Tìm ra những manh mối khoa học xung quanh chủng Coronavirus mới tại Vũ Hán - Kỳ 2

Bình luận Mỹ Tâm - Thiện Đức • 18:22, 06/02/20

Các chuyên gia Y tế và Dịch tễ học hàng đầu thế giới đều có chung nhận định: Chủng Coronavirus mới có tốc độ lây truyền rất nhanh; tỷ lệ tử vong cao, nó đang là một thách thức và hiểm họa thực sự cho sức khỏe cộng đồng, không chỉ ở Trung Quốc, mà trên toàn thế giới...

Phát hiện gây sốc: Các phần chèn vào S-Protein từ HIV?

Vào ngày 27 tháng 1 năm 2020, Prashant Pradhan và cộng sự từ Viện Công nghệ Ấn Độ đã xuất bản một bài báo có tựa đề: “Sự tương đồng kỳ lạ của các phần chèn độc nhất trong S- protein của 2019-nCoV với HIV-1 gp120 và Gag”, hiện đang được chỉnh sửa. Đồng tác giả của bài báo này - Giáo sư Bishwajit Kundu, là chuyên gia về di truyền protein và kỹ thuật di truyền đã từng xuất bản khoảng 41 bài báo trong 17 năm qua trên PubMed, bao gồm các tạp chí y sinh học có độ uy tín cao.

Các tác giả đã tìm thấy 4 đoạn chèn vào spike glycoprotein (S) là duy nhất cho 2019-nCoV và không có trong các Coronavirus khác. “Quan trọng là: từng axit amin trong cả 4 lần chèn đều có trình tự hoặc điểm tương đồng với các loại HIV-1 gp120 hoặc HIV-1 Gag. Điều thú vị là, mặc dù các phần chèn không liên tục trên chuỗi axit amin chính, nhưng mô hình 3D của 2019-nCoV cho thấy rằng chúng hội tụ để tạo thành vị trí gắn kết với thụ thể. Việc tìm thấy 4 phần chèn độc nhất trong 2019-nCoV, tất cả đều có đặc điểm tương đồng / tương tự với từng axit amin trong các protein cấu trúc quan trọng của HIV-1, có thể không phù hợp trong tự nhiên". - Tác giả nhấn mạnh thêm.

Pradhan và cộng sự cho biết thêm rằng: “Thật ngạc nhiên, những sự chèn vào trình tự này không có trong S-protein của SARS và không được quan sát thấy ở bất kỳ thành viên nào khác trong họ Coronaviridae. Điều này gây sửng sốt vì rất khó có khả năng virus có được các phần chèn độc đáo như vậy một cách tự nhiên trong một khoảng thời gian ngắn”.

Thật bất ngờ, tất cả các lần chèn đều phù hợp với Virus suy giảm miễn dịch ở người (HIV-1). Phân tích sâu hơn cho thấy, các trình tự bắt cặp của HIV-1 với 2019-nCoV có nguồn gốc từ glycoprotein bề mặt gp120 (vị trí trình tự axit amin: 404-409, 462-467, 136-150) và từ protein Gag (axit amin 366-384). Gag protein của HIV có liên quan đến kết hợp màng tế bào ký chủ, bọc virus và hình thành các phần tử giống virus. Gp120 đóng vai trò quan trọng trong việc nhận dạng tế bào ký chủ thông qua liên kết với thụ thể CD4. Liên kết này tạo ra tái cấu trúc trong GP120, hình thành nên một vị trí gắn kết ái lực cao cho một đồng thụ thể chemokine như CXCR4 và / hoặc CCR5.

Người ta biết rằng, các tế bào CD4 rất cần thiết cho khả năng miễn dịch của con người và là mục tiêu trực tiếp của Virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV). HIV gắn vào các tế bào CD4, xâm nhập và lây nhiễm chúng. Sau đó, virus biến mỗi tế bào CD4 bị nhiễm bệnh thành một nhà máy tạo ra nhiều virus HIV hơn cho đến khi cuối cùng tất cả các tế bào CD4 bị phá hủy. Những người bị nhiễm HIV mất khả năng miễn dịch hoặc hệ thống phòng thủ - việc này giống như một quốc gia mất đi chức năng kiểm soát của quân đội.

Nếu chúng ta xem xét kỹ hơn về 4 lần chèn  S-protein trong hình 3 (từ Pradhan và cộng sự 2020 bioRxiv), thì tất cả chúng đều nằm trên liên kết bề mặt của protein, dường như được thiết kế để có thể liên kết với vị trí thụ thể của tế bào đích. Đột biến tự nhiên sẽ được phân phối ngẫu nhiên trên toàn bộ chiều dài của S-protein. Rất khó có khả năng tất cả các lần chèn này sẽ được biểu hiện ngẫu nhiên trên cùng một vị trí gắn của S-protein.  

Bài viết của Pradhan và cộng sự là bản phác thảo được cung cấp bioRxiv và chưa được bình duyệt. 

