Chúng ta đang có một virus làm khuynh đảo thế giới trong một đại dịch trăm năm mới có một lần. Nhưng cũng với virus, một nhóm các nhà khoa học tại Bệnh viện Nhi Đại học California, Los Angeles đã tạo ra một liệu pháp hứa hẹn có thể xóa sổ căn bệnh suy giảm miễn dịch nghiêm trọng (SCID).
Trong trường hợp bạn chưa biết, SCID là hậu quả của một khiếm khuyết gen khiến tủy xương không thể sản sinh ra cả hai loại tế bào miễn dịch T và B khỏe mạnh. Nó được ví như hai cánh tay của hệ miễn dịch đều đã bị tê liệt.
Bệnh nhân SCID – là những đứa trẻ – sẽ phải sống trong môi trường vô trùng kể từ khi sinh ra để đảm bảo tính mạng. Vì vậy chúng thường được đặt biệt danh là "những đứa trẻ bong bóng".
Các bác sĩ đã mất ít nhất 40 năm để đi tìm một phương pháp chữa trị SCID hiệu quả. Thông thường, họ chỉ có thể ghép tủy xương mới cho đứa trẻ. Nhưng việc làm này tiềm ẩn rất nhiều rủi ro và không phải lúc nào cũng có tủy xương hiến tặng phù hợp.
Bây giờ, cuối cùng một nhóm nghiên cứu tại Bệnh viện Nhi Đại học California cũng đã tìm ra một liệu pháp gen để điều trị SCID hiệu quả. Bất ngờ thay, thứ dẫn lối cho họ lại chính là một virus: HIV. Bạn không đọc nhầm đâu, nó chính là virus đã gây ra đại dịch AIDS nửa thế kỷ trước và vẫn còn lưu hành cho tới hiện tại.
Cuộc sống của một "đứa trẻ bong bóng"
Thuật ngữ này lần đầu tiên được đặt ra bởi giới truyền thông dành cho David Phillip Vetter, một cậu bé người Mỹ sinh năm 1971 mắc bệnh suy giảm miễn dịch nghiêm trọng (SCID). Những đứa trẻ mắc bệnh này gần như không có sự bảo vệ của hệ miễn dịch, do đó rất dễ mắc các bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn, virus hoặc nấm gây ra.
Ngay cả những bệnh thông thường như nhiễm trùng tai, viêm phổi và nấm miệng cũng có thể giết chết chúng trong vòng một năm tái phát đi tái phát lại, trừ khi hệ miễn dịch của đứa trẻ có thể được phục hồi bằng cách ghép tủy xương.
Để có thể bảo vệ cậu bé Vetter khỏi các mầm bệnh, các bác sĩ đã tư vấn cho cha mẹ cậu đặt cậu vào một chiếc giường kén tiệt trùng được bao bọc bằng nhựa trong suốt. Trên thực tế, họ đã dự trù khả năng cậu bé sẽ mắc SCID trước cả khi Vetter được sinh ra, bởi trước đó, anh trai cậu bé cũng đã mắc căn bệnh này và chỉ sống được 7 tháng.
Thế là kể từ khi chào đời, Vetter đã phải bắt đầu một cuộc sống trong quả bong bóng. Nước, không khí, thức ăn, tã lót và quần áo đều phải được khử trùng hoàn toàn trước khi chuyển vào trong giường kén.
Họ làm điều đó bằng cách đưa các vật phẩm này vào trong một buồng chứa khí ethylene oxide trong 4 giờ ở nhiệt độ 60 độ C. Sau đó, chúng tiếp tục được sục khí trong khoảng thời gian từ 1-7 tiếng trước khi đưa vào trong kén vô trùng.
Trên thành buồng, các bác sĩ đã thiết kế các găng tay cao su cho phép họ và bố mẹ Vetter chăm sóc cậu bé ở phía bên trong. Nhưng vì áp lực dương của không khí phía bên trong buồng, chiếc găng tay này lúc nào cũng phồng lên khiến các thao tác trở nên rất khó khăn.
Mặc dù vậy, cha mẹ Vetter và các bác sĩ ở Bệnh viện Nhi Texas, nơi cậu bé được sinh ra và sống trong kén vô trùng đã cố gắng hết sức để Vetter có một cuộc sống bình thường nhất có thể. Họ đưa đồ chơi vào trong bong bóng cho cậu bé, bao gồm cả sách vở học tập và một chiếc tivi.
Năm lên 3 tuổi, cha mẹ cậu xây dựng một căn phòng vô trùng lớn tại nhà của mình, và các bác sĩ thiết kế một buồng vận chuyển vô trùng cho phép cậu bé có thể rời bệnh viện để về nhà chơi với chị em và bạn bè cùng trang lứa.
