'Giải phẫu' vi-rút H5N1 ở Viện Pasteur TP.HCM

Từ cuối năm 2003, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Pasteur TP.HCM đã tiến hành giải mã gien vi-rút H5N1 trên các mẫu bệnh phẩm ở phía Nam... Đến thời điểm hiện nay, đã thấy xuất hiện nhiều đột biến ở các đọan gien trên các chủng phân lập tại khu vực phía Nam qua các vụ dịch từ 2003 tới 2005.

TS. Cao Bảo Vân (áo xám, ngồi trên), người đứng đầu nhóm nghiên cứu giãi mã gien vi-rút H5N1 ở Viện Pasteur TP.HCM

Từ tháng 12/2003 cho đến gần đây, hơn 20 mẫu bệnh phẩm của bệnh nhân cúm gia cầm ở khu vực phía Nam đã được Phòng Sinh học Phân tử - Viện Pateur TP. HCM thu thập và xem xét.

Từ những mẫu bệnh phẩm nói trên, các nhà nghiên cứu tại Viện Pasteur TP.HCM đã phân lập vi-rút H5N1 để tìm xem, vi-rút H5N1 xuất hiện ở phía Nam có bị đột biến không.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành giải mã gien vi-rút H5N1 nhằm trả lời câu hỏi trên.

Bộ Khoa học-Công nghệ đã cấp kinh phí 800 triệu đồng cho cuộc nghiên cứu này, theo TS. Cao Bảo Vân, phụ trách Phòng Sinh học Phân tử - Viện Pasteur TP.HCM.

Có gì lạ ở con vi-rút H5N1 gây ra cúm gia cầm ở VN và bao nỗi kinh hoàng trên thế giới?

Định danh thủ phạm cúm gia cầm

Vi-rút H5N1 nhìn dưới kính hiển vi điện tử

Nghiên cứu của Viện Pasteur TP.HCM cho thấy, hầu như dịch cúm gia cầm ở các tỉnh của Việt Nam trong thời gian năm 2004 đều xuất phát từ một nguồn vi-rút H5N1 týp Z.

Týp Z là týp vi-rút phổ biến nhất lưu hành trong khu vực châu Á từ năm 2003.

Týp gen Z có đặc điểm là các gen NA và NS đều bị mất đoạn và đoạn nối HA1 – HA2 mang nhiều axit amin qui định độc tính cao.

Đến thời điểm hiện nay, đã thấy xuất hiện nhiều đột biến axít amin trên glycoprotein bề mặt như HA, NA và cả trên protein NS trên các chủng phân lập tại khu vực phía Nam qua các vụ dịch từ 2003 tới 2005.

Theo nhận định của nhóm nghiên cứu ở Viện Pasteur TP.HCM, điều đặc biệt nguy hiểm là những đột biến trên gien của vi-rút H5N1 đều có liên quan đến độc tính của vi-rút. Từ những đột biến này, vi-rút sẽ tăng cường khả năng "đánh" vào tế bào của người bị vi-rút xâm nhiễm.

Và, nhóm nghiên cứu dè dặt kết luận:" Có thể những biến đổi này cũng là bước chuẩn bị cho việc phân hóa dòng virút hiện tại thành những týp virút khác".

Đã từng có tiền lệ cho thấy, vi-rút H5N1 phân hóa thành những dòng vi-rút khác nhau như ở Trung Quốc từ 1997 tới năm 2001 có tới 6 dòng vi-rút H5N1 lưu hành trên thủy cầm (các dòng A, D, C, D, E và Xo). Thế nhưng đến năm sau, 2002, 8 dòng vi-rút mới là V, W, X1, X2, X3, Y, Z và Z+ lại tiếp tục được xác định.

Không dừng ở đó... vi-rút H5N1 còn tỏ ra bí hiểm hơn khi  tới năm 2004, chỉ có một dòng duy nhất Z là thích nghi nhất và tiếp tục lưu hành cũng như gây dịch trên người và gia cầm, còn các týp khác thì lại... biến mất!

Trước tình hình trên, nhóm nghiên cứu tỏ ra lo ngại "Nhận định chung về hệ số ổn định của các dòng virút cho thấy, týp Z vẫn chưa phải là týp virút thích nghi nhất và bộ gen virút cúm A H5N1 vẫn đang biến động cho đến khi thích nghi tối ưu với ký chủ mới".

Nói cách khác, typ Z của vi-rút H5N1 chưa phải là typ cuối cùng. Vi-rút H5N1 vẫn đang tiếp tục biến đổi di truyền, lây lan cho đến khi nào tìm được "ký chủ" mới (người, vật) mà chúng "cảm thấy" thích nghi nhất để tồn tại. Đây là týp gien chứa cả hai đột biến mất đoạn ở protein NA và NS1.

Chân dung vi-rút cúm A 

Theo TS Cao Bảo Vân, "con" vi-rút cúm A có thể sống khá dai! Chúng có thể tồn tại 4 ngày trong nước ở 22 độ C và trên 30 ngày ở 0 độ C. Tuy nhiên, virút cúm A sẽ bị bất hoạt trong những điều kiện như nhiệt độ 56 độ C trong 3 giờ hoặc 60 độ C trong hơn 30 phút; trong môi trường a-xít, các loại hóa chất gây ô-xy hóa (sodium dodecyl sulfate, lipid solvents, and B-propiolactone); các hợp chất tẩy như formalin, iod.

