Đột phá: Trung Quốc thử nghiệm liệu pháp gen, chữa bệnh câm điếc bẩm sinh chỉ bằng một mũi tiêm

Theo một nghiên cứu đăng trên tạp chí Lancet, các nhà khoa học Trung Quốc vừa thử nghiệm thành công một liệu pháp gen đột phá trên 5 trẻ mắc bệnh câm điếc bẩm sinh. Những đứa trẻ trong độ tuổi từ 1-6, ngay từ khi sinh ra đã không có phản ứng với âm thanh vì một đột biến gen hiếm gặp.

Các bác sĩ đã tiêm một liều thuốc mang hàng triệu bản vá của gen bị lỗi vào trong ốc tai của bệnh nhi, nhằm sửa chữa những đột biến lỗi đó. Kết quả là những đứa trẻ đã có thể nghe thấy âm thanh, lần đầu tiên phản ứng khi bố mẹ gọi tên mình.

Năm tháng sau, những bệnh nhi này bắt đầu học nói.

Yilai Shu, bác sĩ phẫu thuật đầu cổ tại Bệnh viện Mắt & Tai mũi họng, trực thuộc Đại học Phúc Đán, Trung Quốc, cho biết: "Gia đình của các em bé rất phấn khởi. Đối với một số bậc cha mẹ đây là lần đầu tiên họ được nghe con mình gọi hai tiếng ma ma và ba ba".

Tại sao những đứa trẻ bị câm điếc bẩm sinh?

Câm điếc bẩm sinh là một hội chứng y khoa trong đó một người bị mất khả năng nghe và nói từ khi mới sinh ra. Mặc dù các trường hợp cụ thể có thể có những nguyên nhân và biểu hiện khác nhau, nhưng tình trạng này thường được xác định là sự kết hợp của hai dạng khuyết tật cảm giác chính: khiếm thính và khó nói (hoặc không thể nói).

Có nhiều nguyên nhân gây ra bệnh câm điếc bẩm sinh, chẳng hạn như các vấn đề xảy ra trong quá trình phát triển thai nhi, nhiễm trùng trong tử cung, sự cố sau khi sinh như chấn thương hoặc nhiễm trùng tai nặng. Các yếu tố môi trường và yếu tố mẹ bầu như uống rượu, hút thuốc, hoặc sử dụng một số loại thuốc trong khi mang thai cũng có thể gây ra, hoặc tăng nguy cơ câm điếc bẩm sinh cho thai nhi.

Mặc dù vậy, có hơn một nửa, tương đương 50-60%, số trường hợp mắc câm điếc bẩm sinh là do đột biến gen gây ra. Một trong số đó là gen otoferlin, làm nhiệm vụ sản sinh ra protein otoferlin cần thiết cho hoạt động nghe của con người.

Chúng ta biết để có thể nghe được, âm thanh từ thế giới bên ngoài phải được truyền vào bên trong tai của chúng ta. Bước đầu, sóng âm làm rung rộng màng nhĩ, màng nhĩ truyền rung động đó vào các xương tai trong, rồi xương tai trong làm cho ốc tai rung động.

Ốc tai tiếp nhận các rung động này vào trong môi trường chứa đầy chất dịch lỏng của nó, rồi làm cho các tế bào lông bên trong ốc tai đung đưa theo dịch lỏng. Chính những dao động đung đưa này lông ốc tai sẽ kích thích các kênh ion trên bề mặt của chúng, phóng ra những dòng tín hiệu điện sinh học truyền về dây thần kinh trong tai rồi chạy về não bộ để não bộ cảm nhận được âm thanh.

Thính giác vì vậy là một cơ chế sinh học rất phức tạp bao gồm một chuỗi rất nhiều bước. Vấn đề xảy ra ở bất cứ bước nào cũng có thể dẫn tới bệnh khiếm thính. 

Chẳng hạn như thủng màng nhĩ có thể gây mất thính lực. Viêm tai giữa, làm ăn mòn các xương ở tai trong cũng có thể gây điếc. Chấn thương ốc tai, ví dụ như nghe âm thanh quá lớn cũng có thể làm tòe các sợi lông ở ốc tai, dẫn đến giảm thính lực vĩnh viễn.

Đối với bệnh câm điếc bẩm sinh do đột biến gen otoferlin, vấn đề xảy ra ở ngay bước cuối cùng trong chu trình nghe. 

Đột biến khiến gen này không sinh ra được protein otoferlin, trong khi protein này là cực kỳ cần thiết cho quá trình phát tín hiệu điện sinh học của lông ốc tai. Thiếu nó, lông ốc tai dù có thể cảm nhận được dao động sóng âm, nhưng không làm cách nào phát ra được tín hiệu điện chạy về não bộ.

