MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, dịch cúm gia cầm do virus A/H5N1 là vấn đề
quan tâm đối với cả thế giới, đặc biệt là đối với các nước châu Á như Việt Nam,
Indonesia, Thái Lan, Trung Quốc... Kể từ cuối năm 2003 đến nay, dịch cúm
A/H5N1 đã gây thiệt hại rất lớn cho ngành chăn nuôi gia cầm và gây tử vong cho
hàng trăm người. Cả thế giới đang lo sợ trước nguy cơ có thể xảy ra một đại
dịch cúm trên người do virus A/H5N1 giống như các vụ đại dịch cúm đã xảy ra
trong thế kỷ 20. Các nước trên thế giới đã tiêu tốn hàng tỷ đô la cho việc chuẩn
bị chống lại một đại dịch cúm H5N1 có thể xảy ra trong tương lai như mua thuốc
và các thiết bị y tế, nghiên cứu sản xuất vaccine, thực hành các phương án phòng
chống dịch, thực hiện các chiến lược nhằm kiểm soát chặt chẽ đường biên
giới...
Ở Việt Nam, kể từ năm 2003 đến nay, dịch cúm gia cầm liên tục xảy ra ở
hầu hết các tỉnh thành trên toàn quốc. Mỗi năm có hàng triệu gia cầm bị chết và
tiêu hủy. Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, Việt Nam đang đứng thứ 2
trên thế giới (sau Indonesia) về số người nhiễm và tử vong do virus A/H5N1.
Virus cúm A/H5N1 là virus có khả năng biến đổi gen nhanh chóng và hình
thành nên các chủng virus mới nên việc sử dụng vaccine để dự phòng thường
không đạt được hiệu quả cao. Ở Việt Nam hiện nay, dịch cúm A/H5N1 vẫn liên
tục xảy ra trên gia cầm và người, mặc dù mức độ không trầm trọng như giai
đoạn trước đây nhưng nếu không được phát hiện và có các biện pháp dập dịch
kịp thời thì dịch có thể trở nên bùng phát.
Khi có dịch cúm gia cầm, một phương pháp chẩn đoán nhanh, nhạy và chính
xác là cần thiết cho việc điều trị, kiểm soát và ngăn chặn kịp thời tránh lây lan
rộng ra cộng đồng. Để phát hiện virus cúm A/H5N1 trong các mẫu bệnh phẩm ở
người và gia cầm, hiện nay hầu hết các phòng xét nghiệm đều áp dụng kỹ thuật
RTPCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction). Đây là kỹ thuật
1
sinh học phân tử, cho phép phát hiện virus với độ chính xác cao, thời gian làm xét
nghiệm khoảng 46 giờ nếu thực hiện Realtime RTPCR và 1224 giờ nếu thực
hiện RTPCR và điện di trên gel agarose. Với RTPCR thông thường, ng ười ta
phải thực hiện ba phản ứng để chẩn đoán xác định virus cúm A/H5N1, bao gồm:
một phản ứng để xác định virus cúm A, một phản ứng xác định subtype H5 và
một phản ứng xác định subtype N1. Để đơn giản hóa quá trình xét nghiệm, rút
ngắn thời gian xét nghiệm và tiết kiệm chi phí người ta có thể ứng dụng kỹ
thuật multiplex RTPCR, cho phép chẩn đoán xác định cúm A/H5N1 chỉ với một
phản ứng RTPCR thay vì phải làm ba phản ứng RTPCR. Tuy nhiên, việc nghiên
cứu thiết kế và xây dựng quy trình thực hiện kỹ thuật multiplex RTPCR khá
phức tạp nên hiện nay hầu hết các phòng xét nghiệm trong nước chưa áp dụng
kỹ thuật này trong chẩn đoán cúm A/H5N1. Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện
”Nghiên cứu xây dựng quy trình phát hiện nhanh virus cúm gia cầm A/H5N1
trong mẫu bệnh phẩm bằng kỹ thuật Multiplex Reverse Transcription
Polymerase Chain Reaction” tại Labo Trường Đại học Y Thái Bình với mục
tiêu:
1. Thiết kế và lựa chọn được các mồi phù hợp để thực hiện phản ứng
multiplex RTPCR phát hiện virus cúm A/H5N1.
2. Nghiên cứu tối ưu hóa được các điều kiện của phản ứng multiplex RT
PCR: nhiệt độ và thời gian gắn mồi, nồng độ mồi,...
3. Thử nghiệm được phản ứng multiplex RTPCR phát hiện A/H5N1 trên
một số mẫu bệnh phẩm thu thập từ người và gia cầm.
2
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ VIRUS CÚM A/H5N1
1.1.1. Phân loại học và danh pháp
1.1.1.1. Phân loại virus cúm
Theo ủy ban Quốc tế về phân loại virus (ICTV International Committee on
Taxonomy of Viruses), virus cúm thuộc nhóm V, họ Orthormyxoviridae, gồm 3
type là A, B và C. Chúng là các virus có vật liệu di truyền là RNA sợi đơn âm
[32].
Sự phân biệt virus cúm A, B và C dựa trên sự khác nhau về đặc tính kháng
nguyên của nucleoprotein (NP) và protein nền M1 (matrix protein). Ngoài ra, hệ
gen của virus cúm A và B đều có 8 đoạn RNA còn virus cúm C chỉ có 7 đoạn
RNA [36].
Trong 3 type thì type A là virus có giới hạn vật chủ rất rộng, lưu hành phổ
biến trên gia cầm và một số động vật có vú như lợn, ngựa, chó, mèo, hải cẩu,…
và cả con người [32]. Virus cúm A là loại có độc lực mạnh nhất, có khả năng
biến đổi gen rất lớn và nguyên nhân chủ yếu gây ra các vụ đại dịch cúm trong
thế kỷ qua. Dựa vào sự khác biệt về đặc tính kháng nguyên của hai glycoprotein
là haemagglutinin (HA) và neuraminidase (NA), virus cúm A còn được chia thành
16 subtype HA (H1H16) và 9 subtype NA (N1N9). Sự tái tổ hợp giữa các
subtype HA và NA, về mặt lý thuyết sