Virút Corona được lây lan như thế nào ở Châu Âu và Bắc Mỹ?

Một nghiên cứu mới đây được kết hợp giữa dữ liệu bộ gen tiến hóa từ các mẫu virut corona với dịch bệnh mô phỏng trên máy tính và chi tiết hồ sơ du lịch để tái tạo lại sự lây lan của coronavirus trên toàn thế giới một cách chi tiết chưa từng có.

Một nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science, kết quả cho thấy một khoảng thời gian dài bị bỏ lỡ cơ hội khi việc kiểm tra chuyên sâu và truy tìm dấu vết có thể đã ngăn cản SARS-CoV-2 được hình thành ở Bắc Mỹ và Châu Âu.
Bài báo cũng thách thức các đề xuất liên kết các trường hợp COVID-19 được biết đến sớm nhất trên mỗi lục địa vào tháng Giêng với các đợt bùng phát được phát hiện vài tuần sau đó, đồng thời cung cấp những hiểu biết có giá trị có thể thông báo cho phản ứng của sức khỏe cộng đồng và giúp dự đoán và ngăn ngừa sự bùng phát COVID-19 trong tương lai bệnh truyền từ động vật sang người.
"Nguyện vọng của chúng tôi là phát triển và áp dụng công nghệ mới mạnh mẽ để tiến hành phân tích dứt điểm về cách thức mà đại dịch bùng phát trong không gian và thời gian, trên toàn cầu", nhà nghiên cứu Michael Worobey của Đại học Arizona, người dẫn đầu một nhóm các nhà khoa học liên ngành từ 13 cơ quan nghiên cứu cho biết.
Nhóm nghiên cứu dựa trên phân tích của họ dựa trên kết quả từ các nỗ lực giải trình tự bộ gen của virus, bắt đầu ngay sau khi virus được xác định. Những nỗ lực này nhanh chóng phát triển thành một nỗ lực trên toàn thế giới chưa từng có về quy mô và tốc độ và đã mang lại hàng chục nghìn bộ gen, được công bố rộng rãi trong cơ sở dữ liệu.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy, trái ngược với những câu chuyện phổ biến được ghi nhận, những trường hợp cá nhân bị nhiễm bệnh đầu tiên được ghi nhận đi du lịch từ Trung Quốc đến Mỹ và châu Âu không làm bùng phát dịch bệnh ở lục địa.
Thay vào đó, các biện pháp nhanh chóng và quyết định nhằm truy tìm và ngăn chặn những sự xâm nhập ban đầu của vi rút đã thành công và sẽ đóng vai trò là những phản ứng mẫu định hướng các hành động và chính sách trong tương lai của chính phủ và các cơ quan y tế công cộng, các tác giả của nghiên cứu kết luận.

