Một nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Scripps và một số cơ quan nghiên cứu khác đã tiến hành làm sáng tỏ cấu trúc của một protein quan trọng nhất của virus đã gây dịch cúm A/H1N1 trong năm vừa qua. Cấu trúc này cho thấy rằng virus gây bệnh dịch đã có nhiều những đặc tính của các virus cúm thường thấy ở đầu thế kỷ 20, điều này giải thích tại sao đa số người lớn tuổi ít bị ảnh hưởng nặng nề hơn lớp người trẻ tuổi trong vụ dịch xãy ra gần đây.
Những phát hiện mới của nhóm nghiên cứu đã được đăng trên Science Express, ngày 25/3. Science Express là trang online được dùng để trích đăng các nghiên cứu khoa học đã được chọn lựa từ tạp chí danh tiếng Science.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã mô tả cấu trúc hemagglutinin (HA) của virus H1N1 đã gây nên dịch bệnh cúm năm 2009 vừa qua và hiện vẫn đang tiếp tục lây nhiễm và gây bệnh cho cộng đồng. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã so sánh sự khác nhau giữa hemagglutinin của virus H1N1 ở giai đoạn này và của các dòng virus H1N1 gây bệnh ở người trong quá khứ.
”Có nhiều phần của virus H1N1 2009 rất tương đồng với những dòng virus H1N1 gây bệnh ở người trong đầu thế kỷ 20”, giáo sư Ian Wilson-tác giả chính của nghiên cứu, thuộc Viện Nghiên cứu Scripps nói. “Các phát hiện của chúng tôi cho thấy những chứng cứ về sự miễn nhiễm của cộng đồng với các virus trong quá khứ, qua đó có thể tìm ra các phương pháp hữu hiệu bảo vệ cho người trong các dịch cúm ở thời điểm hiện nay.”
Đây là thông tin rất quan trọng cho các khoa học gia và các giới y tế cộng đồng khi họ đang nghiên cứu đến vấn đề dịch bệnh hiện nay cũng như trong tương lai.
 |
Cấu trúc hemagglutinin của virus cúm A/H1N1 |
Dịch cúm
Cúm là một bệnh lây nhiễm đường hô hấp phổ biến do virus gây ra, nó thường xuyên ảnh hưởng trực tiếp đến hằng triệu người trên thế giới và làm tử vong hàng nghìn người mỗi năm. Trong quá khứ đã có nhiều vụ dịch cúm nghiêm trọng xảy ra, điển hình là vụ dịch cúm Tây Ban Nha năm 1918. Khi đó, một loại virus cúm được biến đổi đã từ các loài chim và gia cầm lây nhiễm sang người hoặc các loại virus đã tái cấu trúc, thích nghi ở gia súc như lợn rồi sau đó chúng được truyền qua và gây bệnh cho người. Các vụ dịch như vậy đã từng xảy ra vào những năm 57 và 68 ở thế kỷ trước.
”Điều kiện để một dịch bệnh xảy ra là cộng đồng dân cư chưa có kháng thể về căn bệnh đó, có nghĩa hệ thống miễn dịch của cộng đồng người này chưa nhận ra được loại virus gây bệnh nên chưa tìm ra kháng thể và họ sẽ nhiễm bệnh”, Rui Xu - một cộng tác viên trong nghiên cứu của Wilson tại phòng thí nghiệm Viện Nghiên cứu Scripps giải thích. “Dịch cúm khác với cúm theo mùa, ở đó chúng có những loại virus đang lưu hành trong cộng đồng người, dần dần theo thời gian chúng trở nên thích nghi hơn và có thể gây dịch.”
Trận dịch xảy ra gần đây nhất được giới truyền thông gọi là “cúm lợn” vì dựa trên nguồn gốc của chúng và được thông báo lần đầu tiên vào tháng 4 năm 2009 tại Mexico. Cho đến nay virus cúm này đã lây lan trên toàn thế giới và theo Tổ chức Y tế Thế giới nó là nguyên nhân của ít nhất 16 nghìn ca tử vong. Vaccine phòng cúm A/H1N1 đã được sản xuất và được chấp nhận sử dụng trên toàn thế giới nhưng virus cúm này vẫn còn là mối quan ngại to lớn cho hệ thống y tế công cộng toàn cầu.