Nhưng khi Vetter lên 4 tuổi, cậu bé phát hiện ra rằng mình có thể chọc thủng buồng bong bóng của mình bằng một chiếc kim bướm vô tình bị bác sĩ bỏ lại. Tại thời điểm này, các nhà nghiên cứu đã phải giải thích cho cậu bé tình trạng bệnh tật của mình.
Càng lớn lên, Vetter càng nhận thức được sự khác biệt của mình so với những đứa trẻ khác. Cậu bày tỏ nguyện vọng muốn được sống một cuộc sống bình thường như bạn bè cùng trang lứa, một cuộc sống tự do như cậu thấy mọi người trên tivi hoặc bên ngoài cửa sổ bệnh viện.
Năm 1977, NASA đã sử dụng kinh nghiệm thiết kế các bộ đồ du hành không gian để tạo ra một bộ đồ dành riêng cho Vetter. Bộ đồ nối với bong bóng vô trùng của cậu bé thông qua một đường ống dài 2,5m có thể tạm thời cho phép cậu bé mạo hiểm bước ra ngoài.
Nhưng Vetter biết đó không phải cách chữa trị cho căn bệnh của mình. Cậu bé tiếp tục lớn lên trong quả bong bóng ngày một chật trội với mình. Còn cha mẹ và các bác sĩ ở ngoài tiếp tục ráo riết tìm kiếm các phương pháp điều trị SCID trong vô vọng.
Năm Vetter lên 12 tuổi, chi phí chăm sóc và duy trì cuộc sống cho cậu bé đã vượt quá 1,3 triệu USD. Các bác sĩ và gia đình đi đến một quyết định ghép tủy xương cho cậu, mặc dù tủy này được lấy từ Katharine, một người chị gái của Vetter trước đó đã được xác định là không tương thích.
Ca phẫu thuật được thực hiện thành công vào cuối năm 1983, cơ thể Vetter ban đầu chấp nhận tủy hiến. Nhưng sau đó một vài tháng, đột nhiên cậu bé lại phát triển một nhiễm trùng tăng bạch cầu. Căn bệnh tiến triển rất nhanh và cậu bé tử vong chỉ sau nửa tháng điều trị. Đó là ngày 22 tháng 2 năm 1984.
Khám nghiệm tử thi cho thấy tủy xương của Katharine có một virus bất hoạt – thứ mà các bác sĩ đã không phát hiện thấy khi sàng lọc trước mổ.
Một phương pháp điều trị SCID mới từ virus HIV
Kể từ cái chết của David Vetter đến nay đã gần 4 thập kỷ trôi qua. Mỗi năm, cứ 100.000 ca sinh trên thế giới lại có một đứa trẻ ra đời mắc phải căn bệnh suy giảm miễn dịch nghiêm trọng quái ác. Trung bình, tuổi thọ của những đứa trẻ này kéo dài không quá một năm. Trừ khi, cha mẹ chúng có đủ nguồn tài chính để chăm sóc chúng trong các lồng bong bóng hoặc truyền kháng thể thường xuyên 2 lần mỗi tuần.
Ngoài ra, không có một phương pháp điều trị SCID nào ngoài phẫu thuật ghép tủy – một thủ thuật cực kỳ xâm lấn và rủi ro – trên thực tế, không phải đứa trẻ bong bóng nào cũng có thể tìm được nguồn tủy hiến phù hợp.
David Vetter qua đời ngày 22 tháng 2 năm 1984, ở tuổi 12 sau biến chứng ghép tủy xương.
Nhưng bây giờ, cơ hội mới dành cho những cô bé cậu bé bong bóng đã được mở ra sau một nghiên cứu của Donald Kohn, một bác sĩ tại Bệnh viện Nhi Đại học California, Los Angeles và các đồng nghiệp của ông từ Bệnh viện Great Osmond ở London.
Cùng với nhau, họ đã thử nghiệm thành công một liệu pháp gen an toàn, có thể phục hồi hệ miễn dịch cho những đứa trẻ mắc SCID. Và thứ dẫn lối bác sĩ Kohn đến với liệu pháp gen này – bất ngờ thay lại chính là những virus HIV.
Câu chuyện về virus HIV dẫn chúng ta trở lại nhiều năm về trước, khi các bác sĩ đang nghiên cứu các retrovirus - chủ yếu là HIV. Retrovirus là những virus có thể nhân lên bằng cách chèn một bản sao bộ gen RNA của nó vào DNA của tế bào chủ.
Trước khi HIV xuất hiện, người ta thường tin rằng retrovirus chỉ có thể xâm nhập vào tế bào và chèn RNA trong khi tế bào đang phân chia. Điều này đã hạn chế khả năng sinh sản của virus.
