Về sự đột biến của vi rút: Coronavirus và các loài khác

Vi rút, đột biến, chủng - ba từ này là trên môi của tất cả mọi người ngày nay. Đại dịch coronavirus, đã nhấn chìm gần như toàn bộ hành tinh, khiến chúng ta tự hỏi những căn bệnh thay đổi hoàn toàn cuộc sống của nhân loại đến từ đâu.

Chỉ trong hai mươi hai năm của thế kỷ 21, chúng ta đã trải qua 5 trận dịch gây thách thức nghiêm trọng đối với y học thế giới. Mỗi người trong số họ đều do vi rút gây ra, nhưng điều đáng ngạc nhiên là sau một thời gian nhất định, virion (các hạt vi rút) quay trở lại, nhưng ở dạng cấu trúc bị biến đổi đôi chút. Như vậy trong năm 2002-2003, 27 quốc gia trên thế giới phải đối mặt với đại dịch SARS, từ đó hơn 800 bệnh nhân tử vong. Và đây mới chỉ là bước khởi đầu, vì nhân loại còn đang chờ đợi:

  • Cúm A / H1N1 2009-2010 - tỷ lệ tử vong lên tới gần 19 nghìn người;
  • Cúm gia cầm H5N1 và H7N9 2003-2017 - hơn 450 trường hợp tử vong;
  • Hội chứng Hô hấp Trung Đông (MERS-CoV) là một bệnh nhiễm trùng đường hô hấp cấp tính do coronavirus MERS-CoV gây ra ở người. Tỷ lệ tử vong tương đối thấp - 430 bệnh nhân trong năm 2012-2015;
  • Sốt xuất huyết Ebola, năm 2014-2016 và cướp đi sinh mạng của 11.300 người;
  • COVID-19 là đại dịch hiện nay do sự lây lan của coronavirus SARS-CoV-2 gây ra. Lấy đi 5,6 triệu sinh mạng.

Có thể dễ dàng nhận thấy rằng một số định danh của virus có điểm chung. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, vì chúng có thể được gây ra bởi các virus cùng loại bị đột biến. Chúng ta hãy thử tìm hiểu xem đột biến virus là gì và tại sao nó lại xảy ra.

vi rút, cấu trúc và tính năng của nó

Thế giới vi sinh vật được đại diện bởi một số loài riêng biệt, mỗi loài về cơ bản khác với các loài khác. Vi rút thuộc nhóm này, mặc dù chúng có những đặc điểm riêng không phải là đặc điểm của các đại diện còn lại của thế giới động vật và thực vật không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Thứ nhất, chúng không có cấu trúc tế bào và hệ thống tạo protein. Thứ hai, chúng bị nhiễm trùng tế bào và ký sinh nội bào rõ rệt.

Các nhà khoa học nghiên cứu virus đã tính toán rằng có hơn 10 loại vi sinh vật này trên Trái đất. Chúng có hình dạng, kích thước và vòng đời khác nhau, nhưng có một số đặc tính hợp nhất tất cả các loại virus:

  • sự hiện diện của capsid - một cấu trúc protein bảo vệ;
  • bộ gen, bao gồm DNA hoặc RNA và nằm bên trong capsid;
  • supercapsid - một lớp vỏ bao bọc capsid, nhưng nó không có trong tất cả các loại vi rút.

Khi vi rút xâm nhập vào tế bào chủ, nó bắt đầu nhân lên nhanh chóng. Kết quả là, nhiều bản sao của tác nhân gây bệnh xuất hiện, sau đó ảnh hưởng đến các tế bào khác của cơ thể.

Trong quá trình sinh sản và lây truyền của vi rút, đôi khi có sự thay đổi vật chất di truyền trong hệ gen. Đây là cái được gọi là đột biến.

Vi rút càng lưu hành và nhân rộng thường xuyên hơn, thì cơ hội xuất hiện của các chủng mới càng lớn.

Một đột biến như vậy có thể tạo ra vi rút dễ thích nghi với môi trường bên ngoài hơn, có tính lây lan cao và gây ra các triệu chứng và diễn tiến của bệnh hoàn toàn khác nhau. Quá trình này được gọi là quá trình tiến hóa.

