Cuộc chiến với kí sinh trùng - Kỳ 1: Sự thức tỉnh ở Karolinska  

Trần Thanh Long1, Võ Đức Duy2

1Tác giả, Phòng thí nghiệm công nghệ sinh học phân tử, khoa Sinh học – Công nghệ Sinh học, đại học khoa học Tự Nhiên TpHCM.

2Reviewer, Department of Chemistry and Umeå Centre for Microbial Research (UCMR), Umeå University, Sweden

Câu chuyện thứ nhất: giữa thập niên 60 của thế kỉ trước, khi cả thế giới đang dõi theo tình hình chiến sự nóng bỏng ở Việt Nam, ít ai biết rằng các phe ở cả hai bờ chiến tuyến lại có một kẻ thù chung, một sinh vật nhỏ bé nhưng chết người - kí sinh trùng Plasmodium falciparum (P. falciparum). Kể từ khi được phát minh vào năm 1934 bởi Hans Andersag, chloroquine là vũ khí hàng đầu để chống lại bệnh sốt rét do kí sinh trùng P. falciparum gây ra. Tuy nhiên, từ giữa thế kỉ 20, sự xuất hiện của những dòng P. falciparum kháng chloroquine đã trở thành cơn ác mộng với người dân ở các nước nhiệt đới [1] [2]. Để đối phó với kí sinh trùng sốt rét đột biến, người Mỹ đã phát minh ra mefloquine [1]. Tuy nhiên, miền Bắc Việt Nam lúc đó thiếu các phương tiện và nguồn lực cho việc nghiên cứu chống lại căn bệnh này, vì vậy, giải pháp khi đó là nhờ sự giúp đỡ từ Trung Quốc. Bởi vì vào lúc ấy, bệnh sốt rét cũng đang hoành hành dữ dội tại các tỉnh phía nam Trung Quốc nên chính phủ nước này quyết định đầu tư nghiên cứu một loại thuốc điều trị mới. Ngày 23 tháng 5 năm 1967, sau một hội nghị ở Bắc Kinh về kí sinh trùng sốt rét kháng thuốc, dự án bí mật mang tên 523 (ngày, tháng tổ chức hội nghị trên) ra đời. Hai năm sau, Đồ U U (YouYou Tu), một nữ dược sĩ tại viện Y học cổ truyền Trung Quốc, tham gia dự án với vai trò lãnh đạo nhóm nghiên cứu sàng lọc các bài thuốc cổ truyền trị sốt rét [1] [3] [4].

Câu chuyện thứ hai xảy ra cách đó nửa vòng trái đất, năm 1975, các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm của công ty dược Merck ở Rahway, New Jersey, Hoa Kỳ nhận được 54 mẫu vi khuẩn từ viện nghiên cứu Kitasato (Tokyo), Nhật Bản. Việc liên kết nghiên cứu này là kết quả của sự hợp tác giữa viện Kitasato và công ty Merck sau chuyến đi Mỹ trước đó của tiến sĩ vi sinh môi trường Satoshi Ōmura. Kể từ sau phát hiện tình cờ kháng sinh penicillin trong một loại nấm mốc, các nhà nghiên cứu tin rằng trong các loài vi sinh vật ngoài tự nhiên còn rất nhiều hợp chất có tính kháng sinh tương tự như penicillin, vì vậy, một trong những xu hướng nghiên cứu nổi bật của các nhà y sinh và vi sinh vật học giai đoạn giữa thế kỉ 20 là phân lập và sàng lọc các hợp chất kháng sinh từ vi sinh vật [5]. Vào khoảng thập kỉ 60, 70 thế kỉ trước, các loại giun tròn kí sinh thuộc họ Onchocerca là mối đe dọa cho ngành chăn nuôi gia súc cũng như sức khỏe người dân ở các nước châu Phi và một số nước Nam Mỹ. Vì vậy, đã có một số nhóm nghiên cứu trên thế giới hướng mục tiêu vào việc tiêu diệt các loài kí sinh này, nhóm của Satoshi và William là hai trong số đó. Các nhà khoa học ở Kitasato sẽ thu thập các mẫu đất ở Nhật, phân lập và nuôi cấy vi khuẩn trong các mẫu đó và sàng lọc các hợp chất có tiềm năng trị liệu từ vi khuẩn. Những mẫu vi khuẩn hứa hẹn nhất sau đó được gửi đến Rahway để tiếp tục nghiên cứu và phát triển. Các nhà nghiên cứu ở Merck, đứng đầu là William Campbell, một chuyên gia về kí sinh trùng và động vật học, nhận thấy trong 54 mẫu vi khuẩn từ Nhật có một loại, thu nhận gần một sân golf ở Kawana, biểu hiện tính kháng giun tròn rất cao ở mô hình động vật. Loài vi khuẩn tiềm năng này được Ōmura đặt tên là Streptomyces avermectinius [6] [7].