"Nhưng với HIV, chúng tôi nhận thấy nó có thể xâm nhập vào cả các tế bào im lặng, về cơ bản là các tế bào ngủ đông chưa phân chia. Nó đem lại một lợi thế quan trọng đối với virus - nếu HIV có thể xâm nhập vào các tế bào không hoạt động và không ngủ như nhau để giảm tải trọng di truyền, thì khả năng phát triển của nó sẽ tăng lên theo cấp số nhân", giáo sư William A. Haseltine đến từ Trường Y Harvard cho biết
"Vào thời điểm đó, chúng tôi đã mường tượng được các ứng dụng tiềm năng của khám phá mới này. Nếu bạn có thể loại bỏ nanh của virus AIDS, khiến nó không còn vật chất di truyền gây bệnh, bạn có thể chèn vật liệu di truyền mới vào bộ gen virus và tạo ra một con đường để sao chép nhanh chóng và chữa khỏi căn bệnh".
Ý tưởng điều trị SCID bằng liệu pháp gen hóa ra rất đơn giản. Nếu căn bệnh gây ra bởi một khiếm khuyết trong gen, các nhà khoa học có thể sử dụng các vector virus đã được vô hiệu lực, hay nói theo cách của bác sĩ Kohn là "bẻ nanh" để chuyển các gen còn thiếu vào tế bào tủy cho bệnh nhân SCID.
Trong một thử nghiệm mới trên 30 đứa trẻ bong bóng tại Mỹ và 20 đứa trẻ khác cũng mắc bệnh ở Anh, nhóm nghiên cứu của bác sĩ Kohn đã thực hiện đúng điều đó. Ông trích xuất các tế bào tủy tạo máu của những đứa trẻ này và sử dụng một loại virus AIDS đã bị vô hiệu hóa để chèn vào các đoạn gen di truyền khỏe mạnh mà bệnh nhân đang thiếu.
Các tế bào tủy này sau đó được truyền trở lại cho bệnh nhân thông qua đường tĩnh mạch. Các vector virus retrovirus đã thực hiện thủ thuật của nó với vật liệu mới - sao chép nhanh chóng khắp cơ thể và về cơ bản chữa khỏi căn bệnh này.
Kết quả thử nghiệm được công bố trên tạp chí Y học New England cho thấy sau 36 tháng, 90% những đứa trẻ ở Mỹ và 100% những đứa trẻ mắc SCID ở Anh đã khôi phục được hệ thống miễn dịch hoàn toàn và có thể ngừng truyền kháng thể.
"Việc chữa khỏi bệnh có kéo dài suốt đời hay không vẫn còn phải xem xét, nhưng ít nhất sau 3 năm kết quả này rất đáng khích lệ", giáo sư Haseltine cho biết.
"Những đứa trẻ về cơ bản đã được trở lại cuộc sống bình thường, có thể vui chơi với bạn bè, đến trường và chống lại những cơn cảm lạnh thông thường và những bệnh truyền nhiễm thông thường mà trước đây có thể giết chết chúng. Không hề có biến chứng nào được ghi nhận trong số các bệnh nhân tham gia thử nghiệm, và hầu hết các tác dụng phụ được báo cáo chỉ ở mức nhẹ hoặc trung bình".
Chân dung của 6 trong số 48 đứa trẻ mắc SCID đã được điều trị khỏi bằng liệu pháp gen.
Giáo sư Haseltine cho biết ông rất vui khi liệu pháp gen với virus vector đã hoạt động. Kết quả nghiên cứu này còn có ý nghĩa hơn nữa khi hệ miễn dịch của những đứa trẻ bong bóng này đã được phục hồi trước khi phải đối mặt với đại dịch COVID-19 do virus corona gây ra. Trên thực tế, những đứa trẻ mắc SCID là những người dễ bị tổn thương nhất trong đại dịch.
Ngoài ra, giáo sư Haseltine cho biết công việc của nhóm nghiên cứu và các loại vắc-xin mRNA đang được sử dụng trong đại dịch COVID-19 có những mối quan hệ sâu xa:
"Các loại vắc-xin sử dụng một cách tiếp cận hoàn toàn khác nhưng đều dựa trên cùng một khái niệm - sử dụng RNA để dạy cơ thể chúng ta cách phản ứng với bệnh tật hiệu quả hơn. Nhiều thế hệ các nhà virus học được đào tạo bài bản đang nghiên cứu vô số căn bệnh bây giờ đã cho phép chúng ta làm sáng tỏ một số góc tối nhất của sinh học loài người. Với việc tiếp tục đầu tư vào loại hình nghiên cứu này, chẳng mấy chốc chúng ta sẽ làm được thêm nhiều điều ngoài sức tưởng tượng".
