Nghiên cứu tạo kháng nguyên f1 tái tổ hợp từ vi khuẩn dịch hạch yersinia pestis

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu là do tôi tự thực hiện.
Tất cả các số liệu, kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là hoàn
toàn trung thực, chưa được bất kỳ tác giả nào công bố trước đây.
Nếu lời cam đoan không đúng sự thật tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Tác giả
Nguyễn Thị Thu Hà

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, tôi đã nhận được nhiều sự
giúp đỡ của thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Tôi xin trân trọng cảm ơn tất
cả những sự giúp đỡ quý báu đó.
Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lê Quang Hòa, trưởng phòng Kỹ
thuật Gen, viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học
Bách Khoa Hà Nội người thầy đã luôn hướng dẫn, định hướng và giúp đỡ tôi thực
hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Viện Công nghệ sinh học và
Công nghệ thực phẩm; tập thể cán bộ phòng Kỹ thuật Gen, viện Công nghệ Sinh
học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả Thủ trưởng và cán bộ phòng Sinh học, viện
Hóa học - Môi trường Quân sự nơi tôi công tác, đặc biệt là đồng chí Nguyễn
Phượng Minh, chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu chế tạo test phát hiện nhanh vi
khuẩn dịch hạch Yersinia pestis” đã cung cấp kinh phí, tạo mọi điều kiện để tôi
hoàn thành luận văn của mình.
`Cuối cùng tôi xin cảm ơn bạn bè và gia đình, những người đã luôn ủng hộ
tôi trong suốt thời gian qua!
Hà Nội, ngày 30 tháng 03 năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Thu Hà

ii


MỤC LỤC
Trang

I.

Mục lục

iii

Các chữ viết tắt

Vi

Danh mục các bảng

Vii

Danh mục các sơ đồ

Vii

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Viii

Mở đầu

1

Chương 1: Tổng quan tài liệu

2

I. Bệnh dịch hạch và nguyên nhân gây bệnh dịch hạch

2

1. I.1. Bệnh dịch hạch

2

2. I.2. Tình hình dịch hạch trên thế giới và Việt Nam

3

3. I.2.1 Tình hình dịch hạch trên thế giới

3

4. I.2.2 Tình hình dịch hạch tại Việt Nam

4

5. I.3. Biểu hiện của bệnh dịch hạch

7

6. I.3.1. Dịch hạch thể hạch

7

7. I.3.2. Dịch hạch thể nhiễm trùng huyết

9

8. I.3.3. Dịch hạch thể phổi

10

9. I.4. Cơ chế lây lan dịch hạch và vi khuẩn Yersinia pestis

10

10. I.4.1. Cơ chế lây truyền bệnh dịch hạch

10

11. I.4.2. Vi khuẩn gây bệnh dịch hạch Yersinia pestis

12

I.5. Kháng nguyên lớp vỏ F1

15

II. Protein tái tổ hợp và phương pháp tạo protein tái tổ hợp

17

1.

II.1. Protein tái tổ hợp

17

2.

II.2. Phương pháp tạo protein kháng nguyên lớp vỏ F1 tái tổ hợp của vi

19

I.

khuẩn Yersinia pestis
II.2.1 Phương pháp PCR một bước( “PRC-based single-step assembly”)

19

II.2.2 Phương pháp tổng hợp gen hai bước (“PCR-based two-step DNA

19

synthesis”)

iii


3.

Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu

23

4.

I. Nguyên vật liệu

23

5.

I.1. Vật liệu, hóa chất

23

6.

I.2. Thiết bị

29

7.

II. Phương pháp nghiên cứu

30

8.

Chương 3: Kết quả và bàn luận

34

9.

I. Tổng hợp nhân tạo gen caf1 mã hóa kháng nguyên nang F1 của vi

34

khuẩn Y. pestis
10.

I.1 Thiết kế gen tổng hợp

34

11.

I.2. Tổng hợp nhân tạo gen caf1

35

I.2.1. Tổng hợp gen caf1 bằng phương pháp gapless PCR

35

I.2.2. Tổng hợp gen caf1 bằng phương pháp TBIO

38

II. Biểu hiện và tinh sạch protein kháng nguyên nang F1 tái tổ hợp trong

41

E. coli
II.1. Biểu hiện và tinh sạch protein kháng nguyên nang F1với vectơ

41

pET52b(+)
II.2. Biểu hiện và tinh sạch protein kháng nguyên nang F1với vectơ

45

pMAL-c5X
12.

Kết luận và kiến nghị

49

13.

1. Kết luận

49

14.

2. Kiến nghị

49

15.

Tài liệu tham khảo

50

16.

Phụ lục 1: Qui trình tinh sạch trên gel agarose

53

17.

Phụ lục 2: Qui trình tách chiết, tinh sạch plasmid

54

Phụ lục 3: Kiểm tra mức độ biểu hiện gen caf1 trước khi tối ưu trên E.

57

coli và tỉ lệ GC (%) trong gen
18.

Phụ lục 4: Kết quả kiểm tra mức độ biểu hiện gen caf1 sau khi đã tối ưu

58

trên E. coli và tỉ lệ GC (%) trong gen
19.

Phụ lục 5: Kết quả giải trình tự gen 6 dòng plasmid của phương pháp

iv

59


tổng hợp gen Gapless PCR
Phục lục 6: Kết quả giải trình tự gen 6 dòng plasmid của phương pháp

61

tổng hợp gen TBIO
20.

Phụ lục 7: Kết quả giải trình tự gen pET-52b(+)-F1

64

21.

Phụ lục 8: Kết quả giải trình tự gen pMAL-c5X-F1

65

v


CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Tên đầy đủ

a.a

Amino acid

APS

Amonium persulphate

CBB

Coomassie brilliant blue

E. coli

Escherichia coli

EDTA

Ethylenediaminetetraacetic acid

EtOH

Ethanol

IPTG

Isopropyl-thio-β-D-galactoside

kb

Kilo base

kDa

Kilo Dalton

KLPT

Khối lượng phân tử

KN

Kháng nguyên

KT

Kháng thể

LB

Luria - Bertani

MBP

Maltose binding protein

OD

Mật độ quang học (optical density)

PCR

Polymerase chain reaction

PMSF

Phenyl methyl sulphonyl fluoride

RNA

Ribonucleic acid

SDS

Sodium dodecyl sulphate

SDS-PAGE

Sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis

TAE

Đệm Tris-acetate-EDTA

TEMED

N, N, N’, N’-tetramethyl ethylendiamine

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Các cặp mồi sử dụng trong luận văn

23

Bảng 2.2 : Các trình tự oligo thiết kế cho hai h pháp tổng hợp gen

23

Bảng 2.3: Thành phần gel tách

28

Bảng 2.4: Thành phần gel cô

28

Bảng 2.5: Thành phần hóa chất điện di SDS-PAGE

28

Bảng 3.1: Thống kê kết quả giải trình tự gen caf1 tổng hợp bằng

40

gapless PCR và TBIO

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 1.1: Qui trình tạo protein tái tổ hợp

vii

18


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1: Tình hình dịch hạch trên thế giới từ năm 1954 – 2001

3

Hình 1.2: Số mắc/chết dịch hạch ở Việt Nam từ năm 1976-2002

5

Hình 1.3: Số bệnh nhân dịch hạch ở Việt Nam so với thế giới, 1954-

6

2001
Hình1. 4: Bệnh nhân mắc bệnh dịch hạch

9

Hình 1.5: Sơ đồ lây lan bệnh dịch hạch

12

Hình1. 6: Hình ảnh Yersinia pestis bắt màu đậm 2 đầu khi

14

nhuộm Wayson
Hình 1.7: Nguyên tắc của phương pháp tổng hợp gen gapless PCR

21

với 2 bước là “overlap” PCR và “full length” PCR.
Hình 1. 8: Phương pháp tổng hợp gen TBIO

22

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc và vị trí cắ giới hạn của véc tơ pET52b

25

Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc và vị trí cắ giới hạn của véc tơ pMAL-c5X

26

Hình 2.3: Mô hình phản ứng Western blot

32

Hình 3.1. Trình tự gen caf1 sau khi tối ưu hóa và trình tự axit amin

35

của kháng nguyên nang F1 của Y. pestis.
Hình 3.2. Kết quả điện di sản phẩm phản ứng “full length” PCR tổng

36

hợp gen caf1 bằng phương pháp gapless PCR.
Hình 3.3. Kết quả biến nạpvectơ tách dòng pJET1.2 sau khi gắn gen

36

caf1 tổng hợp bằng phương pháp gapless PCR
Hình 3.4: Kết quả sàng lọc, bằng kỹ thuật PCR khuẩn lạc, các dòng

37

biến nạp gen caf1 tổng hợp bằng phương pháp gapless PCR.
Hình 3.5: Kết quả điện di sản phẩm phản ứng PCR-2 tổng hợp gen

39

caf1 bằng phương pháp TBIO
Hình 3.6. Kết quả điện di sản phẩm phản ứng “full length” PCR tổng

39

hợp gen caf1 bằng phương pháp TBIO
Hình 3.7. Kết quả điện di gen caf1 và vectơ pet52b(+) trước và sau

viii

43


khi nối với nhau
Hình 3.8. Kết quả điện di protein của dòng tế bào E. coli BL21 (DE3)

44

mang vectơ biểu hiện pET-52b(+)-F1trên gel SDS-PAGE
Hình 3.9. Kết quả điện di proteintổng số và protein tan của dòng tế

44

bào E. coli BL21 (DE3) mang vectơ biểu hiện pET-52b(+)-F1 trên

gel SDS-PAGE
Hình 3.10. Kết quả phân tích Western blot với kháng thể kháng

45

(His)6của dòng tế bào E. coli BL21 (DE3) mang vectơ biểu hiện
pET-52b(+)-F1
Hình 3.11. Kết quả điện di protein tan của dòng tế bào E. Coli BL21

47

(DE3) mang vectơ biểu hiệnpMAL-c5X-F1-His trên gel SDS-PAGE
Hình 3.12. Kết quả tinh sạch protein dung hợp MBP-F1-His bằng sắc

47

ký ái lực Ni
Hình 3.13. Kết quả phân tích Western blot protein tinh sạch MBP-

48

F1-(His)7với kháng thể kháng (His)6
Hình 3.14. Kết quả phân tích Dot blot protein MBP-F1-(His)7 với
kháng thể kháng F1

ix

48

MỞ ĐẦU
Dịch hạch là một bệnh truyền nhiễm tối nguy hiểm do Yersinia pestis gây ra.
Bệnh lây truyền từ động vật sang người qua trung gian truyền bệnh là bọ chét. Bệnh
đã được biết từ thời xa xưa và đã gây ra 3 vụ đại dịch lớn vào các thế kỉ XI, XIV và
XIX với hàng trăm triệu người tử vong. Tuy đã được phát hiện từ lâu nhưng hiện
nay các ổ dịch vẫn còn tồn tại và đang hoạt động trong nhiều khu vực trên trái đất.
Tuy dịch hạch đã được kiểm soát nhưng công tác điều tra giám sát dịch tễ
học vẫn phải được tiến hành thường xuyên. Bởi vì bệnh dịch hạch có thể xuất hiện
bất cứ khi nào nếu gặp điều kiện thuận lợi và sẽ gây ảnh hưởng to lớn đến cuộc
sống của con người. Đặc biệt vi khuẩn dịch hạch vẫn được coi là một trong những
tác nhân dùng để làm vũ khí sinh học hiện nay. Vì vậy, yêu cầu phải chuẩn đoán
nhanh, chính xác vi khuẩn dịch hạch trong các ổ dịch, trong môi trường là một yêu
cầu cấp thiết. Tuy nhiên để nghiên cứu trực tiếp vi khuẩn dịch hạch trong tự nhiên
thì đòi hỏi phải có phòng thí nghiệm riêng, yêu cầu qui trình sát trùng, sát khuẩn rất
nghiêm ngặt lại dễ gây nguy hiểm cho người nghiên cứu. Vì thế hiện nay các nhà
khoa học thường nghiên cứu trên kháng nguyên protein tái tổ hợp thay vì nghiên
cứu trực tiếp trên vi khuẩn dịch hạch.
Tất cả các chủng Yersinia pestis đều có kháng nguyên F1. Kháng nguyên F1
là một kháng nguyên đặc hiệu loài cao, dùng để chuẩn đoán cho vi khuẩn dịch hạch.
Kháng nguyên F1 tái tổ hợp có một vai trò rất quan trong trong các nghiên cứu để
tạo kháng thể kháng F1 trong sản xuất vắc xin, sản xuất que thử phát hiện vi khuẩn
Yersinia pestis…
Vì những lí do trên tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tạo kháng nguyên F1
tái tổ hơp từ vi khuẩn dịch hạch Yersinia pestis”.
Nội dung nghiên cứu chính của luận văn:
- Xây dựng qui trình tạo kháng nguyên tái tổ hợp F1 của vi khuẩn dịch hạch
Yersinia pestis.
- Kiểm định đặc tính kháng nguyên của chế phẩm kháng nguyên F1.

1

Formatted: Justified, Indent: First line: 0.49
Space After: 0 pt, Line spacing: 1.5 lines


Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I. Bệnh dịch hạch và nguyên nhân gây bệnh dịch hạch
I.

I.1. Bệnh dịch hạch

Formatted: Justified, Level 2, Space After: 0
pt, Line spacing: 1.5 lines

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Bold, Italic

Dịch hạch là bệnh truyền nhiễm cấp tính, tối nguy hiểm thuộc diện kiểm dịch
và khai báo quốc tế do Yersinia pestis gây nên. Bệnh lưu hành trong quần thể động

Formatted: Justified, Level 3, Indent: Left: 0
Hanging: 0.49", Space After: 0 pt, Line
spacing: 1.5 lines, No bullets or numbering

vật thuộc bộ gặm nhấm (Rodentia), chủ yếu là chuột và bọ chét ký sinh trên chúng,

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Bold, Italic

từ đó lây truyền sang các loại súc vật khác và sang người. Lịch sử loài người đã ghi

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

nhận 3 vụ đại dịch vào các thế kỷ thứ XI, XIV và XIX với hàng trăm triệu người tử
vong và bệnh dịch hạch đã trở thành nỗi kinh hoàng của nhân loại.
Bệnh dịch hạch được biết đến từ thời xa xưa, thời kì đầu khó có thể xác định
được những thông tin chính xác cần thiết để phân biệt hoặc chứng minh dịch hạch
do vi khuẩn hay vi rút.
Trong khoảng hai ngàn năm qua, các vụ dịch hạch lớn đã lây lan rộng khắp
đến các quốc gia trên thế giới. Đại dịch đầu tiên được ghi nhận vào thế kỷ thứ VI,

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt

vào khoảng từ năm 542 đến 546 xảy ra vụ dịch lớn bắt đầu ở Đế quốc La Mã
phương Đông vào triều đại Vua Justinian 1 ở Ai Cập, lây lan sang Châu Âu, ước
tính làm chết khoảng 100 triệu người ở Châu Á, Châu Phi và Châu Âu. Đại dịch
lần thứ hai nổi tiếng với tên “Bệnh chết đen - Black Death” vào thế kỷ XIV, khoảng
từ năm 1347 đến 1350. Đại dịch lần thứ 2 ước tính làm chết khoảng 50 triệu người
trên thế giới, trong đó, một nửa số nạn nhân là ở Châu Âu, chiếm một phần ba dân
số Châu Âu thời bấy giờ. Tỷ lệ tử vong trong đại dịch này từ 70 - 80%.
Cuối thế kỷ thứ 19, đại dịch thứ ba bắt đầu ở Canton và Hồng Kông vào năm
1894, nhanh chóng lan truyền đi khắp thế giới. Trong vòng 10 năm (1894-1903),
dịch đã lan đến 77 thành phố cảng trên khắp 5 châu : Châu Á: 31, Châu Âu: 12,
Châu Phi: 8, Bắc Mỹ: 4, Nam Mỹ: 15 và Châu Úc: 7. Trong đại dịch này, dịch hạch
lây lan mạmh mẽ ở Ấn Độ, chỉ riêng ở Bombay đã làm chết khoảng 13.000.000
người.[2]

2

Formatted: Indent: First line: 0.5", Space
After: 0 pt, Line spacing: 1.5 lines


I.2. Tình hình dịch hạch trên thế giới và Việt Nam

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Bold, Italic

I.2.1. Tình hình dịch hạch trên thế giới

Formatted: Indent: First line: 0", Space Afte
0 pt, Line spacing: 1.5 lines

Các vùng dịch hạch lưu hành không cố định mà luôn luôn thay đổi, tuỳ thuộc
vào sự thay đổi của nhiều yếu tố tự nhiên, xã hội như : khí hậu, động đất, sự di
chuyển của các quần thể gặm nhấm, di dân,... Hiện nay, các ổ dịch hạch thiên nhiên

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt
Formatted: Indent: Left: -0.1", First line:
0.59", Line spacing: 1.5 lines

tồn tại ở Bắc và Nam Mỹ, Châu Phi, Châu Á và Đông Nam Châu Âu, từ 55 vĩ độ Bắc
đến 40 vĩ độ Nam. Tuy nhiên, trong vành đai này có những vùng không có ổ dịch
hạch như các hoang mạc với một số lượng ít hoặc không có loài vật chủ gặm nhấm,
vùng chí tuyến hoặc những dãy núi cao đóng băng quanh năm.
Từ 1954 - 2001, Tổ chức Y tế thế giới ghi nhận có 38 quốc gia trên thế giới

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

xảy ra bệnh dịch hạch gồm 89.651 trường hợp mắc và 7.715 bệnh nhân tử vong.
Nhiều nhất là năm 1967 có 6014 trường hợp và thấp nhất năm 1981 có 200 trường
hợp. Trong gần nửa thế kỷ qua, có 7 quốc gia trên thế giới có dịch bệnh xảy ra hàng
năm là Brazil, Cộng hoà dân chủ Công Gô, Madagascar, Myanmar, Pê Ru, Hoa Kỳ
và Việt Nam.

Hình 1.1: Tình hình dịch hạch trên thế giới từ năm 1954 – 2001[2]

