[Covid19: nhìn lại lịch sử] Virus đột biến trong đại dịch cúm năm 1918


Virus gây ra đại dịch cúm năm 1918 đã biến đổi thành các biến thể và trở nên nguy hiểm hơn, giống như cách mà virus SARS-CoV-2 đã làm trong đại dịch Covid-19 hiện nay.Trong nghiên cứu được công bố trên trang Biorxiv.org vào tháng 5/2021, Sébastien Calvignac-Spencer, nhà sinh vật học tiến hóa tại Viện Robert Koch ở Berlin (Đức), và cộng sự đã tìm hiểu lý do khiến các đợt bùng phát sau này của đại dịch cúm năm 1918 giết chết nhiều người hơn đợt dịch đầu tiên vào mùa xuân.

Trong đại dịch cúm năm 1918, các nhà kho được chuyển đổi để trở thành nơi cách ly những người nhiễm bệnh. Ảnh: Universal History Archive.

Để trả lời câu hỏi trên, nhóm nghiên cứu tiến hành phân tích sáu lá phổi của các bệnh nhân đã qua đời do dịch cúm trong những năm 1918 và 1919. Chúng được bảo quản trong dung dịch formalin tại các kho lưu trữ mẫu bệnh phẩm ở Đức và Áo. Ba trong số những lá phổi này chứa virus cúm của đại dịch năm 1918, bao gồm hai lá phổi từ những người lính đã chết ở Berlin trong đợt dịch đầu tiên và lá phổi còn lại thuộc về một phụ nữ trẻ qua đời ở Munich, Đức.
Các nhà khoa học tách chiết RNA của virus từ những mẫu phổi có kích thước bằng hạt đậu để tái hiện lại khoảng 60 – 90% bộ gene của virus cúm đã giết chết những người lính ở Berlin.

Những người lính này đã chết trong cùng một ngày, và bộ gene của virus giết chết họ gần như không có sự khác biệt. Tuy nhiên, dạng virus được tìm thấy trong phổi của họ có một số khác biệt về gene so với dạng virus lây nhiễm cho người phụ nữ trẻ đã chết ở Munich, có lẽ là trong một đợt bùng phát dịch sau đó. Sự khác biệt còn nhiều hơn nữa khi nhóm nghiên cứu đem so sánh kết quả phân tích với bộ gene virus cúm của các bệnh nhân ở Alaska và New York (Mỹ) trong đợt bùng phát dịch thứ hai vào cuối năm 1918.

“Chúng tôi nhận thấy virus đã biến đổi gene để trở nên nguy hiểm hơn giữa đợt dịch đầu tiên và các đợt dịch sau đó, bằng cách tiến hóa để vượt qua hệ thống phòng thủ của cơ thể”, Calvignac-Spencer cho biết.
Các đột biến gene có thể đã làm cho virus thích nghi tốt hơn để lây lan giữa người với người thay vì giữa các loài chim – vật chủ tự nhiên của nó. Một đột biến khác có thể đã thay đổi cách thức virus tương tác với protein MxA của con người. Protein này giúp cơ thể điều chỉnh phản ứng miễn dịch đối với mầm bệnh mới.

Mặc dù các nhà khoa học không biết rõ các biến dị di truyền đã thay đổi hành vi của virus như thế nào, nhưng họ dự đoán rằng những thay đổi này đã giúp virus cúm tránh được một trong những cơ chế mà tế bào người sử dụng để tiêu diệt nó.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy sự thay đổi của nucleoprotein, một trong những protein tạo nên bộ máy sao chép của virus. Nucleoprotein hoạt động giống như giá đỡ cho các đoạn gene của virus. Những đoạn gene này quấn quanh nucleoprotein giống như một cầu thang xoắn ốc.
Nucleoprotein của virus cúm trong đợt dịch đầu tiên trông hơi giống với nucleoprotein của virus cúm lây nhiễm cho chim. Điều này khiến các nhà khoa học tin rằng bệnh cúm năm 1918 bắt nguồn từ chim.