BioRxiv báo cáo: “Bài báo này đã được các tác giả rút lại. Họ dự định sửa đổi nó để đáp lại những bình luận nhận được từ cộng đồng nghiên cứu về phương pháp kỹ thuật và cách giải thích kết quả của họ. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ với tác giả tương ứng.”

Bằng chứng lâm sàng: Bệnh nhân có 'cơn bão Cytokine' với sự suy giảm tiến triển tế bào lympho trong máu

Những phát hiện của Pradhan và cộng sự là đúng hay sai? Nếu đúng, virus sẽ có thể xâm chiếm tế bào T CD4 ở người và dẫn đến các đặc điểm lâm sàng tương ứng. Một bài báo được xuất bản trên tờ The Lancet vào ngày 24 tháng 1 năm 2020 bởi Giáo sư Chaolin Huang và cộng sự từ Bệnh viện Jin Yin-tan, Vũ Hán, Trung Quốc, sau khi xem xét các đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân bị nhiễm Coronavirus mới năm 2019 ở Vũ Hán - Trung Quốc, đã ủng hộ kết luận của Pradhan và các cộng sự. 

Huang đã phân tích 41 bệnh nhân nhập viện do nhiễm 2019-nCoV đã được xét nghiệm chẩn đoán kể từ ngày 2 tháng 1 năm 2020. Chỉ có 27 (66%) trong số 41 bệnh nhân liên quan đến chợ Hoa Nam. Các triệu chứng phổ biến khi bắt đầu bệnh là sốt (98%), ho (76%) và đau cơ hoặc mệt mỏi (44%); các triệu chứng ít phổ biến hơn là ho đờm (28%), đau đầu (8%), ho ra máu (5%) và tiêu chảy (3%). Khó thở xuất hiện ở 55% (thời gian trung bình từ khi khởi phát bệnh đến khó thở 8 ngày). 63% bị giảm bạch cầu lympho. Tất cả 41 bệnh nhân bị viêm phổi với phát hiện bất thường trên CT ngực. Các biến chứng bao gồm hội chứng suy hô hấp cấp tính (29%), nhiễm virus trong máu (15%), tổn thương tim cấp tính (12%) và nhiễm trùng thứ phát (10%). 32% bệnh nhân được nhận vào ICU và sáu người (15%) đã chết. So với bệnh nhân không phải nhập ICU, bệnh nhân ICU có nồng độ IL2, IL7, IL10, GSCF, IP10, MCP1, MIP1A và TNFα trong huyết tương cao hơn. Nhiễm 2019-nCoV gây ra bệnh hô hấp nghiêm trọng tương tự như hội chứng hô hấp cấp tính nặng Coronavirus (SARS) và có liên quan đến nhập ICU và tỷ lệ tử vong cao.

Mặc dù số lượng tế bào bạch cầu thấp là phổ biến trong nhiễm virus, nhưng đáng ngạc nhiên là 63% các bệnh nhân bị nhiễm và 85% những người được nhận vào ICU bị giảm bạch cầu lympho với số lượng tế bào lympho <1 · 0 × 109 / L. (Trong khi đó, một nghiên cứu về SARS được xuất bản vào tháng 3 năm 2004 bởi C.M. Chu và cộng sự  trong tạp chí Thorax, số lượng tế bào lympho trung bình thường được báo cáo là bình thường).

Vào ngày 22 tháng 1 năm 2020, hai hướng dẫn lâm sàng về chẩn đoán và điều trị 2019-nCoV Vũ Hán đã được đăng trên các trang web của Trung Quốc. Một trong số đó là “Hướng dẫn nhanh về chẩn đoán và điều trị bệnh viêm phổi do coronavirus mới” do nhóm chuyên gia của Bệnh viện Tongji; và hai là: “Hướng dẫn xử lý 2019 coronavirus mới” từ Bệnh viện Liên hiệp Vũ Hán thuộc Đại học Khoa học Đồng Tế (Trực thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ). Hướng dẫn đầu tiên chỉ ra rõ ràng rằng: “Việc giảm tế bào lympho tiến triển” trong khi hướng dẫn thứ hai nhấn mạnh tầm quan trọng của việc theo dõi giá trị tuyệt đối của tế bào lympho”. - Tác giả nhấn mạnh.

Do đó, việc giảm tế bào lympho có ý nghĩa lâm sàng ở một tỷ lệ bệnh nhân nhất định mà chủ yếu là giảm tế bào lympho T CD4 so với các tế bào lympho khác. Mặc dù không phải là xét nghiệm thông thường cho bệnh nhân nhiễm Coronavirus, nhưng có lẽ việc theo dõi số lượng tế bào CD4 sẽ hữu ích ở bệnh nhân 2019-nCoV.

