Thấy gì từ nhiều nghiên cứu mới về độc lực và khả năng siêu lây truyền của Omicron?

Trong các nghiên cứu trên chuột và chuột đồng, Omicron tạo ra các bệnh nhiễm trùng ít gây hại hơn, thường giới hạn phần lớn ở đường hô hấp trên: Mũi, họng và khí quản. Omicron ít gây hại hơn cho phổi, nơi các biến thể trước đó thường gây ra sẹo và khó thở nghiêm trọng.

Roland Eils, nhà sinh vật học tính toán tại Viện Y tế Berlin (Đức), người đã nghiên cứu cách thức mà vi rút SARS-CoV-2 lây nhiễm vào đường thở, cho biết: “Công bằng mà nói, ý tưởng về căn bệnh biểu hiện chủ yếu ở hệ hô hấp trên”.

Vào tháng 11.2021, khi báo cáo đầu tiên về biến thể Omicron lan ra khỏi Nam Phi, các nhà khoa học chỉ có thể đoán xem nó hoạt động khác các chủng SARS-CoV-2 trước đó như thế nào. Tất cả những gì họ biết là Omicron có sự kết hợp đặc biệt và đáng báo động của hơn 50 đột biến gen.

Nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng một số đột biến này cho phép vi rút bám chặt hơn vào các tế bào. Những đột biến khác giúp vi rút tránh các kháng thể, đóng vai trò như tuyến phòng thủ ban đầu chống lại sự lây nhiễm. Thế nhưng, Omicron có thể hoạt động như thế nào bên trong cơ thể còn bí ẩn.

Ravindra Gupta, chuyên gia về vi rút tại Đại học Cambridge (Anh), cho biết: “Bạn không thể dự đoán hành vi của vi rút chỉ từ những đột biến”.

Trong tháng qua, hơn 10 nhóm nghiên cứu, bao gồm cả nhóm của Ravindra Gupta, đã quan sát mầm bệnh mới trong phòng thí nghiệm, lây nhiễm Omicron vào các tế bào trong đĩa petri và phun vi rút vào mũi động vật.

Đĩa petri là loại đĩa bằng thủy tinh hoặc chất dẻo dạng hình trụ có nắp đậy mà các nhà sinh vật học sử dụng để nuôi cấy tế bào hay những cây rêu nhỏ.

Omicron lan rộng khắp hành tinh, dễ lây nhiễm cho cả những người đã được tiêm vắc xin hoặc khỏi COVID-19. Song khi các ca nhiễm Omicron tăng vọt, số người nhập viện vẫn không tăng quá cao. Các nghiên cứu ban đầu trên bệnh nhân cho thấy Omicron ít có khả năng gây bệnh nặng hơn các biến thể SARS-CoV-2 khác, đặc biệt là ở những người đã tiêm 2 hoặc 3 mũi vắc xin. Tuy nhiên, những phát hiện đó đi kèm với nhiều cảnh báo.

Thứ nhất, phần lớn ca nhiễm Omicron ban đầu là ở những người trẻ tuổi, vốn ít có khả năng bị bệnh nặng với tất cả các phiên bản SARS-CoV-2. Nhiều ca trong số đó xảy ra ở những người có một số khả năng miễn dịch nhờ khỏi COVID-19 hoặc tiêm vắc xin trước đó. Chưa rõ liệu Omicron có gây bệnh ít nghiêm trọng hơn ở người lớn tuổi chưa được tiêm vắc xin COVID-19 không.

Các thí nghiệm trên động vật có thể giúp làm sáng tỏ những điều mơ hồ này, bởi nhà khoa học có thể kiểm tra Omicron trên những động vật giống hệt nhau sống trong điều kiện giống nhau. Hơn nửa tá thí nghiệm được công bố những ngày gần đây đều chỉ ra cùng một kết luận: Omicron dường như gây bệnh nhẹ hơn Delta và các phiên bản SARS-COV-2 trước đó.

