XÂY DỰNG QUY TRÌNH REALTIME RTPCR XÁC ĐỊNH VI KHUẨN LAO (Mycobacterium tuberculosis) SỐNG DỰA TRÊN TRÌNH TỰ ĐÍCH LÀ mRNA CỦA ANTIGEN ALPHA GENE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
XÂY DỰNG QUY TRÌNH REAL-TIME RT-PCR XÁC ĐỊNH
VI KHUẨN LAO (Mycobacterium tuberculosis) SỐNG
DỰA TRÊN TRÌNH TỰ ĐÍCH LÀ mRNA
CỦA ANTIGEN ALPHA GENE

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN PHAN THÀNH

Niên khóa

: 2006 – 2010

Tháng 7/2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
XÂY DỰNG QUY TRÌNH REAL-TIME RT-PCR XÁC ĐỊNH

VI KHUẨN LAO (Mycobacterium tuberculosis) SỐNG
DỰA TRÊN TRÌNH TỰ ĐÍCH LÀ mRNA
CỦA ANTIGEN ALPHA GENE

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

TS. LÊ HUYỀN ÁI THÚY

NGUYỄN PHAN THÀNH

CN. HỒ THỊ THANH THỦY

Tháng 7/2010


LỜI CẢM ƠN

Xin gửi những lời cảm ơn chân thành đến:
Cô Lê Huyền Ái Thúy, chị Hồ Thị Thanh Thủy, anh Nguyễn Duy
Khánh, anh Nguyễn Văn Hưng đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo những kiến thức lý
thuyết cũng như những thao tác thực nghiệm giúp tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.
Công ty Cổ phần Công nghệ Việt Á đã tạo những điều kiện thuận lợi về
trang thiết bị và điều kiện làm việc cho tôi trong suốt thời gian thực tập tại công ty.
Các bạn trong cùng nhóm thực hiện đề tài này, các bạn cùng lớp, gia
đình, thầy cô Bộ môn Công nghệ Sinh học, Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã
giúp đỡ, ủng hộ tinh thần, vật chất cho tôi những lúc khó khăn trong thời gian thực
hiện đề tài.

Người thực hiện
Nguyễn Phan Thành

i

 


TÓM TẮT

Trước sự xuất hiện của các chủng lao kháng thuốc, cùng với đại dịch HIV, việc
điều trị bệnh ngày càng trở nên khó khăn hơn. Bên cạnh đó các phướng pháp xác định
vi khuẩn lao trước đây không phục vụ tốt công tác theo dõi hiệu quả điều trị. Chính vì
những nguyên nhân trên, đề tài “xây dựng quy trình real-time RT-PCR nhằm xác định
vi khuẩn lao sống dựa trên trình tự đích là mRNA của antigen alpha gene” được thực
hiện nhằm cung cấp một quy trình phát hiện nhanh sự tồn tại vi khuẩn lao sống trong
cơ thể bệnh nhân.
Với mục tiêu chính như vậy, nhóm thực hiện đã thiết kế cặp mồi và mẫu dò đặc
hiệu cho mRNA của gen 85B. Sau đó, tiến hành khảo sát đặc điểm, khả năng hoạt
động của hệ mồi-mẫu dò này, cả trên lý thuyết lẫn thực nghiệm. Để tránh trường hợp
dương tính giả có thể xảy ra với quy trình, một thí nghiệm được bố trí để khảo sát
nồng độ enzyme DNase cần để tinh sạch dịch chiết RNA. Tiếp theo là các khảo sát xác
định các thông số về nhiệt độ lai của hệ mồi-mẫu dò, cũng như độ nhạy của quy trình.
Cuối cùng, với các kết quả thu được, quy trình được ứng dụng trên mẫu bệnh phẩm.
Nhờ sự hỗ trợ của các chương trình máy tính, mồi xuôi-MTBF6, mồi ngượcMTBR6, mẫu dò-MTBP5 đã được thiết kế và được kiểm tra cả trên lý thuyết lẫn thực
nghiệm cho thấy cả ba đều hoạt động tốt và khuếch đại đặc hiệu với trình tự mRNA
của gen 85B. Nồng độ enzyme DNase cần sử dụng là 2 unit (u). Nhiệt độ lai của mồi
là 59oC. Độ nhạy của quy trình là 102 copies/ml. Ứng dụng quy trình trên mẫu bệnh
phẩm có 9/30 mẫu dương tính.

ii

 


SUMMARY

Because the emergence of drug-resistant tuberculosis and HIV, it is more
difficult to treat, especially to mornitor the effective of treatment in order to get the
best therapeutic methods for each patient. In additions, the methods of determining
Mycobacterium tuberculosis could not detect viable M. tuberculosis, required long
time and are not good for mornitoring treatment tuberculosis. Because of these
reasons, the project “Detection of viable M. tuberculosis by real-time RT-PCR
amplification on mRNA alpha antigen” is carried out to provide a process that is to
identify viable MTB in human rapidly. With these purposes, we designed specific
primers and probe for mRNA of antigen 85B, then test traits, performance of them by
theoretical and experimental tests. Avoiding false positive results, an assay to survey
concentration of enzyme DNAse needed purifying RNA extracts. The next survey is to
determine parameters of primers temperator melt as well as the sentivity of the
process. Finally, with the results obtained, the process is applied on the samples.
After 5 months, we have successfully designed primers and probe specificly
amplified for mRNA of antigen 85B. The needed enzyme DNase concentration is 2
unit (u). The melt temperator of primers is 59oC. The sensitivity of the process is 102
copies/ml. The results is 9/30 positive samples.