“Loại virus cúm gây ra đại dịch năm 1918 vẫn còn tồn tại đến nay, nhưng nó không còn khả năng gây chết người như trước kia. Nguyên nhân một phần là do con người ngày nay là hậu duệ của những người đã sống sót sau khi nhiễm bệnh cách đây hơn 100 năm. Vì vậy họ đã thừa hưởng một số dạng miễn dịch di truyền”, Calvignac-Spencer nhận định.
Tuy nhiên, các ước tính cho thấy chủng virus cúm gây ra đại dịch năm 1918 đã lây nhiễm khoảng 1 tỷ người trên thế giới, khi đó dân số toàn cầu chỉ là 2 tỷ người. Tổng cộng có khoảng 50 triệu đến 100 triệu người đã chết trong ba đợt bùng phát dịch liên tiếp.

“Tương tự virus cúm năm 1918, virus SARS-CoV-2 đã tiến hóa liên tục trong đại dịch Covid-19 hiện nay, và các chủng virus mới gây ra những làn sóng dịch bệnh liên tiếp”, Calvignac-Spencer nói.

Bởi vì khoa học bây giờ đã có nhiều tiến bộ, nên các nhà khoa học hiểu biết về đại dịch Covid-19 tốt hơn nhiều so với đại dịch cúm năm 1918. “Việc phân tích từng đột biến của virus cúm là điều không tưởng vào thời điểm xảy ra đại dịch năm 1918. Các bác sĩ lúc đó thậm chí còn không biết rằng bệnh cúm là do virus gây ra”, Andrew Mehle, nhà nghiên cứu về bệnh cúm tại Đại học Wisconsin ở Madison (Mỹ), cho biết. Mãi đến năm 1932 – 1933, các nhà khoa học Anh bao gồm Wilson Smith, Christopher Andrewes và Patrick Laidlaw lần đầu tiên xác định virus là nguyên nhân gây ra bệnh cúm. Họ phân lập được virus cúm A từ dịch tiết mũi của bệnh nhân, qua đó chứng minh sự lây lan của virus này trên cơ thể người.

Hiện nay với những công cụ hiện đại, các nhà khoa học đang theo dõi sự tiến hóa của virus theo thời gian thực và tìm ra những đột biến khiến virus lây nhiễm sang con người nhanh hơn. “Chúng ta càng tìm hiểu rõ hơn về đại dịch hiện tại thì nó càng giúp chúng ta hiểu nhiều hơn về đại dịch trong quá khứ, thay vì ngược lại”, Calvignac-Spencer nói.
Một bước đột phá trong nghiên cứu của Calvignac-Spencer và cộng sự là họ đã giải trình tự chính xác bộ gene của virus trong mô người được bảo quản trong formalin hơn 100 năm – điều mà cho đến nay vẫn được cho là rất khó.

Cần phải lưu ý rằng các mẫu bệnh phẩm được bảo quản bằng hóa chất không chứa virus nguyên vẹn hoặc có khả năng lây nhiễm sang người. Việc giải trình tự gene chỉ đơn giản là phân tích các mảnh vật chất di truyền còn sót lại của virus.

“Nhờ các kỹ thuật mới, việc phân tích gene của virus trong các mẫu bệnh phẩm đã bảo quản một thời gian dài trở nên dễ dàng hơn nhiều so với những gì chúng tôi mong đợi”, Calvignac-Spencer nói. “Các kỹ thuật tương tự có thể giúp chúng tôi giải mã bộ gene virus từ cơ thể người bệnh bị chôn vùi trong lớp băng vĩnh cửu lên đến 1.000 năm, bởi vì nhiệt độ lạnh giá có thể bảo tồn DNA lâu hơn nữa”.

Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu dự định sẽ giải trình tự gene của các virus có thể được lưu giữ trong cơ thể của những xác ướp Ai Cập cổ đại, trong đó bao gồm các xác ướp có niên đại lên tới 5.000 năm. “Người Ai Cập cổ đại đã sử dụng các phương pháp để ngăn chặn quá trình phân hủy sinh học, và đó chính xác là những gì chúng tôi muốn. Chúng tôi sẽ thử phân tích DNA của những virus cổ xưa”, Calvignac-Spencer nói.

