Tìm hiểu tính kháng thuốc antiretrovirus (ARV) của virút HIV trên các bệnh nhân nhiễm HIV

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*******


HUỲNH HỒNG KHÁNH THƯ





TÌM HIỂU TÍNH KHÁNG THUỐC
ANTIRETROVIRUS (ARV) CỦA VIRÚT HIV
TRÊN CÁC BỆNH NHÂN NHIỄM HIV

Chuyên ngành: Di truyền học – Khoa Sinh học
Mã số:
604270




LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUN NGÀNH DI TRUYỀN



Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trương Thò Xuân Liên

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2010



i

MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ vi
DANH MỤC HÌNH vii
TÓM TẮT 1
ĐẶT VẤN ĐỀ 4
CHƯƠNG 1
. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đặc điểm sinh học của HIV 7
1.2. Cấu tạo hình thể của HIV-1 7
1.3. Tổ chức bộ gen của virút HIV 8
1.4. Chu trình nhân lên của virút HIV và những vò trí tác động của các phân
tử thuốc kháng retrovirút 9
1.5. Các thuốc kháng retrovirút 12
1.6. Hiện tượng kháng thuốc ARV 13
1.7. Hiện tượng kháng chéo giữa các thuốc ARV 13
1.8. Phân loại đột biến kháng thuốc ARV 14
1.9. Cách tính điểm đột biến và mức độ kháng thuốc 14

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

ii
1.10. Tác động của thuốc và cơ chế kháng thuốc 15
1.11. Điều trò kháng retrovirút 24
1.12. Hiện tượng thất bại điều trò 25
1.13. Các phương pháp nghiên cứu tính kháng thuốc ARV ở HIV-1 32
1.14. Bối cảnh thực hiện của đề tài 35
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP
2.1. Mục tiêu nghiên cứu 38
2.2. Phương pháp tiến hành 41
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Tìm hiểu mức độ lan truyền các chủng HIVKT trong cộng đồng 46
3.1.1 Một số đặc điểm của nhóm nghiên cứu 46
3.1.2. Tình trạng kháng thuốc trên nhóm bệnh nhân mới nhiễm chưa
điều trò 48
3.1.3. Đònh týp di truyền 51
3.2. Kháng thuốc trên nhóm bệnh nhân thất bại điều trò 54
3.2.1. Một số đặc điểm của nhóm nghiên cứu 55
3.2.2. Đặc điểm bệnh nhân khi bắt đầu điều trò tại phòng khám ngoại trú
(OPC) 56
3.2.3. Tình hình điều trò của bệnh nhân trước khi đến OPC 57
3.2.4. Đặc điểm sử dụng ARV tại các OPC 58
3.2.5. Tuân thủ điều trò 59

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

iii
3.2.6. Chỉ đònh thất bại điều trò 59
3.2.7. Tình trạng bệnh nhân tại thời điểm thực hiện xét nghiệm kháng
thuốc ARV 60
3.2.8. Đặc điểm kháng thuốc cảu bệnh nhân có nồng độ virút tự do trong

máu ≥ 3 log
bản sao/mL
60
3.2.9. Các yếu tố liên quan đến tình trạng kháng thuốc chung 71
3.2.10. Xác đònh týp di truyền 73
CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN
4.1. Đánh giá lan truyền các chủng HIVKT trong cộng đồng 74
4.2. Theo dõi HIVKT trong nhóm bệnh nhân thất bại điều trò 79
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Kết luận 87
Đề nghò 88
CÁC BÀI BÁO ĐÃ ĐƯC ĐĂNG 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 91
PHỤ LỤC viii
Phụ lục 1: Giấy cam kết đồng ý tham gia chương trình nghiên cứu viii
Phụ lục 2: Bảng câu hỏi điều tra nhóm bệnh nhân mới nhiễm chưa điều
trò ix
Phụ lục 3: Bảng câu hỏi điều tra nhóm bệnh nhân thất bại điều trò xii


Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

3TC Lamivudine
ABC Abacavir
AIDS
Acquired Immunodeficiency Syndrome
(Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải)

ARV
Antiretrovirus
(Thuốc kháng retrovirút)
ATV Atazanavir
AZT Zidovudine
D4T Stavudine
ddI Didanosine
DLV Delavirdine
DNA Deoxyribonucleic acid
DRV Darunavir
EFV Efavirenz
ETV Etravirenz
FPV Fosamprenavir
FTC Emtricitabine
gp Glycoprotein
HAART
High Active Antiretrovirus Therapy
(Điều trị kháng retro vi rút hiệu lực cao)
HIV
Human Immunodeficiency Virus
(Vi rút gây suy giảm miễn dòch ở người)
HIVKT
HIV kháng thuốc
IC
Inhibitor Concentration
(Nồng độ ức chế)
IDV Indinavir
KTC 95% Khoảng tin cậy 95%