 
 
 
 
 

 

iii

 


MỤC LỤC
 

Trang

 

Lời cảm ơn ....................................................................................................................... i
Tóm tắt ............................................................................................................................ii
Summary ....................................................................................................................... iii
Danh sách các từ viết tắt ............................................................................................. viii
Danh sách các bảng ........................................................................................................ x
Danh sách các hình ........................................................................................................ xi
Chương 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
1.2. Yêu cầu của đề tài..................................................................................................... 1
1.3. Nội dung thực hiện .................................................................................................. 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 3
2.1. Bệnh lao ................................................................................................................... 3
2.1.1. Lịch sử bệnh lao ................................................................................................... 3
2.1.2. Khái niệm bệnh lao ............................................................................................... 3
2.1.3. Nguồn lây ............................................................................................................. 3
2.1.4. Đường xâm nhiễm ................................................................................................ 4

2.1.5. Diễn biến bệnh ...................................................................................................... 4
2.1.5.1. Nhiễm lao .......................................................................................................... 4
2.1.5.2. Bệnh lao ............................................................................................................. 5
2.1.6. Miễn dịch và dị ứng trong bệnh lao ...................................................................... 6
2.1.6.1. Miễn dịch trong bệnh lao ................................................................................... 6
2.1.6.2. Dị ứng trong bệnh lao ........................................................................................ 6
2.1.6.3. Các phương pháp phát hiện dị ứng .................................................................... 6
2.1.7. Tình hình bệnh lao hiện nay ................................................................................. 7
2.1.7.1. Tình hình bệnh lao trên thế giới ........................................................................ 7
2.1.7.2. Tình hình bệnh lao ở Việt Nam ......................................................................... 8
2.1.7.3. Tình hình bệnh lao kháng thuốc ........................................................................ 9
iv

 


2.2. Vi khuẩn lao ............................................................................................................ 9
2.2.1. Phân loại ............................................................................................................. 10
2.2.2. Đặc điểm của vi khuẩn lao ................................................................................. 10
2.2.3. Giới thiệu về kháng nguyên 85B của vi khuẩn lao ............................................ 13
2.3. Phương pháp chẩn đoán ......................................................................................... 15
2.3.2.1. Phương pháp nhuộm soi đàm tìm AFB ........................................................... 15
2.3.2.2. Phương pháp nuôi cấy tìm vi khuẩn lao .......................................................... 15
2.3.2.3. Phương pháp X-quang phổi chuẩn .................................................................. 15
2.3.2.4. Phương pháp thử phản ứng Tuberculin ........................................................... 16
2.3.2.5. Phương pháp ELISA ....................................................................................... 16
2.3.2.6. Phương pháp PCR ........................................................................................... 16
2.4. Phương pháp real-time RT-PCR ........................................................................... 16
2.4.1. Phương pháp PCR .............................................................................................. 16
2.4.1.1. Nguyên tắc ....................................................................................................... 17

2.4.1.2. Các bước phản ứng .......................................................................................... 17
2.4.1.3. Thành phần phản ứng PCR .............................................................................. 18
2.4.2. Phản ứng RT ....................................................................................................... 18
2.4.3. Phản ứng real-time PCR ..................................................................................... 19
2.4.3.1. Khái niệm real-time PCR ................................................................................ 19
2.4.3.2. Nguyên tắc hoạt động ...................................................................................... 19
2.4.3.3. Ưu điểm ........................................................................................................... 19
2.4.3.4. Mẫu dò trong real-time PCR ........................................................................... 19
2.4.3.5. Khái niệm chu kỳ ngưỡng ............................................................................... 21
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 22
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ......................................................................... 22
3.2. Vật liệu .................................................................................................................. 22
3.2.1. Mẫu chứng dương và mẫu bệnh phẩm ............................................................... 22
3.2.2. Mồi và mẫu dò .................................................................................................... 22
3.2.3. Vật liệu và hóa chất dùng để xử lý mẫu bệnh phẩm .......................................... 22
3.2.4. Vật liệu và hóa chất dùng để tách chiết mRNA ................................................. 22
3.2.5. Vật liệu và hóa chất dùng cho phản ứng RT ...................................................... 23
v

 


3.2.6. Vật liệu và hóa chất dùng cho phản ứng real-time PCR .................................... 23
3.2.7. Thiết bị và dụng cụ ............................................................................................. 23
3.3. Phương pháp .......................................................................................................... 24
3.3.1. Phương pháp thiết kế mồi và mẫu dò ................................................................. 24
3.3.1.1. Các phần mềm máy tính sử dụng .................................................................... 24
3.3.1.2. Phương pháp tiến hành .................................................................................... 24
3.3.1.3. Các tiêu chuẩn thiết kế mồi ............................................................................. 24
3.3.2. Phương pháp xử lý mẫu ...................................................................................... 25

3.3.3. Phương pháp tách chiết mRNA .......................................................................... 25
3.3.3.1. Nguyên tắc ....................................................................................................... 25
3.3.3.2. Phương pháp tách chiết RNA .......................................................................... 26
3.3.4. Phương pháp real-time RT-PCR ........................................................................ 26
3.3.4.1. Phương pháp RT .............................................................................................. 27
3.3.4.2. Phương pháp real-time PCR ............................................................................ 27
3.3.5. Phương pháp đánh giá mồi và mẫu dò ............................................................... 27
3.3.5.1. Phương pháp đánh giá khả năng hoạt động của mồi và mẫu dò ..................... 27
3.3.5.2. Phương pháp xác định nồng độ enzyme DNase .............................................. 28
3.3.5.3. Phương pháp xác định độ đặc hiệu của mồi và mẫu dò .................................. 29
3.3.5.4. Phương pháp xác định nhiệt độ lai tối ưu của mồi .......................................... 29
3.3.5.5. Phương pháp xác định độ nhạy của quy trình ................................................. 30
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 31
4.1. Kết quả khảo sát hệ mồi-mẫu dò trên lý thuyết ..................................................... 31
4.1.1. Khảo sát các đặc tính của hệ mồi-mẫu dò .......................................................... 31
4.1.2. Kết quả khảo sát độ đặc hiệu của hệ mồi-mẫu dò .............................................. 32
4.2. Kết quả xây dựng quy trình real-time RT-PCR .................................................... 34
4.2.1. Kết quả khảo sát sự hoạt động của hệ mồi và mẫu dò ....................................... 34
4.2.2. Khảo sát nhiệt độ lai ........................................................................................... 34
4.2.3. Khảo sát nồng độ DNase .................................................................................... 35
4.2.4. Khảo sát độ đặc hiệu .......................................................................................... .38
4.2.5. Khảo sát độ nhạy ................................................................................................ 39
4.2.6. Áp dụng quy trình trên mẫu bệnh phẩm ............................................................. 39
vi

 


Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 42
5.1. Kết luận .................................................................................................................. 42

5.2. Đề nghị .................................................................................................................. 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 43
PHỤ LỤC

vii

 