Quốc Hùng / khoahocphattrien

Theo Live Science, The Atlantic

Làn sóng thứ hai của dịch bệnh


Làn sóng thứ hai của dịch bệnh: Lời nhắc nhớ từ trăm năm trước

Làn sóng thứ hai của dịch cúm Tây Ban Nha xảy ra ở Mỹ vào ba tháng cuối năm 1918, với số ca nhiễm khiến bệnh viện và nhân viên y tế khắp nước quá tải, và số người chết không kịp chôn.

Làn sóng thứ hai của dịch bệnh: Lời nhắc nhớ từ trăm năm trước
Những hình ảnh tương đồng trong đại dịch 1918 và 2020. Ảnh: Getty Images

“Vào thời điểm kết thúc tháng 8 bước sang tháng 9-1918, không ai nghĩ rằng sắp có một đợt cúm chết người quét khắp Texas và phần còn lại của nước Mỹ với tốc độ và sự chết chóc của một cơn bão” – tác giả David Tarrant viết trên The Dallas Morning News ngày 3-7.

Bằng cách lục lại tư liệu lưu trữ từ báo chí lúc bấy giờ, Tarrant dựng lại cách mà làn sóng thứ hai của dịch cúm Tây Ban Nha xảy ra: làn sóng thứ nhất kết thúc sớm và không đáng kể dẫn đến chủ quan, giới chức y tế phớt lờ, thậm chí coi thường dịch bệnh và thái độ phản kháng với các biện pháp phòng bệnh của người dân.

Làn sóng thứ nhất “nhẹ nhàng”

Các chuyên gia tin rằng đại dịch năm 1918 xuất phát từ hạt Haskell (bang Kansas) và nhanh chóng lan sang trại Funston, một trung tâm huấn luyện dành cho lính quân dịch mới tuyển để tham gia Chiến tranh thế giới lần I.

Mùa xuân năm ấy, thanh niên khắp nước phải vào các trại như vậy, nơi họ cùng ăn, cùng ngủ, cùng luyện tập trong các khu khép kín. Các binh sĩ mang theo virus trong người khi di chuyển từ căn cứ này sang căn cứ khác, và lên tàu sang châu Âu chiến đấu. Virus làm bùng phát dịch ở hàng chục điểm khắp nước Mỹ, lan sang cuộc chiến ở châu Âu, làm giảm quân số cả hai phe tham chiến. Nhiều sử gia tin rằng bệnh cúm đã buộc cuộc chiến kết thúc sớm hơn.

Bệnh dịch vào mùa xuân lúc đó là một phiên bản nhẹ hơn so với làn sóng thứ hai, chủ yếu ảnh hưởng đến binh sĩ. Thường dân nhìn chung không bị “phơi nhiễm” và vì thế có ít, nếu không muốn nói là không hề có miễn dịch với virus này.

John Barry, tác giả quyển The Great Influenza: The Story of the Deadliest Plague in History, cho rằng trận cúm ảnh hưởng khoảng một nửa các doanh trại quân đội ở Mỹ, trong khi có rất ít ca ghi nhận ở các khu vực dân sự.

Điều này sẽ thay đổi chóng mặt khi bước sang mùa thu năm 1918.

Làn sóng thứ hai “không đỡ kịp”

Mùa hè 1918, dịch bệnh, lúc này đã được gọi tên là cúm Tây Ban Nha, gần như hoàn toàn bị quên lãng. Đến cuối tháng 9, làn sóng thứ hai của bệnh cúm, lần này chết chóc hơn, quét khắp nước Mỹ, với Dallas và nhiều thành phố lớn khác bị ảnh hưởng nặng nề.

Các quan chức y tế Dallas dường như không lo lắng gì trước dịch bệnh tái bùng phát. Người đứng đầu ngành y tế Dallas lúc bấy giờ, A. W. Carnes, cho rằng dịch bệnh đang lan nhanh kia chẳng hơn gì bệnh cảm thông thường. Vào cuối tháng 9, tờ The News có bài “Nỗi sợ bệnh cúm đang suy giảm”, vì chỉ có “một vài ca nhiễm cá biệt” được báo cáo với bệnh viện cấp cứu thành phố.