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

v
LPV Lopinavir
LTRs Long Terminal Repeat Sequences
NFV Nelfinavir
NNRTI
Non-Nucleoside Reverse Transcriptase Inhibitor
(Non- Nucleoside ức chế men phiên mã ngược)
NRTI
Nucleoside Reverse Transcriptase Inhibitor
(Nucleoside ức chế men phiên mã ngược)
NVP Nevirapine
OD
Optical Density
(Mật độ quang)
OPC
Out Patient Clinic
(Phòng khám ngoại trú)
PCR
Polymerase Chain Reaction
(Phản ứng tổng hợp chuỗi)
PI
Protease Inhibitor
(Ức chế men cắt protein)
RNA Ribonucleic acid
RT
Reverse Transcriptase
(Men phiên mã ngược)
RT-PCR
Reverse Transcriptase- Polymerase Chain Reaction

(Phản ứng phiên mã ngược tổng hợp chuỗi)
SQV Saquinavir
TDF Tenofovir
Tp. HCM Thành phố Hồ Chí Minh


Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

vi
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Các loại thuốc kháng retrovirút 12
Bảng 1.2: Các đột biến kháng thuốc nhóm NRTI 16
Bảng 1.3: Các đột biến kháng thuốc nhóm NNRTI 19
Bảng 1.4: Các đột biến kháng thuốc nhóm PI 21
Bảng 1.5: Các phác đồ bậc 1 được sử dụng trên thế giới 24
Bảng 1.6: Các phác đồ được sử dụng tại Việt Nam 25
Bảng 1.7: Các tiêu chí đánh giá thất bại điều trò 26
Bảng 3.1: Đặc điểm dân số xã hội của nhóm nghiên cứu 46
Bảng 3.2: Đặc điểm tải lượng virút của nhóm đối tượng nghiên cứu 48
Bảng 3.3: Đặc điểm của nhóm bệnh nhân thất bại điều trò ARV 54
Bảng 3.4: Kiến thức của bệnh nhân về HIV/AIDS và điều trò ARV 55
Bảng 3.5: Đặc điểm bệnh nhân khi bắt đầu điều trò 56
Bảng 3.6: Mức độ xuất hiện các đột biến TAM 64
Bảng 3.7: Phân tích đơn biến một số yếu tố liên quan đến tình trạng kháng
thuốc 71
Bảng 3.8: Phân tích đa biến một số yếu tố liên quan đến sự xuất hiện HIV
kháng thuốc 73

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3. 1: Phác đồ điều trò trước khi đến OPC 57
Biểu đồ 3. 2: Phác đồ được sử dụng khi bắt đầu điều trò ARV tại OPC 58
Biểu đồ 3. 3: Các chỉ tiêu đánh giá thất bại điều trò 59

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

vii
Biểu đồ 3. 4: Nồng độ virút tự do trong máu 60
Biểu đồ 3. 5: Tình trạng kháng thuốc ARV 61
Biểu đồ 3. 6: Các đột biến kháng thuốc nhóm NRTI 62
Biểu đồ 3. 7: Tình trạng kháng thuốc nhóm NRTI 65
Biểu đồ 3. 8: Đột biến kháng thuốc nhóm NNRTI 66
Biểu đồ 3. 9: Tình trạng kháng thuốc nhóm NNRTI 68
Biểu đồ 3. 10: Đột biến kháng thuốc nhóm PI 69

DANH MỤC HÌNH

Hình 1. 1: Cấu trúc hình thể của HIV-1 8
Hình 1. 2: Cấu trúc bộ gen của virút HIV 9
Hình 1. 3: Chu trình nhân lên của HIV 10
Hình 1. 4: Các vò trí tác động của thuốc ARV 13
Hình 1. 5: Cơ chế kháng thuốc nhóm NRTI 16
Hình 1. 6: Cơ chế kháng thuốc nhóm NNRTI 18
Hình 1. 7: Cơ chế tác động của thuốc PI và cơ chế kháng thuốc 19
Hình 1. 8: Cơ chế tác động của thuốc T-20 21
Hình 3. 1: Đột biến G190A ở bệnh nhân mang mã số R26 49
Hình 3. 2: Đột biến M46I ở bệnh nhân mang mã số R40 49
Hình 3. 3: Đột biến A71V ở bệnh nhân mang mã số R867 50
Hình 3. 4: Cây phân loại di truyền dựa trên gen protease 52

Hình 3. 5: Cây phân loại di truyền dựa trên gen reverse trancriptase 53
Hình 3. 6: Đột biến tại vò trí 184 biến đổi methionin thành valin (M184V) 63
Hình 3.7: Đột biến chèn thêm 2 codon xung quanh vò trí 69 (T69i) 64

