Khi đại dịch Covid-19 bùng phát, người ta sớm nhận ra rằng những người cao tuổi, nhất là những người có bệnh nền, bị ảnh hưởng nhiều hơn các nhóm tuổi khác.

Nhưng các nhà khoa học ở Rockefeller lại quan tâm nhiều hơn đến những ca bất thường, chẳng hạn như những người 30 tuổi có vẻ khỏe mạnh nhưng cuối cùng lại thở máy.

Vào tháng 4, họ đã phát động dự án hợp tác quốc tế có tên là Nỗ lực Di truyền ở Người về Covid, hợp tác với các trường đại học và cơ sở y khoa từ Bỉ đến Đài Loan với mục tiêu xác định nguyên nhân.

Ngay khi dự án mới bắt đầu, Zhang đã nghĩ đến một thủ phạm.

Vào những năm 1960, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các tế bào có một hệ thống báo động bên trong để cảnh báo phần còn lại của cơ thể khi nó bị một virus mới tấn công.

"Khi virus xâm nhập tế bào, tế bào bị nhiễm sẽ tạo ra protein được gọi là 'interferon type một', mà nó giải phóng ra ngoài tế bào," Zhang giải thích.

"Tất cả các tế bào xung quanh đều nhận được tín hiệu đó và chúng dồn tất cả sức lực để chuẩn bị chống lại virus đó. Trường hợp bị nhiễm nghiêm trọng, tế bào sẽ tạo ra đủ lượng interferon type một để thải vào dòng máu đang lưu thông, và do đó, cả cơ thể biết nó đang bị tấn công."


Nhưng đôi khi sai sót di truyền khiến cho hệ thống cảnh báo bị trục trặc.

Vào năm 2015, các nhà khoa học ở Rockefeller đã xác định các đột biến ở những người trẻ tuổi, khỏe mạnh vốn khiến họ bị viêm phổi nặng do cúm. Các đột biến có nghĩa là không có phản ứng interferon. "Nếu hệ thống báo động bị tắt, thì virus có thể lây lan và sinh sôi nhanh hơn nhiều trong cơ thể," Zhang nói.

Phản kháng thể

Có vẻ như điều này cũng có vai trò trong việc khiến một số người dễ bị nhiễm Covid-19 đến không ngờ.

Một loạt các công trình khoa học được công bố vào tháng 9/2020 đã so sánh 987 ca biệt lệ - bệnh nhân Covid-19 bị viêm phổi nặng hoặc dưới 50 tuổi, hoặc trên 50 tuổi và không có thêm bất cứ bệnh chết người nào khác - cho đến những bệnh nhân không triệu chứng. Khoảng 3,5% trong số này có đột biến gene quan trọng khiến họ không thể tạo ra phản ứng interferon.



Khoảng 10% khác trong số này được phát hiện có kháng thể tự tấn công trong máu, được gọi là phản kháng thể tự động, vốn gắn vào bất kỳ protein interferon nào do tế bào giải phóng ra và loại chúng ra khỏi máu trước khi tín hiệu cảnh báo được phần còn lại của cơ thể nhận được.

Theo Ignacio Sanz, chuyên gia về miễn dịch học tại Đại học Emory, điều này xác nhận các phát hiện khác vốn cho thấy phản kháng thể có vai trò quan trọng trong các ca Covid-19 nghiêm trọng bằng cách đóng băng khả năng tự bảo vệ trước virus của cơ thể. "Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy số lượng đáng kể bệnh nhân bệnh nặng tạo ra lượng và loại phản kháng thể nhiều bất thường," ông nói.

Các nhà khoa học ở Rockefeller hiện muốn sử dụng thông tin này để truy tìm những người có thể dễ bị tổn thương không nhìn thấy được trước Covid-19, cũng như các virus đường hô hấp khác như cúm mùa hoặc đại dịch virus corona mới.

Zhang giải thích rằng bất kỳ ai được biết là có đột biến gene làm suy giảm phản ứng interferon của họ đều có thể được điều trị bằng interferon type một, hoặc như là các để phòng bệnh hoặc trong giai đoạn mới bị nhiễm.

"Kể từ khi thực hiện nghiên cứu, này chúng tôi đã có ba bệnh nhân ở Paris, vốn đã biết họ có những đột biến này," bà nói. "Sau khi xét nghiệm dương tính với Covid-19, họ được tiêm interferon và cả ba đều cho kết quả rất tốt. Không có bệnh nặng."

