Hình 1. Các tác động chính của biến đổi khí hậu lên sự lan truyền của ký sinh trùng ở người thông qua ốc và côn trùng|
Nguồn: https://www.researchgate.net/publication/305540166_Climate
Trước đây, khi mọi người nghe đến từ "ký sinh trùng", nó thường mang một hàm ý tiêu cực, vào đầu năm 2020, Úc phải đối mặt với sự khởi đầu của một mùa cháy rừng được cho là tàn khốc nhất trong lịch sử, trận hỏa hoạn thiêu rụi bờ biển phía Đông Nam bắt đầu khi một nhóm sinh viên và giảng viên từ Đại học Quốc gia Úc (ANU) đang nghiên cứu chủ đề "Thế giới sẽ như thế nào nếu không có ký sinh trùng" như mọt phần trong chương trình khóa học đại học "Hiểu về Ký sinh trùng".
Hiện nay, chúng ta đang đối mặt với một đại dịch toàn cầu, từ một loại vi-rút có thể lây lan do nhiều nguyên nhân tương tự đã được nêu trong phần tiếp theo của bài viết này. Mật độ dân số, thời tiết ấm lên, hạn hán; tất cả đều là những yếu tố mà chúng ta có thể cho rằng không liên quan đến ký sinh trùng, nhưng trên thực tế, chúng bị ảnh hưởng bởi những tác nhân gây căng thẳng này và ngược lại, chúng ta cũng bị chúng tác động. Ký sinh trùng thường bị nhìn nhận tiêu cực vì các bệnh như sốt rét, bệnh Lyme và quan niệm chung về việc "sống phụ thuộc vào một sinh vật khác". Tuy nhiên, thường thì chính con người đã xâm phạm vào môi trường sống của ký sinh trùng và chúng ta đã tạo ra một khí hậu ấm hơn và chúng đang phản ứng lại với điều đó. Con người có xu hướng đổ lỗi cho người khác nếu mọi việc trở nên tồi tệ, nhưng chúng ta phải chịu trách nhiệm và học cách đối phó với hậu quả.
Biến đổi khí hậu là một phần bình thường của hệ sinh thái trái đất. Tuy nhiên, chúng ta hiện đang trải qua một sự thay đổi do con người gây ra bên trong hiện tượng tự nhiên này. Với sự ấm lên bất thường, vượt xa tốc độ thông thường, nhiều dạng sống khó có thể thích nghi đủ nhanh, khi môi trường sống thích hợp của chúng không còn nữa. Ký sinh trùng (KST) có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái của trái đất và thường bị bỏ qua trong các cuộc thảo luận về biến đổi khí hậu. Ví dụ, tỷ lệ lưu hành bệnh sốt rét rất nhạy cảm với những thay đổi của khí hậu, tăng gấp năm lần sau một sự kiện El Nino, do độ ẩm tăng cao (Bouma và cs., 1996). Những thay đổi trong các hình thái thời tiết và sự gia tăng các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt có khả năng dẫn đến những thay đổi trong các mô hình lây truyền KST, tác động đến các quần thể vật chủ chưa cùng tiến hóa với ký sinh trùng và các bệnh do chúng gây ra. Khi con người và môi trường sống của chúng ta phải chịu nhiều tác nhân gây căng thẳng khắc nghiệt hơn, chúng ta trở nên dễ mắc bệnh hơn, từ đó tạo ra một vòng lặp phản hồi tích cực. Một mô hình dự báo gần đây đã chỉ ra rằng khí hậu tương lai được dự đoán ở miền Nam châu Âu có khả năng sẽ phù hợp cho các mầm bệnh do muỗi Aedes albopictus truyền (Caminade và cs., 2019). Nếu chúng ta tính thêm yếu tố đô thị hóa gia tăng, chúng ta có thể sẽ chứng kiến nhiệt độ tiếp tục tăng, nên sự lây truyền bệnh cũng tăng theo.