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

1
Tóm tắt
Đặt vấn đề
Điều trò ARV góp phần kéo dài cuộc sống, nâng cao chất lượng sống của
những bệnh nhân nhiễm HIV/AIDS và giảm sự lây nhiễm trong cộng đồng. Tuy
nhiên cho đến nay đã ghi nhận nhiều trường hợp thất bại điều trò với sự xuất
hiện các chủng HIV mang đột biến kháng thuốc không những hạn chế hiệu quả
điều trò mà còn có nguy cơ làm lan truyền chủng HIVKT trong cộng đồng.
Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu mức độ lan truyền chủng HIVKT trong cộng
đồng (mục tiêu 1) và xác đònh các đột biến kháng thuốc trong nhóm bệnh thất
bại điều trò ARV (mục tiêu 2).
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tiến hành trên nhóm người mới nhiễm chưa từng tiếp cận ARV
để tìm hiểu mức độ lan truyền của các chủng HIVKT trong cộng đồng và nhóm
bệnh nhân đang điều trò được đánh giá thất bại dựa theo tiêu chuẩn lâm sàng
hoặc miễn dòch.
Tại thời điểm thực hiện xét nghiệm kháng thuốc, nồng độ HIV-RNA tự do
trong máu được xác đònh bằng kỹ thuật real-time PCR (Biocentric). Các mẫu có
nồng độ virút ≥1000 bản sao/mL (3log
bản sao/mL
) sẽ được giải trình tự các gen
reverse transcriptase và protease liên quan đến đích tác động của thuốc ARV.
Các đột biến kháng thuốc sẽ được phân tích bằng chương trình CEQ
TM

8000 –
Beckman Coulter và so sánh với các dữ liệu ngân hàng quốc tế Stanford. Thu
thập và phân tích dữ liệu bằng Epi-data 3.0 và Stata 10.0.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

2
Kết quả
1. Mức độ lan truyền HIVKT trong cộng đồng:
77 bệnh nhân đáp ứng tiêu chuNn mới nhiễm và chưa từng tiếp xúc với ARV
đã được thu dung vào nghiên cứu. Các bệnh nhân này có tuổi trung bình 22,7, số
lượng TCD4 trung bình là 720 tế bào/mm
3
và nồng độ HIV-RNA trong máu là
4,8log
bản sao/mL
. Trong đó, 3 trường hợp mang đột biến kháng ARV là G190A trên
gen reverse transcriptase và M46I, A71V trên gen protease, trong đó A71V
không thuộc các đột biến có khả năng lây truyền trong cộng đồng
[17]
. Tần suất
lan truyền chủng HIV kháng thuốc trong cộng đồng là 2,7% (KTC 95%: 0,3–
9,4%).
2. HIVKT trên bệnh nhân điều trò với ARV:
173 bệnh nhân được điều trò ARV (độ tuổi trung vò 31; 78,6% nam; 59,4%
thuộc nhóm tiêm chích ma túy; 76,5% có số lượng tế bào lympho TCD4 ở thời
điểm bắt đầu điều trò <100 tế bào/mm
3
; 26,6% đã từng sử dụng ARV từ trước,
thời gian điều trò ARV tại phòng khám ngoại trú (OPC) cho đến khi gửi mẫu xét

nghiệm kháng thuốc trung bình là 19 tháng. Đánh giá thất bại điều trò chủ yếu
dựa vào các chỉ tiêu miễn dòch học (75,1%) và/hoặc kết hợp với các tiêu chí lâm
sàng (10,5%). Khi bắt đầu điều trò ARV, 94,2% bệnh nhân được điều trò theo
phác đồ bậc 1, trong đó d4T/3TC/NVP chiếm 63,0%.
107 (61,8%) bệnh nhân có nồng độ HIV-RNA ≥ 3log
bản sao/mL
được làm xét
nghiệm phát hiện HIV kháng thuốc. Kết quả phân tích cho thấy, 87,9% mang ít
nhất 1 đột biến kháng chính với tỷ lệ kháng nhóm NRTI và NNRTI rất cao
(86,0% và 84,1%). Kháng nhóm PI chỉ tìm thấy trên 3,7% quần thể nghiên cứu.
Đối với nhóm NRTI, sự chọn lọc các đột biến chính M184V (85,9%), Q151M
(14,1%), T69i (6,5%) và các đột biến TAMs (57,6%) đã dẫn đến tình trạng

