Nghiên cứu tái hiện lại môi trường chợ Huanan nơi dịch bệnh Coronavirus bùng phát

Bình luận Ánh Dương • 11:05, 07/02/20

Vẫn chưa có ai biết chắc chắn nguồn gốc rõ ràng của chủng Coronavirus mới được phát hiện gần đây với tên gọi là 2019-nCoV hiện đang lan truyền như mầm dịch bệnh đường hô hấp ở con người trên toàn cầu. Chúng tôi đã thiết lập môi trường nhân tạo giống như thực tế để nghiên cứu vấn đề lây truyền bệnh này.

Các báo cáo ban đầu cho thấy nguồn gốc của virus là từ chợ hải sản Huanan ở Vũ Hán, Trung Quốc, nơi có nhiều loại động vật hỗn hợp, bao gồm động vật gặm nhấm, thỏ, dơi và các động vật hoang dã và hải sản khác được bày bán khắp chợ và có sự tiếp xúc với những người bán, mua và giao hàng.

Trong hai thập kỷ qua, thế giới đã chứng kiến sự xuất hiện của nhiều mối đe dọa đại dịch, bao gồm cúm gia cầm H5N1, SARS, Ebola, Hội chứng hô hấp Trung Đông, chikungunya, Zika và giờ là Coronavirus mới từ Vũ Hán. Các virus gây ra các bệnh này chiếm khoảng hai phần ba các loại virus mới nổi gần đây, bắt nguồn từ động vật trước khi chúng lây sang người.

Các sự kiện này cho thấy rằng trên thế giới đang diễn ra các đợt bùng phát dịch bệnh ở một số phần của hệ sinh thái. Ví dụ, dơi hoang dã và loài gặm nhấm chứa rất nhiều loại virus có khả năng lây nhiễm cho người và động vật. Khi những động vật hoang dã này được săn bắt từ môi trường sống tự nhiên của chúng và đưa chúng tiếp xúc gần gũi với con người, sẽ làm gia tăng khả năng lây truyền bệnh mặc dù rất hiếm khi xảy ra.

Những mầm bệnh lây truyền này rất phức tạp. Chúng có thể xảy ra thông qua tiếp xúc trực tiếp, tiêu hóa hoặc truyền qua các côn trùng mang mầm bệnh giữa các loài. Và một loạt các điều kiện môi trường - như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng mặt trời và thậm chí cả điều kiện mưa và đất theo mùa - có thể làm gia tăng ảnh hưởng đến việc lây truyền bệnh.

Bất chấp sự phức tạp của thế giới tự nhiên, các nghiên cứu đang tiếp cận để hiểu cơ chế lây truyền mầm dịch bệnh, vật chủ và con người trong quá trình tương tác với nhau. Các nhà khoa học thường tập trung vào một loài duy nhất tại một thời điểm, nghiên cứu trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và không khí không thay đổi. Chiến lược này rõ ràng đã giúp các nhà nghiên cứu hiểu được quá trình xảy ra các dịch bệnh truyền nhiễm.

Là các nhà sinh vật học, chúng tôi tin rằng việc có kiến thức rõ ràng hơn về sự phức tạp của thế giới tự nhiên sẽ cung cấp sự hiểu biết tốt hơn về các dịch bệnh truyền nhiễm mới nổi hiện nay. Chúng tôi đã thiết lập những gì chúng tôi gọi là ‘’hệ sinh thái nhân tạo’’ trong phòng thí nghiệm để mô phỏng các điều kiện phức tạp trong thế giới thực. Chúng đã giúp chúng tôi thu thập những hiểu biết mới về cơ chế mà virus và các mầm bệnh lây truyền khác thực sự xuất hiện để trở thành mối đe dọa toàn cầu.

Tái thiết môi trường động vật sống và những bãi nuôi gia súc

Chắc chắn rất hiếm khi mầm bệnh lây truyền một cách tự nhiên trực tiếp từ động vật sang con người. Nhưng trong các điều kiện môi trường như ở Vũ Hán, có rất nhiều cơ hội tương tác thúc đẩy lây truyền mầm bệnh giữa các loài.

Để mô phỏng những điều kiện tương tự môi trường như ở chợ Huanan tại Vũ Hán, chúng tôi đã thiết lập hệ sinh thái nhân tạo trong phòng thí nghiệm. Bằng cách đó, chúng tôi có thể nghiên cứu sự lây truyền và lây lan của mầm bệnh, chẳng hạn như virus cúm, giữa các nhóm chim và động vật có vú khác nhau, cho chúng sống cùng nhau và tương tác tự do.

Bởi vì các mầm bệnh mà chúng tôi đang nghiên cứu có khả năng gây chết người và dễ lây lan, chúng tôi cần hết sức cẩn thận để chúng không thể thoát ra khỏi khu vực thí nghiệm. Chúng tôi thiết lập hệ sinh thái của chúng tôi trong các điều kiện bảo vệ sinh học nghiêm ngặt nhất: Tất cả khí thải được đưa qua hệ thống các thiết bị lọc trước khi thải ra ngoài; nhân viên sử dụng mặt nạ phòng độc, mặc trang phục cách ly và tắm rửa, vệ sinh thân thể trước khi ra ngoài.

