Virus cỳm A luụn biến đổi trong quỏ trỡnh lưu hành tự nhiờn ở cỏc loài vật chủ, thụng qua đột biến điểm xảy ra ở mỗi phõn đoạn RNA hoặc tỏi tổ hợp cỏc phõn đoạn trong hệ gen giữa cỏc chủng virus khỏc nhau, dẫn đến làm thay đổi cỏc đặc tớnh lõy truyền gõy bệnh của biến chủng virus mới.
* Đột biến điểm:
Đột biến điểm là loại hỡnh biến đổi thường gặp xảy ra trong trỡnh tự nucleotide ở mỗi phõn đoạn RNA hệ gen của virus cỳm A, do enzym polymerase của virus khụng cú khả năng “đọc-sửa” bản sao RNA, trong quỏ trỡnh phiờn mó và sao chộp RNA hệ gen virus ở nhõn tế bào nhiễm.
- Cỏc enzym sao chộp phụ thuộc RNA cú thể gài thờm, hoặc làm mất đi hay thay thế một hoặc nhiều nucleotide mà khụng được sửa chữa trong trỡnh tự RNA phõn đoạn gen mới của virus (Hỡnh 1.7) [6], [46].
- Đột biến điểm xảy ra thường xuyờn, liờn tục ở tất cả cỏc phõn đoạn trong hệ gen virus cỳm A, với tần suất xuất hiện khoảng 1/10.000 nucleotide (tương ứng với độ dài hệ gen virus) trong một chu kỡ sao chộp hệ gen của virus. Hầu như mỗi hạt virus cỳm A mới được hỡnh thành đều chứa đựng một đột biến điểm trong hệ gen của nú và được tớch lũy qua nhiều thế hệ, làm xuất hiện biến chủng virus mới thay đổi đặc tớnh di truyền so với chủng virus ban đầu [2], [46], [47].
Hỡnh 1.7. Sơ đồ minh họa đặc tớnh biến đổi di truyền của cỏc phõn đoạn và hệ gen
virus cỳm A [46]
Ghi chỳ: A. Sơ đồ đột biến điểm; B. Sơ đồ tỏi tổ hợp cỏc phõn đoạn gen của virus cỳm A
- Ngoài ra, đột biến điểm xảy ra trong cỏc phõn đoạn gen PB2, PB1, PA, NP, M và NS, cũn gọi là cỏc gen khung (internal genes), dẫn đến thay đổi đặc tớnh sinh học của cỏc protein được mó húa. Kết quả là hỡnh thành cỏc biến chủng virus gia tăng độc lực, lẩn trỏnh cơ chế đề khỏng tự nhiờn của cơ thể nhiễm, khỏng thuốc hoặc thớch nghi lõy truyền sang loài vật chủ mới [6], [35], [47], [48].
* Tỏi tổ hợp cỏc phõn đoạn trong hệ gen virus cỳm A:
Khả năng tỏi tổ hợp cỏc phõn đoạn trong hệ gen chỉ cú ở virus cỳm A, tạo nờn sự đa dạng sinh học trong quỏ trỡnh lưu hành tự nhiờn của virus ở cỏc loài vật chủ.
- Hệ gen của virus cỳm A chia tỏch thành 8 phõn đoạn RNP riờng biệt cú thể sao chộp độc lập, cho phộp virus hũa trộn (reassort) hoặc trao đổi (swap) một hoặc nhiều phõn đoạn trong quỏ trỡnh nhõn lờn và bao gúi hạt virus mới, khi đồng nhiễm 2 chủng virus cỳm A khỏc nhau trong cựng một tế bào. Sự sắp xếp lại cỏc phõn đoạn trong hệ gen giữa 2 chủng virus cỳm A khỏc nhau, tạo ra những cấu trỳc hệ gen khỏc nhau của chủng virus mới, biểu hiện cỏc tớnh trạng kết hợp từ hệ gen cỏc virus ban đầu (Hỡnh 1.7) [1], [6], [46].
- Tỏi tổ hợp xảy ra với cỏc phõn đoạn khỏng nguyờn (HA và NA) tạo ra hiện tượng trộn khỏng nguyờn (antigenic shift), hỡnh thành cỏc biến chủng virus cỳm A mới thay đổi đặc tớnh khỏng nguyờn và khả năng gõy bệnh ở vật chủ tự nhiờn hoặc xõm nhiễm loài vật chủ mới [1], [6], [46].
- Bờn cạnh đú, tỏi tổ hợp xảy ra với cỏc phõn đoạn gen PB2, PB1, PA, NP, M và NS, giữa cỏc chủng virus cỳm A trong tự nhiờn hỡnh thành nhiều kiểu gen (genotype) virus tỏi tổ hợp khỏc nhau. Kết quả là hỡnh thành cỏc biến chủng virus cỳm A, cú thể thay đổi độc lực gõy bệnh ở cỏc loài vật chủ tự nhiờn, hoặc thớch nghi lõy truyền sang loài vật chủ mới [3], [6], [47].
Như vậy, kết quả tương tỏc tổng hợp của cỏc sản phẩm đột biến gen/hệ gen, thụng qua đột biến điểm và/hoặc tỏi tổ hợp cỏc phõn đoạn hệ gen của virus cỳm A, tạo ra nhiều biến chủng virus mới thay đổi đặc tớnh khỏng nguyờn trốn thoỏt đỏp ứng miễn dịch và gia tăng độc lực gõy bệnh ở vật chủ tự nhiờn. Đặc biệt, một số biến chủng virus mới được hỡnh thành qua quỏ trỡnh biến đổi của virus cỳm A, cú khả năng thớch nghi xõm nhiễm và lõy truyền gõy bệnh trờn nhiều loài vật chủ mới bao gồm cả người [1], [6], [46].
1.2. ĐẠI DỊCH CÚM A VÀ ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỔI CÁC GEN PB2, PB1VÀ PA CỦA VIRUS CÚM A GÂY ĐẠI DỊCH CÚM Ở NGƯỜI