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

3
kháng với phần lớn các thuốc trong nhóm. Trong nhóm NNRTI, kháng chéo đã
xảy ra với hầu hết các thuốc và có tần suất khá cao (Y181I/C/V 51,1%, G190A
37,8%, K103N/S 34,4% v.v ). Đột biến M46L/IM và V82AV gây tính kháng
nhóm PI được tìm thấy trên 3,7% bệnh nhân.
Sau khi phân tích hồi qui tương quan đa biến, một số các yếu tố liên quan
đến tình trạng kháng thuốc, bao gồm: có ít nhất 1 lần không tuân thủ tốt điều trò
(OR hiệu chỉnh 2,6; KTC 95% 1,1 – 6,0, p 0,02), thời gian điều trò trên 2 năm
(OR hiệu chỉnh 2,5; KTC 95% 1,1 – 5,8, p 0,03) và tiền sử dùng phác đồ ít hơn 3
thứ thuốc (OR hiệu chỉnh 4,4, KTC 95% 1,1 – 17,3, p 0,03).
HIV tái tổ hợp CRF01_AE là thứ type di truyền chính trong nghiên cứu này.
Kết luận
Tỷ lệ HIV kháng thuốc trong cộng đồng ở mức thấp 2,7% (<5%) có thể do
việc mới tiếp cận ARV tại Việt Nam. Trong nhóm bệnh nhân thất bại điều trò
ARV, tỷ lệ có đột biến kháng thuốc là khá cao (87,9%) đối với các thuốc trong

nhóm NRTI và/hoặc NNRTI. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng ghi nhận gần 40%
trường hợp bệnh nhân được đánh giá thất bại điều trò dựa trên tiêu chuẩn lâm
sàng/miễn dòch vẫn có nồng độ virút thấp dưới 3 log
bản sao/mL
. Để tránh việc
chuyển đổi phác đồ quá muộn có thể làm gia tăng các chủng virút kháng thuốc,
giảm hiệu quả điều trò và làm lan truyền các HIV kháng thuốc trong cộng đồng
hoặc quá sớm khi chưa cần thiết, đo nồng độ virút cần được thực hiện bởi đây là
thông số trực tiếp và quan trọng trong theo dõi đáp ứng điều trò.





Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

4
ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo số liệu của cơ quan kiểm soát dòch HIV/AIDS Việt Nam, tính đến
cuối năm 2008 ở nước ta đã có gần 140.000 người chung sống với HIV/AIDS,
tập trung chủ yếu ở độ tuổi 20-29 (52,7%) và 30-39 (30,7%). Trong số đó,
29.575 ca chuyển AIDS và hơn 40.000 trường hợp tử vong (theo số liệu của cục
phòng chống HIV/AIDS).
Cho đến nay đại dòch HIV/AIDS vẫn là căn bệnh chưa có thuốc đặc trò chữa
khỏi. Các loại thuốc đang được sử dụng chỉ có tác dụng ức chế khả năng nhân
lên nhưng không loại bỏ hoàn toàn virút ra khỏi cơ thể, trong đó phổ biến tại
Việt Nam là loại thuốc ức chế hoạt tính của men phiên mã ngược (reverse
transcriptase) ngăn cản sự chuyển RNA thành DNA provirút (nhóm thuốc NRTI
và NNRTI), hay men protease ngăn cản sự phân cắt tiền protein thành các
protein cấu trúc và chức năng (nhóm thuốc PI). Điều trò ARV đã làm giảm nồng

độ virút trong máu, cải thiện tình trạng suy giảm miễn dòch do đó làm giảm tỷ lệ
mắc các bệnh nhiễm trùng cơ hội, kéo dài và cải thiện chất lượng cuộc sống cho
người bệnh, đồng thời cũng làm giảm nguy cơ lây nhiễm trong cộng đồng.
Tuy nhiên, sự xuất hiện các chủng virút mang đột biến kháng thuốc là một
trong những nguyên nhân dẫn đến thất bại trong điều trò, không những hạn chế
hiệu quả điều trò mà còn làm lan truyền các chủng HIV kháng thuốc. Virút HIV
có tính đa biến di truyền cao (khoảng 10 triệu virút có một đột biến mới/ngày)
do tốc độ nhân lên rất nhanh (10 tỷ virút mới trong một ngày) và men phiên mã
ngược không có khả năng sửa lỗi trong quá trình sao chép
[50]
. Một số các đột
biến trên các gen RT hoặc Protease có liên quan đến tính kháng ARV. Dưới áp
lực của thuốc ARV, các chủng virút mang đột biến kháng thuốc sẽ chiếm ưu thế
tồn tại, dẫn đến tình trạng kháng thuốc và lan truyền chủng kháng thuốc. Sự