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

AFB

:

Acid-fast bacillus (trực khuẩn kháng cồn kháng axit)

BLAST

:

Basic local alignment tool

Bp

:

Base pair

cDNA

:

Complementary DNA

DNA

:

Deoxyribonucleic acid

EDTA

:

Ethylene Diamine Tetraacetic acid

ELISA

:

Enzyme-linked immunosorbent assay

HIV

:

Human Immunodeficiency Virus

kD

:

KiloDalton

LAM

:

Lipoarabinomannan

MDR-TB

:

multidrug-resistant tuberculosis

MGIT

:

Mycobacterium growth indicator tube

MHC

:

Major Histocompability Complex

mRNA

:

Messenger ribonucleic acid

MTB

:

Mycobacterium tuberculosis

NALC

:

N-acetyl-L-cysteine

PCR

:

Polymerase chain reaction

PPD

:

Purified Protein Derivative

RNA

:

Ribonucleic acid

rRNA

:

Ribosomal ribonucleic acid

RT

:

Reverse transcriptase

TCD4

:

T-cell depletion 4

Tm

:

Temperature melting
viii

 


tRNA

:

Transfer ribonucleic acid

u

:

unit

WHO

:

World Health Organization

XDR-TB

:

Extensively drug-resistant tuberculosis

ix

 

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang
Bảng 4.1 Kết quả các đặc tính hệ mồi-mẫu dò của gene 85B ..................................... 31
Bảng 4.2 Kết quả các giá trị ΔG (kcal.mole-1) của các cấu trúc hetero-dimer ............ 31
Bảng 4.3 Kết quả giá trị chu kỳ ngưỡng của gradient nhiệt độ 55oC – 65oC .............. 35
Bảng 4.4 Kết quả khảo sát sự hiện diện của DNA …................................................... 35
Bảng 4.5 Các giá trị Ct của các mix trong khảo sát nồng độ enzyme ......................... 37
Bảng 4.6 Kết quả giá trị Ct của các mix phản ứng trong khảo sát độ đặc hiệu ............ 38
Bảng 4.7 Kết quả giá trị chu kỳ ngưỡng của các nồng độ khảo sát ............................. 39
Bảng 4.8 Kết quả áp dụng quy trình real-time RT PCR… .......................................... 40
Bảng 4.8 (tt) Kết quả áp dụng quy trình real-time RT PCR… .................................... 40
Bảng 4.8 (tt) Kết quả áp dụng quy trình real-time RT PCR… .................................... 40
 

x

 


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang
Hình 2.1 Tỷ lệ nhiễm lao trung bình của ba năm 2005, 2006, 2007… ......................... 8
Hình 2.2 Vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis ......................................................... 11
Hình 2.3 Cấu trúc thành tế bào vi khuẩn lao ............................................................... 12
Hình 2.4 Vị trí gen mã hóa kháng nguyên 85B (fbpB) trên bộ gen… ......................... 14
Hình 2.5 Vị trí vùng promoter của gen mã hóa kháng nguyên 85B trên bộ gen .......... 14

Hình 2.6 Trình tự vùng promoter của gen mã hóa kháng nguyên 85B ........................ 14
Hình 2.7 Ba bước hoạt động trong một chu kỳ của phản ứng PCR ............................ 17
Hình 2.8 Nguyên tắc hoạt động của mẫu dò Taqman .................................................. 21
Hình 3.1 Sơ đồ bắt cặp và sản phẩm khuếch đại của cặp mồi và mẫu dò… ............... 27
Hình 4.1 Kết quả sắp giống gene 85B và mồi xuôi bằng chương trình BioEdit ......... 32
Hình 4.2 Kết quả sắp giống gene 85B và mồi ngược bằng chương trình BioEdit ...... 33
Hình 4.3 Kết quả sắp giống gene 85B và mẫu dò bằng chương trình BioEdit ............ 33
Hình 4.4 Kết quả đánh giá mồi và mẫu dò bằng Annhyb ............................................ 33
Hình 4.5 Kết quả khảo sát sự hoạt động của hệ mồi-mẫu… ....................................... 34
Hình 4.6 Kết quả khảo sát nhiệt độ lai của hệ mồi-mẫu dò… ...................................... 35
Hình 4.7 Kết quả khảo sát sự có mặt của DNA… ........................................................ 36
Hình 4.8 Kết quả khảo sát nồng độ enzyme DNase .................................................... 36
Hình 4.9 Kết quả khảo sát độ đặc hiệu của hệ mồi và mẫu dò của gene 85B ............. 38
Hình 4.10 Kết quả khảo sát độ nhạy của hệ mồi-mẫu dò… ........................................ 39

xi

 


Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
Bệnh lao đã xuất hiện từ hàng nghìn năm nay. Trước đây lao là bệnh nan y,
nhưng từ khi có những thuốc chữa lao hữu hiệu, bệnh đã có thể chữa lành một cách dễ
dàng. Suốt những năm 70 - 80 công tác phòng chống và điều trị lao đã không có những
thay đổi đáng kể, bên cạnh đó là sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn lao kháng thuốc
và tình trạng suy giảm miễn dịch đã làm cho số người mắc bệnh và tử vong do lao tăng
nhanh vào cuối thập kỷ 80. Hiện nay có khoảng 1/3 dân số thế giới đã nhiễm lao, mỗi
giây có thêm một người nhiễm lao mới và mỗi năm có khoảng 3 triệu người chết vì