Ngay khi các ca bệnh của vụ dịch được thông báo lần đầu tiên vào tháng 4 trong năm ngoái, nhóm nghiên cứu của Scripps đã đặt ra những mục tiêu nhằm có được những sự hiểu biết tốt hơn về dòng virus cúm mới này bằng cách nghiên cứu cấu tạo của nó.
 |
Các phân đoạn gen của virus H1N1 lây nhiễm trên vật chủ qua các thời kỳ |
Hợp tác với những đồng nghiệp khác tại trường Y học Mount Sinai, những người đã cung cấp những bản sao kháng nguyên trên bề mặt của các virus mới nổi gần đây như A/California/04/2009 (CA04), sau đó các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu chúng với phương pháp được gọi là X quang tinh thể. Với phương pháp này, họ đã tạo ra được một số lượng lớn các protein của virus và gắn kết chúng lại với nhau thành một tinh thể nguyên khối. Tiếp đến, khối tinh thể này được đặt trước một chùm tia X, sự nhiễm xạ xuất hiện khi các tia X bắt đầu được chiếu thẳng vào các nguyên tử của khối tinh thể protein. Dựa trên các thông tin từ sự nhiễu xạ, các nhà khoa học có thể tái tạo lại hình dạng nguyên thủy của các phân tử gốc của virus.
Các nhà nghiên cứu đã chọn và tập trung vào cấu trúc của hemagglutinin - một protein có nhiều trên bề mặt của virus, hơn nữa với protein này, virus có thể làm lây nhiễm tế bào vật chủ của nó. Nói cách khác, hemagglutinin còn là kháng nguyên chính của virus, giúp virus nhận ra và chống lại kháng thể cũng như lập một tuyến phòng thủ trên bề mặt virus. Vì vậy cơ thể con người có sức đề kháng tốt, xấu với bệnh tật là do hệ miễn dịch có nhận biết được các hemagglutinin này hay không.
Mối liên quan giữa các virus cúm
”Một trong những phát hiện thú vị trong nghiên cứu của chúng tôi là các thể phụ của dòng virus H1N1 đã và đang lưu hành ở người”, ông RuiXu nói. “Đó là lân đầu tiên chúng tôi nhìn thấy hiện tượng này. Làm thế nào các thể phụ của của virus cúm này lại có thể gay nên một trận dịch?” So sánh các hemagglutinin protein của virus cúm 2009 và các mẫu khác của virus gây dịch cúm năm 1918 có thể giúp tìm ra câu trả lời. Để phân tích, các nhà nghiên cứu đã dùng tất cả các dòng virus H1N1 gây bệnh ở người đã từng được biết đến vào các năm 1918, 1957 và một dòng virus cúm khác của năm 1977.
Các nhà nghiên cứu thấy rằng trong lúc hầu hết các hemagglutinin đều có 3 mẫu cấu trúc được duy trì ở nhiều virus cúm khác nhau thì các amino acid trên bề mặt virus lại khác nhau đáng kể từ virus cúm 2009 cho đến các dòng virus gây bệnh cúm theo mùa. Sự khác biệt này có lẽ đã giúp virus bước đầu không bị hệ thống miễn dịch của cơ thể phát hiện.
Nổi bật hơn hết là việc các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một điểm trên cấu trúc của hemagglutinin được gọi là vùng kháng nguyên Sa rất tương đồng giữa thể virus 2009 với virus năm 1918. Sự giống nhau giữa các Sa của các virus qua các thời kỳ cho thấy rằng một số cá thể virus có khả năng tạo ra một phản ứng miễn dịch cho phép trung hòa kháng thể từ cơ thể vật chủ.
Trong một dự án nghiên cứu khác đang được tiến hành tại phòng thí nghiệm Wilson, Ekiert đã xác định được cấu trúc của kháng thể đã làm vô hiệu hóa virus cúm gia cầm năm 1918. Kháng thể này đã được lấy từ những người còn sống sót sau vụ dịch cúm Tây Ban Nha năm 1918.
”Các kháng thể từ năm 1918 rất có giá trị trong các nghiên cứu về dịch cúm lần này”, Ekiert nói.
Kháng thể mà Ekiert nói đến được gọi với tên 2D1 không những chống lại virus cúm năm 1918 mà còn rất có khả năng chống lại virus cúm A/H1N1 2009.
Một nghiên cứu gần đây được đăng trên Tạp chí chuyên ngành về virus của các chuyên gia tại trường Đại học Vanderbilt, Hoa Kỳ cho thấy rằng những con chuột trong thí nghiệm với virus cúm 2009 đã được bảo vệ một cách hiệu quả khi chúng được cung cấp loại kháng thể chống lại virus năm 1918.
”Có một sự phân lập lớn giữa các virus cúm gia cầm khác nhau”, Ekiert nói, “vì thế khó mà có được một sự bảo vệ hoàn hảo trước tất cả các dòng virus cúm. Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy sự nhiễm bệnh trong những thập kỷ trước đây có thể cung cấp một số kháng thể có khả năng chống lại sự lây nhiễm trong các vụ dịch đang nổi gần đây hoặc trong tương lai”.
Nghiên cứu này được Viện Nghiên cứu sức khỏe Hoa Kỳ, Viện Sinh Hóa Skaggs và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ tài trợ.