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

5
kháng thuốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại thuốc sử dụng, phác đồ điều trò
ARV, sự tuân thủ của bệnh nhân, liều lượng thuốc, sự ngưng thuốc, Ngoài ra
tính kháng thuốc còn phụ thuộc vào các yếu tố của virút như số lượng đột biến
cần để làm cho chúng trở nên kháng với các loại ARV, các týp di truyền của
virút. Virút HIV-2 và các virút HIV-1 nhóm O có tính kháng thuốc tự nhiên với
một số thuốc ARV. Trong các nghiên cứu in vitro, HIV-2 có thể có thể đề kháng
với một số thuốc ức chế men protease như Amprenavir và Atazanavir. Tính đa
dạng di truyền của virút HIV có thể cũng có ảnh hưởng đến khả năng đề kháng
với các loại ARV.
Phác đồ điều trò ARV cần uống đều đặn, đúng giờ và kéo dài suốt đời, do
đó đòi hỏi sự tuân thủ rất cao của bệnh nhân cùng với các dòch vụ y tế theo dõi
chăm sóc người bệnh, cung cấp thuốc, thực hiện các xét nghiệm sinh học trong

quá trình điều trò, tư vấn hỗ trợ, …
Vì vậy, việc theo dõi, phát hiện các chủng kháng thuốc trên những bệnh
nhân đang điều trò, cũng như việc giám sát đònh kỳ sự lan truyền các chủng HIV
kháng thuốc trong cộng đồng là các vấn đề cần thiết góp phần đònh hướng chiến
lược phòng chống và nâng cao hiệu quả sử dụng thuốc trong điều trò và dự phòng
nhiễm HIV/AIDS.
Trước thực tế đó, đề tài được thực hiện với mục tiêu chung là đánh giá tính
kháng ARV và đặc điểm kháng thuốc của các chủng HIV trên bệnh nhân nhiễm
HIV tại Tp. HCM, bao gồm những mục tiêu chun biệt sau:
• Đánh giá mức độ lan truyền của virút HIV kháng thuốc trên những người
mới nhiễm chưa tiếp cận ARV.
• Xác đònh tỷ lệ xuất hiện các chủng HIV kháng thuốc trên những bệnh
nhân thất bại điều trò.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

6
• Xác đònh các đột biến liên quan đến tính kháng thuốc ARV.
• Xác đònh một số yếu tố liên quan đến sự xuất hiện của HIV kháng thuốc.





Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

Chöông 1


TOÅNG QUAN TAØI LIEÄU

7
1.1. Đặc điểm sinh học của HIV:
HIV, tác nhân gây hội chứng suy giảm miễn dòch mắc phải (AIDS), là
một Retrovirút thuộc họ Lentivirút. HIV có vật liệu di truyền là RNA, trong quá
trình nhân lên phải trải qua giai đoạn trung gian phiên mã phân tử RNA thành
DNA sợi đôi nhờ enzyme phiên mã ngược RT (reverse transcriptase) của virút.
Do đặc tính này cũng như do tốc độ nhân lên nhanh, HIV dễ tạo các đột biến gen
và mang tính đa biến di truyền cao. Có hai loại virút là HIV-1 và HIV-2, trong
đó HIV-1 là tác nhân gây bệnh thường gặp nhất trên toàn thế giới. HIV-2, chủ
yếu lưu hành ở các nước châu Phi, ít gặp và có độc lực thấp hơn, thời gian
chuyển từ nhiễm virút sang giai đoạn bệnh dài hơn nhưng vẫn có biểu hiện lâm
sàng ở giai đoạn AIDS như HIV-1.
1.2. Cấu trúc hình thể của HIV-1
[9], [14]
HIV-1 có cấu trúc hình khối cầu, với đường kính khoảng 100nm. Bên
ngoài là lớp màng đôi lipid có nguồn gốc từ tế bào chủ và các gai có bản chất là
glycoprotein (gp120 và gp41) được mã hóa bởi bộ gen virút. Bên trong có vỏ
capsid và các protein lõi p17, p24, p7 và p6. Các protein này bao quanh bộ gen
của HIV-1 gồm 2 sợi RNA (+) được gắn với nhiều phân tử enzyme cần thiết cho
quá trình nhân bản: men phiên mã ngược (RT), men xâm nhập (integrase – p32)
và protease – p11.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