lao. Nguyên nhân làm tăng tỷ lệ tử vong khi mắc bệnh lao là do sự xuất hiện của vi
khuẩn lao kháng thuốc MDR-TB (multidrug-resistant TB). Bên cạnh đó, vi khuẩn lao
có thời gian tăng trưởng và sinh sản chậm, nên các phương pháp nuôi cấy truyền thống
sẽ mất nhiều thời gian, dẫn đến sự chậm trễ trong việc theo dõi và hướng dẫn điều trị.
Đòi hỏi hiện nay là có một phương pháp cho kết quả xét nghiệm nhanh và chính xác
phục vụ cho điều trị bệnh lao. Phương pháp PCR có khả năng xác định sự hiện diện
của DNA hoặc RNA của vi khuẩn một cách nhanh chóng và chính xác là một giải
pháp phù hợp với đòi hỏi trên. Song do thời gian tồn tại của DNA (trình tự IS6110 và
16s) dài – tồn tại cả khi tế bào đã chết, nên không thể phân biệt được giữa vi khuẩn
sống và vi khuẩn chết. Riêng mRNA có thời gian tồn tại ngắn hơn, chúng chỉ hiện diện
khi tế bào còn hoạt động tổng hợp protein. Điều này giúp cho phản ứng PCR chỉ xảy
ra khi có sự hiện diện của vi khuẩn lao còn sống ở trong mẫu bệnh phẩm. Vì vậy
phương pháp xác định vi khuẩn lao sống dựa trên trình tự đích là mRNA của antigen
alpha gene sẽ cho kết quả nhanh và đặc hiệu với các dòng vi khuẩn lao, đáp ứng kịp
thời cho việc theo dõi quá trình điều trị bệnh, là cơ sở cho việc phối hợp các loại thuốc
điều trị cho phù hợp với diễn biến bệnh.
1.2. Yêu cầu của đề tài
Để xây dựng thành công quy trình, điều quan trọng nhất là thiết kế cặp mồi và
mẫu dò đặc hiệu cho trình tự gene 85B. Bên cạnh đó, việc khảo sát nồng độ enzyme
DNase giúp tinh sạch dịch chiết RNA cũng hết sức quan trọng, tránh trường hợp
1

 


dương tính giả có thể xảy ra. Tiếp theo, tiến hành các khảo sát nhằm xác định nhiệt độ
lai, độ nhạy cho quy trình qua thực nghiệm.
1.3. Nội dung thực hiện
Việc đầu tiên và hết sức quan trọng của đề tài là thiết kế được cặp mồi và mẫu
dò cho trình tự gen 85B, để giúp quy trình có thể phát hiện một cách chính xác trình tự

đích là mRNA của gene 85B. Với trình tự thiết kế được, sử dụng các chương trình máy
tính để kiểm tra các yêu cầu về độ dài, Tm, cấu trúc thứ cấp có thể có, khả năng bắt
cặp đặc hiệu của mồi và mẫu dò trên lý thuyết. Khi hoàn tất các công đoạn kiểm tra
trên lý thuyết, tiến hành thử nghiệm kiểm tra khả năng hoạt động của hệ mồi-mẫu dò
trên thực tế, vì sự kiểm tra lý thuyết chưa thể đảm bảo chắc chắn mồi và mẫu dò hoạt
động được.
Tiếp theo, khi cặp mồi đã hoạt động được trên thực nghiệm, tiến hành thực hiện
các phản ứng tối ưu hóa quy trình như: khảo sát nồng độ enzyme DNase – giúp quá
trình tách chiết RNA thu được sản phẩm không chứa DNA; khảo sát nhiệt độ lai cho
quy trình, để giúp quá trình khuếch đại đạt hiệu quả cao nhất và hạn chế sự khuếch đại
các sản phẩm không mong muốn; khảo sát độ nhạy – để đưa ra nồng độ mRNA thấp
nhất mà quy trình có thể phát hiện được; khảo sát độ đặc hiệu – kiểm tra sự bắt cặp đặc
hiệu của mồi và mẫu dò trên thực nghiệm. Cuối cùng, với các kết quả có được, áp
dụng trên mẫu bệnh phẩm để so sánh với các phương pháp trước đây.

2

 


Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Bệnh lao
2.1.1. Lịch sử bệnh lao
Cách đây 7000 năm ở Ấn Độ và 5000 ở Trung Quốc đã xuất hiện nhiều loại
thuốc phục vụ cho việc điều trị bệnh lao (Mayers, 1952). Theo Morse và ctv (1964), di
tích các bộ xương người cổ đại cho thấy những thương tổn đặc trưng của bệnh lao,
chứng tỏ bệnh này đã ảnh hưởng lên con người cách đây 4000 năm trước công nguyên
(trích dẫn bởi Nguyễn Phúc Cẩm Hoàng, 2006). Năm 375 trước công nguyên,
Hippocrates mô tả bệnh lao phổi, một bệnh kéo dài, trở nên nặng vào mùa đông, dẫn
đến hao mòn và gây tiêu chảy ở giai đoạn cuối. Galen, vào năm 180, đã quan tâm

nhiều đến bệnh lao phổi và phương pháp điều trị của ông được áp dụng trong 1500
năm sau đó.
Trong thập niên 1700 ở châu Âu, nhiễm khuẩn lao trở thành bệnh dịch và gần
một phần tư số trường hợp tử vong ở Anh quốc vào thời đó là lao phổi. Nhưng mãi cho
đến 1838, danh từ lao (tuberculosis) lần đầu tiên được Johann Schonlein sử dụng. Vào
tháng 3 năm 1882, Koch công bố đã phát hiện nguyên nhân bệnh lao; 3 tuần sau ông
phát hành bài báo đầu tiên mô tả bệnh nguyên của bệnh và phác thảo giả thuyết Koch,
mà từ đó trở thành căn bản của các nghiên cứu về tất cả các bệnh nhiễm. Ông đã quan
sát vi khuẩn trong các ca bệnh, cấy vi khuẩn bên ngoài cơ thể và đã gây ra bệnh lao
trên ký chủ nhạy cảm. Từ đó mở ra kỷ nguyên mới cho việc chẩn đoán, phòng và điều
trị bệnh lao (Nguyễn Phúc Cẩm Hoàng, 2006).
2.1.2. Khái niệm bệnh lao (Trần Văn Sáng, 2007)
Lao là một bệnh nhiễm khuẩn do vi khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis)
gây nên. Bệnh lao có thể gặp ở tất cả các bộ phận của cơ thể, trong đó lao phổi là thể
lao phổ biến nhất (chiếm 80 – 85%) và là nguồn lây chính cho người xung quanh.
2.1.3. Nguồn lây (Trần Văn Sáng, 2007)
Tất cả các bệnh nhân lao đều có thể là nguồn lây, nhưng mức độ rất khác nhau.
Đối với các thể lao ngoài phổi (lao màng não, lao màng bụng, hạch, xương khớp…)
được gọi là các thể lao “kín”, nghĩa là vi khuẩn ít có khả năng nhiễm vào môi trường
3

