SIÊU VI - VIRUS | Trung tâm Ngoại ngữ Pháp Anh

SIÊU VI – VIRUS

Định nghĩa

Một loại tác nhân ký sinh (parasite) nhỏ hơn vi khuẩn (bacteria) cả trăm lần, bé xíu đến mức không thể nhìn thấy qua kính hiển vi quang học (optical microscope), mà chỉ được nhận ra với kính hiển vi điện tử (electron microscope), không có cấu trúc tế bào như các sinh vật bình thường khác nhưng lại có hai thuộc tính của tế bào là Vật chất di truyền (genetic material) và tiến hoá (evolution). Một dạng tác nhân lây nhiễm (infectious agent) xuất hiện trên trái đất từ hàng bao thế kỷ, thậm chí tới hàng ngàn năm (millenia) gây chết chóc hàng triệu sinh mạng. Theo nghiên cứu mới nhất của nhóm 21 học giả phần lớn thuộc phân khoa y đại học Columbia, New York thì có ít nhất 320 000 loại siêu vi khác nhau lây nhiễm động vật máu nóng. Để ước lượng, nhóm khảo cứu thu thập 1897 mẫu chất thải các loại từ họ bộ dơi Ấn độ (Indian flying fox, Pteropus giganteus) vốn được biết là loại mang mầm bệnh lây truyền qua người (zoonotic pathogens) để phân tích chuỗi liên phản ứng của enzim kích thích tổng hợp DNA hay RNA (polymerase chain reaction – PCR). Tiuy nhiên, rõ ràng con số ước tính 320 000 vẫn còn thấp xa so với thực tế, vì nghiên cứu chỉ nhắm đến 9 hệ tộc siêu vi lây nhiễm, đồng thới phương pháp xét nghiệm PCR chỉ phát hiện các loại virus quen thuộc trong khi cần tới các phương thức rộng mở sẽ giúp phát hiện thêm nhiều chủng loại hơn nữa

Từ nguyên‘virus’ bắt nguồn từ tiếng La Tinh có nghĩa ‘độc chất (poison)’, ‘nọc độc (venom), ‘chất nhớt (slime liquid)’. Tại miền Nam Việt Nam trước năm 1975, ‘virus’ được dịch sang tiếng Việt thành “siêu vi, siêu vi trùng, siêu vi khuẩn” và sử dụng chính thức trong hội thoại thường nhật, trong nghiên cứu hay trên các văn bản học thuật tiếng Việt, nhưng từ khi Trung Nam Bắc thống nhất đến nay từ ngữ ‘vi-rut hay virut’ trở nên thịnh hành khắp ba miền trong cả âm nói lẫn văn viết. Tuy nhiên, chúng ta cần lưu ý tên gọi và chữ viết ‘virut’ hay vi-rút chỉ tồn tại ở Việt Nam trong thế giới dân dã, trên các báo chí và các phương tiện truyền thông đại chúng hay trong các trang thông tin của các tác giả không quan tâm lắm tới ngôn ngữ của quốc gia mình. Người tri thức Việt ở hải ngoại và đặc biệt các nhà vi trùng học, các học giả gốc Việt sống và làm việc ở các nước phát triển không bị ảnh hưởng cách đọc trại từ ngữ nước ngoài tuyệt nhiên không viết hay đọc kiểu ‘lai bồi từ tiếng Pháp ‘virus’ thành ‘virút’ (pidgin French)!. Cách phát âm trong giới khoa học đều sử dụng hoặc ‘siêu vi’, ví dụ ‘sốt siêu vi (viral fever’), viêm gan siêu vi A (Hepatitis A / infectious hepatitis), viêm gan siêu vi B (Hepatitis B / serum hepatitis); hoặc ‘virus’, theo âm Pháp ngữ /virys/ hay âm tiếng Anh /ˈvaɪərəs/. Do gắn liền với thuật ngữ La Tinh và đi đầu trong nghiên cứu, cả hai Anh và Pháp ngữ có khuynh hướng thống trị trong lĩnh vực nghiên cứu nên thuật ngữ ‘virus’ theo âm Pháp chuẩn hay âm tiếng Anh hiện nay trở nên phổ biến vì tính tiện lợi của nghiên cứu giao thoa trong cộng đồng quốc tế, khi mà vấn đề ‘vi trùng và siêu vi’ trở thành mối quan tâm toàn cầu.