Hôm 29.12, nhóm lớn các nhà khoa học Nhật Bản và Mỹ đã công bố báo cáo về chuột đồng và chuột nhắt nhiễm Omicron hoặc một trong số các biến thể trước đó. Nghiên cứu cho thấy những người nhiễm Omicron ít bị tổn thương phổi hơn, ít gây bệnh nặng hơn và ít nguy cơ tử vong hơn.

Dù các động vật nhiễm Omicron thường có các triệu chứng nhẹ hơn nhiều, các nhà khoa học đặc biệt ấn tượng bởi kết quả ở chuột đồng Syria, một loài được biết là bị bệnh nặng với tất cả các phiên bản SARS-CoV-2 trước đó.

Tiến sĩ Michael Diamond, chuyên gia về vi rút tại Đại học Washington (Mỹ) và là đồng tác giả của nghiên cứu, nói: “Điều đó thật đáng ngạc nhiên, vì mọi biến thể SARS-CoV-2 khác đều đã lây nhiễm mạnh mẽ cho những con chuột hamster này”.

Một số nghiên cứu khác trên chuột và chuột đồng cũng đưa ra kết luận tương tự. Giống như hầu hết nghiên cứu khẩn cấp về Omicron, chúng được đăng trực tuyến nhưng vẫn chưa công bố trên các tạp chí khoa học.

Lý do Omicron gây bệnh nhẹ hơn có thể là một vấn đề giải phẫu học. Michael Diamond và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng nồng độ Omicron trong mũi chuột hamster cũng giống ở động vật nhiễm phiên bản SARS-CoV-2 trước đó. Thế nhưng, nồng độ Omicron trong phổi bằng 1/10 hoặc ít hơn so với các biến thể SARS-CoV-2 khác.

Một phát hiện tương tự đến từ các nhà nghiên cứu tại Đại học Hồng Kông, vốn nghiên cứu các mẩu mô được lấy từ đường thở của con người trong quá trình phẫu thuật. Trong 12 mẫu phổi, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng Omicron phát triển chậm hơn so với Delta và các biến thể khác.

Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra bên trong các tế bào phế quản. Bên trong các tế bào phế quản đó, 2 ngày đầu tiên sau khi nhiễm vi rút SARS-CoV-2, Omicron phát triển nhanh hơn so với Delta hoặc chủng SARS-CoV-2 ban đầu.

Những phát hiện này sẽ phải được theo dõi với các nghiên cứu sâu hơn, chẳng hạn như thí nghiệm với khỉ hoặc kiểm tra đường thở của những người nhiễm Omicron. Nếu kết quả tương đồng với sự nghiên cứu kỹ lưỡng, họ có thể giải thích tại sao những người nhiễm Omicron dường như ít phải nhập viện hơn so với Delta.

Nhiễm SARS-CoV-2 bắt đầu ở mũi hoặc có thể là miệng và lan xuống cổ họng. Nhiễm SARS-CoV-2 nhẹ đi xa hơn thế nữa. Khi đến phổi, SARS-CoV-2 có thể gây tổn thương nghiêm trọng.

Các tế bào miễn dịch trong phổi có thể phản ứng quá mức, giết chết không chỉ các tế bào nhiễm vi rút mà cả những tế bào không nhiễm. Chúng có thể tạo ra tình trạng viêm nhiễm, gây sẹo cho các bức tường mỏng manh của phổi. Hơn nữa, vi rút SARS-CoV-2 có thể thoát ra khỏi phổi bị tổn thương rồi vào máu, gây ra cục máu đông và tàn phá các cơ quan khác.

Ravindra Gupta nghi ngờ rằng dữ liệu mới của nhóm ông đưa ra lời giải thích cho lý do tại sao Omicron không hoạt động tốt trong phổi.

