Giải Nobel Y học 2020: một ca tiêu biểu về 'translational science' cho bệnh viêm gan

Giải Nobel Y Sinh Học năm 2020 được trao cho 3 nhà khoa học Harvey J. Alter (Viện Y tế Hoa Kì), Michael Houghton (Đại học Alberta, Canada), và Charles M. Rice (Đại học Rockefeller, New York). Họ được vinh danh về khám phá siêu vi C gây bệnh viêm gan C. Khám phá của họ dẫn đến các phuơng pháp xét nghiệm và thuốc điều trị, giúp cứu sống hàng triệu người trên thế giới. Đây chính là một ví dụ tiêu biểu về 'khoa học triển khai' hay 'translational science'. Nhưng giải thưởng năm nay còn là một lời nhắc nhở về sự đe doạ của căn bệnh thầm lặng và gánh nặng kinh tế của bệnh nhân ở các nước nghèo.

Bệnh viêm gan C không xa lạ gì với người Việt chúng ta. Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là dữ liệu khoa học về gánh nặng của căn bệnh này trong cộng đồng còn rất hạn chế [1]. Kết quả của một nghiên cứu trên 8000 người từ Hà Nội, Đà Nẵng, Khánh Hoà, đến Cần Thơ, cho thấy số người bị nhiễm HCV rất cao. Chẳng hạn như tỉ lệ nhiễm lên đến 56% ở những người dùng thuốc ma tuý qua đường tiêm chích (IDU), 27% ở những người chạy thận, 9% ở những người bán dâm, và thậm chí gần 2% ở những bệnh nhân qua phẫu thuật [2]. Theo một phân tích tổng hợp của Tiến sĩ Dương Minh Cường (Đại học New South Wales, Úc), tính chung số người bị nhiễm HCV là khoảng 4% trong dân số [3].

Theo ước tính của Tổ chức Y tế Thế giới, trên thế giới có khoảng 2% dân số hay 150 triệu người bị nhiễm HCV [4], và mỗi năm có khoảng 400,000 người chết vì viêm gan C. Những dữ liệu dịch tễ học này cho thấy viêm gan C là một mối đe doạ tiềm ẩn trên thế giới, vá đặc biệt là các nước còn nghèo như Việt Nam.

Bệnh viêm gan C ngày nay được xem là một trong những bệnh có thể chữa khỏi. Nhưng câu chuyện đằng sau của thành tựu lớn này có thể xem như một cuốn tiểu thuyết khoa học, với những nhân vật được trao giải thưởng Nobel năm nay, và sự kiện theo thời gian. Câu chuyện bắt đầu từ viêm gan A và B, từ câu hỏi 'thủ phạm là ai', và theo sau là hàng loạt nghiên cứu kéo dài trong nhiều thập niên, dẫn đến thuốc có thể chữa dứt bệnh viêm gan C.

Viêm gan A và B

Viêm gan không phải là bệnh mới, bởi vì nó là một phần của lịch sử nhân loại. Những ca bệnh viêm gan được mô tả trong y văn cổ từ những 5000 năm trước đây, với vàng da là một triệu chứng được xem là 'huyền bí'. Triệu chứng rất dễ nhận biết: đau bụng, mệt mỏi, vàng da, vàng mắt, và trong nhiều trường hợp dẫn đến suy gan và tử vong.

Mãi đến thế kỉ 20 các nhà khoa học mới khám phá rằng thủ phạm là con virus gây nhiễm tế bào trong gan. Trong một bài báo công bố vào năm 1908, Bác sĩ MacDonald mô tả tác nhân gây bệnh viêm gan mà nay chúng ta biết là siêu vi A. Những thí nghiệm (mà ngày nay được xem là vi phạm y đức) ở Đức và Anh để cho lây lan từ người sang người trong thời gian 1930-1945 xác định rằng 'bệnh vàng da' là do virus.

Sau đó, giới khoa học chia các bệnh nhân thành 2 nhóm: viêm gan do virus loại A (Heptatitis A) và viêm gan do virus loại B (Heptatitis B). Viêm gan siêu vi A lây lan từ người sang người qua đường thức ăn và nước, và có thời gian ủ bệnh ngắn. Viêm gan siêu vi B lây lan qua đường máu và có thời gian ủ bệnh tương đối dài. Vấn đề đặt ra là làm sao nhận dạng ra thủ phạm hay con virus nào gây bệnh?