Có nghĩa là toàn bộ hệ thống thính giác của trẻ khiếm thính bẩm sinh do otoferlin đều lành lặn, hoạt động bình thường. Chỉ có duy nhất một sai hỏng xảy ra ở đường truyền tín hiệu. Nó giống như bạn nói vào một chiếc micro mới mua, nhưng chưa được lắp pin để phát sóng về đầu thu tín hiệu.

Phương pháp điều trị hiện tại rất xâm lấn và phức tạp

Đột biến otoferlin chiếm từ 1 đến 8% trong số các ca câm điếc bẩm sinh di truyền, ảnh hưởng đến khoảng 200.000 trẻ sơ sinh trên toàn thế giới. Biện pháp điều trị tốt nhất hiện nay cho những đứa trẻ này là cấy ghép ốc tai điện tử.

Trong thủ thuật này, các bác sĩ sẽ phải gây mê bệnh nhân rồi tiến hành một cuộc phẫu thuật kéo dài khoảng 2 tiếng đồng hồ. Họ phải khoan nhiều lỗ qua xương sọ của bệnh nhân để đưa vào ốc tai một dải điện cực, đồng thời nối dải điện cực đó ra ngoài, nơi đặt một thiết bị xử lý âm thanh điện tử, cũng được gắn liền vào hộp sọ của bệnh nhi.

Các thiết bị này làm thay hoàn toàn nhiệm vụ của hệ thống thính giác trong tai. Thiết bị xử lý âm thanh có chứa sẵn hoặc được nối với micro để thu nhận âm thanh từ thế giới bên ngoài. Sau đó, nó chuyển âm thanh này thành dòng điện, truyền vào trong điện cực ốc tai.

Các điện cực này sau đó mới kích thích dây thần kinh thính giác, để chúng truyền tín hiệu điện về não, giúp trẻ có thể nghe được.

Mặc dù phương pháp này tỏ ra hiệu quả, nhưng nó có rất nhiều nhược điểm.

Thứ nhất, một ca phẫu thuật cấy ốc tai kéo dài 2 tiếng đồng hồ, can thiệp vào hộp sọ và đòi hỏi gây mê toàn thân tiềm ẩn nhiều rủi ro về mặt y tế như nhiễm trùng, gây đau đớn hoặc mất cảm giác một phần da đầu.

Thứ hai, can thiệp này được coi là quá xâm lấn. Nó không nhắm đến việc chữa trị đột biến gen trong ốc tai mà thay thế toàn bộ hệ thống thính giác nguyên vẹn của trẻ, bằng hệ thống thính giác điện tử. Điều này không những không bảo tồn được hệ thống tai và ốc tai bình thường của bệnh nhi, mà còn gây tổn thương cho các cơ quan còn lành lặn của trẻ.

Cuối cùng, chất lượng nghe từ ốc tai điện tử thường phụ thuộc vào chất lượng của thiết bị. Các thiết bị ốc tai rẻ tiền cho chất lượng nghe kém, sử dụng kết nối có dây vướng víu và kém thẩm mỹ. Trong khi đó, ngay cả các thiết bị hiện đại nhất trị giá gần 2,5 tỷ VNĐ cũng không thể cung cấp chất lượng âm thanh tự nhiên.

Các bệnh nhân cấy ghép cho biết họ nghe được các âm thanh bị méo, như tiếng robot. Và tất nhiên, khi thiết bị hết pin hoặc bị tắt, bệnh nhân sẽ không thể nghe được gì.

Đối với bệnh điếc bẩm sinh, những đứa trẻ sử dụng ốc tai điện tử cần phải cấy ghép chúng ngay từ khi 1-2 tuổi. Điều đó có nghĩa là những đứa trẻ này sẽ lớn lên với những âm thanh phi tự nhiên ngay từ khi sinh ra, và điều này nghiễm nhiên ảnh hưởng đến quá trình học nói của trẻ.

Nhưng nếu không được cấy ốc tai điện tử, trẻ bị điếc bẩm sinh do đột biến otoferlin sẽ nghiễm nhiên bị câm bẩm sinh, bởi trẻ chỉ có thể học nói thông qua quá trình nghe và mô phỏng lại âm thanh nghe được.

Bây giờ, một liệu pháp gen đột phá sẽ giúp chữa bệnh câm điếc bẩm sinh, chỉ bằng một mũi tiêm duy nhất

Nếu vấn đề xuất phát từ gen, hãy điều trị từ gen. Đó là phương châm của các bác sĩ tại Bệnh viện Mắt & Tai mũi họng, trực thuộc Đại học Phúc Đán, Trung Quốc khi tiếp cận với các bệnh nhi câm điếc bẩm sinh.

