Bài 25: Một số bệnh do virus và các thành tựu nghiên cứu ứng dụng virus

Năm 2019, một dịch bệnh mới gây bệnh viêm phổi cấp xuất hiện do một loại virus hoàn toàn mới lạ và được đặt tên là SARS - CoV - 2 (hình bên). Virus gây bệnh theo cơ chế nào và có các biện pháp nào để phòng chống virus?

I. Cơ chế gây bệnh chung của virus

- Virus có thể gây bệnh cho tất cả các nhóm sinh vật từ vi khuẩn, nấm, thực vật đến động vật.

- Virus có thể gây bệnh bằng một số cách như sau:

• Virus có cơ chế nhân lên kiểu sinh tan sẽ phá huỷ các tế bào cơ thể và các mô. Vì vậy, tình trạng bệnh năng hay nhẹ phụ thuộc vào số tế bào bị phá huỷ nhiều hay ít cũng như khả năng tái sinh của tế bào cơ thể nhanh đến mức nào.
• Một số loại virus khi xâm nhập vào tế bào có thể sản sinh ra các độc tố làm biểu hiện triệu chứng bệnh. Một số virus khác có các thành phần cấu tạo như protein vỏ ngoài cũng có thể gây bệnh.
• Virus có cơ chế nhân lên kiểu tiềm tan, ngoài việc phá huỷ các tế bào cơ thể, một số còn có thể gây đột biến gene ở tế bào chủ dẫn đến ung thư.

- Các bệnh do virus thường có một số biểu hiện chung là sốt cao, đau nhức các bộ phận cơ thể. Sốt cao, đau nhức cơ thể không phải do các tế bào bị virus phá huỷ mà do đáp ứng của hệ thống miễn dịch của người chống lại virus. Việc điều khiển thân nhiệt tăng cao hơn bình thường nhằm ngăn chặn sự nhân lên và phát tán của virus trong cơ thể, đau nhức giúp cảnh báo chúng ta có biện pháp điều trị.

II. Một số bệnh do virus

1. Hội chứng suy giảm miễn dịch mặc phải (AIDS) ở người

a. Cấu tạo của HIV

- HIV là loại virus có vật chất di truyền là RNA.

- Bên trong vỏ capsid của HIV có chứa hai phân tử RNA, hai enzyme phiên mã ngược, enzyme intergrase và enzyme phân giải protein. 

- Bên ngoài lớp capsid là vỏ ngoài, được cấu tạo từ phospholipid kép có các gai glycoprotein. Các gai glycoprotein có chức năng giúp HIV liên kết được với các thụ thể đặc hiệu trên các tế bào bạch cầu của hệ miễn dịch ở người để xâm nhập vào các tế bào đó.

b. Quá trình nhân lên của HIV

- HIV lây nhiễm và phá huỷ một số tế bào của hệ thống miễn dịch ở người như tế bào bạch cầu T4, đại thực bào. 

- HIV tiếp cận tế bào bạch cầu nhờ các gai glycoprotein ở lớp vỏ ngoài liên kết đặc hiệu với các thụ thể trên bề mặt tế bào. Sau đó, lớp vỏ ngoài dung hợp với màng sinh chất của tế bào, đưa virus cùng vỏ capsid vào trong tế bào.

- Trong quá trình nhân lên, HIV thường tạo ra rất nhiều biến thể mới. Những biến chủng HIV mới có thể xuất hiện rất nhanh chóng trên cùng một người bệnh chỉ sau vài tháng nhiễm virus. Đây cũng là một trong các nguyên nhân khiến việc phòng và điều trị hội chứng AIDS gặp nhiều khó khăn. 

c. Phương thức lây truyền và cách phòng tránh hội chứng AIDS

- HIV lây truyền từ người sang người theo ba con đường:

• ​Qua đường máu.
• Qua đường tình dục.
• Mẹ truyền sang con.