Thành quả của các câu chuyện trên là sự ra đời của 2 loại thuốc: Artemisinin trị bệnh sốt rét do ký sinh trùng P. falciparum gây ra và ivermectin diệt kí sinh trùng giun chỉ Onchocerca volvulus (gây bệnh mù sông và các tác hại khác như ngứa ngáy, mất sắc tố da, sung hạch bạch huyết…). Nhưng đây chỉ mới là khởi đầu cho một hành trình đầy nhân văn.

.

Hình 1 : Ba nhà khoa học đoạt giải Nobel y sinh 2015 [8]

Ngày 10 tháng 12 năm 2015, giải Nobel y sinh được trao cho 3 nhà khoa học: Đồ U U, William Campbell và Satoshi Ōmura vì những đóng góp của họ cho cuộc chiến chống lại kí sinh trùng và bệnh truyền nhiễm. Giải thưởng Nobel y sinh năm đó càng có ý nghĩa hơn khi mà mục tiêu của các công trình đoạt giải là những căn bệnh đã bị các nước phát triển lãng quên. Giới chức y tế ở các nước phương Tây từ lâu đã không còn quá bận tâm về bệnh truyền nhiễm nhờ những tiến bộ trong y học dự phòng và vệ sinh cộng đồng, mối quan tâm của các cơ quan y tế và giới khoa học là những căn bệnh nhà giàu [9] [10]. Từ nhiều năm nay, đa số các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực y sinh tập trung vào những căn bệnh như ung thư, tim mạch, đột quỵ, tiểu đường, Alzheimer v.v. Tuy nhiên, hiện tại, các loại giun kí sinh đang gây ra sự khổ sở cho một phần ba dân số toàn cầu hay bệnh sốt rét đang đe dọa 3,4 tỉ người ở những khu vực nghèo nhất hành tinh. Cứ một giờ, có khoảng 48 người chết vì sốt rét ở khắp nơi trên thế giới, chủ yếu là trẻ em (và còn một danh sách dài những căn bệnh truyền nhiễm chết người đang hoành hành ở rất nhiều quốc gia đang phát triển ở châu Phi, nam Mỹ và châu Á như bạch hầu, thương hàn, sốt xuất huyết, ebola,…). Tầm quan trọng về mặt y học và nhân đạo của những công trình nghiên cứu về bệnh nhiễm là vô cùng lớn nhưng lợi ích kinh tế khổng lồ từ các loại thuốc điều trị bệnh của người giàu là quá hấp dẫn, do vậy, các công ty dược từ lâu đã không còn mấy quan tâm đến các bệnh truyền nhiễm.

