NGHIÊN CỨU SỰ LƯU HÀNH CỦA VIRUS CÚM B TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.26 MB, 100 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------------
PHẠM HOÀI LINH LY
NGHIÊN CỨU SỰ LƯU HÀNH CỦA VIRUS CÚM B TẠI MIỀN BẮC
VIỆT NAM
Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 60420107
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. Nguyễn Lê Khánh Hằng
GS. TS. Phạm Văn Ty
HÀ NỘI-2014
1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
HỌC VIÊN
Phạm Hoài Linh Ly
2
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới:
Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học QGHN
Ban Giám đốc, Ban Chủ nhiệm Khoa Virút, Viện Vệ sinh Dịch tễ TƯ
Đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn
Lê Khánh Hằng, Khoa Virút, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương đã tận tình chỉ bảo
và dìu dắt tôi trong suốt quá trình nghiên cứu từ bước đầu tới khi hoàn thiện luận
văn, tạo mọi điều kiện nghiên cứu thuận lợi để tôi có được kết quả như ngày hôm
nay. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến GS. TS. Phạm Văn Ty,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã hướng dẫn tôi những kiến thức
chuyên ngành hữu ích trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cô Bộ môn Vi sinh vật học, Khoa Sinh
học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã cho tôi những kiến thức
chuyên ngành quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khóa học.
Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới PGS. TS. Lê Thị Quỳnh Mai, Phó Viện
trưởng Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương, ThS. Hoàng Vũ Mai Phương, ThS.
Nguyễn Cơ Thạch cùng các anh chị công tác tại Phòng Thí nghiệm Cúm, Khoa
Virút, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, nhiệt tình
hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và đồng
nghiệp - những người đã tiếp thêm cho tôi nguồn động viên quý giá, luôn bên cạnh
chia sẻ và giúp đỡ để tôi đạt được thành quả hôm nay.
Hà Nội, ngày 14 tháng 4 năm 2014
Phạm Hoài Linh Ly
3
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
MỞ ĐẦU………………………………………………………................
1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN…………………………………………….
3
1.1. VIRUS CÚM B…………..…………………………………...……
3
1.1.1. Đặc điểm chung………………………………..…………………
3
1.1.2. Hình thái và cấu trúc virion của virus cúm B.................................
4
1.1.3. Cấu trúc phân tử của virus cúm B và chức năng….……………...
5
1.1.4. Cơ chế nhân lên của virus cúm B……………………..………….
8
1.2. SỰ LƯU HÀNH CỦA VIRUS CÚM B TRÊN THẾ GIỚI……..
10
1.3. SỰ LƯU HÀNH CỦA VIRUS CÚM B TẠI VIỆT NAM……….
12
1.4. SỰ TIẾN HÓA CỦA VIRUS CÚM B…………..…..……………
13
1.5. BIỂU HIỆN LÂM SÀNG VÀ SINH BỆNH HỌC BỆNH CÚM..
14
1.5.1. Biểu hiện lâm sàng của bệnh cúm………………………………..
14
1.5.2. Sinh bệnh học bệnh cúm………………………….………………
14
1.6. ĐIỀU TRỊ VÀ DỰ PHÒNG BỆNH CÚM……………………….
15
1.6.1. Các thuốc kháng virus……………………………...……...……..
15
4
1.6.2. Dự phòng…………….……………………………………...…….
17
1.7. CHẨN ĐOÁN VIRUS HỌC…...………………………..………..
19
1.7.1. An toàn phòng thí nghiệm………………………………………...
19
1.7.2. Thu thập mẫu để chẩn đoán virus …...………….……………...…
20
1.7.3. Phương pháp phân lập chủng và định typ virus……………..........
20
1.7.4. Phương pháp xác định trình tự gen (Sequence)………………......
21
CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU….
23
2.1.
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU..………………………..………..
23
2.2.
VẬT LIỆU...………………………………………………………
23
2.2.1. Chủng virus cúm B……….………………………………………..
23
2.2.2. Sinh phẩm……………...…………………………………………..
23
2.2.3. Trang thiết bị và dụng cụ………………..………….……...………
25
PHƯƠNG PHÁP..………………..…………………...………….
25
2.3.
2.3.1. Định typ virus bằng phản ứng ngăn ngưng kết hồng cầu
(HAI)……………………………………………………..………..
25
2.3.2. Giải trình tự gen…………………………...………...…………....
27
2.3.3. Phương pháp phân tích kết quả và xử lý số liệu………..………….
34
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN……………….………….….
36
3.1. KẾT QUẢ PHÂN LẬP VÀ KHUẾCH ĐẠI CÁC CHỦNG
VIRUS CÚM B TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM, 2010-2012…….……...
3.1.1. Sự lưu hành của virus cúm B tại miền Bắc Việt Nam, 2010-2012.
36
36
3.1.2. Kết quả phân lập virus cúm B tại miền Bắc Việt Nam, 20102012………………………………………………….……….
5
37
3.2. ĐẶC TÍNH KHÁNG NGUYÊN CỦA VIRUS CÚM B, 20102012 ………………………………………………………………………
39
3.3. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN VÀ PROTEIN HA CÁC CHỦNG
VIRUS CÚM B TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM, 2010-2012……….…...
46
3.3.1. Sự phân bố các chủng virus cúm B theo thời gian...………………
46
3.3.2. Kết quả khuếch đại đoạn gen HA của virus cúm B……………….
46
3.3.3. Cây gia hệ gen HA……………………………………………...…
48
3.3.4. Protein HA….………………...……………………………………
52
3.4. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN VÀ PROTEIN NA CÁC CHỦNG
VIRUS CÚM B TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM, 2010-2012……………
57
3.4.1. Kết quả khuếch đại đoạn gen NA của virus cúm B.……………....
57
3.4.2. Cây gia hệ gen NA………………………………………………...
61
3.4.3. Protein NA………………………………………….……………..
65
KẾT LUẬN………………………………………………………………
72
KIẾN NGHỊ………………………………………………………...........