Một hành tinh ấm hơn tạo ra thời gian ủ bệnh bên ngoài dài hơn, mùa lây truyền kéo dài và sự phân bố của mầm bệnh được mở rộng (Caminade và cộng sự, 2019). Nhiệt độ cao hơn cũng có thể làm thay đổi các mô hình sống sót của vật chủ trung gian và chu kỳ phát triển của ký sinh trùng bên trong vật chủ (Barber và cs., 2016).Khi nước trở thành một nguồn tài nguyên khan hiếm, chúng ta sẽ buộc phải có các khu vực lưu trữ lớn hơn để đối phó với nguy cơ gia tăng của các đợt hạn hán khắc nghiệt. Khả năng các vùng nước lớn bị ô nhiễm khi nguồn nước trong môi trường tự nhiên bị hạn chế sẽ tăng cao, dẫn đến nguy cơ lây truyền bệnh một cách thảm khốc. Một ví dụ đáng báo động là cuộc khủng hoảng nước ở Sydney năm 1998, với báo cáo về mức độ nhiễm bệnh cao bất thường của các loài ký sinh trùng (Cryptosporidium và Giardia, cả hai đều gây tiêu chảy nặng và có khả năng dẫn đến tử vong). Điều này được cho là do việc lấy một lượng lớn "nước thô" vào các đập cung cấp nước uống cho hơn 3 triệu người dân Sydney sau khi mực nước trong đập xuống thấp do hạn hán.Chúng ta đang xem xét một vấn đề phức tạp, và mặc dù ký sinh trùng có thể chưa được coi là một biến số trong biến đổi khí hậu như một tác nhân gây căng thẳng cho con người, chúng ta đang phải đối mặt với một nguy cơ lan rộng và khó lường. Việc đầu tư thời gian vào việc mô hình hóa sự lây lan dự kiến của bệnh tật cùng với sự gia tăng nhiệt độ là tối quan trọng để ngăn chặn các đợt bùng phát dịch trên diện rộng. Trong khi việc mô hình hóa sự lây lan này làcần thiết, câu hỏi liệu con người có thể sống sót trước sự gia tăng lây lan của bệnh tật cũng cần được xem xét. Bây giờ là lúc, và quan trọng hơn bao giờ hết, phải thay đổi hành vi của chúng ta để không cho các mầm bệnh chiếm thế thượng phong.
Sự ấm lên toàn cầu và tình trạng nhiễm ký sinh trùng tại các cộng đồng đô thị
Biến đổi khí hậu toàn cầu là một vấn đề quan trọng trên toàn cầu, nó không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn cả sức khỏe con người. Nhiễm ký sinh trùng là một trong những bệnh truyền nhiễm được ghi nhận phổ biến nhất, thường được thấy ở các khu vực nông thôn của các nước đang phát triển tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên khắp các châu lục. Điều thú vị là có rất ít báo cáo về các ca nhiễm KST ở vùng ôn đới.Tuy nhiên, biến đổi khí hậu đang tạo ra một vùng ấm lên rộng lớn, tối ưu cho sự sống còn của một số loài ký sinh trùng. Tình hình này dẫn đến sự lây lan của các mầm bệnh ký sinh trùng và véc-tơ truyền bệnh của chúng đến các khu vực khác trên thế giới, những nơi thiếu khả năng tiếp cận với dịch vụ chăm sóc sức khỏe tối ưu. Hơn nữa, cộng đồng đô thị chiếm một tỷ trọng dân số lớn ở nhiều quốc gia phát triển và đang phát triển, những nơi thường có hệ thống vệ sinh tốt hơn so với khu vực nông thôn.
Do đó, trong quá khứ, xác suất nhiễm ký sinh trùng tại các cộng đồng đô thị này có thể là rất thấp. Vì nhiều lý do, mối liên quan giữa biến đổi khí hậu và tình trạng nhiễm ký sinh trùng ở các khu vực đô thị đã thu hút sự quan tâm của giới nghiên cứu. Các loài ký sinh trùng phổ biến nhất là những loài lây truyền qua véc-tơ, điều này trực tiếp cho thấy mối liên hệ của chúng với biến đổi khí hậu. Những phát hiện mà các nhà nghiên cứu mang lại lợi ích cho các nhân viên y tế và các nhà hoạch định chính sách, những người phải giải quyết tình hình này. Kết luận, tình trạng nhiễm ký sinh trùng ở các khu vực đô thị nên là một mối quan ngại ngày càng tăng do khả năng lây nhiễm gia tăng bởi biến đổi khí hậu
Tác động của biến đổi khí hậu đối với các bệnh ký sinh trùng ở gan và đường tiêu hóa
Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức nghiêm trọng nhất đối với hành tinh trái đất của chúng ta trong thế kỷ 21. Những thay đổi trong các yếu tố khí hậu, dù là nhiệt độ, lượng mưa, hạn hán hay gió, đều ảnh hưởng rõ rệt đến sự sống còn và phân bố của các loài KST và véc-tơ truyền bệnh của chúng. Để hiểu được các loài KST có khả năng bị ảnh hưởng như thế nào bởi biến đổi khí hậu, cần phải xem xét các tương tác giữa khí hậu, sinh thái học và sự lây truyền KST.
