Vi khuẩn Wolbachia

Sẽ không hề ngoa khi nói muỗi là một trong những sinh vật chết chóc nhất trên hành tinh của chúng ta.

Loài sinh vật gắn với những căn bệnh chết chóc

Căn bệnh sốt vàng trong Chiến tranh Tây Ban Nha-Mỹ (1898) do muỗi Aedes aegypti lan truyền, là nguyên nhân chủ đạo gây ra cái chết cho các binh sỹ Mỹ, thay vì bị trúng đạn của kẻ thù.

Bệnh sốt rét khiến cho xấp xỉ 627.000 người thiệt mạng riêng trong năm 2012 (số liệu thống kê do tờ Scientific American cung cấp.) Nay, muỗi Aedes aegypti đang là thủ phạm làm lây lan nhanh bệnh sốt xuất huyết dengue trên toàn cầu.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới, khoảng một nửa quy mô dân số thế giới hiện có nguy cơ mắc bệnh này. Muỗi Aedes aegypti, được nhận diện bởi những vằn trắng trên chân và đốm trắng ở thân, có thể sinh sản tại bất kỳ vũng nước đọng nào, khiến việc kiểm soát chúng vô cùng khó khăn.

Loài muỗi này sinh sống trong các khu vực có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới quanh thế giới – ở châu Phi, châu Mỹ, Đông Địa Trung Hải, Đông Nam Á và Tây Thái Bình Dương.

Tuy nhiên bệnh sốt xuất huyết không xuất hiện tự nhiên trên các sinh vật này – chúng lấy virus từ người mang bệnh rồi truyền nhiễm cho người khỏe mạnh. Tới nay, mỗi năm thế giới có chừng 390 triệu người bị sốt xuất hiện và 3,9 tỷ người có nguy cơ nhiễm bệnh.

Cục Y tế dự phòng Việt Nam cho biết, gần đây, các vụ dịch sốt xuất huyết đã liên tiếp xảy ra ở 5 trong số 6 khu vực là thành viên của WHO, chỉ trừ khu vực châu Âu. Giai đoạn ghi nhận báo cáo đầu tiên từ năm 1955-1959, trung bình trong giai đoạn này mỗi năm chỉ có khoảng 908 ca.

Tuy nhiên, từ 1960-1969 có số ca mắc trung bình cao gấp hơn 15 lần so với giai đoạn trước đó. Số ca mắc này tiếp tục tăng cao trong các giai đoạn tiếp theo và đến năm 2010 số ca mắc sốt xuất huyết trên thế giới đã lên tới hơn 2 triệu ca.

Tại khu vực Đông Nam Á, có tới 7 trong số 10 nước của khu vực bị sốt xuất huyết nặng nề và là nguyên nhân hàng đầu của các trường hợp nhập viện, tử vong ở trẻ em. Tại Việt Nam, bệnh sốt xuất huyết xuất hiện từ năm 1959 đến nay.

Bệnh lưu hành tại hầu hết các tỉnh, thành phố và có nguy cơ tăng cao vào các tháng mùa mưa. Bệnh ghi nhận chủ yếu ở các tỉnh, thành phố khu vực miền Nam và có tính chất chu kỳ, bùng phát 4-5 năm/lần.

Làm muỗi nhiễm khuẩn để chống bệnh

Sốt xuất huyết gây thiệt hại kinh tế khổng lồ, ước tính lên tới 8,9 tỷ USD mỗi năm. Chi phí điều trị bệnh có thể gây tốn kém gấp 3 lần thu nhập của một gia đình. Vì thế chống sốt xuất huyết cần được xem là một mục tiêu lớn của mọi xã hội.

Bởi không có thuốc hoặc phương thức chữa trị bệnh sốt xuất huyết nên chiến lược chống bệnh chủ đạo hiện vẫn là tấn công vào loài muỗi Aedes aegypti. Tuy nhiên các loại thuốc diệt côn trùng như temephos đã mất rất nhiều công hiệu, do muỗi phát triển khả năng kháng thuốc. Các loại màn, lưới chống muỗi cũng tỏ ra có ít tác dụng, bởi muỗi Aedes aegypti thường đi kiếm ăn vào ban ngày.

Trong bối cảnh đó, chống bệnh bằng cách cho muỗi lây nhiễm vi khuẩn là một lối đi vòng được xem xét nghiêm túc.

Hiện tại, một trong những công cụ được hứa hẹn nhất để diệt bệnh sốt xuất huyết là vi khuẩn Wolbachia. Wolbachia là vi khuẩn nội bào, sống trong tế bào côn trùng và truyền từ thế hệ này sang thế hệ tiếp theo thông qua trứng của côn trùng.

Wolbachia có 4 tác động độc lập lên muỗi như làm giảm quần thể muỗi trong mùa khô; muỗi mang Wolbachia thường khó làm lây nhiễm sốt xuất huyết; làm cho vòi hút của muỗi yếu đi và làm giảm tuổi thọ của muỗi. Những tác động này làm giảm khả năng lây nhiễm virus sốt xuất huyết và một số virus khác của muỗi, bao gồm virus Zika. Tuy nhiên đây mới chỉ là những kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Wolbachia được tìm thấy tự nhiên trong khoảng hơn 60% các loài côn trùng sống xung quanh con người, bao gồm cả những loài muỗi thường hay đốt người. Tuy nhiên, nó lại không tồn tại trong muỗi Aedes aegypti, véctơ chính truyền bệnh sốt xuất huyết.