74
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
6
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ADN
Acid Deoxy Ribonucleic
ARN
Acid Ribonucleic
CDC
Centers for Disease Control and Prevention (Trung tâm phòng chống
và kiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ)
HA
Hemaglutination Assay (Phương pháp ngưng kết hồng cầu)
HI
Hemaglutination Inhibition test (Phản ứng ngăn ngưng kết hồng cầu)
ILI
Influenza like illness (Hội chứng cúm)
MDCK
Madin-Darby Canine Kidney Cells (Tế bào thận chó thường trực)
PCR
Polymerase Chain Reaction (Phản ứng tổng hợp chuỗi polymerase)
QIV
Quadrivalent Influenza Vaccine (Vắc xin gồm 4 thành phần virus
H1N1, H3N2, B/Yamagata và B/Victoria)
RNP
Phức hợp Ribonucleoprotein
TCYTTG
World Health Oganization (Tổ chức Y tế Thế giới )
VSDTTƯ
Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương
7
DANH MỤC BẢNG
Bảng
Tên bảng
Trang
1.1.
Các phân đoạn ARN của virus cúm và chức năng………................
5
3.1.
Kết quả phân lập virus cúm B tại miền Bắc Việt Nam, 2010-2012..
38
3.2.
Kết quả định typ virus cúm B bằng phương pháp HAI, 2010-2012..
39
3.3.
Hiệu giá HI của các chủng virus cúm B, 2010-2012……………….
41
3.4.
So sánh hiệu giá HAI giữa hai dòng B/Victoria và B/Yamagata…..
3.5.
So sánh kháng nguyên virus cúm B tại Miền Bắc Việt Nam với
42
thành phần vắc xin cúm tại Bắc và Nam Bán cầu theo khuyến cáo
của TCYTTG, 2010-2012………………………………………….
3.6.
Số lượng chủng phân tích gen HA và NA …………………………
3.7.
Vị trí axit amin thay đổi trên protein HA dòng B/Vitoria, 20102012...................................................................................................
3.8.
57
64
Vị trí axit amin thay đổi trên protein NA dòng B/Yamagata, 20102012…………………………………………………………………
3.12.
55
Vị trí axit amin thay đổi trên protein NA dòng B/Vitoria, 20102012…………………………………………………………………
3.11.
53
Số lượng trung bình axit amin thay đổi trên protein HA so với
virus dự tuyển vắc xin của TCYTTG, 2010 -2012…………………
3.10.
46
Vị trí axit amin thay đổi trên protein HA dòng B/Yamagata, 20102012…………………………………................................................
3.9.
43
65
Số lượng trung bình axit amin thay đổi trên protein NA so với
virus dự tuyển vắc xin của TCYTTG, 2010 -2012…………………
8
66
DANH MỤC HÌNH
Hình
Tên hình
Trang
1.1.
Mô hình cấu trúc chung của virus cúm......................................
4
1.2.
Chu trình nhân lên của virus cúm …………………………….
8
1.3.
Các vị trí đột biến trên cấu trúc không gian 3 chiều của
Neuraminidase ………………………………….…………….
3.1.
Sự lưu hành của virus cúm B tại miền Bắc Việt Nam, 2010 2012………………………………….......................................
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Tỷ lệ lưu hành 2 dòng kháng nguyên virus cúm B theo năm ...
Sản phẩm gen HA sau PCR …………………………………..
Sản phẩm gen HA sau khi tinh sạch………………………….
40
47
47
48
Cây gia hệ gen HA (1140 nucleotide) dòng B/Victoria, 20102012…………………………………………….……………...
3.7.
37
Cây gia hệ gen HA (1140 nucleotide) dòng B/Yamagata và
dòng B/Victoria, 2010-2012.........................………………….
3.6.
16
49
Cây gia hệ gen HA (1140 nucleotide) dòng B/Yamagata,
2010-2012…………………………………..…………………
3.8.
Vị trí axit amin thay đổi trên protein HA dòng B/Victoria……
3.9.
Vị trí axit amin thay đổi trên protein HA dòng B/Yamagata.....
3.10.
Số axit amin khác nhau trên protein HA dòng B/Victoria giữa
các chủng nghiên cứu và chủng dự tuyển vắc xin…………….
9
50
53
54
56
3.11.
Số axit amin khác nhau trên protein HA dòng B/Yamagata
giữa các chủng nghiên cứu và chủng dự tuyển vắc xin……….
56
3.12.
Sản phẩm gen NA sau PCR…………………………………...
58
3.13.
Sản phẩm gen NA sau khi tinh sạch………………………….
58
3.14.
Cây gia hệ gen NA (1557 nucleotide) dòng B/Victoria và
dòng B/Yamagata, 2010-2012……………..………………….
3.15.
Cây gia hệ gen NA (1557 nucleotide) dòng B/Victoria, 20102012............……………………………………………………
3.16.
3.17.
Vị trí axit amin thay đổi trên protein NA dòng B/Victoria……
3.18.
Vị trí axit amin thay đổi trên protein NA dòng B/Yamagata…
3.19.
Số axit amin khác nhau trên protein NA dòng B/Victoria giữa
các chủng nghiên cứu và chủng dự tuyển vắc xin………….…
61
63
64
65
Số axit amin khác nhau trên protein NA dòng B/Yamagata
giữa các chủng nghiên cứu và chủng dự tuyển vắc xin……….
3.21.
60
Cây gia hệ gen NA (1557 nucleotide) dòng B/Yamagata,
2010-2012………………………………………………….….
3.20.