Hàng ngàn tỉ (quadrillions) thực thể sinh học (biological entity) cực tiểu với mật độ biến thiên vượt qua mặt vi khuẩn này có thể đã có từ lâu trong lịch sử tiến hoá của nhân loại nhưng cho đến nay vẫn luôn là chủ đề nóng vì khả năng lây nhiểm (infectious) nhanh chóng cũng như gây tử vong cho mọi loại sinh vật (living things) trên hành tinh xanh. Ngoài những bệnh tình lây nhiễm quen thuộc (familiar infectious diseases) do các loại virus khác nhau như cảm lạnh (common cold) mà thủ phạm có trên 200 loại bao gồm Rhinovirus, cúm (influenza-influenza virus) mụn rộp ‘giời leo’ (Herpes zoster– HSV) hay mụn cóc (warts – virus Human Papiloma (HSV)), virus còn là sát thủ của các loại đại dịch nghiêm trọng với nguy cơ tử vong cao như Hội chứng suy giảm miển dịch (AIDS), Ebola (ebola virus – ebov – gây sốt cao, buồn nôn, xuất huyết (haemorrhagic /ˌheməˈrædʒɪk/), viêm gan siêu vi (hepatitis virus /ˌhepəˈtaɪtɪs/), sốt xuất huyết (haemorrhagic /ˌheməˈrædʒɪk/) , bại liệt (poliomyelitis /ˌpəʊlɪəʊmaɪəˈlaɪtɪs/- human poliovirus), bệnh dại (hydrophobia /ˌhaɪdrəˈfəʊbɪə / rabies /ˈreɪ.biːz/) gây hơn 100 ca tử vong hàng năm vào đầu thế kỷ 20, so với 1-2 ca bệnh ngày nay), đậu mùa (chickenpox– varicella-zoster), sởi (measles-morbillivirus) có tới 400-500 nạn nhân tử vong trước khi có vaccine từ năm 1963, và tai hoạ Covid 19 (coronavirus-SARS-CoV-2) được biết xuất hiện từ tháng 01 năm 2020 trải dài hơn hai năm nay. Mỗi dạng loại virus đều phân nhánh hay biến thể theo thời gian (variant over time), chẳng hạn sau 09 tháng đã lần lượt xuất hiện 9 biến thể mà WHO đề nghị sử dụng chữ cái Hy Lạp để đât tên mở đầu là biến thể Alpha, nối đuôi lần lượt Beta, Gamma, Delta, Eta, Iota, Kappa, Lambda và gần đây nhất là Omicron vốn đang được tiếp nối trong những ngày tới.

Các Chặng Đường Trong Nghiên Cứu Siêu Vi Trùng– Significants Stages In virology

Mặc dù Edward Jenner và Louis Pasteur mở ra công trình phát triển các vaccine đầu tiên nhưng vẫn không nhận biết sự tồn tại của các siêu vi trùng. Cuối thế kỷ 19, lần theo đường dẫn từ Britannica, một loại bệnh nhiễm cây thuốc lá không do vi khuẩn được nhà khoa học Nga Dmitry I. Ivanovsky công bố lần đầu tiên vào năm 1892 và năm 1898 khoa học gia Hà Lan Martinus W. Beijerinck phát hiện một tác nhân gây bệnh cho cây trồng mà sau này được gọi là bệnh khảm cây thuốc lá (tobacco mosaic disease). Ông tin rằng tác nhân lây nhiểm là một loại vi sinh vật (microorganism /ˌmaɪkrəʊˈɔːɡənɪzəm/) mới xuất hiện có khả năng sinh sản nhưng không giống các vi sinh vật khác. Tiếp theo sau hai công trình nghên cứu độc lập, đầu tiên, của nhà vi trùng học Frederick William Twort năm 1915, và năm 1917, của khoa học gia Canada gốc Pháp Félix H. D’Hérelle, thì loại virus đầu tiên được nhận diện thuộc dạng thực khuẩn thể bacteriophage (eater of bacteria) chỉ tấn công vi khuẩn, thường gọi tắt là phage, có hình đầu lục lăng, đuôi hợp thành từ hai ống xoắn co giản bên ngoài và ống cứng bên trong. Đuôi phage, nối liền với một đỉnh của đầu, có 6 lông giúp bám cố định vào cơ quan cảm thụ (receptor) của tế bào vi khuẩn. Khi bám dính thụ thế cũng là lúc tiến trình gây nhiễm bắt đầu, chất lysozym ở lông đuôi phage lập tức bơm vào đục thủng màng tế bào vi khuẩn, trong khi ống cứng xuyên vào bào tương (cytosol- một dạng keo lỏng chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau) của vi khuẩn dọn đường cho acid nucleic từ đầu phage bơm vào và bắt đầu tiến trình nhân lên (replicate) ngay trong tế bào của vi khuẩn.