Chính quyền Dallas còn cho phép tổ chức một sự kiện đông người, cuộc tuần hành Liberty Loan, thổi bùng mồi lửa thảm họa vốn sẵn chực chờ. Khi chiến tranh xảy ra ở châu Âu, người Mỹ được vận động đóng góp bằng cách mua trái phiếu chiến tranh, một cách để công chúng cho chính phủ vay tiền để chi trả cho cuộc chiến.

Các thành phố ở Mỹ tổ chức các cuộc diễu hành và tuần hành Liberty Loan để vận động người dân mua trái phiếu. Sáng 28-9-1918, hàng ngàn người đổ về khu trung tâm để chứng kiến 5.000 thường dân và 2.500 quân nhân diễu hành. Đó là một sự kiện đông vui hiếm thấy ở Dallas với những tiếng reo hò, ca hát, vỗ tay.

Kết quả là gì khi náo nhiệt đã qua? Các ca nhiễm cúm tăng vọt, theo bài viết ngày 4-10-1918 của The News. Tổng cộng 76 ca mới được ghi nhận trong ngày 3-10, gấp đôi con số trong hai ngày trước đó. The News cũng đưa tin thành phố có ca tử vong đầu tiên cũng trong ngày 3-10. Nạn nhân Pierpont Balderson, 15 tuổi, bị cúm và chết tại bệnh viện vì viêm phổi.

Thiệt hại nặng nề

Làn sóng thứ hai gây ra nhiều ca tử vong nhất trong đại dịch đó – khoảng 50-100 triệu người toàn thế giới, theo ước tính của các chuyên gia. Ở Mỹ, 675.000 người chết vì virus cúm Tây Ban Nha. Riêng trong tháng 10-1918, gần 200.000 người Mỹ đã chết.

Cuộc tuần hành Liberty Loan hóa ra lại “gieo rắc thảm họa ở bất cứ nơi nào mà nó được tổ chức” – tiến sĩ Peggy Redshaw, giáo sư Đại học Austin, nói. Bất chấp lãnh đạo thành phố thúc giục và thực tế rằng các trại lính gần đó đều đã cách ly binh sĩ bị bệnh, ông Carnes vẫn chưa muốn áp lệnh phong tỏa.

Ngày 12-10, thị trưởng Dallas Joseph Lawther phải tự mình hành động: yêu cầu tạm dừng mọi việc tụ tập đông người, đóng cửa trường học và nhà thờ. Trong ngày hôm đó, bệnh viện cấp cứu thành phố ghi nhận 725 ca nhiễm; tổng số ca lúc đó đã là 3.444, gấp gần 20 lần so với 185 ca cách đó có 9 ngày. Quân đội cũng ghi nhận gần 2.000 ca nhiễm và 4 ca tử vong trong ngày 6-10.

Bệnh dịch tấn công cả người giàu lẫn người nghèo, bác sĩ y tá cũng không thoát. Có nhiều gia đình mà cả nhà nhiễm bệnh. Virus tiếp tục gây chết chóc cho đến tháng 12. Sau đó còn xảy ra một làn sóng thứ ba, dù ngắn ngủi, và dịch bệnh chính thức suy yếu vào mùa xuân năm 1919.

Các chuyên gia tin rằng có rất nhiều ca tử vong không được ghi nhận chính thức, do lẽ “việc thu thập dữ liệu rất tệ”, theo lời chuyên gia Redshaw của Đại học Austin. “Người ta không thể theo dõi được các con số. Số người chết nhiều đến choáng ngợp. Nhiều ca tử vong ở vùng nông thôn không hề được tính đến” – Redshaw nói.

Theo lịch sử cơ quan y tế Dallas, viết năm 1941, nhiều người chết hơn số được sinh ra trong giai đoạn từ tháng 10 đến tháng 12-1918, một điều chưa hề có tiền lệ.

Tương đồng với hôm nay

Cũng như cách đây hơn 100 năm, thế giới hiện tại đang chật vật đương đầu với một chủng virus chưa có vaccine. Tính đến hết tuần qua (26-7), toàn thế giới đã có hơn 16,2 triệu ca nhiễm và gần 650.000 người chết vì COVID-19.