Hình 2. Tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi nhiệt độ và thời gia ủ bệnh của ký sinh trùng ở Chennai, Ấn Độ
|Nguồn: https://parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13071-024-06165-0
Một thực tế rõ ràng là các tác động của biến đổi khí hậu có khả năng sẽ lớn nhất đối với quần thể dân cư ở các quốc gia có thu nhập thấp, gây ra sự gia tăng gánh nặng bệnh tật trong nhóm này. Một số nước châu Phi được xem là các nước có thu nhập thấp. Ví dụ, khu vực Đông Phi thuộc châu Phi cận Sahara là một khu vực đặc biệt nhạy cảm với các kết quả sức khỏe tiêu cực liên quan đến biến đổi khí hậu do thiếu an ninh tài chính, sự phụ thuộc nặng nề vào nền nông nghiệp tự cung tự cấp vốn nhạy cảm với khí hậu, cơ sở hạ tầng y tế hạn chế, bất ổn chính trị và xung đột vũ trang. Nhiều nước châu Phi có gánh nặng bệnh KST cao. Chương này tập trung trình bày tác động của biến đổi khí hậu đối với các bệnh KST có thể ảnh hưởng đến.
Nghiên cứu điều tra mối liên quan giữa biến đổi khí hậu và bệnh ký sinh trùng nhiệt đới
Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) đã kết luận rằng khí hậu trái đất đã thay đổi đáng kể trong thế kỷ qua, một phần do các hoạt động của con người. Dựa trên Báo cáo của IPCC năm 2007, nhiệt độ bề mặt trung bình đã tăng khoảng 0,74°C±0,18°C trong thế kỷ 20. Sự gia tăng nhiệt độ này có liên quan đến những thay đổi trong các thông số khác của hệ thống khí hậu Trái Đất, chẳng hạn như mực nước biển dâng và sự gia tăng số lượng các trận mưa lớn, lũ lụt cực đoan và hạn hán hàng năm. Những thay đổi như vậy trong hệ thống khí hậu trái đất được dự đoán sẽ tiếp tục diễn ra trong suốt thế kỷ 21. Do sự tồn tại của một quần thể phụ thuộc phần lớn vào khí hậu trái đất, ngày càng có nhiều sự quan tâm đến việc liệu biến đổi khí hậu có ảnh hưởng đến mô hình bệnh KST hay không.
Về nguyên tắc, khí hậu có thể ảnh hưởng đến các bệnh KST thông qua những thay đổi trong sự sinh sản, phát triển và động thái quần thể của KST và vật chủ của chúng. Tuy nhiên, các tác động của biến đổi khí hậu đối với bệnh KST trong thế kỷ qua vẫn còn gây tranh cãi. Việc tìm hiểu mối liên quan giữa biến đổi khí hậu và bệnh KST là rất quan trọng để phát triển các chính sách phòng chống dịch bệnh phù hợp và hiệu quả.
Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát và đánh giá mối liên quan giữa biến đổi khí hậu và các bệnh KST khác nhau, bao gồm bệnh sốt rét, bệnh Chagas, bệnh leishmania, bệnh sán máng và bệnh giun chỉ bạch huyết, đồng thời xem xét các hậu quả tiềm tàng đối với dân số loài người. Theo đó, một nghiên cứu tổng quan y văn đã được thực hiện bằng cách sử dụng OVID làm công cụ tìm kiếm chính để xem xét các bằng chứng hiện có.Tổng cộng có 43 nghiên cứu quan sát đã được phân tích (15 nghiên cứu về bệnh sốt rét, 7 về bệnh Chagas, 11 về bệnh Leishmania, 5 về bệnh sán máng và 5 về bệnh giun chỉ bạch huyết). Khi đánh giá các tài liệu hiện có, người ta nhận thấy rằng các vector và KST của các bệnh KST nhiệt đới bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, lượng mưa và các chỉ số khí hậu tại địa phương. Trong khi bệnh sốt rét và bệnh Leishmania có mối tương quan thuận quan trọng với sự gia tăng nhiệt độ, thì bệnh Chagas lại có mối tương quan nghịch với nhiệt độ tăng. Tác động của nhiệt độ đối với bệnh sán máng và bệnh giun chỉ bạch huyết ít nhất quán hơn, với cả mối tương quan thuận và nghịch đều được ghi nhận.
Hình 3. Hiện tượng biến đổi khí hậu như tăng nhiệt độ và các hiện tượng thời tiết cực đoan, có thể ảnh hưởng bệnh của động vật hoang dại thông qua các dòng ký sinh trùng khác nhau và vật chủ/vector| Nguồn: OpenMoji.org (CC BY-SA 4.0).