Làm thế nào virus đến được Hoa Kỳ và Châu Âu
Một công dân Trung Quốc bay đến Seattle từ Vũ Hán, Trung Quốc vào ngày 15 tháng 1 đã trở thành bệnh nhân đầu tiên ở Mỹ bị nhiễm loại coronavirus mới và là người đầu tiên có mẫu gen SARS-CoV-2. Bệnh nhân này được chỉ định là 'WA1.' Mãi đến sáu tuần sau, một số trường hợp khác mới được phát hiện ở bang Washington.
"Và trong khi tất cả thời gian trôi qua, mọi người đều chìm trong bóng tối và tự hỏi, 'Chuyện gì đang xảy ra vậy?'" Worobey nói. "Chúng tôi hy vọng chúng tôi không sao, chúng tôi hy vọng không có trường hợp nào khác, và sau đó nó trở nên rõ ràng, từ một chương trình lấy mẫu virút cộng đồng đáng chú ý ở Seattle, rằng có nhiều trường hợp hơn ở Washington và chúng rất giống với vi rút WA1 về mặt di truyền."
Worobey và các cộng sự của ông đã kiểm tra giả thuyết phổ biến cho thấy rằng bệnh nhân WA1 đã thiết lập một nhóm truyền bệnh mà không bị phát hiện trong sáu tuần. Mặc dù các bộ gen được lấy mẫu vào tháng 2 và tháng 3 có những điểm tương đồng với WA1, chúng khác nhau đến mức ý tưởng về việc WA1 tạo ra đợt bùng phát tiếp theo là rất khó xảy ra, họ xác định. Các phát hiện của các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng sự chuyển dịch từ Trung Quốc sang Hoa Kỳ có thể xảy ra vào hoặc khoảng ngày 1 tháng 2.
Kết quả cũng đặt ra những suy đoán rằng đợt bùng phát này, cụm bệnh truyền nhiễm quan trọng sớm nhất ở Hoa Kỳ, có thể được bắt đầu gián tiếp bằng cách phát tán vi rút từ Trung Quốc đến British Columbia, Canada, ngay phía bắc Tiểu bang Washington, và sau đó lan từ Canada sang. Các bộ gen đa SARS-CoV-2 của Hoa Kỳ do Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh British Columbia công bố dường như là tổ tiên của các biến thể virus được lấy mẫu ở Bang Washington, cho thấy rõ ràng nguồn gốc từ Canada của dịch bệnh Hoa Kỳ. Tuy nhiên, nghiên cứu hiện tại đã tiết lộ các lỗi trình tự trong các bộ gen đó, do đó loại trừ kịch bản này.
Thay vào đó, nghiên cứu mới ám chỉ nguồn bùng phát trực tiếp từ Trung Quốc của Hoa Kỳ, ngay trong khoảng thời gian chính quyền Hoa Kỳ thực hiện lệnh cấm du lịch đối với du khách từ Trung Quốc vào đầu tháng Hai. Không thể biết chắc chắn quốc tịch của "trường hợp chỉ mục" của vụ bùng phát ở Hoa Kỳ vì hàng chục nghìn công dân Hoa Kỳ và những người có thị thực đã đi từ Trung Quốc đến Hoa Kỳ ngay cả sau khi lệnh cấm có hiệu lực.
Một kịch bản tương tự đánh dấu sự du nhập đầu tiên của virut corona vào châu Âu. Vào ngày 20 tháng 1, một nhân viên của một công ty cung cấp ô tô ở Bavaria, Đức, bay đến dự cuộc họp kinh doanh từ Thượng Hải, Trung Quốc, đã vô tình mang vi rút, cuối cùng dẫn đến lây nhiễm cho 16 đồng nghiệp. Trong trường hợp đó, phản ứng ấn tượng của thử nghiệm nhanh và cách ly đã ngăn chặn sự bùng phát bùng phát thêm nữa, nghiên cứu kết luận. Trái với suy đoán, đợt bùng phát ở Đức này không phải là nguồn gốc của đợt bùng phát ở Bắc Ý mà cuối cùng lan rộng khắp châu Âu và cuối cùng là đến Thành phố New York và phần còn lại của Hoa Kỳ.
Các tác giả cũng chỉ ra rằng con đường phát tán từ Trung Quốc sang Ý-Hoa Kỳ này làm bùng phát các cụm truyền bệnh ở Bờ Đông vào tháng Hai muộn hơn một chút so với sự di chuyển từ Trung Quốc sang Hoa Kỳ của vi rút đã gây ra đợt bùng phát ở Washington. Cụm truyền bệnh ở Washington cũng có trước các cụm lây truyền cộng đồng nhỏ vào tháng 2 ở California, khiến nó trở thành cụm sớm nhất ở bất kỳ đâu ở Bắc Mỹ.
Các công trình kiểm soát ban đầu
Các tác giả cho biết các biện pháp can thiệp chuyên sâu, bao gồm xét nghiệm, theo dõi tiếp xúc, các biện pháp cách ly và mức độ tuân thủ cao của những người bị nhiễm bệnh, những người đã báo cáo các triệu chứng của họ cho cơ quan y tế và tự cách ly kịp thời, đã giúp Đức và khu vực Seattle ngăn chặn những đợt bùng phát Tháng Giêng.
Worobey nói: “Chúng tôi tin rằng những biện pháp đó đã dẫn đến tình huống có thể dập tắt thành công những tia lửa đầu tiên, ngăn chặn sự lây lan sang cộng đồng. "Điều này cho chúng ta biết là các biện pháp được thực hiện trong những trường hợp đó có hiệu quả cao và nên đóng vai trò như một kế hoạch chi tiết cho các phản ứng trong tương lai đối với các bệnh mới nổi có nguy cơ bùng phát thành đại dịch trên toàn thế giới."
Để tái tạo lại diễn biến của đại dịch, các nhà khoa học đã chạy các chương trình máy tính mô phỏng cẩn thận dịch tễ học và sự tiến hóa của virus, hay nói cách khác, cách SARS-CoV-2 lây lan và đột biến theo thời gian.
Worobey cho biết: “Điều này cho phép chúng tôi chạy lại đoạn băng về cách dịch bệnh bùng phát, và sau đó kiểm tra các kịch bản xuất hiện trong mô phỏng so với các mô hình mà chúng ta thấy trong thực tế.
"Trong trường hợp của Washington, chúng ta có thể hỏi, 'Điều gì sẽ xảy ra nếu bệnh nhân WA1 đó đến Hoa Kỳ vào ngày 15 tháng 1 thực sự đã bắt đầu đợt bùng phát đó?" Chà, nếu anh ta làm vậy, và bạn chạy đi chạy lại dịch bệnh đó lặp đi lặp lại, sau đó lấy mẫu các bệnh nhân bị nhiễm bệnh từ dịch bệnh đó và tiến hóa vi rút theo cách đó, bạn có nhận được một mô hình giống như những gì chúng ta thấy trong thực tế không? Và câu trả lời là không, "ông nói.
Ông nói: "Nếu bạn gieo mầm đợt bùng phát ban đầu ở Ý với đợt bùng phát ở Đức, bạn có thấy mô hình mà bạn nhận được trong dữ liệu tiến hóa không? Và câu trả lời, một lần nữa, là không", ông nói.
"bằng cách chạy lại chương trình đưa SARS-CoV-2 vào Hoa Kỳ và Châu Âu thông qua các mô phỏng, chúng tôi cho thấy rằng rất khó có khả năng những lần du nhập virus đầu tiên được ghi nhận vào các khu vực này đã dẫn đến các cụm lây truyền hiệu quả ", đồng tác giả Joel Wertheim thuộc Đại học California, San Diego. "Các phân tích dịch tễ học phân tử cực kỳ mạnh mẽ trong việc tiết lộ các mô hình lây truyền của SARS-CoV-2."
Các phương pháp khác sau đó được kết hợp với dữ liệu từ các vụ dịch ảo, cho ra kết quả đặc biệt chi tiết và định lượng.
Đồng tác giả Marc Suchard cho biết: “Nền tảng cơ bản của công việc này là công cụ mới của chúng tôi kết hợp thông tin lịch sử du lịch chi tiết và phát sinh loài, tạo ra một loại 'cây gia đình' về cách các bộ gen khác nhau của vi rút được lấy mẫu từ các cá thể bị nhiễm bệnh có liên quan với nhau" của Đại học California, Los Angeles. "Việc tái tạo tiến hóa chính xác hơn từ các công cụ này cung cấp một bước quan trọng để hiểu cách SARS-CoV-2 lây lan trên toàn cầu trong một thời gian ngắn như vậy."