3

Formatted: Indent: First line: 0", Space Afte
0 pt, Line spacing: 1.5 lines


Gần đây, tính đến ngày 23 tháng 6 năm 2003 đã xảy ra dịch hạch tại Tafraoui,
ngoại ô tỉnh Oran, Angêria với 10 trường hợp mắc, 8 trường hợp thể hạch, 1 thể
phổi và 1 thể nhiễm khuẩn huyết. Trong số này có 1 bệnh nhân đã tử vong. Kết quả
xét nghiệm Yersinia pestis ở bệnh phẩm những bệnh nhân này dương tính.
Thực tế tình hình dịch hạch trên thế giới cho đến nay vẫn diễn biến phức tạp,
không thể nói rằng sẽ loại trừ dịch hạch trong tương lai gần. Cũng không thể buông
lỏng sự giám sát dịch hạch. Năm 1995 ở Madagascar bắt đầu nghiên cứu phòng
chống dịch hạch toàn diện và tổ chức mạng lưới nghiên cứu vấn đề này trong các
Viện Pasteur (Acip Peste). Tại Trung Quốc mặc dù tình hình dịch hạch đã được
khống chế mạnh mẽ nhưng hệ thống giám sát phòng chống chủ động bệnh dịch này
vẫn được đẩy mạnh và giải quyết chặt chẽ. Những năm gần đây Hội nghị quốc tế về
nghiên cứu và phòng chống dịch hạch vẫn được Tổ chức Y tế Thế giới tổ chức, thu

hút được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu về lĩnh vực này tham dự. Tại
hội nghị quốc tế về giám sát và phòng chống dịch hạch tổ chức ở Bangalore, Ấn Độ
từ 15 - 17 tháng 07 năm 2002, theo Tikhomirov E, chuyên gia của Tổ chức Y tế Thế
giới thì có 6 tiêu chuẩn để đánh giá tính ưu tiên trong nghiên cứu và phòng chống
của một bệnh là: Tác động của bệnh đó (nguyên nhân gây mắc và chết), nguy cơ tác
nhân gây nên dịch, hiệu lực trong dự phòng và điều trị bệnh, tầm quan trọng đối với
quốc tế, ảnh hưởng đến kinh tế và nguy cơ sử dụng có mục đích. Dịch hạch có đầy
đủ 6 yếu tố trên và như vậy nên được xem là bệnh cần ưu tiên nghiên cứu và phòng
chống.[2]
I.2.2. Tình hình dịch hạch tại Việt Nam
Hơn 1 thế kỷ bệnh dịch hạch có mặt ở Việt Nam, có khả năng từ Hồng Kông
xâm nhập đến vào năm 1898 trong bối cảnh của đại dịch lần thứ ba. Bệnh bám rễ và
lưu hành có thời kỳ bùng phát xen kẽ với những thời kỳ lắng dịu nhưng thực sự
chưa bao giờ được loại trừ.
Dịch hạch được ghi nhận lần đầu tiên ở Việt Nam vào năm 1898 tại Nha
Trang trong bối cảnh vụ đại dịch hạch thế giới lần thứ 3. Dịch xâm nhập chủ yếu
theo hàng hóa của người Trung Hoa. Sau khi xâm nhập dịch lây lan đến những nơi

4

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines


khác như Bắc Ninh, Hòn Gai, Phan Thiết, Phan Rang, Sóc Trăng.... Dịch tại những
nơi xâm nhập đều có tính chất tạm thời trừ Sài Gòn và Phan Thiết có chiều hướng
trở thành vùng dịch lưu hành dai dẳng. Vào năm 1911 tại Châu Đốc, Long Xuyên,
Thủ Dầu Một xảy ra một vụ dịch lớn với nhiều bệnh nhân dịch hạch thể phổi có 886
người tử vong.

Hình 1.2: Số mắc/chết dịch hạch ở Việt Nam từ năm 1976-2002
Từ 1961 đến 1975: dịch bùng phát lan tràn ở miền Nam. Sau đó tiếp tục lây
lan trên diện rộng ở các tỉnh ven biển miền Trung, Tây Nguyên, miền Đông Nam
Bộ. Chính quyền miền Nam dưới sự trợ giúp của Mỹ thông qua chương trình quốc
gia phòng chống dịch hạch đã khống chế được một phần, nhưng nhìn chung dịch
vẫn tồn tại với quy mô lớn. Trong giai đoạn này, hầu hết số bệnh nhân mắc phải
dịch trên thế giới đều là Việt Nam.[24]

5


Hình 1.3: Số bệnh nhân dịch hạch ở Việt Nam so với thế giới, 1954-2001
Từ 1975 đến 1990: Sau 1975 dịch bùng phát, số mắc - chết tăng vọt tại các
vùng dịch lưu hành như ở các tỉnh ven biển miền Trung, Tây Nguyên, miền Đông
Nam Bộ. Đặc biệt trong thời gian này, dịch hạch đã xuất hiện và gây ra một số vụ
dịch nhỏ tại 9 tỉnh/thành phố phía Bắc do có sự giao lưu về lương thực hàng hóa và
các phương tiện giao thông. Đặc biệt chuột và tác nhân gây bệnh Yersinia pestis
theo gạo và lương thực từ miền Nam xâm nhập vào miền Bắc qua cảng biển Hải
Phòng. Trong giai đoạn từ năm 1991 đến 2002 số mắc - chết có chiều hướng giảm
và phạm vi dịch thu hẹp dần, tập trung chủ yếu ở miền Trung và Tây Nguyên.
Trong 4 năm (1999-2002), dịch chỉ còn ghi nhận tại một số địa phương 2 tỉnh Đắc
Lắc và Gia Lai với diện dịch tập trung dai dẳng vào một số xã thuộc 2 huyện: Đắc
Đoa, tỉnh Gia Lai và EaH’leo, tỉnh Đắk Lắk.[24]
Từ tháng 3/2003 đến nay không ghi nhận bệnh dịch hạch trên người, ca mắc
gần nhất ghi nhận vào tháng 08 năm 2002 tại tỉnh Đắk Lắk. Giám sát dịch động vật
tại các trọng điểm, từ tháng 4/2004 không còn phân lập được Yersinia pestis từ vật
chủ và trung gian truyền bệnh. Từ năm 2005 xét nghiệm huyết thanh động vật tìm
kháng thể kháng Yersinia pestis (kháng thể kháng F1) đều cho kết quả âm tính.

6

Formatted: Indent: First line: 0.5", Space
After: 15 pt, Line spacing: 1.5 lines


1.

I.3. Biểu hiện của bệnh dịch hạch
1.1

Tùy theo vị trí thương tổn giải phẫu bệnh lý, có thể gặp nhiều thể lâm

sàng với tỷ lệ khác nhau nhưng phổ biến nhất là thể hạch. Thể nhiễm khuẩn huyết
và thể phổi tiên phát hiếm gặp hơn. Các trường hợp nhiễm khuẩn huyết và viêm
phổi thứ phát có thể xem là biến chứng của thể hạch không được điều trị sớm và

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Bold, Italic
Formatted: Level 3, Indent: Left: 0",
Hanging: 0.49", Space After: 0 pt, Line
spacing: 1.5 lines, No bullets or numbering

Formatted: Normal, Indent: First line: 0.44"
Line spacing: 1.5 lines, No bullets or
numbering

tích cực. Ngoài ra còn gặp các biểu hiện khác như viêm màng não mủ, việm họng,
thể xuất huyết, thể da … Tuy nhiên các biểu hiện này thường gặp trong bệnh cảnh
hoặc xảy ra thứ phát sau thể hạch.
Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:

1.5 lines

1.2

I.3.1. Dịch hạch thể hạch
Thể lâm sàng của bệnh dịch hạch không hằng định và nhiều thể. Tuỳ vào từng

Formatted: Level 4, Indent: Left: 0",
Hanging: 0.49", Space After: 0 pt, Line
spacing: 1.5 lines, No bullets or numbering

vùng và vụ dịch mà tỷ lệ gặp có khác nhau, nhưng nhìn chung thể hạch vẫn phổ

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Italic

biến nhất.