59
66
Các vị trí axit amin trên protein NA của 2 dòng B/Yamagata
và B/Victoria liên quan đến đột biến kháng thuốc hoặc giảm
độ nhạy của thuốc oseltamivir và zanamivir…………………
10
68
MỞ ĐẦU
Hàng năm trên Thế giới cũng như tại Việt Nam, virus cúm vẫn tiếp tục gây
ra các vụ dịch/ đại dịch cúm với tỉ lệ mắc và tử vong cao [31]. Trong đó, virus cúm
A được quan tâm nghiên cứu hơn cả do loại virus này có khả năng gây ra các
dịch/đại dịch nghiêm trọng, gần đây nhất có thể kể đến đại dịch H1N1 (2009) cũng
như các vụ dịch do virus cúm độc lực cao lây truyền từ gia cầm sang người
A/H5N1. Nguyên nhân là do virus cúm A có đối tượng gây nhiễm đa dạng như gia
cầm, thủy cầm, chim di cư, động vật có vú và người [8].
Trong nhiều thập kỷ qua, virus cúm B được biết đến như một loại virus gây
bệnh cảm lạnh thông thường, không gây thành dịch/đại dịch lớn. Khác với virus
cúm A, virus cúm B chỉ có những thay đổi nhỏ kháng nguyên (đột biến) [43]. Tuy
nhiên, trong một số nghiên cứu đã cho thấy triệu chứng lâm sàng khi nhiễm cúm B
cũng như tỷ lệ nhập viện và tử vong liên quan đến cúm B và viêm phổi do bội
nhiễm cũng tương tự khi nhiễm virus cúm A. Tại Mỹ, trong giai đoạn 2004-2008,
trong 309 trẻ tử vong liên quan đến virus cúm mùa có 34% trường hợp tử vong do
virus cúm B [23]. Trong mùa cúm 2011-2012, tỷ lệ trẻ em tử vong do virus cúm B
chiếm tới 38 % (44/115), trong đó chỉ có 50% số trẻ em được điều trị các loại thuốc
kháng virus. Chính vì vậy, các trường hợp nhiễm cúm B này đã không có cơ hội
được điều trị và can thiệp kịp thời tránh bội nhiễm, biến chứng dẫn tới tử vong [18].
Khi nghiên cứu 45 trường hợp tử vong do virus cúm B cho thấy 1/3 trong số này bội
nhiễm vi khuẩn Staphylococcus aureus, trong đó số trường hợp tử vong trong 3 và 4
ngày sau khi nhiễm virus là 50% và 70% [20]. Như vậy, thời gian từ khi nhiễm
virus cúm B đến khi tử vong nhanh hơn so với virus cúm A/H1N1 1918, A/H2N2
1957, A/H3N2 1968, A/H1N1pdm 2009 và A/H3N2 [21, 26, 32, 35,]. Mặt khác,
virus cúm B kết hợp với các virus gây viêm đường hô hấp khác sẽ có khả năng gây
biến chứng nguy hiểm cho trẻ em, người già, người suy giảm miễn dịch hoặc mắc
các bệnh mạn tính và phụ nữ mang thai nếu không có biện pháp phòng ngừa kịp
thời.
11
Trên thế giới, từ những năm 1970, vắc xin cúm được sản xuất là vắc xin đa
giá, thành phần vắc xin bao gồm 2 phân týp virus cúm A (A/H1N1, A/H3N2) và 1
dòng virus cúm B (Trivalent influenza vaccine - TIV). Vào những năm của thập kỷ
80, virus cúm B đã xuất hiện 2 dòng, B/Yamagata và B/Victoria, lưu hành đồng thời
ở nhiều nước nhưng thành phần vắc xin vẫn lựa chọn chủng đại diện cho một dòng
kháng nguyên virus cúm B [37, 48]. Vì vậy, những năm virus cúm B lưu hành cả 2
dòng kháng nguyên thì hiệu quả của vắc xin dự phòng sẽ hạn chế. Mặt khác, nhiều
năm đã có sự không phù hợp giữa chủng virus cúm B đang lưu hành và chủng virus
cúm B được lựa chọn trong thành phần vắc xin hàng năm.
Tại Việt Nam, kể từ khi dịch viêm đường hô hấp cấp tính nặng (SARS), cúm
gia cầm A/H5N1 xuất hiện năm 2003 đến nay gánh nặng bệnh cúm gần đây đã được
quan tâm nhiều hơn. Tuy nhiên, virus cúm B dường như vẫn chưa đươc quan tâm
đúng mực. Với những gánh nặng bệnh của virus cúm B như vậy, việc triển khai
nghiên cứu về sự lưu hành, đặc điểm di truyền cũng như đặc tính kháng nguyên của
virus cúm B tại Việt Nam là hết sức cần thiết. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài:
“Nghiên cứu sự lưu hành của virus cúm B tại miền Bắc Việt Nam”
Với mục tiêu:
1. Xác định đặc điểm di truyền gen HA và NA của virus cúm B lưu hành tại miền
Bắc Việt Nam, 2010-2012.
2. Xác định đặc tính kháng nguyên và các axit amin thay đổi liên quan đến sự thay
đổi đặc tính kháng nguyên của virus cúm.
12
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1.
VIRUS CÚM B
1.1.1. Đặc điểm chung
Virus cúm B thuộc họ Orthomyxoviridae [9], ngoài ra trong họ này còn có
các nhóm virus khác như: virus cúm A, virus cúm C, virus Thogoto và virus Isa.
