Nguồn: “DNA from Neanderthals affects vulnerability to covid-19”, Economist, 24/02/2021.
Biên dịch: Nguyễn Thanh Hải
Dựa theo những bằng chứng hiện có, các nhà cổ sinh vật học cho chúng ta biết người Neanderthal đã tuyệt chủng cách đây khoảng 40.000 năm. Nhưng họ không hoàn toàn biến mất khỏi Trái đất. Các phát hiện trong những thập niên qua dần làm sáng tỏ rằng người Neanderthal đã giao phối với tổ tiên của người hiện đại và sự kết hợp này đôi lúc cho ra đời những đứa con có thể sống sót được. Kết quả là gần một nửa bộ gene của người Neanderthal vẫn còn tồn tại, nằm rải rác với số lượng nhỏ trong DNA của hầu hết người hiện đại (ngoại trừ những người có tổ tiên chủ yếu từ Châu Phi vì người Neanderthal có vẻ chưa từng sinh sống ở khu vực này).
Những gene này có mối liên hệ với mọi thứ, từ đặc điểm rậm lông đến quá trình chuyển hóa chất béo. Nhiều gene có thể liên quan đến hệ miễn dịch và ảnh hưởng tới nguy cơ phát triển các bệnh như Lupus, Crohn và tiểu đường. Hai bài nghiên cứu gần đây cho thấy Covid-19 cũng nằm trong số các bệnh này. Người ta tìm thấy hai đoạn DNA dài được thừa hưởng từ người Neanderthal, trong khi một đoạn dường như tạo ra khả năng chống lại căn bệnh thì đoạn còn lại khiến chúng ta dễ bị tổn thương hơn trước Covid-19.
Công trình nghiên cứu này do Hugo Zeberg và Svante Paabo đứng đầu tại Viện Nhân học Tiến hóa Max Planck ở Leipzig (Đức), các nhà nghiên cứu nơi đây là những người tiên phong trong việc tìm hiểu DNA của người Neanderthal. Bài báo đầu tiên của họ xuất bản trên tập san Nature hồi tháng 9 cho thấy một đoạn DNA của người Neanderthal, được gọi là “haplotype”, có liên quan đến việc làm tăng nguy cơ diễn biến nặng khi mắc Covid-19. Việc sở hữu một bản sao của haplotype, vốn được tìm thấy ở nhiễm sắc thể số 3 trên tổng số 46 nhiễm sắc thể ở người, sẽ làm tăng gấp đôi nguy cơ phải vào phòng hồi sức tích cực (ICU). Những người không may mắn sở hữu hai bản sao, một bản từ cha và một bản từ mẹ, sẽ đối mặt với nguy cơ còn cao hơn.
Sự không may mắn về mặt di truyền đó không được phân bổ đồng đều. Nó xuất hiện phổ biến nhất ở những người gốc Nam Á với 63% dân số Bangladesh mang ít nhất một bản sao của đoạn gene này; và ở người châu Âu thì tỷ lệ đó là khoảng 16%. Nó gần như không được tìm thấy ở người châu Phi như đã dự đoán từ trước. Đáng chú ý là đoạn gene này cũng rất hiếm gặp ở khu vực Đông Á.
Hiện không rõ vai trò chính xác của đoạn haplotype là gì. Một gene thuộc đoạn này mã hóa cho một loại protein tương tác với các thụ thể mà virus SARS-CoV-2 (virus gây bệnh Covid-19) sử dụng để xâm chiếm các tế bào. Đoạn haplotype cũng được cho là có liên quan đến việc sản xuất các protein tín hiệu, được gọi là cytokine, giúp điều tiết hệ miễn dịch. Phản ứng miễn dịch quá mạnh là một trong những cơ chế gây tử vong của bệnh Covid-19.
Nhìn theo hướng khác thì một số cytokine này lại bảo vệ chúng ta khỏi bệnh tả. Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng đó có thể là lý do haplotype phổ biến ở Bangladesh và Ấn Độ, những nơi mà căn bệnh này hoành hành từ lâu. Và có bằng chứng cho thấy, quá trình tiến hóa đã thúc đẩy sự phổ biến của đoạn haplotype trong nhóm quần thể này nhưng lại loại bỏ nó khỏi những quần thể khác. Tiến sĩ Paabo cho biết: “Tần số xuất hiện của đoạn gene này ở khu vực Nam Á và Đông Á khác biệt lớn đến mức chúng ta không thể không nghi ngờ rằng quá trình chọn lọc trong quá khứ là nguyên nhân của hiện tượng trên”.