 


bên ngoài. Ngược lại, lao phổi là thể bệnh dễ đưa vi khuẩn ra môi trường bên ngoài
(lượng không khí lưu thông trong một chu kỳ hô hấp trung bình là 500 ml), vì vậy lao
phổi là nguồn lây quan trọng nhất. Nhưng ngay đối với bệnh lao phổi thì khả năng lây
bệnh cũng khác nhau tùy thuộc vào lượng vi khuẩn trong đàm. Những bệnh nhân lao
phổi trong đàm có nhiều vi khuẩn có thể phát hiện bằng phương pháp nhuộm soi trực
tiếp, thì khả năng lây cho người khác gấp 2 – 10 lần các bệnh nhân lao phổi phải nuôi

cấy mới phát hiện được vi khuẩn. Những bệnh nhân này được xem là nguồn lây nguy
hiểm nhất (còn gọi là nguồn lây chính). Bệnh lao ở trẻ em không phải là nguồn lây
quan trọng vì có tới 95% bệnh lao ở trẻ em không tìm thấy vi khuẩn trong các mẫu
bệnh phẩm.
2.1.4. Đường xâm nhiễm (Trần Văn Sáng, 2007)
Vi khuẩn lao vào cơ thể qua đường hô hấp là phổ biến nhất. Bệnh nhân lao phổi
khi ho (hoặc hắt hơi) bắn ra các hạt rất nhỏ lơ lửng trong không khí, phân tán xung
quanh người bệnh, người lành hít các hạt này khi thở có thể bị bệnh. Ngoài ra vi khuẩn
có thể xâm nhập vào cơ thể bằng đường tiêu hóa (gây lao ruột), đường da, niêm mạc
(gây lao mắt), nhưng ít gặp. Vi khuẩn lao cũng có thể lây nhiễm sang thai nhi bằng
đường máu qua tĩnh mạch rốn, nếu mẹ bị lao cấp tính (như lao kê), hoặc qua nước ối
(khi chuyển dạ). Nhưng thực tế con đường này cũng ít gặp, đường lây quan trọng nhất
vẫn là đường hô hấp.
2.1.5. Diễn biến bệnh (Trần Văn Sáng, 2007)
Qua hai giai đoạn là: nhiễm lao và bệnh lao
2.1.5.1. Nhiễm lao
Vi khuẩn lao xâm nhập vào đến phế nang, các tế bào bảo vệ được huy động tới
(chủ yếu là đại thực bào) để tiêu diệt chúng. Sự tương tác giữa vi khuẩn và đại thực
bào làm một số vi khuẩn bị chết, nhưng một số vi khuẩn không bị tiêu diệt, tiếp tục
phát triển nhân lên trong đại thực bào. Sự thay đổi về hình thể và chức năng của một
số tế bào tại vùng bị tổn thương dần dần hình thành nang lao. Trong đa số trường hợp
tổn thương có thể tự khỏi (có hiện tượng lắng đọng calci, hình thành nốt vôi) và không
có biểu hiện lâm sàng. Phản ứng da với tuberculin bắt đầu dương tính từ tuần thứ 3,
sau khi vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể, nhưng miễn dịch đầy đủ của cơ thể chống lại
bệnh lao phải sau 2 – 3 tháng.
4

 

Như vậy, nhiễm lao là giai đoạn đầu tiên khi vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể gây
tổn thương đặc hiệu (thường là ở phổi). Đa số trường hợp không có biểu hiện lâm
sàng; cơ thể hình thành dị ứng và miễn dịch chống lao.
Khi chưa có đại dịch HIV thì chỉ có khoảng 5-10% người bị nhiễm chuyển
thành bệnh lao. Nếu nhiễm lao đồng thời với có HIV thì ít nhất 30% nhiễm lao chuyển
thành bệnh lao.
2.1.5.2. Bệnh lao
Là giai đoạn vi khuẩn đã vào máu lan tràn tới các cơ quan và gây ra tổn thương
ở những nơi này. Vi khuẩn lao có thể gián tiếp theo mạch bạch huyết đến các nốt bạch
huyết ở cuốn phổi hoặc vùng trung thất và sau đó theo hệ thống ống dẫn ở lồng ngực
vào trong dòng máu, hoặc trực tiếp vào dòng máu từ hệ thống mạch máu ở vùng phổi
có các u lao. Khi đã xâm nhập thành công vào dòng máu, chúng lan tỏa khắp cơ thể,
tạo vô số ổ nhiễm, với biểu hiện là củ lao màu trắng ở mô. Những tổn thương này có
thể diễn tiến theo hai hướng:
Hướng tốt: Tổn thương tiến đến xơ hóa hoặc vôi hóa. Đây là hình thức
tự khỏi bệnh xảy ra sớm. Nếu tổn thương đã chuyển sang giai đoạn bã đậu hóa
mềm thì chỉ có thể diễn tiến đến ổn định (trạng thái ngủ) vì mặc dù được bao
bọc bởi một vỏ xơ nhưng bên trong là chất bã đậu có vi khuẩn lao chưa chết.
Hướng xấu: Chất bã đậu hóa lỏng, thông với phế quản thoát ra ngoài, tổn
thương trở thành hang lao. Từ giai đoạn này khả năng lây lan của bệnh này rất
cao vì hang thông với bên ngoài qua đường hô hấp, khi bệnh nhân nói chuyện,
ho khạc... làm bắn vi khuẩn lao ra ngoài và lây cho người khác. Vi khuẩn còn
theo đường phế quản lây qua vùng phổi khác của chính người bệnh. Nếu để lâu,
khả năng lây lan bệnh càng tăng: trong một năm, mỗi bệnh nhân lao không điều
trị có thể làm lây bệnh cho 10 – 15 người.
Khi vi khuẩn lao xâm nhập vào cơ thể, không hẳn sẽ mắc lao ngay, chúng có
thể sống tiềm ẩn, đợi đến lúc sức đề kháng của cơ thể suy yếu mới phát triển và gây
bệnh. Việc chuyển từ nhiễm lao sang bệnh lao phụ thuộc vào hai yếu tố chính: số
lượng và độc tính của vi khuẩn lao, sức đề kháng của cơ thể.