Trong đó, virus cúm A lưu hành phổ biến trên gia cầm, người và các động vật khác
như lợn, ngựa..., là căn nguyên gây nên các đại dịch lớn trên toàn cầu. Virus cúm B
và C chỉ lưu hành chủ yếu ở người và thường chỉ gây nên các vụ dịch vừa và nhỏ
[8]. Gây ra dịch bệnh theo mùa là đặc tính của virus cúm A và B, xảy ra chủ yếu
vào cuối mùa thu và đầu mùa đông. Khi có những thay đổi lớn kháng nguyên
(antigenic shift) xuất hiện ở kháng nguyên của virus cúm A, các vụ dịch lớn có thể
xảy ra với tỷ lệ mắc bệnh và tử vong cao. Virus cúm B không có những thay đổi lớn
kháng nguyên nhưng có thể tiến hóa bởi những thay đổi nhỏ kháng nguyên
(antigenic drift) và không gây nên các vụ đại dịch nghiêm trọng. Tuy nhiên những
biến chứng thể nặng có thể dẫn tới tử vong do virus cúm B đã được ghi nhận.
Danh pháp quốc tế được quy định cho virus cúm B được viết như sau: B/nơi
phân lập/mã số PTN/năm phân lập (ví dụ: B/HongKong/330/2001). Do sự thay đổi
về kháng nguyên bề mặt của virus cúm B hầu như không quan sát được nên danh
pháp quốc tế của virus cúm B không có sự tham gia của kháng nguyên bề mặt HA
và NA như đối với danh pháp quốc tế được quy định cho virus cúm A.
Virus cúm B được phân chia thành 2 dòng kháng nguyên phân biệt vào
những năm 1980, đó là dòng B/Victoria (B/Victoria/2/87-lineage viruses) và dòng
B/Yamagata (B/Yamagata/16/88-lineage viruses). Các dòng virus này được đặt tên
sau khi xuất hiện các đại diện đầu tiên là B/Victoria/2/87 - like virus và
B/Yamagata/16/88 - like virus [48].
13
1.1.2. Hình thái và cấu trúc của virus cúm B
Thành phần cấu trúc của virus cúm B gồm có: 1% ARN, 70% protein, 20%
lipit và 5-8% carbohydrate. Virion cúm (hạt virus hoàn chỉnh, dạng virus nghỉ ở
ngoài tế bào) có hình dáng rất đa dạng: hình cầu, hình trứng hoặc hình sợi kéo dài
tới 2000nm, đường kính trung bình từ 80-120nm. Virus cúm B có cấu trúc phức tạp
và có vỏ ngoài bao bọc. Vỏ ngoài virus có bản chất là protein có nguồn gốc từ màng
tế bào chất của vật chủ, bao gồm một số glycoprotein và một số protein dạng trần
không được glycosyl hoá. Các virion cúm có các tính chất hóa lý như rất nhạy cảm
khi xử lý bằng cách đun nóng, dùng dung môi lipit, chất tẩy rửa không chứa ion,
formaldehyde, tác nhân ô xi hóa, khả năng lây nhiễm của các virus cúm cũng bị
giảm đi sau khi chúng tiếp xúc với bức xạ.
Hình 1.1.
Mô hình cấu trúc chung của virus cúm
*Nguồn: Funtional and structure studies of influenza B virus Hemagglutinin
by Fengyun Ni [22 ]
Trên bề mặt vỏ ngoài virus có đính các gai glycoprotein, đó là các kháng
nguyên haemagglutinin (HA) và neuraminidase (NA). Virus cúm C chỉ có một gai
glycoprotein. Protein HA gây ngưng kết hồng cầu, có vai trò quyết định trong việc
14
gắn virus vào tế bào chủ, protein NA có chức năng phá vỡ liên kết giữa virus và tế
bào chủ để giải phóng virus ra khỏi tế bào nhiễm. Tỉ lệ HA/NA là 4/1 (hình 1.1).
1.1.3. Cấu trúc phân tử của virus cúm B và chức năng
Genome của virus cúm B gồm 8 phân đoạn giống như virus cúm A, còn
virus cúm C chỉ gồm 7 phân đoạn, trên mỗi phân đoạn có thể ghi dấu cho nhiều mật
mã di truyền. Sợi ARN của virus cúm là sợi đơn âm, có chiều dài khoảng ~13.6kb
đối với virus cúm A và ~14.6kb đối với virus cúm B [6]. Mỗi phân đoạn mã hoá
cho 1 hoặc 2 protein cấu trúc hoặc không cấu trúc.
Bảng 1.1. Các phân đoạn ARN của virus cúm và chức năng [52]
Phân
đoạn
Protein
Chức năng
1
PB2
Tìm thấy trong quá trình tổng hợp ARN thông tin
2
PB1
ARN
(mRNA). Đóng vai trò làm enzyme phiên mã: gắn kết,
kéo dài, tham gia vào quá trình sinh tổng hợp virus thế
hệ mới trong tế bào chủ
3
PA
Tìm thấy trong quá trình tổng hợp ARN virion (vRNA).
4
HA
Phân tử có cấu trúc trimer, cắt bởi enzyme thuỷ phân
(Haemagglutinin
)
thành HA1 và HA2, là cơ sở cho khả năng nhiễm trùng.
HA gắn với tế bào túc chủ, dung hợp giải phóng phức
hợp ribonucleoprotein (RNP), mở đầu cho quá trình
nhân lên của virus.
5
NP
(Nucleoprotein)
Là thành phần protein chủ yếu của phức hợp RNP, chứa
một trong các kháng nguyên đặc hiệu týp, phân biệt 3
15
týp cúm A, B, C.
6
NA
(Neuraminidase)
Phân tử có cấu trúc tetramer, thuỷ phân bằng protease,
cho phép virus tiến qua lớp niêm dịch tới các tế bào của
đường hô hấp trong quá trình nhiễm trùng.
Loại bỏ phân tử axít sialic của phân tử HA từ các virion
NB (=M2)
mới được tổng hợp, làm lộ HA ra ngoài, tăng khả năng
nhiễm trùng.
7
M1-M2
(matrix protein)
M1: là kháng nguyên đặc hiệu týp, có chức năng ổn
định cấu trúc virus, điều khiển hoạt tính RNApolymerase và tham gia vào quá trình lắp ráp virus
(70%).
