Microbiome người – cơ quan mới của con người
Cơ thể người gồm nhiều cơ quan dễ nhận thấy như tai, mắt, mũi thực hiện các chức năng nghe, nhìn, ngửi v.v… Mũi cũng còn là bộ phận của cơ quan hô hấp.
Có cơ quan không có hình thù, vị trí dễ thấy như cơ quan miễn dịch gồm các tế bào nằm rải rác khắp cơ thể nhưng chúng được tổ chức. Vi sinh vật sống trong và trên một con người được biết đến từ lâu nhưng mãi gần đây mới biết rằng chúng cũng được tổ chức và toàn bộ chúng được coi là một cơ quan của con người với cái tên microbiome người. Trọng lượng của các vi sinh vật này khoảng một kg.
Hai tạp chí khoa học nổi tiếng thế giới, Nature và Science mới đây có các số đặc biệt về microbiome người, tạp chí kinh tế Anh nổi tiếng, The Economist, số ngày 18.8.2012, cũng có các bài giới thiệu về microbiome và ảnh hưởng của nó đến ngành y tế và chăm sóc sức khỏe con người.
Microbiome người cũng được hiểu là toàn bộ hệ gen (genome) của các vi sinh vật sống trong và trên cơ thể con người, như các vi khuẩn, thực khuẩn thể, nấm, động vật nguyên sinh và virus.
Theo các bài báo kể trên số tế bào người là khoảng 10 ngàn tỉ và chứa khoảng 23.000 gen khác nhau. Trong khi microbiome gồm hơn 100 ngàn tỉ vi sinh vật với hơn 3 triệu gen-không người khác nhau.
Quan trọng nhất, các vi sinh vật này không phải là những kẻ xâm lấn mà là có ích và thiếu chúng thì chúng ta không thể tồn tại. Nói cách khác, chúng là một phần không thể tách rời của “con người”, hay con người sinh học là một hệ sinh thái, một “siêu sinh vật” mà con người sinh học hiểu theo nghĩa cũ chỉ là một phần.
Vô số vi sinh vật sống trong và trên con người là chuyện không lạ, nhưng coi chúng là một cơ quan của con người “siêu sinh vật” là một quan niệm lạ và có nhiều hệ lụy. Hơn 200 bài báo khoa học từ dự án HMP (Human Microbiome Project), được khởi động từ năm 2007 ở Mỹ, cho thấy nhiều điều thú vị.
Microbiome, nhất là các vi sinh vật trong ruột, cung cấp khoảng 10-15% năng lượng cho con người bằng cách chuyển hóa các carbohydrate thực vật thành các loại đường con người dễ hấp thụ. Không có chúng bản thân (các enzyme của) con người không tiêu hóa nổi các carbohydrate thực vật đó. Đặc biệt hơn, sữa mẹ chứa các carbohydrate được gọi là glycan mà các enzyme người không thể tiêu hóa, nhưng các enzyme vi khuẩn trong ruột thì có thể.
Như thế, nếu không có microbiome thì trẻ sơ sinh không thể phát triển được và con người không thể tồn tại. Ngoài chuyển hóa carbohydrate, microbiome còn tạo ra các vitamin, nhất là B2, B12, tiêu diệt các tác nhân có hại gây bệnh… giúp duy trì sức khỏe.
Nhưng khi microbiome hoạt động trục trặc thì có thể gây ra bệnh tật. Và sự hiểu biết này có thể giúp tìm ra đúng nguyên nhân của một số bệnh và gợi ý cách chữa trị hiệu quả hơn. Những nghiên cứu cho đến nay, được trình bày trong các bài báo trên, cho thấy nhiều bệnh liên quan đến microbiome: bệnh béo phì và suy dinh dưỡng; bệnh đái tháo đường; bệnh tim và xơ vữa động mạch; bệnh hen và eczema; nhiều bệnh đường ruột kể cả ung thư ruột; một số bệnh liên quan đến thần kinh như bệnh đa xơ cứng và tự kỷ…
Biết được thế nào là một microbiome khỏe mạnh là quan trọng (dự án HMP đã tạo ra cơ sở ban đầu cho việc này với việc phân tích lượng dữ liệu khổng lồ về gen của microbiome của 242 người lớn khỏe mạnh (129 nam và 113 nữ)).
Về bệnh béo phì (và đối ngược là suy dinh dưỡng) những nghiên cứu của Jeffrey Gordon đã chứng tỏ người được ăn uống đầy đủ vẫn có thể bị suy dinh dưỡng do cơ cấu vi sinh trong ruột không cân đối. Như thế có thể có khả năng điều trị nhiều trường hợp suy dinh dưỡng bằng bố trí lại các vi sinh vật trong ruột của người bị suy dinh dưỡng.
Tương tự, các bệnh tim mạch và đái tháo đường (cả type 1 và type 2) cũng có liên quan đến microbiome và rất có thể những nghiên cứu tiếp theo sẽ tìm ra cách bố trí lại các vi sinh ruột để chữa trị các bệnh này một cách hiệu quả, nhưng có thể bị một số người coi là “kinh tởm” như thí dụ sau cho thấy.
Một bệnh đường ruột nguy hiểm là bệnh do trực khuẩn Clostridium difficile có sẵn trong ruột gây ra, nhất là sau khi dùng kháng sinh vì kháng sinh giết các vi khuẩn nhưng không giết trực khuẩn nên gây mất cân bằng vi sinh trong ruột. Riêng tại Mỹ mỗi năm bệnh này gây ra 14.000 ca tử vong. Ý tưởng của bác sĩ Mark Mellow là phải bố trí lại các vi khuẩn ruột bằng cách cấy ghép phân của người khỏe mạnh vào ruột bệnh nhân, theo kiểu thụt qua hậu môn.
Các vi sinh vật được cấy này nhanh chóng sinh sôi nảy nở, chiếm lĩnh ruột già và tạo lại cân bằng vi sinh. Nghe khá tởm, nhưng hiệu quả. Mellow và nhóm của ông đã thực hiện việc thụt “cấy ghép phân” này cho 77 bệnh nhân với thành công ban đầu 91%! Trong số những người không thành công họ tiến hành điều trị thêm đợt và 6 trong 7 người đã lành bệnh, nâng tỉ lệ thành công lên 98,7%!
Microbiome cũng có thể truyền lại cho các thế hệ sau từ người mẹ trong quá trình sinh đẻ, từ môi trường gia đình thường trong thời kỳ đầu của trẻ sơ sinh. Có lẽ điều đó giải thích vì sao một số bệnh liên quan đến microbiome có tính di truyền trong gia đình. Các bệnh di truyền như thế thường là các bệnh rất khó điều trị, nhưng với cách tiếp cận mới có thể mở ra những cách điều trị mới hữu hiệu.
Tất cả mới chỉ là bắt đầu, nhưng cách nhìn mới về một con người như một hệ sinh thái, như một “siêu sinh vật” trong đó microbiome là một cơ quan quan trọng, có thể là một cuộc cách mạng. Nó giúp chúng ta biết cách chăm sóc các vi sinh vật đó để chúng có thể chăm sóc sức khỏe của chúng ta.
NGUYỄN QUANG A