Đồng tác giả Philippe Lemey tại Đại học Leuven, Bỉ cho biết: “Chúng tôi chỉ mới nghiên cứu sự tiến hóa ngắn hạn của loại virus này, vì vậy nó không có nhiều thời gian để tích lũy nhiều đột biến”. "Thêm vào đó là việc lấy mẫu không đồng đều các bộ gen từ các khu vực khác nhau trên thế giới và rõ ràng rằng có những lợi ích to lớn thu được từ việc tích hợp các nguồn thông tin khác nhau, kết hợp tái tạo bộ gen với các phương pháp bổ sung như hồ sơ chuyến bay và tổng số COVID -19 trường hợp ở các khu vực toàn cầu khác nhau vào tháng Giêng và tháng Hai. "
“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng khi bạn thực hiện tốt việc can thiệp và phát hiện sớm, nó có thể có tác động lớn đến cả việc ngăn chặn đại dịch và kiểm soát chúng khi chúng tiến triển,” Worobey nói. "Trong khi dịch bệnh cuối cùng đã qua đi, đã có những chiến thắng ban đầu cho chúng ta thấy con đường phía trước: Thử nghiệm toàn diện và xác định ca bệnh là vũ khí mạnh mẽ."

Tài liệu tham khảo

1. Michael Worobey, Jonathan Pekar, Brendan B. Larsen, Martha I. Nelson, Verity Hill, Jeffrey B. Joy, Andrew Rambaut, Marc A. Suchard, Joel O. Wertheim, Philippe Lemey. The emergence of SARS-CoV-2 in Europe and North America. Science, Sept. 10, 2020; DOI: 10.1126/science.abc8169