M2: kênh ion.
8
NS1-NS2
Là protein không cấu trúc, kết thúc quá trình tổng hợp
protein của tế bào túc chủ, chỉ có trong tế bào nhiễm
virus.
Qua những nghiên cứu về hoạt động chức năng các protein của virus cúm
trong quá trình nhân lên và sao chép trong tế bào chủ cho thấy vùng gen HA của
virus cúm B tiến hóa chậm hơn vùng gen của virus cúm A. Phân đoạn HA của virus
cúm B có cấu trúc và chức năng tương tự phân đoạn HA của virus cúm A, đó là một
kháng nguyên bề mặt chủ yếu, giúp virus bám dính và xâm nhập vào tế bào chủ [10,
47]. Khác với virus cúm A, virus cúm B được ghi nhận chỉ lưu hành ở người và hải
cẩu. Vì vậy chỉ quan sát thấy các thay đổi nhỏ kháng nguyên ở virus cúm B. Các
thay đổi nhỏ kháng nguyên ở phân đoạn HA của virus cúm B xuất hiện như ở virus
cúm A, bởi sự tích tụ của các axit amin thay thế trong polypeptide HA1, nhưng chỉ
16
khoảng ¼ tỉ lệ này ở virus cúm A. Do đó virus cúm B không gây ra đại dịch như
một số virus cúm A.
Vào những năm 1980, virus cúm B đã được phân chia thành hai dòng kháng
nguyên phân biệt là B/Victoria và B/Yamagata. Hai dòng virus cúm B được phân
biệt bởi sự khác nhau ở axit amin vị trí 269. Axit amin vị trí 269 của dòng
Yamagata là Pro nhưng ở tất cả các virus dòng Victoria là Ser. Sự biến đổi từ Pro
sang Ser là một biến đổi bất bảo toàn, liên quan đến sự phân phối điện tích (trung
tính thành có cực) và hình dạng của các axit amin [19].
Hiện nay, thử nghiệm ngăn ngưng kết hồng cầu (Heamagglutinin inhibition
test - HI) sử dụng kháng huyết thanh đặc hiệu với hai dòng virus đã cho phép phân
biệt hai dòng kháng nguyên này của virus cúm B.
17
1.1.4. Cơ chế nhân lên của virus cúm B
Gắn vào các
receptor
Nảy chồi
Biến đổi sau dịch
mã
Dịch mã
Nhập bào
Thể nội bào
Cởi vỏ
Màng tế bào
Màng nhân
Hình 1.2. Chu trình nhân lên của virus cúm
* Nguồn: Funtional and structure studies of influenza B virus Hemagglutinin [22]
Đầu tiên, virus sẽ gắn vào các thụ thể đặc hiệu trên màng sinh chất của tế bào
chủ nhờ gai glycoprotein HA theo nguyên tắc khóa - chìa. Các thụ thể đặc hiệu có
bản chất là các axit sialic (N- acetyl neuraminic acid - NANA). Sau đó virus xâm
nhập vào bên trong tế bào theo cơ chế nhập bào. Các virion virus ấn sâu vào màng
18
tế bào tạo hốc rồi khép lại tạo túi nội bào hay bọng (endosome) nằm bên trong tế
bào chất. Bơm proton trong endosome vận chuyển H+ vào làm cho pH trong
endosome giảm xuống 5, pH thấp tạo điều kiện cho protein F (fusion) chồi lên cắm
vào màng endosome như chiếc neo, kéo vỏ ngoài virus sát với endosome và tiến
hành dung hợp với màng endosome để giải phóng nucleocapsid vào tế bào chất. Sự
hợp nhất này chỉ xảy ra khi phân tử HA tiền thân (HA0) phân tách thành HA1 và
HA2 nhờ protease phổ biến là furin. Phân tử HA2 có đầu - N đóng vai trò hoà tan
trung gian giữa vỏ virus và màng nội bào (hình 1.2). Protein M2 ở virus cúm A hay
còn gọi là kênh ion (ion - channels) cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình
thay đổi pH và dung hợp này.
Hầu hết các virus ARN tiến hành sao chép trong tế bào chất vì chúng có thể
mã hóa cho tất cả các enzym cần cho sao chép genome mà không cần đến các
enzym của tế bào nằm trong nhân, nhưng đối với virus cúm, chúng lại cần bộ máy
cắt nối của tế bào nên genome của chúng phải được đưa vào nhân. Sau khi hợp nhất
màng, nucleocapsid được vận chuyển vào trong nhân tế bào. Trong nhân, sợi ARN
(-) ban đầu được làm khuôn để tổng hợp nên sợi ARN (+) theo cơ chế bổ sung
[cARN (+)] nhờ enzyme RNA - polymerase phụ thuộc ARN của virus. Chính các
cARN (+) này lại được dùng làm khuôn để tổng hợp các sợi ARN (-) mới là nguyên
vật liệu di truyền của virus. Các sợi ARN (-) được tạo thành này là một sợi hoàn
chỉnh về độ dài (có độ dài đủ - full length ARN), không được mũ hoá ở đầu 5’ và
không được adenyl hoá ở đầu 3’. Các ARN (-) mới này một phần được phiên mã
tạo ra các mRNA (+) ngắn hơn. Sau đó, quá trình dịch mã thành các protein với các
chức năng khác nhau xảy ra ở tế bào chất. Các protein này bao gồm 7 protein cấu
trúc PB1, PB2, PA, HA, NA, NP và M1 và 3 protein không cấu trúc NS1, NS2 và
M2 đối với virus cúm A và 1 protein không cấu trúc NB đối với virus cúm B. Các
protein NS1, M1 và NP được vận chuyển vào nhân kết hợp với sợi ARN (-) mới
tổng hợp để hình thành nên nucleocapsid, sau đó được vận chuyển ra tế bào chất.