Giả thuyết chủ đạo để giải thích cho các mối tương quan khác nhau được quan sát giữa KST và sự thay đổi nhiệt độ là giả thuyết về một môi trường sống tăng trưởng tối ưu cho một loại KST nhất định. Điều đó có nghĩa là, trong khi nhiệt độ ảnh hưởng tích cực đến sự tồn tại của vector và KST, nhiệt độ khắc nghiệt có thể gây bất lợi cho các khu vực hiện đang lưu hành bệnh. Khi xem xét các đặc điểm về lượng mưa, ngoại trừ bệnh giun chỉ bạch huyết có mối tương quan thuận được ghi nhận, tác động của lượng mưa đối với các bệnh KST khác được nghiên cứu là không đồng nhất. Tác động của lượng mưa đối với bệnh truyền nhiễm dường như rất đặc thù theo từng khu vực, vì lượng mưa tăng có thể tạo ra cả kết quả tích cực và tiêu cực cho các vector được nghiên cứu.Nghiên cứu hiện tại chứng tỏ rằng biến đổi khí hậu đóng một vai trò nền tảng đối với sự tồn tại của các vector và KST, cũng như sự lây truyền của bệnh truyền nhiễm. Các kết quả cho thấy biến đổi khí hậu đã làm thay đổi sự phân bố địa lý của bệnh truyền nhiễm, đặc biệt là ở những khu vực trước đây không phù hợp cho sự tồn tại của vector và KST. Các nghiên cứu trong tương lai nên tìm cách xác định mức độ gánh nặng bệnh truyền nhiễm có thể quy cho biến đổi khí hậu là bao nhiêu.
Ký sinh trùng biển và các căn bệnh trong kỷ nguyên biến đổi khí hậu toàn cầu
Mặc dù các đại dương bao phủ khoảng 70% bề mặt trái đất, song sự ký sinh trong các hệ sinh thái biển tương đối ít được tìm hiểu so với các mối quan hệ vật chủ - KST trên cạn. Khi biến đổi khí hậu làm thay đổi các điều kiện trong các đại dương trên thế giới, việc hiểu rõ hơn về những hệ quả của thay đổi môi trường đối với động lực học vật chủ - KST ở biển là vô cùng cấp thiết. Trong một bài báo tổng quan mới, thành viên của CEID - Jeb Byers đã đưa ra một cái nhìn tổng quan về kiến thức hiện tại liên quan đến sự ký sinh ở biển, chẩn đoán những lỗ hổng trong dữ liệu hiện có và xác định một số điều kiện đại dương đang thay đổi có khả năng sẽ ảnh hưởng đến động lực học vật chủ - KST ở biển khi biến đổi khí hậu tiếp tục gia tăng. Dù thay đổi nhiệt độ là yếu tố được biết đến nhiều nhất và được nghiên cứu rộng rãi nhất mà TS. Byers xác định cũng thảo luận về những tác động mà sự thay đổi của oxy hòa tan, độ mặn và độ acid có thể gây ra đối với động lực học của KST, cũng như tác động mà các mối quan hệ vật chủ - KST đang thay đổi sẽ gây ra cho cộng đồng sinh thái rộng lớn hơn.
Hình 4. Biển đổi khí hậu toàn cầu và thay đổi mô hình bệnh do vector truyền
|Nguồn: https://www.nature.com/articles/s41579-024-01026-0
Khi thảo luận về ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ đối với các mối quan hệ vật chủ - KST ở biển, Byers ủng hộ việc sử dụng đường cong hiệu suất nhiệt (TPCs) để giúp dự đoán các mối quan hệ vật chủ - KST cụ thể có thể thay đổi như thế nào do sự biến thiên của nhiệt độ. TPCs theo dõi hiệu suất của một vật chủ và KST của nó qua các mức nhiệt độ thay đổi và có thể được sử dụng để đánh giá liệu vật chủ hay KST sẽ hoạt động tốt hơn ở một nhiệt độ nhất định. Tuy nhiên, Byers thừa nhận rằng TPCs chỉ là điểm khởi đầu cho việc so sánh độ nhạy cảm với nhiệt độ và thông tin cần thiết để tạo ra chúng vẫn còn thiếu đối với một số lượng lớn các mối quan hệ vật chủ - KST.
