mã di truyền, là bản ghi chép các phả hệ có từ thời xa xưa.
Với bất cứ ai có khả năng quan sát, thì quá khứ, hiện tại và tương lai khả dĩ của chủng virus corona mới có thể được tìm thấy trong cây tiến hóa của nó.
 |
| Bản phác thảo cây tiến hóa của Darwin vào năm 1837. Ảnh: Wiki Commons. |
Chúng tôi đang nghiên cứu cái cây này, từng chút một, với sự giúp đỡ của công nghệ mới giúp việc giải mã bộ gen virus được nhanh và rẻ hơn.
Chúng tôi đang đọc cái cây của chủng virus này nhanh hơn những gì chúng tôi từng làm trong những đại dịch trước đây. Câu hỏi bây giờ là: Liệu chúng ta có thể đọc nó đủ nhanh để tạo ra một sự khác biệt trong cuộc chạy đua làm giảm mức độ lây lan của nó?
Trong những ngày đầu tiên của cơn đại dịch, cây tiến hóa của chủng virus này cho thấy độ nghiêm trọng của vấn đề chúng ta đối mặt. Vào ngày 10/1, mười ngày sau khi thế giới biết đến những ca bệnh bí ẩn ở Vũ Hán, kết quả giải mã bộ gen đầu tiên từ ổ dịch cho chúng ta biết một điều quan trọng: virus này hoàn toàn mới với nhân loại.
Các triệu chứng của nó tương đồng với bệnh cúm, bệnh viêm phổi và cảm lạnh thông thường, và loài virus này thuộc chủng corona, như cái tên Covid-19 thể hiện. Nhưng virus này trước đây chưa từng lây sang người, có nghĩa chúng ta không có cơ chế đề kháng để ngăn chặn sự lây lan của nó.
Một phát hiện quan trọng thứ hai đến sau phát hiện thứ nhất. Những báo cáo đầu tiên từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) gợi ý virus này có thể đã nhảy nhiều lần từ những vật chủ động vật trước khi lây sang người, với khả năng lây nhiễm từ người sang người giới hạn. Nhưng khi có thêm nhiều bộ gen virus được giải mã vào giữa tháng 1, cây tiến hóa của chúng cho thấy một câu chuyện khác.
 |
| Một trạm lấy mẫu xét nghiệm lưu động ở Đức. Nhiều nước đang hướng đến việc xét nghiệm kháng thể đại trà để mở lại nền kinh tế. Ảnh: Reuters. |
Khi các nhà nghiên cứu so sánh bộ gen từ vụ bùng phát Covid-19 ở Vũ Hán với những chủng virus corona tìm thấy trong dơi, tê tê và những loài vật khác, họ phát hiện những virus ban đầu tại Vũ Hán quy tụ tại một nhánh duy nhất của cây tiến hóa, là hậu duệ gần đây từ một đợt bùng phát duy nhất vào tháng 11 hoặc 12.
Chúng ta vẫn chưa biết nguồn gốc của sự kiện bùng phát này. Nhưng, điều chúng ta biết rõ bây giờ là cái cây đã kể một câu chuyện chính xác: vius mới này có thể dễ dàng lây truyền từ người sang người.
Vào cuối tháng 1, một người đàn ông bay từ Vũ Hán đến bang Washington và bị ốm rồi trở thành ca bệnh Covid-19 đầu tiên tại Mỹ. Suốt nhiều tuần sau đó, chúng ta biết được thêm nhiều ca tương tự, những ca mà virus được lây từ nước ngoài và bị cô lập vào thời điểm đó.
Rồi mọi chuyện thay đổi vào tháng 2, khi các nhà nghiên cứu ở Seattle nhận diện một người bệnh nhiễm Covid-19 mà chưa đi nước ngoài và cũng không quen biết ai đi nước ngoài.
(Vài người trong số các nhà khoa học này là cộng sự và giảng viên của tôi. Bài viết này lấy nhiều tư liệu từ họ, đặc biệt là nhà virus học Trevor Bedford).
Bộ gen của những trường hợp bệnh ở Washington kể một câu chuyện gây kinh ngạc: Những virus từ vị khách đến từ Vũ Hán và ca lây nhiễm trong cộng đồng đều quần tụ ở nhánh riêng trên cây virus corona, là virus thứ hai sinh ra từ virus thứ nhất. Ba chủng đột biến sinh ra trong quá trình lây nhiễm.
Bộ gen virus cho thấy sau khi virus corona đến bang Washington vào cuối tháng 1, nó tự tạo ra “nhánh” riêng của mình và âm thầm lan truyền khắp thành phố này trong nhiều tuần.
Dựa trên bằng chứng lây nhiễm từ cây tiến hóa, các nhà nghiên cứu ước tính virus này có thể đã lây nhiễm từ 500-600 người ở bang Washington vào đầu tháng 3, nhiều hơn so với con số 18 ca được báo cáo vào thời điểm đó.
