Hệ gen học (genomics) là chìa khóa để giải mã sự lưu hành của virus ASF

Nghiên cứu bộ gen của virus dịch tả heo châu Phi (ASF) giống như cố gắng đọc một bản thảo dài hàng nghìn trang, được viết bằng một ngôn ngữ xa lạ. Tác nhân gây bệnh này là nguyên nhân của một bệnh virus gây thiệt hại nghiêm trọng trên heo nuôi và heo rừng, hiện được xem là một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với ngành chăn nuôi heo toàn cầu. Tuy nhiên, dù đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ, bộ gen của virus ASF vẫn chưa được giải mã hoàn toàn.

Virus “ngoài mọi thang đo”

Trở ngại đầu tiên trong nghiên cứu virus ASF chính là kích thước và mức độ phức tạp của bộ gen. Với độ dài dao động từ 170 đến 193 kilobase, virus ASF sở hữu bộ gen lớn nhất từng được biết đến trong số các virus DNA gây bệnh trên động vật. Bộ gen này chứa hơn 150 gen, trong đó nhiều gen vẫn chưa xác định rõ chức năng hoặc rất khó diễn giải.

Để so sánh, virus cúm – dù đã được nghiên cứu chuyên sâu hơn rất nhiều – chỉ có 8 đoạn gen và hơn mười protein.

Sự phức tạp về di truyền khổng lồ này không chỉ là điều gây tò mò về mặt sinh học, mà còn tạo ra thách thức công nghệ thực sự. Các vùng lặp lại, gen bị nhân đôi và những biến đổi cấu trúc trong bộ gen khiến việc giải trình tự đầy đủ và chính xác trở nên vô cùng khó khăn.

Ít trình tự, nhiều ẩn số

Một yếu tố khác làm phức tạp thêm việc nghiên cứu là sự khan hiếm các bộ gen hoàn chỉnh được chia sẻ trên các cơ sở dữ liệu quốc tế. Mặc dù virus ASF đã lan rộng trên phạm vi toàn cầu, số lượng trình tự gen hoàn chỉnh hiện có vẫn rất hạn chế. Điều này cản trở khả năng so sánh giữa các chủng virus, hiểu được quá trình tiến hóa, cũng như xác định các đột biến quan trọng liên quan đến độc lực hoặc khả năng lây truyền.

Nguyên nhân của tình trạng này chủ yếu đến từ các yếu tố kỹ thuật và hậu cần, bên cạnh đó là sự thiếu phối hợp và chia sẻ dữ liệu giữa các quốc gia. Việc thao tác với virus ASF đòi hỏi phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp cao (BSL-3), và chỉ có rất ít trung tâm trên thế giới đủ năng lực thực hiện phân tích bộ gen hoàn chỉnh. Ngoài ra, giải trình tự một bộ gen lớn như vậy đòi hỏi thời gian và chi phí cao hơn đáng kể so với nhiều virus khác.

Trường hợp của Ý: một “phòng thí nghiệm tự nhiên”

Gần đây, một đóng góp quan trọng cho hiểu biết của chúng ta về virus ASF đến từ Ý. Nghiên cứu “Molecular characterization of the first African swine fever virus genotype II strains identified from mainland Italy” (Giammarioli và cs., 2023) đã lần đầu tiên mô tả đặc điểm phân tử của các chủng virus ASF genotype II được phát hiện tại khu vực lục địa, đồng thời cho thấy mối liên quan di truyền chặt chẽ giữa các chủng này với những chủng đang lưu hành rộng rãi ở Đông Âu.

Tiếp đó, một nghiên cứu khác công bố năm 2025, “Genome-wide approach identifies natural large-fragment deletion in ASFV strains circulating in Italy during 2023” (Torresi và cs., 2025) đã phát hiện những đột biến mất đoạn lớn trong bộ gen của một số chủng virus đang lưu hành. Những đột biến này, vốn liên quan đến sự mất đi toàn bộ các vùng gen, có thể ảnh hưởng đến độc lực hoặc khả năng né tránh đáp ứng miễn dịch của virus. Tuy nhiên, ý nghĩa sinh học của chúng vẫn chưa được làm rõ.

Kiểu gen, các serotype và sự lan rộng toàn cầu

Virus ASF hiện được phân loại thành ít nhất 24 kiểu gen (genotype), dựa trên trình tự của gen B646L (mã hóa protein p72), và gần tương đương về số lượng các serotype. Trong đó, 8 serotype phổ biến nhất được xác định dựa trên sự biến đổi của protein CD2v (gen EP402R). Tuy nhiên, mối liên hệ giữa kiểu gen, serotype và độc lực vẫn chưa được hiểu rõ: ngay cả các virus thuộc cùng một kiểu gen vẫn có thể thể hiện đặc điểm dịch tễ khác nhau, cả về khả năng lây lan lẫn mức độ gây bệnh.

Một nghiên cứu phát sinh chủng loài (phylogenetic) gần đây với tiêu đề “A phylogenetic contribution to understanding the panzootic spread of African swine fever: from the global to the local scale” (Rossi và cs., 2025) đã đóng góp quan trọng trong việc làm rõ cơ chế lây truyền của virus ở cả quy mô toàn cầu và địa phương, đồng thời cho thấy những biến đổi tiến hóa nhỏ và các đột biến điểm có thể ảnh hưởng đến sự phân bố địa lý của các ổ dịch.

Cách tiếp cận phát sinh chủng loài này giữ vai trò then chốt trong việc truy vết “lịch sử phân bố địa lý di truyền học” (phylogeographic history) của virus và giải thích các tuyến đường lây lan của nó.

Công nghệ mới, mảnh ghép của một bức tranh còn dang dở

Ngày nay, các nền tảng giải trình tự thế hệ mới cùng với những công cụ tin sinh học tiên tiến đang mở ra những triển vọng chưa từng có. Các kỹ thuật giải trình tự đọc dài (long-read sequencing) cho phép đọc những đoạn DNA rất dài, qua đó giảm sai sót ở các vùng lặp lại. Đồng thời, việc kết hợp dữ liệu proteomics và dữ liệu cấu trúc có thể giúp làm sáng tỏ chức năng của nhiều gen mà đến nay vẫn còn được xem là những “gen chưa rõ vai trò sinh học”.

Tuy nhiên, chừng nào dữ liệu bộ gen hoàn chỉnh vẫn còn khan hiếm và sự hợp tác khoa học quốc tế còn hạn chế, thì virus dịch tả heo châu Phi, về mặt di truyền, vẫn sẽ là một “gã khổng lồ” bao phủ bởi nhiều bí ẩn.