5

 


2.1.6. Miễn dịch và dị ứng trong bệnh lao (Trần Văn Sáng, 2007)
2.1.6.1. Miễn dịch trong bệnh lao
Miễn dịch trong bệnh lao là miễn dịch tế bào. Đã có thí nghiệm chứng minh các
tế bào lympho T và đại thực bào có vai trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch của
bệnh lao. Sau khi thực bào vi khuẩn, đại thực bào phân hủy vi khuẩn và trình diện
kháng nguyên cho các tế bào lympho (chủ yếu là TCD4). Đây là các phản ứng xảy ra ở
mức độ phân tử rất phức tạp có sự tham gia của các phân tử MHC (Major
Histocompability Complex) lớp I và II. Các tế bào TCD4 sau khi nhận được tín hiệu
các kháng nguyên, chúng trở thành các tế bào hoạt hóa và tiết ra interleukin II khởi
động một loạt các phản ứng miễn dịch tiếp theo, giúp cơ thể tiêu diệt vi khuẩn lao. Vì
vai trò quan trọng của tế bào TCD4 trong đáp ứng miễn dịch của bệnh lao, mà HIV lại
tấn công và phá hủy các tế bào này, nên bệnh lao và HIV thường đồng hành với nhau.
2.1.6.2. Dị ứng trong bệnh lao
“Dị ứng” là thuật ngữ do Clement Von Pirquet đưa ra (1907) để chỉ tình trạng
phản ứng khác nhau giữa chuột chưa nhiễm lao và đã nhiễm lao. Sau này thuật ngữ
“tăng mẫn cảm muộn” được dùng nhiều hơn. Gọi là phản ứng “tăng mẫn cảm muộn”
còn bao hàm cả thời gian xảy ra phản ứng: phản ứng bắt đầu sau 6 giờ, tăng dần và đạt
mức độ tối đa sau 48 đến 72 giờ. Gần đây người ta còn gọi hiện tượng dị ứng là “miễn
dịch bệnh lý” để chỉ hiện tượng này không có lợi cho cơ thể khi nhiễm trùng lao.
2.1.6.3. Các phương pháp phát hiện dị ứng
Phương pháp phát hiện dị ứng thông qua phản ứng da với tuberculin. Bản chất
của tuberculin là chất chiết xuất từ môi trường nuôi cấy vi khuẩn lao. Tuberculin là
hỗn hợp protid, polysarcharid, lipid và các acid nucleotid. Từ năm 1934, F. Seibert đã
tinh chế được tuberculin tinh khiết PPD (Purified Protein Derivative) được sử dụng
trong lâm sàng. Loại tuberculin được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) coi là chuẩn trong

điều tra dịch tễ bệnh lao là tuberculin PPD RT23 của Đan Mạch sản xuất.
Có nhiều kỹ thuật làm phản ứng tuberculin như rạch da, đâm nhiều mũi qua da,
dán trên da, ... Nhưng kỹ thuật tiêm trong da do Mantoux đề xướng (1908) được sử
dụng rộng rãi nhất (hiện nay gọi là phản ứng Mantoux). Người ta tiêm 1/10 ml dung
dịch tuberculin (tương đương 5 hoặc 10 đơn vị tuberculin tùy từng loại) vào trong da
(1/3 mặt trước ngoài cẳng tay).
6

 


Đọc kết quả sau 72 giờ, đo đường kính của nốt sần (không tính kích thước của
quầng đỏ xung quanh nốt sần):
Đường kính của phản ứng từ 10 mm trở lên được coi là dương tính (đối
với loại tuberculin PPD của Hungary):
Từ 10 – 15 mm

: Dương tính nhẹ.

Từ 16 – 20 mm

: Dương tính trung bình.

Hơn 20 mm

: Dương tính mạnh.

Phản ứng nghi ngờ khi đường kính từ 5 mm đến nhỏ hơn 10 mm; phản
ứng âm tính khi đường kính nhỏ hơn 5 mm. Ở người có HIV, kích thước nốt
sần từ 5mm trở lên được coi là dương tính. Cần chú ý là phản ứng Mantoux

dương tính chỉ có ý nghĩa là cơ thể đã bị nhiễm vi khuẩn lao. Tuy nhiên có
trường hợp đã nhiễm lao nhưng phản ứng vẫn âm tính: cơ thể quá suy kiệt, đang
bị bệnh do virus (cúm, sởi), đang dùng corticoid và các thuốc ức chế miễn
dịch…
Ngoài ra, còn phương pháp phát hiện dị ứng bằng xác vi khuẩn. Đây là kỹ thuật
được dùng ở nước ta vào những năm 1956 – 1958, hiện nay không dùng nữa.
2.1.7. Tình hình bệnh lao hiện nay
2.1.7.1. Tình hình bệnh lao trên thế giới
Năm 1993, WHO đã đưa ra công bố mang tính khẩn cấp toàn cầu là: “… Bệnh
lao đang quay trở lại với tương lai…” (Trần Văn Sáng, 2007). Công bố trên hàm ý là
bệnh lao đang trở lại với tình trạng lao kháng thuốc và đồng nhiễm lao/HIV. Hiện nay
trên thế giới có khoảng 1/3 dân số (hơn 2,2 tỉ người) đã nhiễm lao, 80% số này là ở 22
nước có số người nhiễm lao nhiều nhất thế giới. Theo thống kê năm 2002 của WHO có
1,4 – 2,3 triệu người chết do vi khuẩn lao (không bao gồm người có nhiễm HIV), số
người nhiễm lao mới là 8,4 – 9,4 triệu. Đến năm 2005, số người chết đã giảm, chỉ còn
1,3 – 2 triệu người, tuy nhiên số người mắc lao mới lại có tăng (8,8 – 9,8 triệu người).
Gần đây nhất, năm 2008, số người chết được thống kê là 1,1 – 1,2 triệu người, số
người mới nhiễm là 8,9 – 9,9 triệu người, trung bình mỗi ngày có khoảng 48 nghìn
người chết. Chiếm đa số trong các trường hợp tử vong do vi khuẩn lao thuộc các nước
đang phát triển, đặc biệt là ở châu Á (chiếm hơn 1/2 số trường hợp). Tỉ lệ nhiễm lao
tính trên toàn cầu đang có xu hướng giảm, nhưng giảm rất chậm – dưới 1%.
7

 