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

Thống kê của một số bệnh viện ở Việt Nam như sau: Bệnh viện Chợ Quán từ
năm 1977 đến 1986 gặp 94 - 98%; Bệnh viện Đắc Lắc từ năm 1976 đến 1986 gặp
97% và Bệnh viện Phú Khánh từ 1982 đến 1986 gặp 98% .
Ở New Mexico từ năm 1980 - 1984 gặp 74,7% là thể hạch.
Theo qui định của Tổ chức Y tế Thế giới, thời gian ủ bệnh trong vòng 6 ngày,
thời kỳ này kéo dài hơn ở những người đã được chủng ngừa vắc xin. Thời kỳ ủ bệnh
không có triệu chứng gì, sau đó bệnh thường khởi phát đột ngột với hai nhóm dấu
hiệu đặc trưng của bệnh dịch hạch là nhiễm khuẩn - nhiễm độc và viêm hạch.
* Hội chứng nhiễm trùng - nhiễm độc.

Sốt cao đột ngột là triệu chứng tương đối phổ biến và thường xuất hiện trước
khi viêm hạch. Nếu được điều trị bằng kháng sinh đặc hiệu thì nhiệt độ hạ, trong
vòng 18 - 24 giờ có thể giảm đến 1,5 đến 2oC, ngày sau có thể hết sốt hoặc sốt nhẹ
thêm 2 - 3 ngày rồi hết hẳn.

7


Các dấu hiệu nhiễm trùng, nhiễm độc thần kinh biểu hiện mức độ nặng nhẹ
của bệnh và là yếu tố quyết định tiên lượng bệnh. Cần đặc biệt quan tâm khi thấy
xuất hiện sớm trong vòng 24 giờ đầu. Ở thể nhẹ, bệnh nhân mệt mỏi, biếng ăn
nhưng vẫn tươi tỉnh. Bệnh càng nặng, biểu hiện nhiễm độc càng rõ. Mặt đỏ, kết mạc
mắt xung huyết, môi khô, lưỡi bẩn, đau nhức nhiều nơi. Người bứt rứt khó chịu, vẻ
mặt lo âu sợ hãi, hoặc hốt hoảng, vật vã, kích động, nói nhảm hoặc lừ đừ, mắt đờ
đẫn, nằm yên không cử động, không ngủ. Đôi khi gặp ảo giác, trả lời chậm chạp,
khi đúng khi sai, tiếng nói không rõ ràng. Hiếm gặp hơn là động tác bất thường,
thỉnh thoảng gồng người co giật, vã nhiều mồ hôi. Có trường hợp ói mửa, ỉa chảy.
Khó thở nhanh mà không có tổn thương bệnh lý ở phổi.
* Viêm hạch.
Viêm hạch thường xuất hiện đồng thời hoặc sau sốt vài giờ đến 24 giờ, một số
ít trường hợp nổi hạch trước sốt. Viêm hạch dịch hạch là một loại viêm cấp tính với
triệu chứng đau là tính chất nổi bật lên hàng đầu. Đau là triệu chứng sớm nhất và
thường xuất hiện trước khi nổi hạch (87%). Đau tăng lên khi bệnh nhân cử động
hay sờ nắn và bệnh nhân thường ở tư thế nhằm làm giảm sức căng lên vùng đó.
Thuốc giảm đau không hoặc có tác dụng rất ít. Đau tự nhiên, càng nhiều và càng
sớm, đi đôi với sốt cao thường tiên lượng nặng hơn. Đau giảm rõ rệt và nhanh
chóng trong vòng 24 đến 48 giờ sau khi bệnh nhân được điều trị bằng kháng sinh
đặc hiệu.
Thường có một hạch và vị trí có liên quan đến vị trí đốt của bọ chét, phổ biến
nhất là vùng đùi bẹn: 62 - 80%. Kế đó là: hạch nách 14 - 20%, hạch cổ, hạch dưới

hàm: 15-18%. Có thể gặp hai hoặc nhiều hạch xuất hiện lần lượt hoặc cùng một lúc.
Biểu hiện này cũng như vị trí hạch vùng cao (cổ, nách, thượng đòn … ) thường là
một biểu hiện nặng cần được chú ý.

8


Formatted: Justified, Indent: First line: 0",
Space After: 0 pt, Line spacing: 1.5 lines

Hình 1.4: Bệnh nhân mắc bệnh dịch hạch

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

Hạch viêm tiến triển nhanh với sưng tấy, nóng, đỏ và rất đau. Kích thước
hạch tuỳ vào thời điểm phát hiện. Ban đầu nhỏ, di động, màu da ngoài bình thường,
trong vòng 1 hoặc 2 ngày đã sưng to có khi đến 10 cm nhưng thường dưới 3cm. Tổ
chức xung quanh hạch bị viêm, phù nề và dính vào nhau thành 1 khối không di
động, màu da bên ngoài hạch đỏ tía. Trong trường hợp được điều trị sớm, đúng thì
hạch giảm đau nhanh, teo nhỏ lại và “mất đi” trong vòng 2 - 3 tuần hoặc trở nên xơ
hoá để lại một khối rắn trong một thời gian dài sau khi khỏi bệnh.[2]
I.3.2. Dịch hạch thể nhiễm trùng huyết

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Italic

Quan niệm về thể nhiễm khuẩn huyết có nhiều ý kiến khác nhau. Theo
Pollitzer, dịch hạch thể nhiễm khuẩn huyết tiên phát là do sự xâm nhập vào máu của