Tại đây, các protein HA, NA, M2 được chuyển qua lưới nội chất tới bộ máy Golgi,
tương tác với nhau, bao bọc nucleocapsid, khởi đầu cho việc nảy chồi của virus. Hạt
19
virion mới được tạo thành bằng cách nảy chồi từ màng sinh chất. Phân tử NA phân
cắt axit sialic giải phóng virus ra khỏi tế bào chủ để bắt đầu một chu trình lây nhiễm
mới [8].
1.2.
SỰ LƯU HÀNH CỦA VIRUS CÚM B TRÊN THẾ GIỚI
Hoạt động của virus cúm B được báo cáo trên nhiều quốc gia trong những
năm gần đây với sự lưu hành đồng thời của cả 2 dòng B/Yamagata và dòng
B/Victoria. Cúm B lưu hành đồng thời từ cuối thập niên 80 thế kỷ 19 khi biến thể
của virus cúm B là B/Panada/45/90 lần đầu tiên được quan sát thấy. Chủng này và
các biến thể thuộc dòng Yamagata đã lan ra khắp thế giới, trong khi các chủng của
dòng B/Victoria/2/87 trước đó lại tiếp tục lưu hành ở Châu Á rồi sau đó trải qua các
tiến hóa không phụ thuộc trở thành dòng phân biệt về đặc tính kháng nguyên [46].
Trên thế giới, hai dòng virus cúm B đều được xác định lưu hành hàng năm,
tuy nhiên một trong hai dòng sẽ chiếm ưu thế trong từng năm. Dựa vào kết quả
giám sát này, Tổ chức Y tế thế giới (TCYTTG) sẽ đưa ra khuyến cáo về sự lựa chọn
dòng kháng nguyên B trong thành phần vắc xin cúm hàng năm cho các nước thuộc
khu vực Bắc bắn cầu hoặc Nam bán cầu. Trong giai đoạn từ năm 1999 đến năm
2002, dòng B/Yamagata chiếm ưu thế hơn đã được lựa chọn vào thành phần vắc
xin. Các virus cúm B thuộc dòng Yamagata trong giai đoạn này có đặc tính kháng
nguyên và di truyền giống với chủng B/Sichuan/379/99. Trong giai đoạn tiếp theo
từ năm 2002 đến năm 2004, ở cả Nam bán cầu và Bắc bán cầu dòng virus cúm B
chiếm ưu thế lại là dòng Victoria với các virus có đặc tính kháng nguyên và di
truyền giống với chủng B/HongKong/330/2001. Tương tự như vậy, dường như sự
lưu hành của virus cúm B có một quy luật lặp lại 2-3 năm một lần. Khi mà trong
giai đoạn từ năm 2004 đến năm 2006, dòng Yamagata quay trở lại chiếm ưu thế trên
thế giới với đại diện là chủng B/ShangHai/361/2002. Trong giai đoạn từ năm 2006
đến năm 2008, trên cả Nam bán cầu và Bắc bán cầu, dòng chiếm ưu thế là dòng
Victoria với đại diện là chủng B/Malaysia/2506/2004. Trong giai đoạn tiếp theo từ
20
năm 2008 đến năm 2009, dòng virus cúm B lưu hành chiếm ưu thế là dòng
Yamagata với đại diện là chủng B/Florida/4/2006.
Từ năm 2009 đến năm 2011, virus cúm B xuất hiện ở trên khắp các Châu
lục, cả 2 dòng virus cúm B là dòng Victoria và dòng Yamagata lưu hành đồng thời
nhưng dòng chiếm ưu thế là dòng Victoria. Các virus cúm B thuộc dòng Victoria có
mối quan hệ gần gũi về đặc tính kháng nguyên và di truyền với chủng vắc xin
B/Brisbane/60/2008. Phần lớn các virus thuộc dòng Yamagata có các đặc tính gần
với chủng đại diện trước đó là chủng B/Florida/4/2006. Tuy nhiên bắt đầu từ cuối
năm 2011, cả 2 dòng cúm B được quan sát thấy với tỉ lệ ngang nhau ở một số quốc
gia, điều này gợi ý đến khả năng quay trở lại lưu hành của dòng Yamagata mặc dù
số lượng virus thu thập được là tương đối ít. Hầu hết các virus dòng Yamagata đã
có sự khác biệt về tính kháng nguyên và di truyền với chủng B/Florida/4/2006 trước
đó mà có các đặc tính có mối liên hệ gần hơn với chủng B/Bangladesh/3333/2007,
B/Hubei-Wujiang/158/2009 và B/Wisconsin/1/2010. Trong năm 2012, hoạt động
lan rộng và có tính chất vùng miền của virus cúm B được báo cáo trên nhiều quốc
gia, vùng miền và lãnh thổ ở Bắc bán cầu trong giai đoạn từ tháng 2 đến tháng 7 bao
gồm Châu Mỹ, Châu Á và Châu Âu. Ở Nam bán cầu, hoạt động này cũng được báo
cáo ở Bolivia, Ecuador, Paraguay và Peru trong khoảng tháng 6 đến tháng 8. Ở
Châu Đại dương và Châu Úc các vụ dịch cũng xuất hiện vào tháng 8. Ở Nam Mỹ,
hoạt động của virus cúm B tăng lên vào tháng 7 và trở nên mang tính chất vùng
miền vào tháng 8. Trong thời gian này vẫn có sự lưu hành đồng thời của cả 2 dòng
virus cúm tuy nhiên dòng Yagamata đã tăng lên ở một số nơi và trở nên chiếm ưu
thế. Và phần lớn các virus thuộc dòng Yamagata đều có mối liên hệ mật thiết về
tính chất kháng nguyên và di truyền với chủng B/Wisconsin/1/2010 [46].