Hình 2 : Ba trong số những căn bệnh truyền nhiễm nguy hiểm đang đe dọa thế giới: phù chân voi, mù sông, sốt rét (từ trái sang phải). Vùng màu xanh lam trên bản đồ là những khu vực chịu ảnh hưởng nhiều nhất của các căn bệnh trên. [8]

Và cũng trong một thời gian dài, hội đồng trao giải Nobel ở viện Karolinska (Thụy Điển) có vẻ như đã đi ra ngoài tôn chỉ của Alfred Nobel khi trao giải thưởng này cho nhiều công trình nghiên cứu cơ bản đầy tính hàn lâm [11]. Tuy nhiên di nguyện của Nobel là trao các giải thưởng mang tên ông cho những người mang lại lợi ích lớn nhất cho nhân loại ở các lĩnh vực khác nhau. Lật lại lịch sử của giải Nobel y sinh, có thể thấy trong nửa đầu thế kỉ trước, giải thưởng này hầu như được trao cho các công trình nghiên cứu lâm sàng: giải Nobel y sinh đầu tiên (năm 1901) trao cho nhà khoa học người Đức Emil Adolf von Behring vì công trình nghiên cứu về huyết thanh và ứng dụng trong điều trị bệnh bạch hầu. 1902, Ronald Ross (người Anh) nhận giải nhờ đóng góp cho những hiểu biết về bệnh sốt rét. Một năm sau, Niels Ryberg Finsen được vinh danh do những cống hiến trong liệu pháp điều trị bệnh lupus lao. Những năm sau đó, giải thưởng được trao cho các công trình như: nghiên cứu về nguyên sinh vật (protozoa) gây bệnh (Charles Louis Alphonse Laveran, người Pháp, 1907); bệnh sốt phát ban (Charles Jules Henri Nicolle, người Pháp, 1928); phân loại nhóm máu (Karl Landsteiner, người Mỹ, 1930); thuốc kháng sinh (Alexender Fleming, người Mỹ; Ernst Boris Chain, người Anh; Howard Walter Florey, người Úc, 1945); sốt vàng da (Max Theiler, người  Mỹ, 1951) [12].

Bắt đầu từ năm 1953, khi giải thưởng được trao cho các công trình thuộc lĩnh vực sinh hóa (phát hiện ra chu trình Krebs và co-enzyme A bởi Hans Adolf Krebs, người Anh và Fritz Albert Lipmann, người Mỹ) và đặt biệt là giải Nobel năm 1961 cho phát hiện mang tính lịch sử về cấu trúc DNA của Francis Harry Compton Crick (Anh), Maurice Hugh Frederick Wilkins (Anh) và James Dewey Watson (Mỹ), giải thưởng Nobel y sinh từ đó đến nay nghiêng hẳn sang các công trình nghiên cứu cơ bản về di truyền, sinh học phân tử và sinh hóa. Nhiều người lo ngại rằng Karolinska đang dần không còn quan tâm đến những nghiên cứu lâm sàng.

Tuy nhiên, vào năm 2015, hội đồng trao giải Nobel đã làm thế giới bất ngờ khi quyết định vinh danh 2 công trình nghiên cứu lâm sàng thiết thực. Một điều bất ngờ không kém là các nhà khoa học được trao giải đều không phải là những “ngôi sao” trong giới học thuật. Cả 3 đều có xuất phát điểm từ những đại học không mấy tiếng tăm: William Campbell đến từ đại học Drew, Satoshi Ōmura từ đại học Kitasato còn Đồ U U làm việc tại viện Y học cổ truyền Trung Quốc. Họ cũng không có nhiều bài báo được đăng trên những tạp chí danh giá như Nature, Science, Cell, Lancet. Đặc biệt là Đồ U U, do tính chất của dự án 523 cũng như đặc điểm của xã hội Trung Quốc khi bà thực hiện công trình của mình nên mãi đến sau này giới khoa học phương Tây mới biết đến đóng góp của bà. Nhưng những thành quả của 3 nhà khoa học trên cùng các cộng sự của mình đã cứu chữa hàng trăm triệu người suốt nhiều thập kỉ. Càng ý nghĩa hơn khi mà phần lớn những người được chữa khỏi bằng ivermectin và arteminisin là những bệnh nhân nghèo nhất thế giới. Chính những người bệnh được trực tiếp chữa khỏi bệnh là thước đo đầy ý nghĩa cho thành tựu của các nhà khoa học. Sự vinh danh của thế giới thông qua 3 tấm huy chương giống như một cái kết đep cho một hành trình dài 40 năm nhiều khó khăn. Chủ nhân của giải Nobel năm đó thật sự là những người hùng thầm lặng.