Hình 2.1 Tỷ lệ nhiễm lao trung bình của ba năm 2005, 2006, 2007 ở các nước trên thế giới
(số người/100 nghìn dân). ( />
2.1.7.2. Tình hình bệnh lao ở Việt Nam
Tính đến thời điểm tháng 7 năm 2006, Việt Nam được WHO xếp thứ 13 trong

22 nước có số lượng bệnh nhân lao cao nhất thế giới. Trong khu vực Tây Thái Bình
Dương, Việt Nam đứng thứ 3 sau Trung Quốc và Philippin.
Trong giai đoạn từ 1997 – 2002 phát hiện 530 nghìn bệnh nhân lao các thể, tỷ lệ
phát hiện đạt 82%, đã điều trị 260 nghìn bệnh nhân lao phổi AFB (+) với tỷ lệ khỏi là
92%. So với khu vực Tây Thái Bình Dương, Việt Nam chiếm 12% bệnh nhân nhiễm
lao các thể và 15% số bệnh nhân lao phổi AFB(+) mới.
Theo kết quả điều tra dịch tễ học toàn quốc năm 2006 – 2007, tình hình bệnh
lao ở nước ta cao hơn ước tính của WHO 1,6 lần. Số bệnh nhân được phát hiện muộn
hoặc không được phát hiện ngoài cộng động còn chiếm tỷ lệ cao. Thực tế tỷ lệ phát
hiện bệnh nhân mắc lao là khoảng 55%
Đến năm 2008, theo báo cáo của WHO, Việt Nam có tỷ lệ bệnh nhân tái phát
và điều trị thất bại tăng (năm 2004 là 6,4% ; năm 2008 là 7,7%). Đặc biệt bệnh lao
đang có xu hướng giảm ở lứa tuổi già và có xu hướng tăng ở lứa tuổi trẻ. Ở lứa tuổi 15
– 24, tỷ lệ phát hiện lao phổi AFB (+) mới (tính trên 100 nghìn dân), tăng dần từ 29,5
(2000) lên 37,5 (2008) đối với nam giới, còn nữ giới là từ 16,9 lên 42,8.
Nhiều nguyên nhân đã được đưa ra là dịch vụ y tế và chăm sóc sức khỏe công
cộng của Việt Nam chưa tốt, đặc biệt là ở vùng sâu vùng xa; tình trạng tự điều trị lao
của người dân, hay điều trị chưa triệt để đã làm xuất hện các thể lao kháng thuốc. Bên
8

 


cạnh đó, tình trạng đồng nhiễm lao/HIV xuất hiện ngày càng nhiều đã làm cho công
tác phòng chống lao khó khăn càng trở nên khó khăn hơn.
2.1.7.3. Tình hình bệnh lao kháng thuốc
Hiện tượng vi khuẩn lao kháng thuốc là hiện tượng xảy ra do sự thay đổi một
cách tự nhiên, thuốc chống lao chỉ vai trò chọn lọc (Bùi Khắc Hậu, 2009). Trong vấn
đề kháng thuốc của vi khuẩn lao có hai trạng thái nảy sinh, đó là: MDR và XDR.
MDR-TB (multidrug-resistant TB) – thể lao đa kháng thuốc, là thể lao với vi khuẩn đã

kháng ít nhất hai loại thuốc chống lao mạnh nhất là isoniazid và rifampicin. XDR-TB
(extensively drug-resistant TB) tức là lao kháng thuốc rộng, là thể lao, ngoài MDR lại
còn kháng với mọi fluoroquinolon và ít nhất 1 trong 3 loại thuốc chống lao thứ yếu
khác là capreomicin, kanamycin và amikacin. Theo thống kê của WHO, trong năm
2007 ước tính có 511 000 trường hợp lao kháng thuốc mới, với hơn 56% trường hợp
thuộc các nước Trung Quốc, Ấn Độ và Liên Bang Nga. Tình trạng nhiễm XDR-TB đã
xuất hiện ở hơn 50 quốc gia. Tại Việt Nam, tỷ lệ bệnh nhân kháng đa thuốc hiện nay là
3,8% và đang tiềm ẩn những nguy cơ gia tăng.
Nguyên nhân dẫn đến tình trạng lao kháng thuốc xuất hiện ngày càng tăng là do
nhiều nguyên nhân:
Phía người bệnh: Không hợp tác với bác sỹ điều trị, không tuân thủ đúng
nguyên tắc điều trị hay tự điều trị.
Phía bác sỹ điều trị: Kê đơn không đúng, không phối hợp đủ các thuốc
chống lao.
Theo phương pháp cũ, để theo dõi và điều trị lao kháng thuốc, người ta tiến
hành phân lập và làm kỹ thuật kháng sinh đồ để biết mức độ nhạy cảm và đề kháng
của vi khuẩn lao, từ đó là cơ sở cho bác sỹ tham khảo để đưa ra phương pháp điều trị
thích hợp. Nhưng do hạn chế về thời gian và chi phí, nên hướng mới hiện nay là sử
dụng các phương pháp sinh học phân tử để giúp cho việc chẩn đoán và điều trị nhanh
chóng và ít tốn kém hơn.
2.2. Vi khuẩn lao
Giới: Monera
Ngành: Bacteria
Lớp: Actinobacteria
9

 