May thay với số lượng, nói ví von theo kênh truyền hình National Geographic, đông đảo hơn các vì sao trong vũ trụ, có mặt hầu như mọi ngõ ngách trên hành tinh xanh của chúng ta nhưng chỉ một số loài gây bệnh cho con người mà thôi. Mỗi loại có một loại thụ thể đặc hiệu và tuyệt đổi. Ví dụ, mỗi loại thực khuẩn thể chỉ gây bệnh cho một loại vi khuẩn riêng biệt. Mỗi loại virus chỉ cảm thụ trên một loại tế bào vì gai glycoprotein hoặc protein bề mặt virus phải đặc hiệu với thụ thể của tế bào chủ thì virus mới có thể bám vào được. Vậy nên mỗi loại virus chỉ có thể xâm nhập vào một số loại tế bào nhất định. Để khống chế tai hoạ từ loại tác nhân biến đổi khôn lường này, con người phải liên tục tìm hiểu nhiều phương pháp khác nhau kể cả phát triển đa dạng chính các loại siêu vi ấy để nghiên cứu phân loại.

Năm 1933 các nhà vi trùng học Wilson Smith, Christopher H. Andrewes, and Patrick P. Laidla truyền thành công virus cúm (influenza) vào chồn sương (ferrets) và sau đó tìm thấy siêu vi hiện diện trong chuột.

Năm 1941, George K. Hirst, nhà khoa học Mỹ tìm thấy virus cúm phát triển trên mô phôi gà gây kết dính các tế bào hồng cầu

Năm 1949, các khoa học gia Hoa Kỳ John Enders, Thomas Weller, và Frederick Robbins đạt thành tựu lớn với kỹ thuật cấy tế bào (technique of culturing cells) trên bề mặt kính. Sau đó cho tế bào lây nhiễm với các loại siêu vi gây bệnh khác nhau. Kỹ thuật cấy tế bào trên mặt kính mở đường cho việc nhận dạng nhiều loại bệnh nhiễm virus nhờ vào việc quan sát được các hiệu ứng hoá sinh làm thay đổi cấu trúc của tế bào chủ một khi virus xâm nhập thành công, đồng thời kiểm tra được lượng kháng thể (antibodies) trong máu. Việc cấy tế bào đã giúp cho quá trình phát triển và sản xuất vaccine dễ dàng và nhanh chóng hơn.

Siêu vi có phải là một một cơ thể sống như một vi sinh vật?

Mặc dù vẫn có các quan điểm cho raằng siêu vi thuộc loại vi sinh vật nhưng đa số các nhà khoa học đều trả lời Không. Trong nhiều tiêu chí để xác định vật sống thì siêu vi, do không có cấu trúc tế bào hoàn chỉnh nên không đáp ứng được các yếu tố then chốt hiện hữu trên mọi loại sình vật như:

Khả năng sinh sản(reproduction), virus không có cơ chế sinh học (biological machinery) cho phép sinh sản, không có khả năng nhân lên (replicate) qua phương thức phân chia tế bào (cellular division) vì nó thuộc dạng ‘phi tế bào (acellular)’.
Khả năng cân bằng nội môi(homeostasis) tức khả năng giữ thăng bằng giúp hệ thống sinh học giữ ổn định môi trường bên trong cơ thể (maintain a stable internal environment) nhằm hồi phục khi cơ thể gặp thay đổi bất thường như mệt mỏi, nhiễm bệnh hay đau đớn. Vì là dạng phi tế bào nên virus không có tính năng này..
Nhu cầu sử dụng năng lượng (energy consumption). Siêu vi không có cơ chế chuyển hoá (metabolism) tức cơ chế chuyển thức ăn thành năng lượng (energy) cho cơ thể, Siêu vi không cần năng lượng khi còn bên ngoài tế bào sống. Nó chỉ sử dụng năng lượng của tế bào chủ cho hoạt động nhân bản của chính nó sau khi xâm nhập nắm quyền chỉ huy.

Cấu trúc hình thể của siêu vi (viral morphology)

Mỗi siêu vi đều chưa lõi nhân acid nucleid (nucleid acid) được lớp vỏ protein bao bọc (capsid), một số có thể có thêm một lớp phủ ngoài (envelope) bao gồm protein và lipid. lớp vỏ này vẫn được gọi là vùng xám nằm giữa làn ranh vật sống và phi sinh vật ( a gray area between living and non-living). Lõi nhân là thành phần nồng cốt chứa vật chất di truyền hoặc hạt phân tử deoxyribonucleic acid (DNA), chẳng hạn virus thuỷ đậu (herpesvirus) hoặc hệ gien (gene) ribonucleic acid (RNA) như virus gây bại liệt (poliovirus). Virus sở hữu bộ gien ‘tiền thân’ của sự sống giúp chúng có khả năng di chuyển qua các tế bào của các loài sinh vật khác nhau như con người, thú vật, thân cây và vi khuẩn..

Về cơ bản, loại tác nhân lây nhiễm (infectious agent) này có đường kính cực nhỏ khoảng 17 nanomét, nhưng thường từ 20-400 nanometres [1nm= 1 phần tỉ mét (one billionth of a metre) = 1×10⁻⁹ m], loại lớn nhất được tìm thấy có đường kính lên tới 500 nm và chiều dài từ 700-1000 nm.

Cơ chế Lây Nhiễm

Theo nguyên tắc, virus lững lơ trong không khí cho tới khi nó bám được một tế bào sống của một sinh vật , thực vật hay vi khuẩn mà nó xâm nhiễm để tồn tại, phát triển và gửi các vật liệu di truyền của mình. Khi lây nhiễm vào cơ thể sống khác, siêu vi ẩn trong vật chất di truyền (genetic material) của tế bào chủ (host cell) một khoảng thời gian, đôi khi nằm im tới vài năm trước khi tấn công hệ miễn dịch (immune system) gây bệnh cho thân chủ. Thời gian nằm chờ này đồng nghĩa với việc cơ thể không có triệu chứng nhiễm bệnh (sign of disease), song sinh vật ẩn trong tế bào chủ cơ thể gây bệnh hay tạo bùng phát lây nhiễm bất kỳ lúc nào. Các thực khuẩn thể (bacterriophage) chẳng hạn một khi cho lông đuôi bám cố định vào tế bào thì nó lập tức tiết chất lysozim phá huỷ màng tế bào tạo điều kiện cho đầu phage bơm acid nucleic vào bên trong tế bào chiếm quyền kiểm soát. Đó cũng là dạng virus đầu tiên được khám phá gây nhiễm vi khuẩn. Ngoài việc sống ký sinh sau khi chiếm lấy bộ máy tế bào chủ, siêu vi còn có khả năng biến đổi (variant) thường xuyên nhằm thích ứng trong điều kiện bị tấn công . Thuộc tính biến đổi kinh khủng hơn hẳn vi khuẩn là một trong những nguyên nhân khiến các căn bệnh lây nhiễm do virus (viral disease) đều không chữa được bằng kháng sinh (antibiotic) hay loại thuốc đặc trị (antiviral medication). Mặc dù ngay tại thời điểm này, các dạng thuốc đặc chế vẫn đang được tiến hành với hy vọng hỗ trợ thêm nhưng không thay thế được vaccine.