Formatted: Level 4, Indent: Left: 0",
Hanging: 0.49", Space After: 0 pt, Line
spacing: 1.5 lines, No bullets or numbering

một số lượng lớn vi khuẩn dịch hạch không qua giai đọan khu trú ở hạch. Một số

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

1.3

tác giả khác (Girard, Dujardin, Beaumetz, Joltrain) cho rằng thể nhiễm khuẩn huyết
chỉ thứ phát sau thể hạch nằm trong sâu, thăm khám bên ngoài không sờ thấy được.
Các tổ chức hạch này vẫn chứa nhiều vi khuẩn.[2]
Dịch hạch thể nhiễm trùng huyết tiên phát là những trường hợp nhiễm khuẩn
huyết được xét nghiệm kết luận là do Yersinia pestis mà lâm sàng không phát hiện
được triệu chứng viêm hạch. Thể bệnh này không có triệu chứng viêm hạch đặc
hiệu nên rất dễ bị bỏ sót và tử vong cao.
Bệnh nhân đột ngột sốt cao 40 - 410C, rét run, đau đầu dữ dội, tiêu chảy và ói
mửa nhiều lần. Hốt hoảng, vật vã, kích động, nói sảng, tím tái, thở nhanh nông …

9


liền sau đó đi vào sốc nhiễm trùng nhiễm độc. Soi tươi các bệnh phẩm sẽ thấy vi
khuẩn dạng dịch hạch. Thường bệnh nhân tử vong nhanh chóng trong vòng 1 vài
ngày nếu không được điều trị sớm và hồi sức tích cực ngay từ những giờ đầu của
bệnh.
Cần lưu ý rằng cấy máu có Yesinia pestis không thể là tiêu chuẩn xác định
thể nhiễm khuẩn huyết, nếu không có biểu hiện nhiễm độc thần kinh nặng. Sự hiện

diện của vi khuẩn dịch hạch trong máu có thể là nhất thời (vãng khuẩn huyết) và
không tác động đến toàn bộ thể trạng chung.
1.4

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Italic

I.3.3. Dịch hạch thể phổi
Bệnh dịch hạch đáng sợ nhất là thể phổi vì tiến triển nhanh và tỷ lệ tử vong

rất cao. Thể tiên phát là do tác động trực tiếp của vi khuẩn trên tổ chức phổi theo
đường hô hấp trên, bệnh xuất hiện dưới dạng viêm đặc thùy phổi và diễn biến rất

Formatted: Normal, Level 4, Line spacing: 1
lines, No bullets or numbering
Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

cấp tính. Thời gian nung bệnh của thể phổi thường ngắn hơn, chỉ trong một vài
ngày, thậm chí chỉ trong vòng vài giờ sau khi nhiễm bệnh. Sau đó bệnh khởi phát
rất đột ngột với sốt cao, rét run, đau đầu, hoa mắt, chóng mặt, mạch nhanh, huyết áp
thấp, bệnh nhân bứt rứt. Trong vòng 24 giờ sau, các dấu hiệu của tổn thương hô hấp
xuất hiện nhanh chóng, có rối loạn chức năng hô hấp như đau tức ngực, thở nhanh
nông, khó thở. Lúc đầu ho có đờm nhầy, loãng. Sau đó đờm đặc dần, có vết máu, có
khi có bọt. Triệu chứng thực thể ở phổi rất nghèo nàn: Gõ bình thường hoặc đục
một vài nơi, âm phế bào và rung thanh không thay đổi. Đôi khi tìm thấy dấu hiệu 3
giảm hoặc tiếng cọ màng phổi. X quang phổi biểu hiện rất sớm, có thể thấy hình
ảnh đông đặc phổi thông thường hoặc nhiều bóng mờ rải rác hoặc hình ảnh bong
bóng giống viêm phổi tụ cầu.[2]
Ngoài ba thể hay gặp trên còn có các thể khác ít phổ biến hơn như: thể màng

não, thể xuất huyết, thể hầu học…
2.

I.4. Cơ chế lây lan bệnh dịch hạch và vi khuẩn Yersinia pestis

2.1

I.4.1. Cơ chế lây truyền bệnh dịch hạch
Dịch hạch là bệnh truyền nhiễm, lây truyền trong quần thể gặm nhấm. Bệnh

duy trì trong các ổ dịch thiên nhiên của các loài gặm nhấm và lây truyền qua trung

10

Formatted: Level 3, Indent: Left: 0",
Hanging: 0.49", Space After: 0 pt, Line
spacing: 1.5 lines, No bullets or numbering

Formatted: Normal, Level 4, Line spacing: 1
lines, No bullets or numbering

Formatted: Font: (Default) Times New Roma
13 pt, Italic
Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines


gian bọ chét sống ngoại ký sinh trên chúng. Phần lớn các loài động vật hoang dại
đều bị nhiễm vi khuẩn dịch hạch nhưng chúng có tính đề kháng tương đối với bệnh
nên không đóng vai trò quan trọng trong vật chủ bệnh dịch hạch.

Trên thế giới bộ gặm nhấm (Rodentia) có khoảng 6.000 loài, trong đó họ
chuột (Muridae) có 150 loài chuột. Ở Việt Nam có 56 loài gặm nhấm và họ chuột
có 43 loài phân bố trên toàn lãnh thổ.
Dịch hạch là bệnh của động vật, chủ yếu là các loài gặm nhấm hoang dại và
chuột, người chỉ là vật chủ ngẫu nhiên, thứ yếu. Có nhiều yếu tố trong cơ chế lan
truyền bệnh dịch hạch, trong đó bọ chét đóng vai trò quan trọng. Bọ chét phải
nhiễm vi khuẩn dịch hạch khi hút máu. Tiếp theo là thời gian sống phải đủ dài để
quá trình nhân lên vi khuẩn đủ số lượng nhiều và sau đó lây truyền vi khuẩn dịch
hạch sang vật chủ khác. Bên cạnh đó, số lượng và thành phần bọ chét cũng như
quần thể vật chủ cũng là yếu tố cần thiết để gây nên nhiễm trùng và lan truyền dịch
bệnh. Trong tự nhiên, bệnh dịch hạch lan truyền theo các con đường sau:
* Phổ biến nhất là lây truyền qua trung gian bọ chét : Theo cơ chế lây truyền
này thì bệnh dịch hạch ở người thường xuất hiện sau dịch hạch ở vật chủ vài ngày
đến một vài tuần. Bọ chét hút máu vật chủ mắc bệnh trong đó có vi khuẩn dịch
hạch, vi khuẩn nhân lên sẽ tạo thành nút nghẽn ở tiền dạ dày (proventriculus). Khi
vật chủ bị bệnh chết, bọ chét bị tắc nghẽn này mất nguồn thức ăn sẽ rời bỏ vật chủ
chết đi tìm ký chủ mới để hút máu nhưng vì ống tiêu hoá bị tắc nghẽn ở tiền dạ dày,
máu không vào được và mỗi lần hút máu lại bị đẩy ra, vi khuẩn dịch hạch theo vết
đốt vào cơ thể vật chủ này và như vậy xảy ra sự lây truyền bệnh.
* Lan truyền trực tiếp từ vật chủ bệnh sang vật chủ lành không qua trung
gian của bọ chét như:
- Vi khuẩn dịch hạch xâm nhập trực tiếp qua da có hoặc có thể không có tổn
thương khi tiếp xúc trực tiếp vào động vật bị bệnh, nhân viên các phòng xét nghiệm
về vi khuẩn dịch hạch hoặc do động vật nuôi trong nhà cắn hoặc cào.
- Hít vào trực tiếp vi khuẩn dịch hạch tồn tại trong không khí do tiếp xúc trực
tiếp với vật chủ bị bệnh hoặc chết vì dịch hạch, nhất là dịch hạch thể phổi. Đây là