Các virus lợi dụng kí chủ để sản sinh protein, và do đó nghiên cứu protein là một cách để nhận dạng virus. Năm 1965, Tiến sĩ Baruch Blumberg (một nhà di truyền học người Mĩ) phát hiện siêu vi B là nguyên nhân của viêm gan. Năm 1976, Tiến sĩ Blumberg và Daniel Gajdusek được trao giải thưởng Nobel Y sinh học về khám phá này. Con virus này thoạt đầu có tên là "Australian Antigen" vì được phát hiện từ mẫu máu của một người thổ dân người Úc.

Sau khám phá siêu vi B là phát triển phương pháp xét nghiệm. Từ năm 1971 trở đi ở Mĩ các bác sĩ đã có thể xét nghiệm tầm soát siêu vi B và giúp giảm tần số nhiễm xuống 25%. Bốn năm sau, Tiến sĩ Blumberg và Milman phát triển vaccine cho việc phòng chống viêm gan B. Tuy nhiên, qua phân tích sâu hơn, họ phát hiện rằng siêu vi B chỉ 'chịu trách nhiệm' cho chừng 25-50% các ca viêm gan. Họ nghĩ rằng thủ phạm của số ca còn lại phải là siêu vi A.

"Không A và không B"

Thế nhưng vào năm 1970, Harvey Alter và đồng nghiệp thuộc NIH chỉ ra rằng đa số các ca viêm gan không phải do siêu vi A, cũng chẳng phải do siêu vi B! Và, quan trọng hơn, những người bị viêm gan không do siêu vi B này ít khi nào biểu hiện triệu chứng, và do đó khó phát hiện. Họ không biết gọi bệnh này là gì, nên cho nó cái tên dài dòng là 'Viêm gan không-A và không-B' (Non-A, Non-B Hepatitis)!

Trong khi thủ phạm của viêm gan không-A và không-B vẫn chưa được xác định, giới khoa học nghiên cứu cách điều trị. Họ dùng thuốc interferon alpha (một protein sản xuất bởi các tế bào miễn dịch chống lại viêm). Trong một nghiên cứu chỉ trên 10 bệnh nhân được điều trị 16 tuần ở NIH, họ quan sát rằng tất cả đều bình phục tốt. Thế nhưng khi ngưng interferon thì bệnh tái phát sau 4 tháng. Tuy nhiên, ở những bệnh nhân đó, khi được điều trị lại bằng interferon thì gan của họ trở bên tốt hơn và thậm chí bình thường sau 1 năm.

Tuy nhiên, kết quả trên chỉ ra mang tính sơ khởi, và giới khoa học phải tiến hành một nghiên cứu qui mô lớn hơn. Kết quả của nghiên cứu lớn này cho thấy hiệu quả của interferon không quá tốt như quan sát bước đầu. Họ thử nghiệm thêm bằng cách cho bệnh nhân dùng cả interferon và ribavirin (một thuốc chống virus) thì thấy kết quả khả quan hơn là chỉ với interferon. Tuy nhiên, 50% bệnh nhân vẫn không có kết quả tốt, đó là chưa kể những phản ứng khi điều trị như sốt, mệt mỏi, đau cơ, có khi trầm cảm. Điều này cho thấy cần phải nghiên cứu thêm.

Khám phá HCV

Thủ phạm' của viêm gan C được phát hiện vào năm 1989 và bởi một nhóm khoa học tư nhân. Năm 1989, Michael Houghton và đồng nghiệp (Qui Lim Choo, George Kuo) làm việc cho công ti Chiron Corporation) và Daniel Bradley (thuộc CDC) thành công trong việc tạo ra được một bản sao của virus mà sau này họ đặt tên là "hepatitis C virus" [5-6] hay HCV.

Việc phát hiện HCV là một kì công khoa học. Theo bài báo mô tả, Choo, Kuo và Houghton chiết xuất RNA và DNA từ huyết thanh của các con khỉ tinh tinh, sau đó họ làm cDNA từ RNA và cấy vào các bản sao của HCV để quan sát quá trình hình thành protein. Sau đó, họ tầm soát các protein ở bệnh nhân được định danh là "Non-A, Non-B hepatitis". Diệu kì thay, tầm soát hàng triệu protein, họ phát hiện chi 1 protein duy nhứt, và HCV được khám phá từ đó.

