Vì sao vi khuẩn dịch hạch ngày nay ít gây tử vong hơn

Vi khuẩn Yersinia pestis là tác nhân gây ra đại dịch Cái Chết Đen, cướp đi sinh mạng của khoảng 50 triệu người vào giữa thế kỷ XIV, cũng như một đợt dịch hạch trước đó ở khu vực Địa Trung Hải vào thế kỷ VI. Loại vi khuẩn này hiện vẫn lưu hành với mật độ thấp ở một số khu vực thuộc Mỹ, châu Phi và châu Á, thường lây sang người qua vết cắn của bọ chét nhiễm bệnh từ chuột hoặc các loài gặm nhấm khác.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy một số chủng Y. pestis có lượng gen pla liên quan đến mức độ nghiêm trọng của bệnh thấp hơn, nhưng lý do vẫn chưa rõ ràng - theo nhà cổ di truyền học Ravneet Sidhu từ Đại học McMaster (TP Hamilton, Canada), đồng tác giả của nghiên cứu mới.

Để hiểu rõ tác động của biến đổi di truyền này, nhóm nghiên cứu đã lây nhiễm bệnh cho chuột bằng các chủng Y. pestis hiện đại với mức gen pla bình thường, giảm, và không biểu hiện gen này. Khi vi khuẩn được tiêm dưới da để mô phỏng bệnh dịch hạch thể hạch, chuột nhiễm chủng giảm gen pla sống lâu hơn gần hai ngày so với chuột nhiễm chủng bình thường. Tỷ lệ chết cũng giảm từ 100% xuống còn 85%. Tuy nhiên, khi chuột được lây nhiễm bệnh qua tĩnh mạch hoặc mũi để mô phỏng bệnh dịch hạch thể nhiễm trùng huyết hoặc thể phổi, chủng vi khuẩn có lượng gen pla giảm vẫn gây chết chuột như thường.

Nhóm nghiên cứu còn so sánh bộ gen của các chủng Y. pestis cổ và hiện đại để tìm hiểu mức độ phổ biến của hiện tượng giảm gen pla. Khoảng 30–50% các chủng cổ được thu thập trong các nghiên cứu đã công bố trước đây có dấu hiệu giảm gen pla, cũng như ba chủng hiện đại được phân lập vào năm 1994 từ một người và hai con chuột.

Và họ phát hiện nguyên nhân giảm gen pla là do mất đoạn DNA dài 2.100 cặp base chứa gen này, đồng thời gen pla lại được tích hợp vào các vị trí khác thông qua một phân tử DNA gọi là plasmid (vòng DNA ngoài nhiễm sắc thể).

Nghiên cứu giả thuyết rằng sự suy giảm gen pla xảy ra do các đợt dịch tái phát làm giảm mật độ quần thể các loài gặm nhấm, do đó, để sống sót, virus tiến hoá theo hướng kéo dài thời gian nhiễm bệnh của chuột để chúng di chuyển đến các quần thể chuột nằm rải rác cách xa nhau, tăng khả năng phát tán bệnh.

Các chuyên gia cho rằng, biến đổi về lượng gen đã xảy ra nhiều lần trong lịch sử và nhóm tác giả của nghiên cứu đã đưa ra một lập luận hợp lý rằng điều này làm giảm độc lực nhưng có thể tăng khả năng truyền bệnh.

Tuy vậy, Sidhu hết sức thận trọng khi khái quát các phát hiện về Y. pestis sang các mầm bệnh gây đại dịch khác như SARS-CoV-2, vì có thể thay đổi di truyền này chỉ có lợi vào giai đoạn thoái trào của dịch bệnh, khi chủng vi khuẩn gây tử vong không còn cơ hội sống sót.