11

một phương thức lây truyền cực kỳ nguy hiểm vì xảy ra rất nhanh cho người tiếp
xúc.
Vi khuẩn dịch hạch xâm nhập qua da, ở nơi bọ chét đốt và theo đường bạch
huyết đến hạch khu vực, sinh sản phát triển mạnh tại đó gây nên dịch hạch thể hạch.
Sau đó, nếu không được điều trị thích hợp vi khuẩn dịch hạch xâm nhập vào máu
gây nên thể nhiễm khuẩn thứ phát. Đối với thể nhiễm khuẩn huyết tiên phát hoặc
thứ phát, ngoài vai trò truyền bệnh của bọ chét còn có thêm yếu tố độc lực của mầm
bệnh và sức đề kháng của cơ thể vật chủ. [2]
Formatted: Indent: Hanging: 0.59", Space
After: 0 pt, Line spacing: 1.5 lines

Hình 1.5: Sơ đồ lây lan bệnh dịch hạch

2.2

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

I.4. 2. Vi khuẩn gây bệnh dịch hạch Yersinia pestis

Formatted: Normal, Justified, Level 4, Line
spacing: 1.5 lines, No bullets or numbering

Dịch hạch là bệnh truyền nhiễm cấp tính, tối nguy hiểm thuộc diện kiểm dịch

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

và khai báo quốc tế do Yersinia pestis gây nên. Bệnh lưu hành trong quần thể động

12


vật thuộc bộ gặm nhấm (Rodentia), chủ yếu là chuột và bọ chét ký sinh trên chúng,
từ đó lây truyền sang các loại súc vật khác và sang người.
Vi khuẩn dịch hạch trải qua nhiều danh pháp khác nhau, đầu tiên khi mới
được phát hiện có tên là Bacterium pestis, đến năm 1900 gọi là Bacillus pestis, sau
năm 1923 đổi thành Pasteurella pestis và tại Hội nghị Sinh vật học Quốc tế lần thứ
10 vào năm 1970 mới có danh pháp như hiện nay là Yersinia pestis.
Yersinia pestis do Alexandre Yersin phát hiện ra tại Hồng Kông vào ngày 20
tháng 6 năm 1894, trong thời gian đại địch lần thứ 3 đang hoành hành ở đây.
Yersinia pestis trước đây được xếp vào họ Pasteurellaceae, nhưng dựa trên
cơ sở so sánh mã di truyền bằng lai tạo DNA-DNA và RNA ribosom 16S/5S thì
tương tự như Escherichia coli nên giống Yersinia được xếp lại vào họ
Enterobacteriaceae. Giống Yersinia có 11 loài nhưng chỉ có 3 loài được quan tâm
vì có khả năng gây bệnh cho người là Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis
và Yersinia enterocolitica.
Yersinia pestis có hình dạng cầu trực khuẩn (0,5 x 1- 2 µm), bắt màu Gram
âm, nhuộm Wayson có màu xanh tím bắt màu ở 2 đầu, ở giữa trống nên gọi là “bắt
màu lưỡng cực”. Vi khuẩn không di động, không hình thành nha bào và không sinh
axít. Yersinia pestis là vi khuẩn hiếu khí, dễ mọc trên các môi trường nuôi cấy thông
thường, mọc tốt nhất ở nhiệt độ 28 - 300C và độ pH từ 7,2 đến 7,6. Trên môi trường
canh thang, khuẩn lạc mọc không làm đục môi trường. Trên môi trường thạch,
khuẩn lạc dạng R điển hình (lồi ở giữa, xung quanh sáng và có mép viền không đều
kiểu đăng ten). Vi khuẩn lên men đường glucose và mannitol, không lên men đường
rhamnose, lactose và sucrose.

13

Formatted: Justified, Space After: 0 pt, Line
spacing: 1.5 lines

Hình 1.6: Hình ảnh Yersinia pestis bắt màu đậm 2 đầu khi nhuộm Wayson.

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

Dựa vào khả năng khử hóa nitrat thành acid nitric và lên men glycerin,

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:
1.5 lines

Yersinia pestis được chia thành 3 type sinh học là Orientalis, Antiqua và
Medievalis. Ba type này không có sự khác nhau về độc lực cũng như bệnh học đối
với người và động vật, nhưng chúng có phân bố địa lý cũng như tính chọn lọc vật
chủ rất khác nhau nên có vai trò quan trọng về mặt dịch tễ học.
Yersinia pestis thuộc nhóm vi khuẩn có sức đề kháng yếu với môi trường bên
ngoài. Ánh sáng, nhiệt độ cao, làm sấy khô có thể phá hủy vi khuẩn. Các chất sát
trùng, tẩy uế như lysol và các chế phẩm chứa Chlorin diệt vi khuẩn trong vòng 10
phút.
Yersinia pestis có cấu trúc kháng nguyên phức tạp và khả năng gây bệnh phụ
thuộc vào nhiều yếu tố, những chủng có độc lực cao có đến 16 - 18 kháng nguyên,
các quan trọng thường được chú ý là F1, V, W, yếu tố P, yếu tố Pu. Trong đó có 3
loại kháng nguyên đã được nghiên cứu nhiều hơn, bao gồm: kháng nguyên nang
(capsular antigen): có độc lực cao và mang tính kháng nguyên mạnh, có tác dụng
bảo vệ vi khuẩn sinh trưởng chống lại thực bào; kháng nguyên thân: là một phần
của nội độc tố; và kháng nguyên V và W: là yếu tố độc lực liên quan đến khả năng
chống lại hiện tượng thực bào.
14