Các nhà khoa học còn chia (phân lọai) vi-rút cúm thành các họ, chi, typ để dễ nghiên cứu, đánh giá về chúng. Như vi-rút cúm A thuộc họ (family): Orthomyxoviridae. Chi (genus): Influenza. Týp: A (các týp còn lại: B, C). Virút cúm A có thể nhiễm tự nhiên vào nhiều loài chim, người và nhiều loài động vật có vú khác (gồm cả heo, ngựa).Virút cúm B chỉ nhiễm tự nhiên ở người. Virút cúm C rất hiếm khi gây bệnh, gây bệnh rất nhẹ, cho cả người lẫn lợn.

"Giải phẫu" vi-rút cúm... Các nhà khoa học hầu như đã biết về cấu trúc của H5N1 thông qua việc giải mã các đọan gien của chúng

Týp virút được phân định dựa trên đặc điểm cấu trúc gien của vi-rút.

Trong số 3 lọai vi-rút gây bệnh cúm - vi-rút Influenza, gồm ba týp A, B và C thì vi-rút cúm týp A được nghiên cứu nhiều hơn hai týp còn lại do khả năng thay đổi cấu trúc di truyền một cách mau chóng.

Chúng từng là nguyên nhân gây ra các trận dịch lan rộng trên toàn cầu trong quá khứ. Thành phần cấu trúc của vi-rút cúm gồm có: 1% RNA, 70% protein, 20% lipid, và 5 – 8% carbohydrate. Vào lúc mới bắt đầu được phân lập, các virút cúm týp A nhỏ (với đường kính khoảng từ 80 – 120nm), có nhiều hình dạng khác nhau, sau đó thường chuyển thành dạng hình cầu.

"Giải phẫu" vi-rút H5N1

Vi-rút cúm týp A được phân chia thành những thứ týp (subtype) dựa trên 2 kháng nguyên bề mặt (glycoprotein màng) là Hemagglutinin (HA) và Neuraminidase (NA).

Có 15 kháng nguyên HA và 9 kháng nguyên NA khác nhau. Sự kết hợp giữa HA và NA sẽ tạo ra nhiều thứ týp (subtype) khác nhau về khả năng gây bệnh.

Vi-rút cúm A có bộ gen bao gồm 8 mảnh RNA mạch đơn, xoắn âm (-ssRNA); gồm 15 thứ týp HA (H1-H15), 9 thứ týp NA (N1-N9). Sự kết hợp giữa H và N sẽ tạo ra nhiều thứ týp khác nhau về khả năng gây bệnh. Mỗi đoạn RNA được bao xung quanh bởi protein NP (nucleoprotein) tạo thành cấu trúc ribonucleoprotein (RNP). RNP kết hợp với phức gồm 3 loại polymerase protein là PB1, PB2, PA chịu trách nhiệm cho sự phiên mã và sao chép RNA của vi-rút.

Lõi của vi-rút cúm A gồm 8 ribonucleoprotein (RNP). Hình bên phải cho thấy, cấu trúc của RNP: Chúng kết hợp với 3 loại polymerase protein là PB1, PB2, PA chịu trách nhiệm cho sự sinh sôi, hay còn gọi là  "phiên mã và sao chép RNA" của virút

Trong quá trình nghiên cứu về vi-rút H5N1, các nhà khoa học trên thế giới đã biết được chức năng của từng gien trong cấu trúc của vi-rút (như bảng dưới đây). Chú ý các đọan HA, NA có chức năng "gắn" vào tế bào mà chúng tấn công và rồi sau đó, tiếp tục sinh sôi nẩy nở, phóng thích tiếp vi-rút

Gen	Kích thước (nt)	Polypeptide	Chức năng
1	2341	PB2	Là tiểu đơn vị của polymerase (RNA transcriptase), nhận diện mũ chụp M7- GpppXm Nm của RNA tế bào chủ
2	2341	PB1	Là tiểu đơn vị xúc tác của polymerase (RNA transcriptase)
3	2233	PA	Là tiểu đơn vị của polymerase (RNA transcriptase), tham gia tổng hợp RNA.
4	1778	HA	Gắn kết virút vào thụ thể của tế bào (làm đông máu) (Hemagglutinin)
5	1565	NP	Nucleoprotein: là thành phần của phức phiên mã, vận chuyển vRNA giữa nhân và tế bào chất.
6	1413	NA	Phóng thích virút (Neuraminidase)
7	1027	M1	Protein nền, là thành phần chính của virion.
		M2	Protein nội màng, kênh ion.
8	890	NS1	Vận chuyển mRNA ra tế bào chất, dịch mã, là protein kháng interferon.
		NS2	Vận chuyển RNP ra khỏi nhân

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vi-rút H5N1 tấn tế bào người như thế nào?

Quá trình phiên mã, sao chép của vi-rút cúm đặc biệt khác với các RNA vi-rút khác ở điểm chỉ xảy ra trong nhân tế bào bị xâm nhiễm. Vi-rút xâm nhập cơ thể chủ yếu qua đường hô hấp. Quá trình xâm nhiễm và giải phóng hạt vi-rút mới của virút cúm kéo dài trong vài giờ. Hạt vi-rút mới tạo thành không làm tan tế bào bị xâm nhiễm, nhưng các tế bào này dường như không còn khả năng sống sót do rối loạn ở hệ thống tổng hợp các đại phân tử sinh học.

Sơ đồ cách thức vi-rút cúm A tấn công vào tế bào của người bệnh và tiếp tục sinh sôi nảy nở

• Ngọc Lan