Bài nghiên cứu thứ hai công bố tuần này trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (PNAS) đề cập đến một đoạn haplotype khác từ người Neanderthal, nó được tìm thấy trên nhiễm sắc thể số 12. Tuy có tác dụng bảo vệ nhưng hiệu quả kém hơn: sở hữu một bản sao của đoạn này thì nguy cơ diễn biến nặng thấp đi 22%.
Đoạn gene có lợi này phổ biến ở nhiều nơi hơn là đoạn gene có hại. Nó hiện diện ở mọi khu vực trên thế giới ngoại trừ vùng hạ Sahara ở châu Phi. Từ 25% đến 35% dân số của đại lục Á-Âu mang ít nhất một bản sao của đoạn gene này. Tại Việt Nam và miền đông Trung Quốc, nó được tìm thấy trên hơn một nửa dân số. Ở cộng đồng người Mỹ gốc Phi, mặc dù vẫn xuất hiện nhưng với tỷ lệ thấp hơn hẳn, nhiều người trong số họ có quan hệ huyết thống gần gũi hơn với người đến từ đại lục Á-Âu.
Các nhà khoa học cũng hiểu rõ hơn về vai trò của haplotype này vì trước khi phát hiện ra nguồn gốc của nó đến từ người Neanderthal, họ đã biết đến nó. Đoạn DNA này ngăn cản sự lây lan của virus RNA (SARS-CoV-2 thuộc nhóm virus trên) bằng cách thúc đẩy các tế bào bị nhiễm nhanh chóng khởi động quá trình tự hủy. Người ta còn biết nó cũng góp phần bảo vệ cơ thể chống lại virus Tây sông Nile, viêm gan C và đặc biệt là SARS-CoV-1, nguyên nhân gây ra đợt bùng phát bệnh SARS hồi năm 2002.
Một lần nữa, ta lại thấy có bàn tay can thiệp của quá trình chọn lọc tự nhiên. Các gene nằm trong đoạn haplotype trên nhiễm sắc thể số 12 cũng được tìm thấy ở các loài động vật có vú khác nhưng trong một số trường hợp thì biến mất ở các loài khác. Điều đó thể hiện rằng việc sở hữu đoạn DNA có thể kèm theo một số bất lợi dẫn đến việc chúng sẽ bị loại bỏ nếu không được sử dụng nhiều. Việc chúng xuất hiện phổ biến trong hầu hết các quần thể người cho thấy virus RNA đã là một vấn đề trong suốt lịch sử tiến hóa của nhân loại.
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng công trình của họ có thể giúp làm sáng tỏ lý do tại sao một số quốc gia hay một số cộng đồng trong cùng quốc gia dường như dễ bị tổn thương hơn trước Covid-19 so với những quốc gia hay cộng đồng khác. Dẫn chứng là tỷ lệ người Anh có gốc gác Bangladesh diễn biến nặng khi mắc Covid-19 cao hơn gần gấp đôi so với mặt bằng chung. Nhưng việc xác định vai trò của riêng đoạn DNA trong nhiều nhân tố tác động khác là vô cùng khó khăn. Tuổi tác, giới tính, béo phì và nhiều tác nhân khác đều ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của Covid-19. Việc so sánh giữa các quốc gia cũng rất phức tạp bởi các định nghĩa không thống nhất và khó khăn để thống kê chính xác, đặc biệt là ở những nước nghèo. Mặc dù đoạn haplotype có hại phổ biến trong cộng đồng, tỷ lệ tử vong chính thức do covid-19 ở Bangladesh chỉ là 5,1 trên 100.000 người, thấp hơn nhiều so với các quốc gia nơi đoạn haplotype này ít tồn tại.
Tuy vậy, cần nhớ rằng bên cạnh những tác nhân khác thì yếu tố di truyền vẫn đóng một vai trò quan trọng. Trong tương lai, nếu như covid-19 được kiểm soát nhưng tồn tại lâu dài, và dường như sẽ là như vậy, việc giải trình tự gene chi phí thấp có thể giúp các bác sĩ đánh giá những bệnh nhân nào có nguy cơ cao sẽ diễn biến nặng khi mắc Covid-19. Hiểu được cơ chế mà các gene hỗ trợ cơ thể chống lại căn bệnh hoặc khiến chúng ta dễ bị tổn thương hơn có thể giúp ích cho việc nghiên cứu thuốc. Và lịch sử cho thấy rằng SARS-CoV-2 sẽ không phải là loại coronavirus cuối cùng lây truyền sang người. Nếu biết một số cộng động dễ bị tổn thương hơn so với những cộng đồng khác thì điều đó sẽ hữu ích trong việc chuẩn bị cho những trận chiến tiếp theo.