Burrows và Bacon đã xác định tính kháng thực bào của Y. Pestis nhờ kháng
nguyên gọi là V và W có thể hoạt động liên kết hay độc lập với KN F1. Những
chủng không độc thiếu KN F1 có thể kháng thực bào nhờ các kháng nguyên này.
Y. pestis sản sinh kháng nguyên V và W đồng thời chứ không tách biệt. Kháng
nguyên W được tiết tự do vào môi trường xung quanh, kháng nguyên V liên kết
chặt chẽ với tế bào vi khuẩn. Lawton và cs lần đầu tiên đã tách được kháng nguyên
này dưới dạng tinh khiết và chỉ ra rằng KN V là protein có trọng lượng phân tử
90.000 Da và KN W là lipoprotein với trọng lượng phân tử 145.000 Da.[5]
Yersinia pestis tạo ra cả nội độc tố và ngoại độc tố. Các độc tố dịch hạch có
tác động làm tan hồng cầu, tan tơ huyết và làm đông huyết tương, là những yếu tố
giúp vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể vật chủ. Nội độc tố có tính chất ái thần kinh, gây
nên bệnh cảm li bì, u ám, thâm nhiễm xuất huyết ở các nội mạc tĩnh mạch và những
tổn thương thoái hóa của phủ tạng. Vi khuẩn dịch hạch có thể lây truyền qua cả 4
con đường: đường máu (là chủ yếu), đường tiêu hóa, đường hô hấp và đường da,
niêm mạc.

II.

I.5.

Kháng nguyên lớp vỏ F1

Để phục vụ nhiệm vụ trinh sát trong quân đội, song song với việc phát triển
và hiện đại hóa các hệ thống trinh sát thì yêu cầu có thiết bị chẩn đoán các loại độc

Formatted: Level 3, Indent: Left: 0",
Hanging: 0.5", Space After: 0 pt, Line spacin
1.5 lines, No bullets or numbering

Formatted: Line spacing: 1.5 lines

tố nhanh, dễ dàng và an toàn là các yếu tố được đặt lên hàng đầu. Hiện nay có một
dạng test thuận tiện và hiệu quả để xác định nhanh vi khuẩn, virus, hóa chất, hóa
dược và các loại độc tố, đó là que thử nhanh dựa trên nguyên lí sắc kí miễn dịch
(immunochromatographic assay). Ứng dụng nguyên lý của kỹ thuật này, một số
nhóm nghiên cứu trên thế giới đã nghiên cứu tạo được que thử nhanh phát hiện
kháng nguyên F1 của Y. pestis từ mẫu người bệnh hoặc động vật gặm nhấm [15].
Kháng nguyên F1 có tính đặc hiệu loài cao, chỉ có Y. pestis mới có kháng
nguyên F1. Các vi khuẩn nhóm khác không có kháng nguyên này. William và cộng
sự đã nghiên cứu trên 300 chủng Y. pestis độc và không độc (EV76) cho thấy tất cả
các chủng đều có kháng nguyên F1, bởi vậy kháng nguyên F1 được dùng cho chuẩn

15

Formatted: Indent: First line: 0.5", Space
After: 0 pt, Line spacing: 1.5 lines


đoán dịch hạch [21]. Ở Y. pestis, quá trình tổng hợp và tiết kháng nguyên F1 được
mã hóa bởi operon F1 bao gồm 4 gen caf1, caf1M, caf1A và caf1R nằm trên plasmid
pMT1, trong đó caf1 mã hóa kháng nguyên F1, caf1M và caf1A đóng vai trò trong
việc tạo cấu trúc và tiết protein ra bên ngoài tế bào, caf1R đóng vai trò trong điều
hòa quá trình phiên mã các gen trên operon. Về mặt cấu trúc, kháng nguyên F1 là
chuỗi polypeptide, kích thước 17 - 17,6 kDa, điểm đẳng điện 4,1 - 4,4. F1 là protein
kị nước với cấu trúc bậc hai gấp nếp β [12]. Kháng nguyên nang F1 là một dấu hiệu
cụ thể để có thể xác định vi khuẩn Yersinia pestis. Khi nuôi cấy ở 370C thì kháng
nhguyên F1 được hình thành nhiều nhất trên bề mặt tế bào, dễ dàng hòa tan trong
môi trường nuôi cấy.
Protein F1 có cấu trúc bậc 4, tương tác kị nước, có cấu trúc bên trong kiểu

hàng rào không gian 3 nhịp với các lỗ thấm có tác dụng như một màng sinh học hỗ
trợ cho thành phần tế bào. KN F1 có thành phần hóa học và cấu trúc đặc biệt nên ít
chịu tác động của các nhân tố hóa lí: bền với nhiệt, đun nóng 80-100oC trong 15
phút mới làm biến đổi một phần tính kháng nguyên và chỉ bị phân hủy hoàn toàn
khi nung nóng 100oC/1 giờ. KN F1 có tính sinh miễn dịch, có khả năng chống lại
thực bào của các bạch cầu trung tính và bạch cầu đơn nhân và có thể kích thích tạo
ra kháng thể chống lại nhiễm trùng ở động vật. Một tính chất quan trọng khác nữa
đã được Janssen và Sunrgalla nhấn mạnh là KN F1 trợ giúp cho Y. pestis trốn được
thực bào.[11]
Các nghiên cứu sơ bộ đã chứng minh kháng nguyên F1 tồn tại trong mô động
vật và huyết thanh của bệnh nhân dương tính dịch hạch. Sử dụng kĩ thuật miễn dịch
để phát hiện kháng nguyên F1 trên bệnh nhân nghi ngờ mắc dịch hạch thông qua
mẫu hạch, huyết thanh, nước tiểu cho kết quả xác định được 100% các ca nhiễm
bệnh[8]. Do đó kháng nguyên F1 đã được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán huyết
thanh bệnh dịch hạch [10]. Kháng nguyên nang F1 là một dấu hiệu cụ thể để có thể
xác định vi khuẩn Yersinia pestis. Do đó việc phát hiện F1 là quan trọng cho việc
khẳng định có mặt Y. pestis. Việc nuôi cấy Y. pestis để tách DNA, tách kháng
nguyên F1 có nguy cơ gây độc, gây nguy hiểm trực tiếp rất cao cho người phân tích,

16

Formatted: Line spacing: 1.5 lines