Thông qua giải Nobel y sinh 2015, hội đồng trao giải muốn gửi đến giới khoa học và cả thế giới nhiều thông điệp: vinh danh các công trình nghiên cứu lâm sàng thiết thực như là thể hiện sự quay về với lí tưởng ban đầu của giải thưởng; công nhận cống hiến của các nhà khoa học nghiên cứu về những căn bệnh bị thế giới lãng quên; cuối cùng nhưng cũng là quan trọng nhất: nhắc nhở mọi người, nhất là giới nghiên cứu, về mối đe doa đang bị xem nhẹ của kí sinh trùng và các bệnh truyền nhiễm, một khi đã vượt ngoài tầm kiểm soát và kháng lại các phương pháp điều trị truyền thống, những căn bệnh truyền nhiễm sẽ là mối đe dọa cho toàn nhân loại [13] [14].

Vây, làm thế nào các nhà khoa học tìm ra những vũ khí mới trong cuộc chiến với kí sinh trùng chỉ từ một nắm đất gần sân golf ở Nhật Bản và trong những tài liệu y dược cổ xưa ở Trung Quốc? Mời các bạn đón xem phần 2: “Những đồng minh tí hon”.

Tài liệu tham khảo:

[1]

L. H. Miller and X. Su, "Artemisinin: Discovery from the Chinese Herbal Garden," Cell, vol. 146, no. 6, pp. 855-858, 2011.

[2]

"Choroquine," Wikipedia, [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Chloroquine.

[3]

X. Su and L. H. Miller, "The discovery of artemisinin and Nobel Prize in Physiology of medicine," Science China Life Sciences, vol. 58, no. 11, pp. 1175-1179, 2015.

[4]

Y. Tu, "The discovery of artemisinin (qinghaosu)," Nature medicine, vol. 17, pp. 1217-1220, 2011.

[5]

K. Gould, "Antibiotics: from prehistory to the present day," The Journal of Antimicrobial Chemotherapy, vol. 71, pp. 572-575, 2016.

[6]

S. Ōmura and A. Crump, "Ivermectin,‘Wonder drug’ from Japan: the human use perspective," Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and Biological Sciences, vol. 87, no. 2, pp. 13-28, 2011.

[7]

S. Rovner, "Discovery of ivermectin," 2016. [Online]. Available: https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/ivermectin-mectizan.html.

[8]

"The 2015 Nobel Prize in Physiology or Medicine - Press Release," [Online]. Available: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2015/press.html.

[9]

G. M. Howe and J. A. Lorain, Environmental Medicine, London: William Heinemann Medical Books Ltd., 1980.

[10]

"Diseases of affluence," [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Diseases_of_affluence.

[11]

H. Ashrafian, M. V. Patel, P. Skapinakis and T. .. Athanasiou, "Nobel Prizes in Medicine: are clinicians out of fashion?," The Journal of the Royal Society of Medicine, vol. 104, no. 9, pp. 387-389, 2011.

[12]

"List of Nobel laureates in Physiology or Medicine," [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Nobel_laureates_in_Physiology_or_Medicine.

[13]

C. L. Ventola, "The Antibiotic Resistance Crisis," Physical therapy, vol. 40, no. 4, pp. 277-283, 2015.

[14]

B. Spellberg, R. Guidos, D. Gilbert, J. Bradley, H. W. Boucher, W. M. Scheld, J. G. Bartlett and J. J. Edwards, "The Epidemic of Antibiotic-Resistant Infections: A Call to Action for the Medical Community from the Infectious Diseases Society of America," Clinical Infectious Diseases, vol. 46, no. 2, pp. 155-164, 2008.

[15]

"The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2015," Wikipedia, [Online]. Available: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2015/.