Họ cũng đang hợp tác với các ngân hàng máu trên toàn cầu để thử xác định mức độ phổ biến thật sự của phản kháng thể chống interferon loại một trong dân số nói chung.

Nếu có tỷ lệ phần trăm đáng kể, thì các xét nghiệm sẽ được xây dựng để sàng lọc mọi người để xác định liệu họ có nguy cơ bị lây nhiễm virus cao hơn nhiều mà họ không biết hay không.

"Chúng tôi cần tìm hiểu xem có bao nhiêu người đang có phản kháng thể này trong người," bà Zhang nói. "Bởi vì nhiều người trong nghiên cứu của chúng tôi trông hoàn toàn bình thường và không bị bệnh gì khác, cho đến khi bị Covid."

Các gene về khả năng nhiễm bệnh

Nhưng các phản kháng thể và đột biến chặn interferon trực tiếp dường như chỉ chiếm khoảng 14% bệnh nhân đặc biệt dễ tổn thương.

Đối với 86% còn lại, các nhà di truyền học tin rằng mức độ dễ tổn thương của họ xuất phát từ mạng lưới tương tác di truyền, vốn ảnh hưởng họ trực tiếp khi virus tấn công.

"Chỉ một số ít người bị bệnh nặng vì họ bị đột biến ở một gene chính," ông Alessandra Renieri, giáo sư di truyền y khoa tại Đại học Siena, cho biết. "Đa số các bệnh nhân đang theo một mô hình phức tạp hơn, trong đó nhiều gene cùng hợp tác với nhau, dẫn đến khả năng mắc Covid-19 nặng."

Để thử phân tích điều này, các nhà khoa học tại Đại học Edinburgh đã nghiên cứu bộ gene của 2.700 bệnh nhân được chăm sóc đặc biệt trên khắp nước Anh và so sánh chúng với bộ gene của những tình nguyện viên khỏe mạnh.

Họ phát hiện rằng những người dễ bị nhiễm Covid-19 có 5 gene - liên quan đến phản ứng interferon và khả năng dễ bị viêm phổi - có mức hoạt động hoặc là nhiều hơn, hoặc là ít hơn rõ rệt so với dân số nói chung.

"Sự kết hợp này có nghĩa là virus có thể lây lan dễ dàng hơn trong cơ thể và hậu quả là nó có thể gây tổn thương phổi nhiều hơn," Erola Pairo-Castineira, một trong những nhà di truyền học dẫn đầu nghiên cứu này cho biết.

Các nhà khoa học ở cả Rockefeller và Edinburgh hiện đang hướng đến thực hiện các nghiên cứu thậm chí lớn hơn về trên bệnh nhân đã chứng tỏ họ đặc biệt dễ tổn thương với Covid-19, để tìm cách xác định thêm các manh mối di truyền liên quan đến lý do virus có thể tấn công người khỏe mạnh.

Điều này có thể giải thích tại sao những người có nhóm máu A dường như có nguy cơ mắc bệnh nặng cao hơn.

Nghiên cứu các bệnh nhân Covid-19 biệt lệ cũng giúp đem đến hiểu biết về những bí ẩn lớn khác của đại dịch, chẳng hạn như lý do tại sao nam rõ ràng dễ tổn thương hơn nữ.

"Những nghiên cứu này đã giúp chúng tôi biết một chút về điều đó," Renieri nói. "Chúng cho chúng ta thấy phản ứng interferon quan trọng như thế nào. Điều này là thú vị bởi vì sau tuổi dậy thì, nồng độ testosterone ở nam giới tăng lên và testosterone có thể làm giảm tất cả các gên interferon. Vì vậy, đối với nam giới đã bị khiếm khuyết sẵn ở các gene này, điều này sẽ càng khiến họ dễ bị tổn thương hơn nữa trước virus."

Với điều này trong đầu, nghiên cứu của Zatz về những người trăm tuổi kháng Covid-19 không chỉ tập trung vào virus Sars-CoV-2 mà còn cả các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp khác.

Nhóm của bà đang sử dụng tế bào gốc để chuyển đổi mẫu máu của những người trăm tuổi này thành mô phổi, sau đó họ sẽ lây cho mô phổi này nhiều virus khác trong phòng thí nghiệm để xem liệu các đột biến gene của họ có thể bảo vệ trước những bệnh truyền nhiễm này hay không.

Nếu được, thì điều này có thể tạo ra các loại thuốc kháng virus hoàn toàn mới, giống như nghiên cứu về tế bào bạch cầu của Stephen Crohn những năm trước đây.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.