Do đó, năm 1989 được xem là một cái mốc thời gian quan trọng trong việc chinh phục bệnh viêm gan C. Khám phá HCV mở một cánh cửa vô cùng quan trọng trong các bước nghiên cứu sau đó. Xét nghiệm kháng thể HCV được sáng chế và giúp cho việc tầm soát dịch tễ trong cộng đồng chính xác hơn. Xét nghiệm này còn giúp xác định đường lây nhiễm HCV chủ yếu ở những người được truyền máu. Ở trên, tôi có đề cập rằng những người dùng tiêm chính ma tuý, bệnh nhân chạy thận và bệnh nhân truyền máu có nguy cơ nhiễm HCV rất cao. Do đó, năm 1990, giới khoa học phát triển một phương pháp xét nghiệm dựa trên huyết tương để tầm soát những ca bị nhiễm HCV và bảo vệ người được truyền máu.

Sau phương pháp xét nghiệm là phát triển thuốc điều trị. Nhưng vấn đề là sự đa dạng di truyền của HCV cùng với sự yếu ớt của hệ miễn dịch chống lại HCV làm cho việc phát triển vaccine trở nên rất khó khăn. Chưa làm được vaccine thì nghĩ đến thuốc. Thuốc điều trị viêm gan B được nghĩ đến như là một 'ứng viên' cho điều trị viêm gan C. Thuốc interferon alpha-2b được thử nghiệm trong điều trị bệnh nhân viêm gan C, nhưng kết quả không mấy khả quan. Ngay cả thêm ribavirin cũng không dẫn đến kết quả như mong đợi, mà còn gây tác hại cho bệnh nhân.

Những thành tựu trong nghiên cứu về virus chỉ ra hướng phát triển thuốc mới. Những thuốc này tác động đến các protein phi cấu trúc (nonstructural proteins) của HCV để ngăn chận sự phân lập của virus trong gan. Năm 2011, thế hệ đầu tiên của thuốc này được phê chuẩn cho điều trị viêm gan C. Khi thuốc mới được dùng với interferon và ribavirin cải tiến tỉ lệ thành công lên đến 70%. Năm 2013, FDA phê chuẩn thêm một loại thuốc mới trong nhóm DAA (direct acting antiviral) thuộc thế hệ thứ hai và tỉ lệ điều trị thành công lên đến 90% sau 12‐24 tuần điều trị. Ngày nay, viêm gan C được xem là một trong những bệnh có thể "cure" (chữa khỏi).

Bài học về nghiên cứu khoa học

Điểm qua hành trình dẫn đến khám phá HCV và những thành tựu theo sau cung cấp cho chúng ta rất nhiều bài học về nghiên cứu khoa học. Có lẽ bài học đầu tiên và quan trọng nhứt là hợp tác trong nghiên cứu. Nghiên cứu được thực hiện bởi nhiều nhóm gần như độc lập với nhau, nhưng mỗi nhóm có một đóng góp đặc thù. Nhóm của Giáo sư Harvey Alter nhận ra một khoảng trống tri thức rằng siêu vi A và B chỉ giải thích được một số ít những ca viêm gan, và câu hỏi là 'thủ phạm' còn lại là gì. Nhóm của Giáo sư Michael Houghton trả lời câu hỏi này: đó chính là HCV. Sau cùng, nhóm của Giáo sư Charles Price xác định rằng chính HCV là nguyên nhân của viêm gan C. Chúng ta thấy một hành trình tuyến tính từ câu hỏi nghiên cứu, khám phá tác nhân, và xác định tác nhân.

Trong hành trình khám phá này có vài người có công đầu nhưng họ không/chưa được ghi nhận. Đó là tiến sĩ Qui Lim Choo (người gốc Singapore) và George Kuo (gốc Đài Loan), cộng tác viên và cấp dưới của Giáo sư Michael Houghton. Theo Giáo sư Houghton cho biết, vào thập niên 1990 ông từng được trao giải thưởng danh giá Robert Koch, nhưng ông từ chối giải thưởng, vì ban tổ chức không chịu trao cho Choo và Kuo. Đến năm 2013, ông lại được chọn trao giải thưởng rất danh giá của Canada (giải Gairdner) nhưng ông cũng từ chối vì ban tổ chức không chịu trao cho Choo và Kuo! Trong khoa học, có nhiều trường hợp mà người có công đầu không được ghi nhận bằng những giải thưởng, mà sếp của họ thì lại được ghi nhận.