- Khi đã xâm nhập vào cơ thể, virus HIV gây hội chứng suy giảm miễn dịch ở người qua ba giai đoạn:

• Giai đoạn sơ nhiễm (giai đoạn cửa sổ): người bệnh thường không biểu hiệ triệu chứng hoặc có nhưng rất nhẹ.
• Giai đoạn không triệu chứng: người bệnh không biểu hiện triệu chứng gì.
• Giai đoạn cuối (giai đoạn biểu hiện triệu chứng AIDS): bệnh nhân bị tấn công bởi nhiều căn bệnh do các vi sinh vật khác gây ra (được gọi là bệnh cơ hội) khiến sức khoẻ suy kiệt và dẫn đến tử vong.

- Cách phòng tránh hội chứng AIDS

• Quan hệ tình dục an toàn.
• Không sử dụng chug kim tiêm hay các dụng cụ có nguy cơ dính máu hay dịch tiết từ người bệnh.
• Thực hiện truyền máu an toàn.

2. Bệnh cúm ở người và động vật

a. Cấu tạo của virus cúm

- Virus cúm tồn tại trong cơ thể người và nhiều loài động vật như gà, ngan, vịt, chim và lợn. Virus cúm thường lây nhiễm trong các tế bào niêm mạc đường hô hấp trên ở người và động vật.

- Có ba loại virus cúm kí hiệu là A, B, C.

- Cấu tạo:

• Vật chất di truyền gồm 7 đến 8 đoạn phân tử RNA ngắn, mỗi đoạn mã hoá cho một hoặc hai protein.
• Lớp vỏ capsid bao bọc vật chất di truyền.
• Lớp vỏ ngoài được cấu tạo từ lớp kép phospholipid có các gai glycoprotein. Các gai này chia thành hai nhóm chính: một nhóm được kí hiệu là H có chức năng nhận biết và liên kết  với các thụ thể đặc hiệu trên màng tế bào chủ; nhóm thứ hai được kí hiệu là N là một loại enzyme có chức năng phá huỷ tế bào chủ, giải phóng virus ra khỏi tế bào sau khi chúng được nhân lên.

b. Chu trình lây nhiễm

- Quá trình nhân lên của virus cúm trong tế bào chỉ theo chu kì sinh tan. Virus cúm tiếp cận tế bào niêm mạc đường hô hấp bằng một loại gai glycoprotein  nhóm H. Các gai này liên kết với thụ thể trên bề mặt của tế bào, qua đó vỏ ngoài của virus được dung nạp với màng tế bào, đưa hạt virus vào trong tế bào chất. Sau khi vào trong tế bào, hạt virus được cởi vỏ, các phân tử RNA được giải phóng.

- RNA của virus được dùng làm khuôn để tổng hợp nên RNA làm vật liệu di truyền của các hạt virus mới. Sau khi tổng hợp các bộ phận cấu thành, các hạt virus được lắp ráp và giải phóng ra bên ngoài tế bào bằng con đường xuất bào.

c. Phương thức lây nhiễm và cách phòng chống bệnh cúm

- Virus cúm thường phát tán từ người này sang người khác thông qua các giọt dịch khi hắt hơi, dịch tiết, qua tiếp xúc với các bề mặt có dịch tiết chứa virus.

- Cách phòng chống bệnh cúm:

Đeo khẩu trang, giữ khoảng cách nơi công cộng	Rửa tay thường xuyên bằng xà phòng hoặc dung dịch sát khuẩn
Giữ vệ sinh nhà của	Khai báo y tế

3. Bệnh ở thực vật do virus

- Các cây trồng và thực vật hoang dã bị nhiễm virus khác nhau đều có những dấu hiệu nhận biết chung:

• Lá hay bị xoăn.
• Có những vết nâu, trắng hoặc vàng trên lá và quả.
• Cây sinh trưởng chậm, có nhiều tổn thương ở hoa hoặc rễ làm giảm năng suất cũng như chất lượng sản phẩm.