Các nguyên nhân chính gây đột biến virus

Hàng năm trên thế giới lại xuất hiện các dòng nhiễm virus mới. Điều này được giải thích là do quá trình tiến hóa của virus, diễn ra rất nhanh và có thể xảy ra theo hai cách:

  • tái tổ hợp: trong trường hợp này, vi sinh vật xâm nhiễm vào cùng một tế bào và trao đổi vật chất di truyền. với nhau;
  • đột biến: sự thay đổi trình tự của chuỗi DNA hoặc RNA xảy ra trong chính vi rút.

Sự tái tổ hợp vốn có ở vi-rút cúm, vì vi-rút cúm có tám đoạn RNA cùng một lúc, mỗi đoạn mang từ một đến một số gen. Khi hai chủng mầm bệnh khác nhau xâm nhập vào cơ thể sẽ tạo ra các vi sinh vật mới với các phân đoạn hỗn hợp.

Đột biến cũng tạo ra các chủng mới, nhưng quá trình này rất khác. Đối với sự xuất hiện của một chủng mới, việc lây nhiễm đồng thời hai mầm bệnh khác nhau là không cần thiết, vì tất cả các thay đổi xảy ra khi virus được sao chép. Người ta biết rằng vi rút DNA thay đổi ít thường xuyên hơn nhiều so với RNA. Các nhà khoa học giải thích đặc điểm này bằng một điểm khác biệt quan trọng: đối với virus DNA, trong quá trình sao chép, chúng cần DNA polymerase, một loại enzyme xâm nhập vào tế bào vật chủ. Chính cô ấy là người phát hiện và sửa lỗi, ngăn chặn sự xuất hiện của các virus đã được sửa đổi, nhưng virion đôi khi có thể vượt qua cơ chế này.

RNA polymerase tham gia vào quá trình sao chép của vi rút RNA không có khả năng này, do đó không có quá trình sửa chữa diễn ra. Theo đó, khả năng xuất hiện các chủng virus mới là rất cao.

Các bệnh do vi rút với nhiều loại chủng thực sự không nhiều. Các đột biến nổi tiếng nhất và phổ biến nhất xảy ra ở cúm, HIV, coronavirus. Ví dụ, trong toàn bộ sự tồn tại của SARS-CoV-2, 13 dạng khác nhau đã hình thành. Đại dịch COVID-19 bắt đầu với một dạng được phát hiện vào tháng 12 năm 2019 tại thành phố Vũ Hán, Trung Quốc.

Hậu quả của đột biến virus

Đột biến là tốt hay xấu? Câu hỏi này không thể được trả lời một cách rõ ràng, bởi vì trong mỗi trường hợp, kết quả là khác nhau. Đối với một số bệnh, sự đột biến của virion trở thành cơ hội để cơ thể “cảm thấy” thoải mái hơn, trong khi đối với một số bệnh khác, nó dẫn đến việc bệnh nhân dễ ốm và nhanh hồi phục.

Trong nhiễm HIV, đột biến gen để hình thành các chủng mới là một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng kháng thuốc. Vấn đề là để ngăn chặn sự sao chép của HIV, một chất ức chế men sao chép ngược được sử dụng, cơ chế hoạt động của nó là kết hợp với enzym này trong virus. Nếu không có sự tham gia của nó, virion không thể sao chép bộ gen, nhưng một số phần tử virus đột biến chính xác trong gen sao chép ngược, vì vậy thuốc không có tác dụng trên chúng. Vì mục đích này, để điều trị HIV, một liệu pháp kết hợp của một số loại thuốc ảnh hưởng đến các chu kỳ phát triển khác nhau của vi rút được sử dụng.

Ảnh hưởng đến quá trình phát hiện và tiêm chủng vi rút

Đột biến, dẫn đến tạo ra các chủng mới, đặt ra những thách thức nghiêm trọng cho việc chẩn đoán trong phòng thí nghiệm. Điều quan trọng là các biểu mẫu mới không nằm ngoài phạm vi của các phương pháp nhận dạng được sử dụng ngày nay. Mạng lưới Phòng thí nghiệm Toàn cầu của WHO đã thành lập một nhóm đặc nhiệm để nghiên cứu sự tiến hóa của SARS-CoV-2. Đại diện của nó lấy mẫu từ những bệnh nhân có các triệu chứng mới, không điển hình và gửi nó để nghiên cứu thêm. Các bước như vậy có thể theo dõi sự xuất hiện của các chủng mới, tác động của chúng đối với con người và hiệu quả của thuốc đối với các dạng mới.