Sự gia tăng nhiệt độ trung bình của đại dương toàn cầu thường được giả định là sẽ làm tăng sự lây truyền và mức độ nghiêm trọng của KST biển. Byers đồng ý rằng điều này đúng trong một số trường hợp, vì nhiệt độ tăng làm tăng cường sự trao đổi chất của KST, khiến chúng ăn và nhân lên nhanh hơn, gây ra nhiều tổn hại hơn cho vật chủ. Ngoài ra, nhiệt độ nước cao hơn dẫn đến lượng oxy hòa tan trong môi trường ít hơn, gây ra nhiều căng thẳng sinh lý hơn cho vật chủ, điều này có thể tiếp tục gây ra sự mất cân bằng trong nhiều động lực học vật chủ - KST. Nhiệt độ tăng cũng có thể dẫn đến các khoảng thời gian dài hơn mà trong đó điều kiện thích hợp cho sự lây truyền của KST, cho phép KST lây lan đến nhiều vật chủ hơn so với điều kiện hiện tại. Ngược lại, Byers cũng lưu ý rằng một số KST có thể đã ở trong mức nhiệt độ tối ưu của chúng và một khí hậu biển ấm hơn có thể dẫn đến sự suy giảm nghiêm trọng, hoặc thậm chí tuyệt chủng, của một số loài KST.
Byers lưu ý một số yếu tố khác sẽ ảnh hưởng đến động lực học vật chủ - KST ở biển khi chúng thay đổi, bao gồm oxy, độ mặn, độ acid và sự thay đổi về phạm vi phân bố của sinh vật. Ngoài việc nhiệt độ cao hơn làm giảm nồng độ oxy hòa tan, dòng chảy dinh dưỡng cao do sự phát triển của con người có thể gây ra hiện tượng phì dưỡng (eutrophication), làm giảm nồng độ oxy trong các hệ sinh thái ven bờ, đặc biệt là các cửa sông và vịnh. Điều này có thể gây ra tình trạng thiếu oxy, vì các loài không quen với thời gian dài có nồng độ oxy thấp hơn có thể bị suy giảm hệ miễn dịch. Độ mặn tăng, liên quan đến tốc độ bay hơi cao hơn do khí hậu nóng lên, có tác động biến đổi đối với các mối quan hệ vật chủ - KST ở biển tương tự như nhiệt độ. Trong khi một số ký sinh trùng, đặc biệt là ngoại ký sinh trùng, có thể ưa thích độ mặn tăng, những loài khác có thể không bị ảnh hưởng hoặc có thể bị ảnh hưởng tiêu cực. Độ acid của đại dương tăng cũng có thể làm thay đổi các mối quan hệ vật chủ - KST vì nó gây căng thẳng cho cả sinh vật vật chủ và ký sinh trùng, mặc dù chưa có đủ nghiên cứu được thực hiện về độ acid và sự ký sinh để xây dựng một xu hướng cụ thể. Sự thay đổi trong tất cả các yếu tố nói trên cũng có thể làm thay đổi phạm vi và sự phân bố của các loài KST và vật chủ.
Ngoài tác động của các yếu tố phi sinh vật (abiotic factors) lên cặp vật chủ - KST, cộng đồng mà trong đó một vật chủ và KST tồn tại sẽ tác động và bị tác động bởi, những thay đổi trong động lực học vật chủ - KST. Mặc dù nhiệt độ tăng có thể thúc đẩy sự trao đổi chất của KST trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhưng trong điều kiện thực địa, sự trao đổi chất cao hơn cũng sẽ tăng ở các sinh vật tiêu thụ KST, có khả năng làm tăng sự săn mồi đối với ấu trùng sống tự do. Các vật chủ bị suy yếu bởi KST và điều kiện đại dương thay đổi cũng khiến chúng dễ bị săn mồi hơn và các loài chủ chốt bị suy yếu hoặc giảm số lượng do bị săn mồi có thể dẫn đến thay đổi cấu trúc và thành phần của hệ sinh thái.Khi biến đổi khí hậu tiếp tục gia tăng, việc hiểu rõ các cặp “vật chủ - KST” ở biển phản ứng như thế nào với những thay đổi trong môi trường của chúng ngày càng trở nên quan trọng. Byers đặc biệt đề xuất rằng cần có nhiều nghiên cứu hơn để điều tra tất cả điều kiện đại dương đang thay đổi ảnh hưởng như thế nào đến động lực học vật chủ - KST, chứ không chỉ riêng nhiệt độ tăng. Hơn nữa, Byers kêu gọi có thêm nhiều nghiên cứu xem xét cách cộng đồng phản ứng và ảnh hưởng đến các mối quan hệ vật chủ - KST đang thay đổi, thay vì chỉ tập trung vào cặp đôi này.
(còn nữa) --> Tiếp theo Phần 2
CN. Nguyễn Thái Hoàng và TS.BS. Huỳnh Hồng Quang
Viện Sốt rét-KST-CT Quy Nhơn