Vào cuối năm 2012 và đầu năm 2013, hoạt động virus cúm B tăng lên ở Nam
Mỹ từ tháng 11 với các vụ dịch mang tính chất vùng miền được báo cáo ở Mexico
và Mỹ. Các vụ dịch lan rộng cũng được báo cáo ở Châu Âu vào tháng 1 năm 2013.
Ở Châu Á, hoạt động của virus cúm B nhìn chung thấp. Hoạt động của virus cúm B
21
không liên tục và mang tính chất vùng miền cũng được báo cáo ở một số quốc gia ở
Bắc Phi. Trong thời điểm này, virus cúm B vẫn lưu hành ở cả 2 dòng đồng thời, tuy
nhiên các virus cúm B dòng Yamagata vẫn tiếp tục tăng tỷ lệ và trở nên chiếm ưu
thế ở nhiều quốc gia. Hầu hết các virus thuộc dòng Yamagata phân lập được trong
giai đoạn này có tính chất kháng nguyên phân biệt với chủng vắc xin trước đó là
B/Wisconsin/1/2010 mà có những đặc tính có mối liên hệ gần hơn với chủng
B/Massachusett/2/2012.
Nhìn chung có thể thấy rằng sự lưu hành của virus cúm B trên Thế giới trong
thời gian qua tuân theo một quy luật 2-3 năm lại thay đổi dòng chiếm ưu thế là dòng
B/Victoria hoặc dòng B/Yamagata.
1.3.
SỰ LƯU HÀNH CỦA VIRUS CÚM B TẠI VIỆT NAM
Hội chứng cúm (Influenza like illness - ILI) là một trong 26 bệnh truyền
nhiễm có tỷ lệ mắc cao nhất trong các bệnh truyền nhiễm gây dịch tại Việt Nam.
Vai trò của virus cúm trong ILI cũng như ảnh hưởng của nhiễm virus cúm, gánh
nặng bệnh tật cùng với các biến chứng do virus cúm gây ra như viêm phổi cấp tính,
phụ nữ có thai 3 tháng đầu nhiễm virus cúm... với sức khỏe cộng đồng tại Việt
Nam vẫn chưa có những thống kê chính xác. Bắt đầu từ năm 2001, việc giám sát
chủ động sự lưu hành của virus cúm đã được triển khai tại Hà Nội. Theo Niên giám
thống kê các bệnh truyền nhiễm 2001-2005, tỷ lệ hội chứng cúm trung bình trong 5
năm (2001-2005) là 2040,4/ 100.000 dân, đứng đầu trong 10 bệnh có tỷ lệ mắc cao
nhất tại Việt Nam [1-5]. Năm 2006, Viện Viện Vệ sinh Dịch tễ (VSDTTƯ) đã bước
đầu thiết lập và triển khai hệ thống giám sát cúm trọng điểm để phát hiện và xác
định các chủng virus cúm gây bệnh hàng năm ở 15 điểm trong toàn quốc. Kết quả
giám sát cho thấy virus cúm lưu hành đồng thời các chủng cúm mùa khác nhau như
A/H3N2, A/H1N1 và B. Khác với virus cúm A là các phân týp A/H3N2 hoặc
A/H1N1có thể là căn nguyên chính trong mỗi năm và xuất hiện xen kẽ giữa các
năm, virus cúm B lưu hành hàng năm. (Nguồn từ Chương trình giám sát Cúm Quốc
Gia-Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương do CDC-Mỹ tài trợ).
22
Trong giai đoạn từ năm 2001 đến năm 2008, tại miền Bắc Việt Nam, virus
cúm B và các virus cúm mùa khác là A/H3N2 và A/H1N1 lưu hành quanh năm,
thường tập trung vào 2 thời điểm là cuối mùa xuân (tháng 2-3) và giữa mùa hè
(tháng 7-8). Trong đó, virus cúm B là căn nguyên chủ yếu gây ra các vụ dịch vào
cuối mùa xuân (2001, 2006 và 2008), virus cúm A/H1N1 hoặc A/H3N2 là căn
nguyên chủ yếu gây ra các vụ dịch vào giữa mùa hè. Đặc biệt virus cúm B đóng vai
trò gây bệnh nổi trội vào năm 2001. Đặc tính kháng nguyên của virus cúm B lưu
hành tại miền Bắc Việt Nam trong giai đoạn này tương đồng với các chủng virus
cúm được Tổ chức Y tế Thế giới khuyến cáo cho sản xuất thành phần vắn xin khu
vực Bắc bán cầu cho từng năm. Cụ thể là sự xuất hiện dòng kháng nguyên
Yamagata được xác định tại Miền Bắc Việt Nam vào các năm 2001, 2005 và 2008,
dòng Victoria vào các năm 2003, 2004, 2006 và 2007. Đã xác định được sự lưu
hành đồng thời của 2 dòng kháng nguyên của virus cúm B trong cùng một năm [7].
1.4.
SỰ TIẾN HÓA CỦA VIRUS CÚM B
Ở virus cúm A có thể xảy ra các biến đổi trong vật liệu di truyền như sự thay
đổi kháng nguyên: thay đổi nhỏ kháng nguyên (antigen drift) hoặc thay đổi lớn
kháng nguyên (antigen shift) [15, 27]. Nguyên nhân là do virus A có đối tượng gây
nhiễm đa dạng như gia cầm, thủy cầm, chim di cư, động vật có vú và người. Mà vật
liệu di truyền ARN của virus luôn chịu tác động của vật chủ trong quá trình xâm
nhập vào bên trong tế bào, tiến hành phiên mã, nhân lên, tích hợp, nảy chồi và giải
phóng virus mới ra khỏi tế bào vật chủ. Kết quả là đã xảy ra các đột biến trong vật
liệu di truyền hoặc sự pha trộn các phân đoạn gen của virus cúm A khác nhau khi
cùng đồng nhiễm trên một tế bào thông qua quá trình trao đổi và tích hợp. Sự biến
đổi trong vật liệu di truyền của virus cúm A chính là nguyên nhân gây ra các vụ
dịch lẻ tẻ hoặc đại dịch cúm cho nhân loại. Những thay đổi trong vật liệu di truyền
của virus cúm A là động lực cho sự tiến hóa của nó [8].