- Sự phát tán của virus thực vật được thực hiện cơ bản theo hai cách:

• Truyền bệnh theo hàng ngang: Virus truyền từ cây này sang cây khác khi thành tế bào thực vật bị tổn thương, sau đó virus được nhân lên và lây nhiễm từ tế bào này sang tế bào khác qua cầu sinh chất.
• Truyền bệnh theo hàng dọc: Virus được truyền từ cây mẹ sang cây con qua con đường sinh sản hữu tính hoặc sinh sản vô tính.

III. Một số thành tựu ứng dụng virus

1. Chế tạo vaccine

- Một trong số cách tạo ra vaccine là biến đổi chủng virus gây bệnh, sau đó tiêm vào người hoặc vật nuôi để tạo kháng thể chống lại virus khi chúng tấn công.

- Việt Nam đã sản xuất được nhiều loại vaccine như:

• Jevax (phòng bệnh viêm não Nhật Bản).
• Havax (phòng bệnh viêm gan A).
• Gene - HBvax (phòng bệnh viêm gan B).

2. Sản xuất thuốc trừ sâu từ virus

- Nhiều loại virus có thể tấn công và gây chết các loài côn trùng gây hại thực vật. 

→ Có thể cho nhiễm virus vào các loài côn trùng này và nuôi chúng tạo ra các chế phẩm diệt côn trùng gây hại một số loài thực vật.

3. Sử dụng virus làm vector trong công nghệ di truyền

- Virus có khả năng tích hợp hệ gene của chúng vào hệ gene của tế bào chủ nên một số loại virus đã được sử dụng làm vector (thể truyền) để truyền gene từ loài này sang loài khác. 

- Hệ gene virus được cắt bỏ các gene có hại tạo ra vector rồi gắn thêm gene có lợi. Sau đó cho nhiễm vector mang gene có lợi vào tế bào. Ở trong tế bào, vector có thể gắn gene có lợi vào hệ gene của tế bào. 

→ Tạo ra các giống mới biến đổi gene.

- Một số loại virus có vật chất di truyền là RNA cũng được sử dụng trong các liệu pháp gene nhằm thay thế các gene bệnh ở người bằng gene lành.

1. Virus gây bệnh qua nhiều cách khác nhau như phá huỷ tế bào, sản sinh ra các độc tố, gây đột biến ở tế bào chủ.

2. Virus cúm có thể lây truyền từ người này sang người khác qua các giọt bắn khi hắt hơi hoặc tiếp xúc trực tiếp. Cách phòng ngừa tốt nhất là tránh tiếp xúc trực tiếp, đeo khẩu trang, giữ khoảng cách. HIV có thể lây truyền qua đường máu, qua tiêm chích, quan hệ tình dục không an toàn, vì vậy có thể phòng tránh bằng cách vệ sinh y tế, thực hiện lối sống lành mạnh, loại trừ tệ nạn xã hội. Virus thực vật có thể truyền từ cây này sang cây khác qua vết thương hoặc truyền từ cây mẹ sang cây con qua sinh sản; cách phòng, chống: phòng trừ côn trùng truyền bệnh, tiêu huỷ cây nhiễm bệnh, vệ sinh đồng ruộng.

3. Phòng, ngừa bệnh do virus chủ yếu bằng vaccine, tránh tiếp xúc với nguồn lây nhiễm, tăng cường sức đề kháng. Có rất ít thuốc đặc trị đặc hiệu đối các bệnh do virus, chủ yếu tăng cường sức đề kháng và chữa các triệu chứng bệnh lí.

4. Nghiên cứu virus đem lại nhiều thành tựu ứng dụng thực tế như tạo ra các loại vaccine phòng bệnh, dùng virus làm vector chuyển gene tạo ra nhiều giống mới chưa từng xuất hiện trong tự nhiên.