Hồi năm 2010, các nhà khoa học thuộc Đại học bang Michigan (MSU) thông báo đã tiêm phôi vi khuẩn Wolbachia vào muỗi Aedes aegypti. Wolbachia sống ký sinh trong muỗi Aedes aegypti trong gần sáu năm để chúng có thể lây truyền từ muỗi mẹ sang muỗi con.

Theo các nhà khoa học, khi một con muỗi đực bị nhiễm Wolbachia giao phối với một con muỗi cái bình thường, vi khuẩn này sẽ khiến muỗi cái sinh sản bất bình thường và phôi của nó chết non.

Wolbachia không tác động đến sự phát triển của phôi muỗi khi muỗi cái bị nhiễm cùng loại vi khuẩn như muỗi đực. Vì vậy, vi khuẩn này có thể lây lan rất nhanh ra cả đàn muỗi, ngăn virus gây bệnh sốt xuất huyết cư trú và sinh sản trong muỗi.

Ngoài ra, Wolbachia không thể lây từ muỗi sang người. Từ đây, các nhà khoa học đi đến kết luận vi khuẩn Wolbachia có thể là một công cụ hữu hiệu để kiểm soát virus gây bệnh sốt xuất huyết.

Việt Nam đi đầu về thử nghiệm muỗi mang Wolbachia

Trong nỗ lực đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu về vi khuẩn Wolbachia, chương trình Tiễu trừ bệnh sốt xuất huyết dengue (Elimitate Dengue) đã ra đời. Đây là một chương trình hợp tác quốc tế phi lợi nhuận, nằm dưới sự lãnh đạo của các nhà nghiên cứu tại Đại học Monash, Australia.

Chương trình do Giáo sư Scott O’Neill điều hành, nhằm quy tụ các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới, với nhiều kỹ năng và kinh nghiệm trong các lĩnh vực: gene di truyền Wolbachia, sinh học và sinh thái học về muỗi, bệnh dịch học và kiểm soát sốt xuất huyết dengue, giáo dục và nâng cao nhận thức về sức khỏe.

Chương trình hiện đã có sự hợp tác của giới khoa học từ các nước Việt Nam, Australia, Indonesia, Brazil, Colombia, Trung Quốc, Anh, Singapore và Mỹ. Dự án ở Việt Nam mang tên “Hướng tới loại trừ sốt xuất huyết.”

Dự án được Bộ Y tế cho phép triển khai từ năm 2006, tại đảo Trí Nguyên, thành phố Nha Trang. Tháng 4/2013, dự án bắt đầu triển khai ứng dụng thả muỗi mang vi khuẩn Wolbachia trên thực địa đảo Trí Nguyên.

Việt Nam là quốc gia thứ hai trên thế giới, sau Australia, triển khai thử nghiệm muỗi Aedes aegypti mang Wolbachia trên thực địa.

Việc thả muỗi đã kết thúc vào tháng 11/2014 và hiện tại dự án đang tiến hành các hoạt động giám sát quần thể muỗi trên đảo Trí Nguyên. Song song với việc tiếp tục giám sát quần thể muỗi mang Wolbachia tại đảo Trí Nguyên, hiện tại, dự án đang tiến hành các nghiên cứu cơ bản về dịch tễ học, véctơ truyền bệnh và tìm hiểu các yếu tố kinh tế, văn hoá, xã hội liên quan đến bệnh sốt xuất huyết dengue tại thành phố Nha Trang nhằm thu thập cơ sở dữ liệu cơ bản, góp phần phát triển đề cương nghiên cứu ứng dụng phương pháp sử dụng Wolbachia trong phòng chống sốt xuất huyết tại thành phố./.

Vi khuẩn Wolbachia

Wolbachia là vi khuẩn nội bào, sống trong tế bào côn trùng và truyền từ thế hệ này sang thế hệ tiếp theo thông qua trứng của côn trùng. Wolbachia được tìm thấy tự nhiên trong khoảng hơn 60% các loài côn trùng sống xung quanh con người, bao gồm cả những loài muỗi thường hay đốt người, tuy nhiên nó lại không tồn tại trong muỗi Aedes aegypti, véc-tơ chính truyền bệnh sốt xuất huyết dengue.

Trong rất nhiều năm, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm cách sử dụng Wolbachia trong việc kiểm soát bệnh sốt xuất huyết dengue.  Wolbachia pipientis được tìm thấy lần đầu tiên trên buồng trứng và tinh hoàn của muỗi Culex pipiens vào năm 1920. Các nghiên cứu đầu tiên về vi khuẩn Wolbachia đều chứng minh nó không phải là tác nhân gây bệnh cho động vật có vú, nó tồn tại một cách tự nhiên ở côn trùng và vô hại. Các nghiên cứu sau đó chứng minh đây là một loại vi khuẩn rất phổ biến trong côn trùng tự nhiên, ước tính có trên 60% các loài côn trùng trong tự nhiên (từ 2–5 triệu loài côn trùng khác nhau trên hành tinh) mang vi khuẩn Wolbachia. Đây là loài vi khuẩn rất dễ truyền và lan rộng trong quần thể côn trùng.

Tại Việt Nam, nhóm nghiên cứu dự án bắt đầu nghiên cứu về Wolbachia từ năm 2006 với sự hỗ trợ của các chuyên gia quốc tế. Dự án đã cấy và nhân nuôi thành công muỗi Aedes aegypti địa phương mang Wolbachia tại phòng thí nghiệm của Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương và sử dụng chúng cho việc thả muỗi tại thực địa đảo Trí Nguyên trong các năm 2013 và 2014.