8

Hình 1.1: Cấu trúc hình thể của HIV-1

[48]
a. Các thành phần của một hạt virút HIV-1
b. Vi ảnh điện tử của tế bào lympho sản sinh HIV-1
c. Hạt virút nảy chồi trên bề mặt tế bào lympho
1.3. Tổ chức bộ gen của virút HIV
Cấu trúc di truyền của HIV-1 bao gồm 3 gen cấu trúc chính :
+ Gen env (envelope) mã hóa cho gp120 và gp41 là các protein bề mặt của
virút, có vai trò quan trọng trong quá trình virút xâm nhập vào tế bào đích.
+ Gen gag (group-specific antigen) mã hóa cho các protein cấu trúc như
protein lõi virút, capsid, matrix, nucleocapside.
+ Gen pol (polymerase) bao gồm nhiều gen (rt, prot, …) mã hóa cho các
enzyme quan trọng của virút như phức hợp enzyme phiên mã ngược (reverse
transcriptase + RNase H), protease và integrase.
Các gen chính mã hóa cho các tiền protein, sau đó được cắt thành những
protein cấu trúc và chức năng nhờ men protease của virút và tế bào.
Ngoài ra, bộ gen của HIV còn có các gen (Tat, Rev, Nef, Vpu, Vif, Vpr) liên
quan đến chức năng điều hòa quá trình nhân lên và độc lực của virút. Bộ gen

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

9
virút được đóng khung ở 2 đầu bởi hai đoạn có trình tự lặp lại LTRs (Long
Terminal Repeat Sequences). Hai vùng này mang các vò trí gắn kết với các
protein của tế bào chủ nhằm hoạt hóa quá trình dòch mã và cũng được kiểm soát
bởi các tín hiệu của virút.


Hình 1.2: Cấu trúc bộ gen của virút HIV
[48]
a. Cấu trúc bộ gen HIV-1 và HIV-2.

b. Các protein được mã hóa từ gen gag, pol và env.
1.4. Chu trình nhân lên của virút HIV và những vò trí tác động của các
phân tử thuốc kháng Retrovirút
Sự nhân lên của HIV-1 được diễn ra trong các tế bào đích chủ yếu là các tế
bào lympho TCD4 và một số tế bào khác có thụ thể CD4.


Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

10

Hình 1.3:
Chu trình nhân lên của HIV-1
[52]
a. Giai đoạn hòa màng tế bào.
b. Giai đoạn sao chép ngược và tổng hợp
RNA virút.
c. Giai đoạn đóng gói và nảy chồi.
Quá trình nhân lên của virút HIV có thể tóm tắt trong các bước sau:
• Virút gắn và xâm nhập vào tế bào đích:
Phân tử gp120 của virút gắn lên thụ thể CD4 (có trên bề mặt tế bào lympho
TCD4 và một số tế bào khác) và các đồng thụ thể (CCR5 hoặc CXCR4) của tế
bào đích, nhờ đó dẫn đến sự thay đổi cấu hình không gian và làm bộc lộ vò trí tác
động của phân tử gp41 tham gia trong quá trình hòa màng giữa virút và tế bào
đích. Nucleocapside của virút sẽ được phóng thích vào trong tế bào chất.
• Quá trình sao chép RNA thành DNA tiền virút
Sau khi có sự cởi bỏ vỏ capside, nhờ có enzyme phiên mã ngược RT, RNA
của virút được sao chép thành DNA bổ sung sợi đơn và sau đó thành sợi đôi.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

11
DNA sợi đôi của virút có thể đi qua màng nhân nhờ enzyme intergrase, xen
vào trong bộ gen của tế bào đích và được gọi là DNA tiền virút. Ở giai đoạn này
virút có thể tồn tại lâu dài trong tế bào đích.
• Quá trình sao chép và tổng hợp virion mới
Khi tế bào đích được hoạt hóa, DNA tiền virút cũng bắt đầu quá trình sao
chép và nhân lên. DNA tiền virút, nhờ các enzyme của tế bào, sao chép thành các
phân tử mRNA và RNA là chất liệu di truyền của virút. Các mRNA di chuyển ra
tế bào chất và tổng hợp protein sớm là những thành phần enzyme cần thiết cho
các giai đoạn nhân lên tiếp theo của virút. Các tiền protein được tổng hợp. Nhờ
những enzyme của virút và tế bào, các tiền protein này sẽ được phân cắt thành
protein cấu trúc và chức năng.
• Quá trình đóng gói và giải phóng virút ra khỏi tế bào:
Các thành phần protein và RNA bộ gen của virút mới được tổng hợp sẽ hợp
nhất và đi đến màng tế bào. Tại đây xảy ra quá trình nảy chồi và giải phóng
những hạt virion mới.
Các phân tử thuốc ARV có thể tác động lên các giai đoạn trong chu kỳ
nhân lên của virút:
- Ức chế quá trình virút gắn lên tế bào đích bằng các phân tử có khả năng phong
tỏa các đồng thụ thể CCR5 hoặc CXCR4.
- Ức chế quá trình hòa màng của virút, tác động lên phân tử gp41: T20
- Ức chế quá trình phiên mã ngược của virút, ngăn cản sự tổng hợp DNA virút.
Tác động lên hoạt tính của enzyme phiên mã ngược RT: thuốc ức chế RT.
- Ức chế quá trình xâm nhập của DNA provirút vào trong nhân tế bào: tác động
lên enzyme intergrase của virút.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