Cho đến nay, việc chẩn đoán coronavirus được thực hiện bằng các phương pháp hiệu quả 100%, vì nó được xác định bởi các gen RdRp (ORF1ab) và N, không gây đột biến.

Tình hình với tiêm chủng phức tạp hơn một chút : một dòng coronavirus mới “omicron” xuất hiện cách đây vài tháng, giáng một đòn mạnh vào nỗ lực của các nhà khoa học và bác sĩ. đã phát triển vắc xin chống lại COVID-19. Mặc dù ít gây nguy hiểm cho sức khỏe hơn so với các hình thức trước đây, ông vẫn đặt câu hỏi về hiệu quả của việc tiêm chủng. Do đó, các thử nghiệm về vắc-xin Pfizer cho thấy nó chỉ bảo vệ khỏi omicron ở mức 22,5%. Kết luận này do các chuyên gia của Viện nghiên cứu sức khỏe châu Phi ở Durban (Nam Phi) đưa ra. Để làm điều này, họ đã lấy mẫu huyết tương từ 12 bệnh nhân đã được cấp vaccin người ngã bệnh với hình thức đặc biệt này của coronavirus. Nghiên cứu này được dựa trên việc xác định kháng thể trung hòa trong cơ thể. Cùng lúc đó, họ đưa ra giả định rằng vắc-xin này sẽ làm cho quá trình bệnh dễ dàng hơn, bảo vệ chống lại sự xuất hiện của biến chứng.

Trong quá khứ, tính hiệu quả của tiêm chủng với một loại thuốc công nghệ sinh học đã được đánh giá bởi các nhà khoa học Anh. Kết quả của họ đã lạc quan hơn: một liều thứ ba vắc xin mRNA từ Pfizer và AstraZeneca tăng kháng của cơ thể chống lại Omicron 75%.

Nhưng không phải mọi thứ đều rất bi quan. Mặc dù sự gia tăng số lượng bệnh nhân với coronavirus của sự căng thẳng Omicron, có vài ca nhập viện trong số những người tiêm. Tất nhiên, sự bùng nổ của đại dịch vẫn đang ở phía trước, nhưng dự báo lạc quan đã được thực hiện: sự tiến hóa của SARS-CoV-2 có khả năng gần nhất kết thúc. Mục đích của virus không phải là để giết chết một người và chết chính nó, nhưng để tiếp tục vòng đời của nó, mà nó cần phải biến đổi thành một dạng yếu.

COVID-19 dường như không hoàn toàn biến mất khỏi cuộc sống của chúng tôi. Nhưng sự xuất hiện hàng năm vào mùa của bệnh đường hô hấp với các triệu chứng nhẹ hơn sẽ không được như vậy nguy hiểm. Vì vậy, các đột biến của virus có thể là một quá trình tích cực.

Nguồn
  1. Trang web của Bộ Y tế của khu vực Moscow. - Dịch bệnh của thế kỷ 21: 5 virus nguy hiểm của lịch sử gần đây.
  2. Dược phẩm Bách khoa toàn thư. - Virus.
  3. cổng thông tin Internet “Hitech”. - Các nhà khoa học đã tính toán số lượng virus trên trái đất. Có rất nhiều trong số họ hơn là có những ngôi sao trong vũ trụ.
  4. trang web của Học viện Khan. - Giới thiệu về virus.
  5. Tin tức cổng thông tin “Liga. Kinh doanh". - Coronavirus tiến hóa: tại sao virus biến đổi và làm thế nào để chẩn đoán chủng mới.
  6. Wikipedia - SARS-CoV 2 chủng. pivot table.
  7. trang web của Học viện Khan. - Sự phát triển của virus.
  8. công bố mạng “Forbes.ru”. - vắc-xin Pfizer chống lại sự căng thẳng Omicron được ước tính là có hiệu quả 23%.
  9. Tin tức cổng thông tin “Gazeta.ru”. - Các chuyên gia bệnh truyền nhiễm nói về dự báo lạc quan cho sự căng thẳng Omicron.