Có lẽ bài học lớn nhứt từ câu chuyện của giải Nobel Y sinh học năm nay là quá trình triển khai từ khám phá ban đầu sang ứng dụng trong lâm sàng. Có thể nói không ngoa rằng đa số (có thể hơn 95%) các nghiên cứu gọi là 'cơ bản' không có giá trị ứng dụng. Những lí do có quá nhiều nghiên cứu cơ bản 'vô dụng' bao gồm nghiên cứu đặt câu hỏi sai, nghiên cứu cho ra kết quả sai, hay kết quả không thể lặp lại bởi nghiên cứu khác. Lí do là vì đa số giới khoa học chỉ theo đuổi và quan tâm đến danh vọng hơn là phúc lợi xã hội. Tuy nhiên, hành trình nghiên cứu HCV cho thấy các nhà khoa học đặt câu hỏi thực tế, và kết quả do đó cũng có giá trị thực tiễn. Giáo sư Houghton cho biết rằng ông không quan tâm đến giải thưởng (và ông đã từng từ chối vài giải danh giá), vì đối với ông, đem lại phúc lợi cho bệnh nhân là ưu tiên hàng đầu.

Trong vài năm gần đây, các quĩ tài trợ cho nghiên cứu khoa học không phân biệt giữa cái mà có người gọi là "khoa học cơ bản" và "khoa học ứng dụng"; họ quan tâm đến tầm ảnh hưởng và cái mà họ gọi là "translational science", có thể hiểu là khoa học triển khai. Các quĩ tài trợ khoa học ưu tiên cho các dự án mà kết quả có khả năng triển khai sang ứng dụng lâm sàng như phương pháp xét nghiệm, mô hình tiên lượng bệnh, liệu pháp điều trị và phòng ngừa. Nếu chưa có khả năng ứng dụng trong tương lai gần thì nghiên cứu cần phải chứng minh khả năng gây ảnh hưởng trong chuyên ngành và được các nhà khoa học khác sử dụng. Giải thưởng Nobel Y sinh học năm nay cung cấp một tấm gương về nghiên cứu khoa học vượt qua sự phân biệt [không cần thiết] giữa 'cơ bản' và 'ứng dụng'; đây chính là một ví dụ tiêu biểu về 'translational science' mà đáng lí ra cần khuyến khích nhiều hơn trong tương lai.

Kể từ ngày khám phá HCV đến nay là 30 năm. Trong 30 năm đó, hàng triệu người trên thế giới đã được cứu mạng nhờ vào khám phá HCV và những thành tựu sau khám phá. Giải Nobel Y sinh học được trao cho các nhà khoa học có những khám phá đem lại lợi ích lớn nhứt cho nhân loại. Giải thưởng năm nay rất phù hợp với chủ trương đó.

Thách thức về kinh tế

Ngày nay, viêm gan C được xem là một trong những bệnh có thể "cure" (chữa khỏi). Tuy nhiên, chi phí điều trị thì có khi rất khác biệt giữa các nước. Qua tìm hiểu y văn, giá thuốc Sofosbuvir cho 12 tuần điều trị dao động rất lớn giữa các nước. Đứng đầu là Mĩ với chi phí 84,000 USD. Các nước láng giềng, giá thuốc sofosbuvir cho 12 tuần điều trị ở Thái Lan (320 USD), Kampuchea (120 USD, với sự hỗ trợ của Médecins Sans Frontières).

Riêng ở Việt Nam, theo một nghiên cứu công bố gần đây thì giá thuốc 12 tuần điều trị với sofosbuvir tốn từ 2068 - 2230 USD, tức cao hơn so với các nước láng giềng vừa kể. Ở Úc, do chánh sách bảo hiểm y tế khá tốt, nên bệnh nhân chỉ trả khoảng 28 USD mỗi tháng (thu nhập bình quân của người Úc hiện nay là khoảng 50,000 đô-la một năm).