Thay vì một cuộc phẫu thuật xâm lấn kéo dài 2 tiếng đồng hồ, đòi hỏi phải khoan nhiều lỗ qua sọ não và khiến một bệnh nhi phải đeo các thiệt bị điện tử trong suốt cuộc đời, bây giờ, việc điều trị câm điếc bẩm sinh đã được tối giản xuống chỉ còn một mũi tiêm qua mép màng nhĩ vào bên trong ốc tai của bệnh nhân.

Các bác sĩ đã nạp vào những mũi tiêm này một liệu pháp gen, bơm chúng vào chất lỏng ốc tai và rồi rút mũi tiêm ra. Chiếc lỗ trên màng nhĩ của bệnh nhân sau đó cũng tự động liền lại. Phương pháp gây ra xâm lấn tối thiểu và bảo tồn toàn bộ hệ thống thính giác của bệnh nhi.

Lawrence Lustig, một chuyên gia về bệnh thính giác tại Đại học Columbia, Hoa Kỳ tán dương điều mà các đồng nghiệp tại Trung Quốc vừa đạt được. "Chúng ta chưa từng có một liệu pháp nào có thể phục hồi dù chỉ một phần thính giác cho người bị điếc hoàn toàn ngoài việc cấy ghép ốc tai điện tử".

Vậy liệu pháp gen kỳ diệu này đã làm việc như thế nào?

Hóa ra, các bác sĩ tại Đại học Phúc Đán đã thiết kế ra một bản sửa đổi gen otoferlin rồi nạp nó vào một virus vô hại. Bởi otoferlin có kích thước rất lớn – khoảng 6,000 ký tự DNA – nó đã được cắt đôi rồi nạp vào các virus khác nhau.

Khi virus được pha vào hỗn hợp tá dược trở thành liệu pháp gen, nó được tiêm vào ốc tai của bệnh nhi, thông qua một mũi tiêm gấp khúc duy nhất. Virus sẽ lây nhiễm các tế bào lông ốc tai, truyền hai mảnh gen otoferlin lành lặn vào để chúng tự lắp ghép lại rồi thay thế cho gen otoferlin đã bị hỏng do đột biến.

Kết quả là các tế bào này đã sản sinh được protein otoferlin, kích hoạt con đường dẫn truyền thần kinh từ ốc tai về não bộ và giúp các bệnh nhi nghe được.

Bệnh nhân đầu tiên trong thử nghiệm được điều trị bằng liệu pháp gen vào tháng 12 năm 2022. Các bác sĩ Trung Quốc đã theo dõi các bệnh nhân này trong 23 tuần sau khi điều trị. Họ báo cáo kết quả cho thấy 5/6 bệnh nhi từ 1-6 tuổi đã khỏi bệnh.

Những đứa trẻ bị điếc bẩm sinh đã đi từ chỗ không nghe thấy bất cứ âm thanh nào dưới 95 decibel – to như tiếng xe máy hoặc tiếng máy xay sinh tố – đến mức nhận biết được âm thanh khoảng 45 decibel – tương đương tiếng nói chuyện bình thường của một người cho đến tiếng rì rầm của tủ lạnh.

Chỉ có 1/6 trẻ trong thử nghiệm không đáp ứng với liệu pháp. Nguyên nhân được các bác sĩ cho rằng đứa trẻ này đã có miễn dịch từ trước với virus được sử dụng trong liệu pháp gen, từ đó tiêu diệt virus này trước khi nó truyền được gen vào tế bào.

Nếu vậy, thay virus mang gen otoferlin sẽ có thể khắc phục được vấn đề đó.

Trong thời gian tới, các bác sĩ tại Đại học Phúc Đán có kế hoạch sẽ mở rộng thử nghiệm lâm sàng này. Họ sẽ đánh giá thêm về độ hiệu quả cũng như an toàn của liệu pháp gen, trước khi đưa chúng ra thị trường để thương mại hóa.

Bởi liệu pháp chỉ sử dụng một mũi tiêm duy nhất, giá thành của nó được dự đoán là sẽ ở mức cao. Các liệu pháp gen được phát triển ở các nước phương tây hiện tại đang có giá từ vài tỷ cho đến vài chục tỷ VNĐ, đã có thể chữa được nhiều căn bệnh di truyền như mất thính lực, mất thị lực và cả bệnh ung thư…

Một liệu pháp được phát triển ở Trung Quốc, hứa hẹn, sẽ có giá thành hợp lý hơn và dễ tiếp cận hơn đối với nhiều bệnh nhân.

Tham khảo Wired, Technologyreview, Fudan