Một đặc điểm lâm sàng khác của bệnh nhân nhiễm 2019-nCoV là nồng độ cytokine và chemokine huyết thanh cao, được xác định là cơn bão cytokine (**) (Huang và cộng sự, 2020 - Lancet). Điều này cũng phù hợp với quan sát của Pradhan và cộng sự rằng: S-protein 2019-nCoV hình thành tái cấu trúc trong GP120, tạo ra một vị trí gắn kết ái lực cao cho một đồng thụ thể chemokine như CXCR4 và / hoặc CCR5. Người ta biết rằng kích hoạt các thụ thể bề mặt tế bào T có thể gây ra một cơn bão cytokine.

Cơn bão Cytokine có khả năng tạo ra tổn thương đáng kể cho các cơ quan và mô cơ thể. Ví dụ, nếu một cơn bão cytokine xảy ra trong phổi, các tế bào miễn dịch như đại thực bào và chất lỏng có thể kích hoạt tổn thương mô dẫn đến suy hô hấp cấp tính và có thể dẫn đến tử vong.

Trung tâm kiểm soát dịch bệnh Hoa Kỳ tuyên bố: “Không có phương pháp điều trị kháng virus đặc hiệu nào được khuyến cáo cho nhiễm 2019-nCoV”. Tuy nhiên, có một vài báo cáo ca lâm sàng ở bệnh nhân Vũ Hán 2019-nCoV được hưởng lợi từ việc điều trị theo kinh nghiệm bằng thuốc chống HIV như lopinavir . Nhiều kinh nghiệm lâm sàng chi tiết như vậy cần được chia sẻ.

Kết luận

Có rất nhiều câu hỏi khoa học liên quan đến chủng Coronavirus mới. Dựa trên các bài báo khoa học được công bố gần đây, Coronavirus mới này có các đặc điểm virus học chưa từng có, điều này cho thấy kỹ thuật di truyền có thể đã tham gia vào việc tạo ra nó. Virus gây ra các triệu chứng lâm sàng nghiêm trọng, khiến nó trở thành một mối đe dọa đáng kể. Điều bắt buộc đối với các nhà khoa học, bác sĩ và người dân trên khắp thế giới - bao gồm cả các chính phủ và các cơ quan y tế công cộng, phải nỗ lực điều tra loại virus bí ẩn và đáng ngờ này để làm sáng tỏ nguồn gốc của nó, đồng thời giúp người dân ở Trung Quốc và trên thế giới tăng khả năng ứng phó với thảm họa Coronavirus. 

Yuhong Dong, tốt nghiệp y khoa tại Đại học Y Bắc Kinh và là tiến sĩ bệnh truyền nhiễm của Đại học Bắc Kinh. Dong có 17 năm kinh nghiệm làm việc trong điều trị lâm sàng bệnh nhiễm virus và nghiên cứu thuốc kháng virus. Dong làm việc như là bác sĩ tại Bệnh viện liên kết đầu tiên của Đại học Y Bắc Kinh và sau đó là Chuyên gia y tế chuyên nghiên cứu lâm sàng thuốc kháng virus ở Novartis R & D. Cô hiện đang làm việc như một giám đốc khoa học trong một công ty công nghệ sinh học Thụy Sĩ.

 (*) Ái lực: ở đây là khả năng liên kết giữa protein gai  (S-protein) và thụ thể receptor).

(**) Cơn bão cytokine (hay dòng thác cytokine): là một lượng lớn cytokine gây viêm được tiết ra, gây phản ứng miễn dịch bất lợi cho cơ thể. 

Mỹ Tâm - Thiện Đức (biên dịch)

Tài liệu tham khảo

Lu R, Zhao X, Li J, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. The Lancet 2020. Online Full Text

Paraskevis D., Kostaki E.G., Magiorkinis G., et al. Full-genome evolutionary analysis of the novel corona virus (2019-nCoV) rejects the hypothesis of emergence as a result of a recent recombination event. bioRxiv 2020.01.26.920249. Online Full Text

Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet, 2020. Online Full Text

Cohen Jon. Mining coronavirus genomes for clues to the outbreak’s origins. Science 2020. Online Full Text

Pradhan P, Pandey AK, Mishra A, et al. Uncanny similarity of unique inserts in the 2019-nCoV spike protein to HIV-1 gp120 and Gag. bioRxiv 2020.01.30.927871. Online Full Text

Xu X, Chen P, Wang J, et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission, In Journal of SCIENCE CHINA Life Sciences. 2020 Online Full Text

Chu CM, Cheng VC, Hung IF, et al. HKU/UCH SARS Study Group. Role of lopinavir/ritonavir in the treatment of SARS: initial virological and clinical findings. Thorax. 2004 Mar;59(3):252-6. Online Full Text

US CDC: Interim Clinical Guidance for Management of Patients with Confirmed 2019 Novel Coronavirus (2019-nCoV) Infection https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/clinical-guidance-management-patients.html

Bởi Yuhong Dong ngày 3 tháng 2 năm 2020 Cập nhật: ngày 3 tháng 2 năm 2020.



BÀI CHỌN LỌC