Thành công trong nghiên cứu khoa học và điều trị viêm gan C vẫn chưa triển khai thành công trên phương diện bình đẳng trong điều trị. Trong khi đó, viêm gan C vẫn là mối đe doạ của hơn 150 triệu người trên thế giới, và chừng 4 triệu người ở Việt Nam. Do đó, giải Nobel năm nay cũng có thể xem là một lời nhắc nhở đến các giới chức y tế không nên xao lãng căn bệnh âm thầm nhưng nguy hiểm này, và cần phải có những biện pháp y tế công cộng để giảm tần số mắc bệnh đến mức thấp nhứt. Quan trọng hơn, Chánh phủ cần phải có chánh sách bảo hiểm để giảm gánh nặng kinh tế cho bệnh nhân.

Tóm tắt lí lịch 3 nhà khoa học được trao giải Nobel Y Sinh học 2020

Harvey J. Alter sanh năm 1935 ở New York trong một gia đình gốc Do Thái. Ông tốt nghiệp bác sĩ từ Đại học Rochester. Năm 1961 ông tham gia Viện Y tế quốc gia Hoa Kì (NIH) như là một trợ lí nghiên cứu. Sau đó ông tiêu ra vài năm nghiên cứu ở Đại học Georgetown trước khi quay về NIH vào năm 1969 và trở thành một nhà khoa học cao cấp (senior investigator). Năm 1989, ông và đồng nghiệp khám phá virus lúc đó đặt tên là "non-A, non-B virus" (sau này đổi tên là HCV) và công trình này công bố trên tập san Science.

Michael Houghton sanh năm 1949 ở Anh. Ông tốt nghiệp tiến sĩ từ King College (Anh) vào năm 1977. Ông có một thời gian làm nghiên cứu cho các công ti sinh học G. D. Searle & Company và Chiron (1982). Ở Chiron, ông làm nghiên cứu với Qui Lim Choo, George Kuo và Daniel Bradley. Năm 2010 ông chuyển về Đại học Alberta, nơi ông được bổ nhiệm làm chức giáo sư thực thụ và điều hành trung tâm nghiên cứu virus học Li Ka Shing. Ông có một thành tích khoa học đáng nể, với chỉ số H lên đến 96. Ông và đồng nghiệp khám phá ra virus mà chúng ta sau này biết là HCV.

Charles M. Rice sanh năm 1952 ở Sacramento. Ông tốt nghiệp tiến sĩ từ Viện Công nghệ California (CalTech) vào năm 1981, và nghiên cứu hậu tiến sĩ từ 1981 - 1985. Ông thành lập nhóm nghiên cứu tại Đại học Washington (St Louis) vào năm 1986 và trở thành giáo sư thực thụ vào năm 1995. Từ năm 2001 ông là giáo sư của Đại học Rockefeller (New York). Ông là tác giả hay đồng tác giả của hơn 400 bài báo khoa học. Ông là người có công xác định HCV là thủ phạm của bệnh viêm gan C.

Ai có công đầu trong khám phá HCV?

Trong thực tế, 3 người khác có công đầu trong việc khám phá HCV là tiến sĩ Qui Lim Choo (gốc Singapore) và George Kuo (gốc Đài Loan), và Daniel Bradley. Có thể xem qua danh sách tác giả trong bài báo trên Science [5-6] để thấy công đầu của Choo và Kuo. Thế nhưng họ lại là người bị thiệt thòi trong các giải thuởng, và điều này làm cho Giáo sư Michael Houghton bất bình.

Vào thập niên 1990s Quĩ Robert Koch báo là sẽ trao giải thưởng Robert Koch cho ông và Tiến sĩ Daniel Bradley. Ông yêu cầu trong danh sách phải thêm tiến sĩ Qui Lim Choo và George Kuo, nhưng Quĩ không chịu. Thế là ông từ chối giải thưởng Robert Koch. Năm 2013 ông được trao giải Gairdner International Award (được xem là giải "Nobel con" với giá trị $100,000) nhưng ông cũng từ chối vì không có tên hai đồng nghiệp của ông. Năm 2000, ông và giáo sư Alter được trao giải Lasker, và ông cũng yêu cầu trao cho tiến sĩ Choo và tiến sĩ Quo, nhưng họ cũng không chịu, thế nhưng lần này thì ông chấp nhận giải Lasker.

Bài đã đăng trên Tuổi Trẻ Cuối Tuần