Nhiều tế bào trong phổi mang một protein TMPRSS2 trên bề mặt của chúng, có thể vô tình giúp vi rút truyền bệnh xâm nhập vào tế bào. Thế nhưng, nhóm của Ravindra Gupta nhận thấy rằng loại protein này không bám vào Omicron quá tốt. Kết quả là Omicron lây nhiễm vào tế bào theo cách này kém hơn so với Delta. Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Glasgow (Scotland) đã đưa ra kết luận tương tự.

Thông qua con đường thay thế, vi rút SARS-CoV-2 cũng có thể trượt vào các tế bào không tạo ra TMPRSS2. Ở vị trí cao hơn trong đường thở, các tế bào có xu hướng không vận chuyển protein, điều này có thể giải thích bằng chứng cho thấy Omicron được tìm thấy ở đó thường xuyên hơn phổi.

Ravindra Gupta suy đoán rằng Omicron đã phát triển thành “chuyên gia về đường hô hấp”, phát triển mạnh ở cổ họng và mũi. Nếu điều đó là đúng, vi rút có thể có cơ hội tốt hơn phát tán mạnh hơn qua những giọt bắn nhỏ trong không khí và khi gặp vật chủ mới.

"Tất cả là về những gì xảy ra trong đường hô hấp trên để nó truyền đi, phải không? Đó không thực sự là những gì xảy ra bên dưới phổi, nơi xảy ra bệnh nghiêm trọng. Vì vậy, bạn có thể hiểu tại sao vi rút lại phát triển theo cách này”, ông nói.

Trong khi những nghiên cứu này giúp giải thích rõ ràng lý do tại sao Omicron gây ra bệnh nhẹ hơn, họ vẫn chưa trả lời được vì sao biến thể này lại có khả năng lây lan từ người này sang người khác rất tốt. Mỹ đã ghi nhận hơn 580.000 ca COVID-19 chỉ hôm 30.12, phần lớn trong số đó nhiễm Omicron.

Sara Cherry, chuyên gia về vi rút tại Trường Y Perelman thuộc Đại học Pennsylvania, cho biết: “Những nghiên cứu này giải quyết câu hỏi về những gì có thể xảy ra trong phổi nhưng không thực sự giải quyết câu hỏi về khả năng lây truyền”.

Michael Diamond cho biết ông muốn chờ thêm nhiều nghiên cứu được thực hiện, đặc biệt là ở người thay vì động vật, trước khi chứng thực giả thuyết rằng TMPRSS2 là chìa khóa để hiểu Omicron. “Tôi nghĩ rằng vẫn còn quá sớm về vấn đề này”, ông nói.

Các nhà khoa học biết rằng một phần khả năng lây lan của Omicron đến từ khả năng tránh các kháng thể, cho phép nó dễ dàng xâm nhập vào tế bào những người đã tiêm vắc xin dễ dàng hơn nhiều so với các biến thể khác. Thế nhưng, họ nghi ngờ rằng Omicron cũng có một số lợi thế về sinh học khác.

Tuần trước, các nhà nghiên cứu đã báo cáo rằng Omicron mang một đột biến có thể làm suy yếu cái gọi là khả năng miễn dịch bẩm sinh - vốn kích hoạt nhanh chóng hệ thống miễn dịch của chúng ta khi có dấu hiệu đầu tiên của một cuộc xâm nhập vào mũi. Song sẽ cần nhiều thử nghiệm hơn để xem liệu đây có thực sự là một trong những “bí quyết” Omicron lây lan cực nhanh không.

Sara Cherry nói: “Đây là loại vi rút có rất nhiều trong nước bọt và đường mũi của con người”. Thế nhưng có thể có những lời giải thích khác cho sự lây lan hiệu quả của Omicron: Nó có thể duy trì ổn định hơn trong không khí hoặc lây nhiễm sang các vật chủ mới tốt hơn.

“Tôi nghĩ đó thực sự là một câu hỏi quan trọng”, bà cho hay.