12

- Ức chế quá trình cắt các protein tiền virút thành các protein cấu trúc và chức
năng: thuốc ức chế protease.
1.5. Các thuốc kháng retrovirút
Các loại thuốc kháng retrovirút (ARV) hiện đang lưu hành có thể chia thành 5
nhóm chính dựa vào cơ chế tác động của chúng, cụ thể được liệt kê trong bảng I.1.
Bảng 1.1: Các loại thuốc kháng retrovirút
Nhóm thuốc Thuốc Cơ chế tác động
Thuốc ức chế men
phiên mã ngược NRTI
Lamivudin
Stavudin
Zidovudin
Emtricitabin
Didanosin
Abacavir
Tenofovir
3TC
d4T
AZT
FTC
ddI
ABC
TFV
Cạnh tranh với các nucleotit tự
nhiên gắn xen vào mạch DNA
đang tổng hợp, ức chế men RT
kéo dài chuỗi.
Thuốc ức chế men
phiên mã ngược
NNRTI

Nevirapin
Efavirenz
Delavirdin
NVP
EFV
DLV
Gắn trực tiếp vào men RT và ức
chế hoạt động của men.
Thuốc ức chế men
protease (Protease
inhibitor – PI)
Ritonavir
Saquinavir
Amprenavir
Indinavir
Nelfinavir
Atazanavir
Fosamprenavir
RTV
SQV
APV
IDV
NFV
ATV
APV
Ức chế men protease tham gia
trong quá trình trưởng thành của
virút.
Thuốc ức chế men
integrase giúp sát

nhập virút vào bộ gen
tế bào đích
Raltegravir

Elvitegravir
MK-
0518
GS-
9137
Ức chế sự sát nhập DNA virút
vào DNA bộ gen của tế bào chủ.
Thuốc ức chế hòa
màng
Enfuvirtide T-20 Ngăn cản sự hòa màng của virút
vào tế bào chủ

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

13

Hình 1. 4: Các vò trí tác động của thuốc ARV
[48]
1.6. Hiện tượng kháng thuốc ARV
Sự kháng thuốc ARV của HIV được xác đònh khi có sự hiện diện các đột
biến mang tính kháng thuốc ARV so với chủng HIV hoang dại nhạy cảm với
thuốc. Đây là những đột biến tự nhiên trong các gen mã hóa cho các phân tử
đích mà thuốc tác động (gen reverse transcriptase, gen protease hay
integrase ). Dưới áp lực chọn lọc của thuốc ARV, virút mang các đột biến
kháng thuốc dần dần chiếm ưu thế tồn tại và dẫn tới sự kháng thuốc
1.7. Hiện tượng kháng chéo giữa các thuốc ARV (cross resistance)

Là tính kháng với những phân tử ARV mà virút chưa từng phơi nhiễm. Các
đột biến kháng thuốc xuất hiện khi điều trò với một số phân tử có thể có tính
kháng chéo với một số phân tử khác mà bệnh nhân chưa từng sử dụng. Tính
kháng chéo thường giới hạn giữa các thuốc trong cùng một nhóm. Đối với các
chủng virút mang đột biến kháng thuốc với NRTI hoặc PI, tính kháng chéo của
virút lúc đầu có thể chỉ ở mức độ thấp nhưng chỉ cần có thêm một hay vài đột
biến sẽ tạo nên tính kháng chéo mạnh .


Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

14
1.8. Phân loại đột biến kháng thuốc ARV
[2], [5], [33]
Các dạng đột biến thường do có sự thay đổi một basơ nitơ, sự chèn thêm hay
mất đi basơ nitơ nào đó hoặc có khi là sự tái tổ hợp ở một số vò trí trên gen đích.
Các đột biến kháng thuốc được chia thành nhiều loại:
• Đột biến chính: chỉ cần một vò trí đột biến cũng đủ để gây ra tính kháng như
đột biến M184V/I đối với Lamivudine hay T215 Y/Z đối với zidovudine…
• Đột biến kết hợp: cần ít nhất hai vò trí đột biến mới có khả năng gây kháng
thuốc. Ví dụ: tính kháng thuốc đối với AZT xuất hiện khi xảy ra một loạt các
đột biến M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y và K219Q.
• Đột biến gây tính kháng chéo: một vò trí đột biến có thể gây ra tính kháng
đối với nhiều thuốc khác nhau như Q151M gây kháng thuốc với AZT, ddI,
d4T, ABC, …
1.9. Cách tính điểm đột biến và mức độ kháng thuốc
Trình tự gen của mẫu bệnh phẩm được so sánh với chủng hoang dại trên
ngân hàng dữ liệu quốc tế về đột biến kháng thuốc ARV như Stanford, ANRS,
SQUAT Các điểm đột biến sẽ được đánh giá bằng số điểm cụ thể. Mức độ
kháng với một thuốc được đánh giá dựa trên tổng số điểm của các đột biến liên