Vì dịch cúm năm 1918 chóng tàn sau mùa xuân và chỉ bùng phát trở lại vào mùa thu, người ta từng nghĩ nhiệt độ nóng vào mùa hè có tác động lên virus. Trên thực tế, Barry tin rằng tính dễ mắc bệnh (susceptibility) của dân số quan trọng hơn yếu tố mùa.

Theo chuyên gia này, việc tiếp xúc với virus trong làn sóng thứ nhất sẽ phần nào được bảo vệ trước làn sóng thứ hai, với nguy cơ mắc bệnh giảm gần 90%. Người dân Mỹ đã không có được sự bảo vệ đó, “bởi nếu thế thì ta có lẽ đã có một làn sóng thứ hai ít nguy hiểm hơn”.

Logic của Barry: dịch bệnh đã không lây lan nhiều trong làn sóng thứ nhất, dẫn đến số người dễ mắc bệnh rất lớn, và nhiều trong số đó đã trở thành nạn nhân của làn sóng thứ hai. “Tôi cho rằng có sự tương đồng giữa dịch năm 1918 và ngày nay: trong cả hai trường hợp, ta đều có tỉ lệ dân số dễ mắc bệnh rất lớn” – ông nói.

Với đại dịch của năm 2020, Barry cho rằng các nơi như Florida, Arizona, Texas và Brazil đều có số ca nhiễm tăng mạnh, ngay cả khi nhiệt độ tăng. “Nhiệt độ là một yếu tố, nhưng tính dễ mắc bệnh lại quan trọng hơn nhiều” – ông giải thích.

Một yếu tố tương đồng khác là cách công chúng phản ứng với các mệnh lệnh y tế. Năm 1918 cũng có hiện tượng chống đối yêu cầu mang khẩu trang và lệnh giới hạn thực hành tôn giáo nơi công cộng y như ngày nay.

“Đã có rất nhiều phản kháng, đặc biệt là khi một thành phố dỡ bỏ các lệnh giới hạn, rồi lại tái áp đặt chúng – Barry nói – Ở San Francisco, có người thậm chí còn gửi bom đến cơ quan y tế sau khi họ ban hành trở lại lệnh mang khẩu trang”.

Virus của đại dịch 2020 cũng đang lây lan nhanh gần như virus cúm năm 1918. Và vì chưa có vaccine lẫn miễn dịch cộng đồng rộng khắp, virus chắc chắn sẽ tiếp tục lây lan, gieo rắc sự chết chóc. “Cuối cùng thì lý do các đại dịch cúm đến theo từng làn sóng là vì chúng luôn tìm đến nơi mới, với những người dễ tổn thương mới – Redshaw nói – Nó sẽ còn trở lại mãi cho đến khi nào hết người dễ lây mới thôi”.

Trong một phát biểu gần đây, nhà dịch tễ học Robert Haley thuộc Trung tâm y khoa UTSW (Đại học Texas) cho rằng dịch cúm 1918 là “đại dịch lớn và tàn khốc nhất trong lịch sử thế giới”. Theo Haley, thứ khiến dịch cúm 1918 nguy hiểm là khả năng đột biến sang chủng mới và tiếp tục gieo rắc chết chóc. Trong những trường hợp tệ nhất, “ta mắc bệnh vào buổi sáng, trở nên nguy kịch vào ban chiều và đến tối thì chết”.
Vì không có phương thức chữa trị, giới chức vào năm 1918 phải ban hành các biện pháp phòng ngừa mà ngày nay ta chẳng lạ gì: đeo khẩu trang, rửa tay, tránh xa đám đông. Các trường học, rạp phim, tiệm bida, sàn nhảy phải đóng cửa. Quảng cáo trên báo và bích chương yêu cầu người dân che miệng và mũi khi ho hoặc hắt hơi bắt đầu xuất hiện. “Khác biệt trong khuyến cáo phòng bệnh [giữa xưa và nay] ít đáng kinh ngạc – tiến sĩ Redshaw nói – Mục đích của mọi biện pháp là kéo dài thêm thời gian để các nhà khoa học biết được phải làm gì”.

YÊN LAM – Theo TTCT