Bộ: Actinomycetales

Họ: Mycobacteriaceae
Chi: Mycobacterium
Loài: Mycobacterium tuberculosis
2.2.1. Phân loại
Phân loại dựa vào khả năng gây bệnh cho người và các động vật
Vi khuẩn lao người (M. tuberculosis hominis).
Vi khuẩn lao bò (M. bovis).
Vi khuẩn lao chim (M. avium).
Vi khuẩn lao chuột (M. microti).
Trong thực tế, người ta dùng phản ứng niacin để phân biệt vi khuẩn lao người
và lao bò. Phản ứng niacin dương tính hầu như chắc chắn là vi khuẩn lao người.
Phân loại dựa trên cấu trúc DNA: Đoạn IS6110 (với 1361 cặp base) chỉ có ở 4
loại Mycobacteria là M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum, M. microti (gọi chung là
M. tuberculosis complex), mà không có ở các Mycobacteria khác. Tại khoa vi sinh của
Bệnh viện Lao – Phổi trung ương, người ta nhận thấy với các chủng vi khuẩn lao châu
Á thì 71% vi khuẩn có từ 5 IS6110 trở xuống, trong khi vi khuẩn cổ điển tỷ lệ này là
10%.
Vi khuẩn kháng cồn kháng toan không điển hình: Đây là nhóm vi khuẩn có
hình thể giống vi khuẩn lao. Khi nhuộm Ziehl – Neelsen cũng bắt màu đỏ của fucsin,
có nghĩa là không phân biệt được chúng với vi khuẩn lao bằng phương pháp nhuộm
soi kính. Trước thập kỷ 80 của thế kỷ XX, chúng ít gây bệnh ở người, thường chỉ gây
bệnh bụi phổi, ghép cơ quan, điều trị corticoid kéo dài … Nhưng hiện nay, ngày càng
gặp nhiều trường hợp gây bệnh lao ở người có HIV.
2.2.2. Đặc điểm của vi khuẩn lao (McMurray, 1996)
Là vi khuẩn hình gậy, dài từ 3 – 5 µm, rộng từ 0,3 – 0,5 µm, không có lông, hai
đầu tròn, thân có hạt, đứng riêng lẻ hoặc thành đám trên tiêu bản nhuộm.
Vi khuẩn lao có cấu trúc vỏ khá hoàn hảo, giúp chúng chống chịu tốt với nhiều
điều kiện bất lợi. Thành tế bào bao gồm các mycolic acid, chất sáp, và các glycolipid
chuỗi đơn (unique glycolipids). Các mycolic acid có cấu tạo mạch nhánh rất dài (C60
đến C90) gắn với các muramic acid của lớp peptidoglycan bằng những liên kết

10

 


phosphodiester và liên kết với arabinogalactan bởi các nối glycolipid đã được ester
hóa. Với cấu trúc vách tế bào như vậy, vi khuẩn lao không bị cồn và acid làm mất màu
đỏ của fuscin. Các biến thể của loài được đặc trưng bởi các biến động của các phân tử
đường trong các glycolipid hoặc các peptidoglycolipid. Hai thành phần quan trọng
khác của thành tế bào là trehalose dimucolate (còn được gọi là yếu tố ràng buộc (cord
factor)) và các sulfolipid, chúng đóng vai trò trong khả năng sinh độc tính của vi
khuẩn. Bên cạnh hai yếu tố này, còn có thành phần lipoarabinomannan (LAM) cũng
tham gia vào khả năng sinh bệnh của vi khuẩn lao. LAM tinh khiết từ vi khuẩn lao độc
và vi khuẩn lao được làm yếu đi có cấu trúc khác nhau, những khác biệt này có vai trò
khác nhau trong việc kích thích sản xuất cytokine trong môi trường tế bào đơn nhân.

a 

b

Hình 2.2 Vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis. (a) Vi khuẩn lao chụp dưới kính hiển vi.
(b) Vi khuẩn lao nuôi cấy trên môi trường thạch.

Những khả năng đặc biệt của thành tế bào vi khuẩn lao là chống mất nước,
kháng acid và kiềm. Khả năng kháng acid và kiềm này rất hữu ích trong việc cô lập
các vi khuẩn lao từ các mẫu đàm (xử lý mẫu đàm bằng sulfuric acid hoặc sodium
hydroxide sẽ cho phép vi khuẩn lao phát triển trên môi trường nuôi cấy mà không có
các vi khuẩn đường hô hấp khác kèm theo).
Vi khuẩn lao có khả năng tồn tại lâu ở môi trường bên ngoài cơ thể vật chủ.
Trong điều kiện tự nhiên, vi khuẩn có thể tồn tại 3 – 4 tháng. Dưới ánh nắng mặt trời,

vi khuẩn chết sau 1,5 giờ, ở 42oC vi khuẩn ngừng phát triển và chết sau 10 phút ở
80oC, với cồn 90o vi khuẩn tồn tại được 3 phút, trong acid phenic 5% vi khuẩn chỉ
sống được một phút. Vi khuẩn phát triển tốt nhất ở pH từ 6,2 – 7,2, có thể phát triển tốt
ở pH acid (5,5) hoặc ở pH kiềm (8,0). Trong phòng thí nghiệm người ta có thể bảo

11

 


quản vi khuẩn lao trong nhiều năm. Trong đàm của bệnh nhân lao đặt ở phòng tối, ẩm
sau 3 tháng vi khuẩn vẫn tồn tại và giữ được độc lực.
Phân tử
lipoarabinomannan
(LAM)

Bên ngoài tế bào
Các phân tử
lipid mặt ngoài
(bào gồm các
cord factor)

Mycolic acid
Arabinogalactan

Lớp peptidolycan
Màng tế bào
Tế bào chất

Hình 2.3 Cấu trúc thành tế bào vi khuẩn lao.

Nhân tế bào vi khuẩn chứa 4.411.529 bp với 65,6% GC. Mặc dù bộ gen MTB
nhỏ hơn bộ gen E.coli nhưng nó mã hóa cho hầu hết các enzyme đặc trưng cho con
đường đồng hóa và dị hóa, cũng như những enzyme cho tổng hợp và phân giải các
amino acid. Tuy nhiên, một nét đặc trưng khác biệt của MTB so với các vi khuẩn khác
là sự hiện diện của bộ gen với gần 4000 gen, hầu hết mã hóa cho các enzyme liên quan
đến thủy giải lipid (giúp cho chúng tồn tại bên trong tế bào chủ) và tổng hợp lipid
(giúp cho việc tổng hợp lớp vỏ tế bào). Những vi khuẩn này thường được bao quanh
bởi 250 enzyme liên quan đến việc tổng hợp acid béo. Bộ gen thường giàu các vùng
DNA lặp lại, đặc biệt là các vùng trình tự chèn, được chèn vào trong bộ gen hoặc vào
vùng không mã hóa, thường dẫn đến làm mất gen tRNA. Việc chèn này cũng có thể
làm xuất hiện các gen bị bất hoạt.
Vi khuẩn lao là loại vi khuẩn hiếu khí, khi phát triển vi khuẩn cần đủ oxy, điều
này giải thích vì sao lao phổi là thể bệnh gặp nhiều nhất và số lượng vi khuẩn nhiều
nhất trong các hang lao có phế quản thông.

12