Một chợ động vật sống ở Indonesia (trái) và một chợ nhân tạo được thành lập để nghiên cứu sự lây truyền virus giữa các loài. (Ảnh: Richard Bowen, CC BY-ND)

Đối với các nghiên cứu của chúng tôi về bệnh cúm gia cầm, chúng tôi đã tạo ra bãi thả động vật nhân tạo, nuôi những con vẹt, vịt, gà, chim bồ câu, chim két và chuột cùng nhau. Chúng tự do tương tác với nhau, chia sẻ thức ăn và nước uống chung. Tương tự như trong các bãi nuôi và bày bán gia súc thực tế, những con chuột không được nhìn thấy ánh sáng bên ngoài chuồng nuôi kín của chúng vào ban ngày, các đoạn video ghi lại cho thấy chúng chơi đùa quanh chuồng nuôi, tắm trong hồ nước và quấy rối những con vịt trong ánh sáng mờ. Sau đó chúng tôi đã đưa một số lượng nhỏ vịt bị nhiễm bệnh vào chuồng và theo dõi sự lây nhiễm xảy ra như thế nào.

Trong một thiết lập thí nghiệm khác, chúng tôi đã nghiên cứu việc lây truyền một loại virus cúm gia cầm khác giữa gà, chim cút, gà lôi và thỏ nhốt chung trong cùng một môi trường sống. Ngoài ra, chim sẻ và chim bồ câu thả rông trong chuồng và có thể tương tác với các động vật bị nhốt trong lồng. Đúng như dự đoán, những con chim được nhốt bên dưới những con bị nhiễm virus có nhiều khả năng bị nhiễm bệnh, vì chất thải của các con bị nhiễm ở trên chảy xuống dưới vào chỗ ở của chúng. Chim cút là đối tượng dễ bị lây nhiễm nhất.

Những khám phá chính đã xuất hiện từ cách tiếp cận hệ sinh thái nhân tạo của chúng tôi. Ví dụ, chúng tôi đã thấy rằng virus cúm gia cầm đã thực sự lây truyền giữa các loài chim và động vật có vú khác nhau khi chúng tương tác tự do với nhau trong một bãi nuôi động vật nhân tạo hoặc trong môi trường động vật sống nhân tạo. Chúng tôi thấy rằng virus lây truyền bệnh có khắp mọi nơi trong các nguồn nước dùng chung.

Gần đây, chúng tôi đã tạo ra các hệ sinh thái nhân tạo hiện đại hơn, cho phép chúng tôi điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm. Chúng tôi thậm chí có thể tạo ra mưa, gió trong một hệ sinh thái, cho phép chúng tôi điều chỉnh điều kiện môi trường tạo điều kiện cho việc lây truyền virus dễ dàng hơn.

Hệ sinh thái nhân tạo hỗ trợ cho các phương pháp nghiên cứu để xác định virus và các đặc tính của chúng. (Ảnh: xia yun/Moment qua Getty Images)

Các bài học rút ra từ hệ sinh thái nhân tạo

Không kể đến sự phức tạp của các loại tương tác giữa các loài trong thế giới thực, hệ sinh thái nhân tạo của chúng tôi tạo điều kiện dễ dàng hơn để nghiên cứu các mầm bệnh mới nổi bằng cách tập trung vào sự lây nhiễm ở một loài duy nhất tại một thời điểm. Chúng tôi có thể điều chỉnh điều kiện môi trường tạo điều kiện dễ dàng trong việc chẩn đoán bệnh hoặc chế tạo vaccine. Chúng có thể chứng minh rõ ràng về sự an toàn và hiệu quả của các nghiên cứu trong các mô hình động vật riêng lẻ.

Chúng tôi hy vọng cách tiếp cận mới này có thể thúc đẩy sự hiểu biết thực tế hơn về cách lây truyền mầm bệnh giữa các loài, bao gồm cả việc lây nhiễm sang quần thể người và tạo điều kiện phát triển các xét nghiệm chẩn đoán, chế tạo vắc-xin hoặc đưa ra các phác đồ trị liệu mới.

Phương pháp hệ sinh thái nhận tạo của chúng tôi phù hợp với những gì mà cộng đồng gọi là phương pháp ‘’Một Sức khỏe’’ để tiếp cận đến sức khỏe cộng đồng. Một sức khỏe dựa trên khái niệm là sức khỏe con người gắn bó chặt chẽ với sức khỏe của hệ sinh - động vật và môi trường. Hiểu về nhiễm khuẩn trong các vật chủ tự nhiên trong hệ sinh thái hỗn hợp tương ứng các kịch bản truyền bệnh trong thế giới thực là rất quan trọng để phát triển các phương pháp kiểm soát bệnh.

Ánh Dương (biên dịch)

Tác giả: Richard Bowen, Giáo sư Khoa học y sinh, Đại học bang Colorado

và Alan Rudolph, Giáo sư Khoa học y sinh và Phó chủ tịch nghiên cứu, Đại học bang Colorado

Theo The Conversation

 



BÀI CHỌN LỌC