So với virus cúm A, đối tượng gây nhiễm của virus cúm B ít hơn rất nhiều,
chỉ bao gồm con người và hải cẩu. Do đó sự tiến hóa của virus cúm B cũng xảy ra
23
với tần suất thấp hơn [33, 36]. Hiện nay trên thế giới lưu hành 2 dòng cúm B là
dòng B/Victoria/2/87-like virus và dòng B/Yamagata/16/88-like virus, trong đó
dòng B/Victoria/2/87-like virus lưu hành chủ yếu ở Đông Nam Á còn dòng
B/Yamagata/16/88-like virus lưu hành trên khắp thế giới trong thế kỷ XX [48, 49].
Sự trao đổi chéo và tích hợp vật liệu di truyền của virus cúm B chỉ xảy ra khi hai
dòng này lưu hành đồng thời. Hiện tượng này đã được ghi nhận ở một số nước
Châu Âu vào năm 2001 [57].
1.5.
BIỂU HIỆN LÂM SÀNG VÀ SINH BỆNH HỌC BỆNH CÚM
Bệnh cúm là bệnh viêm nhiễm cấp tính đường hô hấp gây nên bởi virus cúm.
1.5.1. Biểu hiện lâm sàng của bệnh cúm
Sau thời gian ủ bệnh từ 2 - 4 ngày, bệnh thường khởi phát đột ngột với các
triệu chứng toàn thân như sốt cao, rét run, cơ thể rất mệt và yếu. Đồng thời xuất
hiện những dấu hiệu viêm đường hô hấp như ho khan, đau họng và viêm mũi. Với
trẻ em những triệu chứng như viêm tai giữa, buồn nôn và nôn cũng thường xảy ra.
Biến chứng thường gặp nhất của cúm là viêm phổi, trong đó viêm phổi do
bội nhiễm vi khuẩn là dạng phổ biến nhất và viêm phổi nguyên phát là dạng trầm
trọng nhất. Bệnh cúm kèm bội nhiễm vi khuẩn làm cho bệnh nặng lên nhiều lần [6].
Trong các vụ dịch thường có dạng kết hợp viêm phổi virus và vi khuẩn. Ngoài ra
còn có các biến chứng khác như viêm cơ, hội chứng sốc nhiễm độc, hội chứng Rey
[16, 51].
1.5.2. Sinh bệnh học bệnh cúm
Phương thức lây truyền virus cúm từ người sang người là virus cúm có trong
chất tiết hô hấp và hạt khí dung được phát tán trong không khí do bệnh nhân cúm
ho và hắt hơi đã thải virus ra không khí từ khoang mũi. Phương thức lây truyền
virus cúm từ động vật sang người là do con người đã tiếp xúc trực tiếp với gia cầm,
phân gia cầm bị bệnh hoặc ăn thịt gia cầm, tiết canh gia cầm chưa nấu kỹ. Nhiễm
24
trùng đầu tiên được gây ra bởi virus cúm là viêm đường hô hấp trên, do virus xâm
nhập và nhân lên chủ yếu trong tế bào biểu mô trụ của đường hô hấp và gây phá
hủy nhung mao, nơi được coi là hàng rào bảo vệ đầu tiên và quan trọng trong hệ
thống hô hấp của cơ thể, dẫn đến hoại tử và bong biểu mô hô hấp. Kèm theo sự
nhân lên của virus, interferon được phát hiện trong giai đoạn cấp tính của bệnh là
nguyên nhân của sự nguy hiểm do nhiễm virus cúm [6].
Virus cúm B kết hợp với các virus gây viêm đường hô hấp khác sẽ có khả
năng gây biến chứng nguy hiểm cho trẻ em, người già, người suy giảm miễn dịch
hoặc mắc các bệnh mạn tính và phụ nữ mang thai nếu không có biện pháp phòng
ngừa kịp thời. Ngoài ra virus cúm B còn có khả năng gây bội nhiễm vi khuẩn
Staphylococcus aureus với tỷ lệ tử vong cao [30].
1.6 . ĐIỀU TRỊ VÀ DỰ PHÒNG BỆNH CÚM
1.6.1. Các thuốc kháng virus
Hiên nay, có 2 nhóm thuốc được sử dụng để dự phòng và điều trị cúm [8].
Đó là:
Nhóm thuốc ức chế hoạt động kênh ion M2: 2 loại thuốc
-
+ Amantadine và Rimantadine (Flumadine).
-
Nhóm thuốc ức chế neuraminidase (NAIs): 4 loại thuốc
+ Oseltamivir (Tamiflu ®) và Zanamivir (Relenza ®)
+ Peramivir (Rapiacta ®) và Laninamivir (Inavir ®)
Để điều trị virus cúm B nên sử dụng các thuốc ức chế Neuraminidase là
Oseltamivir, Zanamivir, Permivir và Laninamivir, không sử dụng thuốc ức chế
kênh ion M2 như đối với virus cúm A vì virus cúm B không có protein M2. Tất cả
các thuốc đều có tác dụng điều trị hiệu quả nhất nếu được sử dụng trong vòng vài
giờ khi triệu chứng bắt đầu và thường được phép sử dụng trong vòng 48 tiếng sau
khi có triệu chứng đầu tiên. Thuốc có tác dụng làm giảm bớt mức độ trầm trọng của
bệnh cũng như các triệu chứng cúm và làm rút ngắn thời gian bệnh khoảng 1 - 3
ngày.
25