quan đến tính kháng đối với thuốc đó. Cách tính điểm dưới đây dựa trên ngân
hàng dữ liệu Stanford – Mỹ:
• Nhạy (<0-9 điểm): virus vẫn còn nhạy với thuốc.
• Có khả năng kháng thấp (10-14 điểm): virus mang những đột biến
chưa có khả năng kháng thuốc nhưng có thể kết hợp với nhiều đột biến
khác gây nên tính kháng.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

15
• Kháng thấp (15-29 điểm): virus giảm mức độ nhạy cảm với thuốc, bệnh
nhân có thể đáp ứng không tốt về mặt virus khi điều trò.
• Kháng trung bình (30-59 điểm): virus thể hiện khả năng kháng với
thuốc làm giảm hiệu quả điều trò.
• Kháng cao (>= 60 điểm): virus mang tính kháng cao với thuốc và bệnh
nhân không đáp ứng điều trò về mặt virus học.
1.10. Tác động của thuốc và cơ chế kháng thuốc
1.10.1. Đối với hai nhóm thuốc ARV can thiệp quá trình phiên mã ngược
của HIV-1
[1], [10], [13], [34]
a. Nhóm thuốc nucleoside (NRTI – Nucleoside reverse transcriptase inhibitor):
• Cơ chế tác động của thuốc
Đây là những nucleotit không mang phân tử đường ribo-triphosphat, hoạt
động dựa vào cơ chế cạnh tranh với các nucleotit tự nhiên để gắn xen vào sợi
DNA đang được tổng hợp bổ sung với RNA mạch khuôn. Khi các phân tử thuốc
gắn vào sợi DNA đang được tổng hợp, quá trình tổng hợp sẽ bò ngưng trệ vì
không thể hình thành được liên kết photphodieste để kéo dài chuỗi xoắn kép
DNA. Các thuốc NRTI là các “tiền chất”, tức chúng được hấp thu dưới dạng
nguyên thủy và chỉ được hoạt hóa sau khi gắn thêm 3 gốc phosphat nhờ quá trình
phosphorin hóa nội bào. Chính dạng triphosphat này mới là dạng có hiệu lực.

Các thuốc thuộc nhóm này mang những phân tử có cấu hình không gian
tương tự các nucleotit tự nhiên như:
+ Lamivudin (3TC) và emtricitabin (FTC): tương tự cytidin.
+ Stavudin (D4T) và zidovudin (AZT) tương tự thymidin.
+Didanosin (ddI) tương tự inosin, khi được chuyển hóa sẽ thành
dideoxyadenosin.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15

16
+ Abacavir (ABC) tương tự guanosin.
• Cơ chế kháng thuốc nhóm NRTI:
Đột biến kháng thuốc nhóm NRTI với sự thay đổi các nucleotit trên vùng
gen RT. Trung tâm hoạt động của men phiên mã ngược này bao gồm các axít
amin ở vò trí 183-186, ngoài ra còn có nhiều vò trí quan trọng khác nằm trong
vùng gắn cơ chất, tiếp xúc với các dNTP trong quá trình tổng hợp DNA như 41,
65, 72, 113, 115, 160, 215 và 219. Có hai cơ chế khác nhau liên quan đến tính
kháng thuốc trên nhóm này.
1 Cơ chế thứ nhất- ngăn cản sự sát nhập của phân tử thuốc: Một số đột biến
hoặc nhóm các đột biến trên vùng gen rt có thể giúp men phiên mã ngược
của virút nhận biết sự khác biệt cấu hình không gian của NRTI và dNTP.
Khi đó, sự tích hợp của NRTI bò cản trở, mạch DNA tiếp tục được tổng
hợp.
2 Cơ chế thứ hai –loại phân tử thuốc khỏi mạch DNA đang tổng hợp: liên
quan đến sự kích thích các phân tử ATP hay pyrophotphat sẵn có trong
lympho bào vốn không tham gia vào quá trình kéo dài chuỗi DNA. Sau
khi được kích thích, các phân tử này tiếp cận vò trí gắn các nucleotit, tác
động lên cầu nối photphodieste, tách rời các phân tử thuốc khỏi chuỗi
DNA đang tổng hợp.

Huỳnh Hoàng Khánh Thư Cao học Di truyền K15