Một tháng sau khi chúng ta biết virus đang hoành hành ở Seatlle, cây tiến hóa của virus corona đã nở rộ, các nhành của nó tiếp tục vươn rộng và đâm nhánh trong quá trình lây lan của dịch bệnh. Ở bang Washington, gần 5.000 ca mới được phát hiện trong tháng 3, chủ yếu là “hậu duệ” của ca đầu tiên tại Washington.
Tốc độ lây lan chóng mặt
Nhánh này đã mọc nhiều đến mức tự mình tạo ra một cơn bùng phát của riêng nó. Chúng ta đã tìm thấy “hậu duệ” của nó tại New York, California, Connecticut, Minnesota và Wisconsin, đây là một vài trong số những bang đã công bố kết quả giải mã gien virus. Nhánh virus tại Washington cũng tạo ra nhiều ca ở xa tận Iceland và Australia, kết quả của một thế giới kết nối.
(Khi từng nhánh này lan tỏa, chúng cũng tự sinh ra những đột biến mới, một hệ quả “lỗi” thường thấy trong quá trình sinh sôi của virus. Đến hiện tại, chưa có bằng chứng nào cho thấy những đột biến này thay đổi cách thức virus tác động đến cơ thể người).
Với phần còn lại của cây virus corona, những nhánh khác của nó dễ dàng tỏa khắp thế giới. Tại Mỹ, cây này cho thấy virus đã xuyên biên giới và sinh sản cấp số nhân. Ổ dịch tại Seattle được hình thành bởi nhiều nhánh khác nhau, bằng chứng cho thấy virus này đã đi theo nhiều ngả từ Vũ Hán đến bang Washington.
Phần lớn ca nhiễm được giải mã từ ổ dịch lớn tại New York thuộc về một nhánh có “họ hàng” với virus tại châu Âu, không phải Trung Quốc, cho thấy virus này đến từ bên kia Đại Tây Dương chứ không phải Thái Bình Dương. Trên khắp nước Mỹ, virus tiếp tục lây nhiễm để thách thức những nỗ lực ngăn chặn nó.
Trong những cơn bùng phát dịch Ebola và Zika vào những năm trước, cây tiến hóa đã cho thấy xu hướng lan truyền của virus trên hành tinh, nhưng đôi khi phải mất nhiều tháng, thậm chí nhiều năm sau khi bùng dịch.
 |
| Người dân ngồi tại một công viên ở Seattle, bang Washington khi công viên này được mở cửa trở lại sau thời gian giãn cách xã hội. Ảnh: Reuters. |
Tốc độ lây lan của virus corona nhanh hơn nhiều, nhưng tốc độ của khoa học cũng đã được đẩy mạnh. Từ tháng 1 đến giữa tháng 4, hơn 2.500 công trình giải mã gen Covid-19 đã được công bố, giúp theo dõi cách thức di chuyển và tiến hóa của virus này theo thời gian thực.
Những tiến bộ này gợi lên những khả năng giàu hy vọng rằng kiến thức về sự tiến hóa của virus có thể làm thay đổi lộ trình của dịch bệnh này. Có thể nó đã tạo ra một sự khác biệt tại Seattle, nơi mà việc giải mã gien của hai ca đầu tiên tại Washington đã báo động giới nghiên cứu về khả năng lây lan âm thầm của virus, một kiến thức khó mà có được nếu chỉ dựa vào xét nghiệm.
Chính một phần nhờ vào những dự đoán về một cơn bùng dịch mới đã khiến chính quyền nhanh chóng ban hành các biện pháp giãn cách xã hội, rất lâu trước khi kết quả của những cuộc xét nghiệm bắt kịp.
Trong quá trình giãn cách xã hội hiện tại, một ưu tiên chính là tiến hành xét nghiệm hàng loạt để biết virus lây nhiễm ở đâu với tốc độ ra sao. Cuối cùng, việc xét nghiệm diện rộng và truy tìm đầu mối sẽ cho phép chúng ta quyết định xem ai phải ở nhà còn ai có thể được quay lại làm việc, và cho phép nền kinh tế được khởi động lại. Nhưng trường hợp ở Seattle gợi ra một tương lai xa trong đó việc giải mã gen định kỳ có thể giúp định hướng cho ngành dịch tễ.
Một ngày nào đó, giải mã gen sẽ giúp chúng ta phát hiện được ai truyền virus cho ai. Nó có thể dạy cho ta biết virus lây truyền qua tiếp xúc gần thường xuyên đến đâu nếu so với những tiếp xúc ngẫu nhiên.
Và khi giãn cách xã hội vơi dần, việc xét nghiệm diện rộng kết hợp cùng giải mã gien có thể giúp chúng ta phần nào biết được khi nào thì virus sẽ bùng lên trở lại.
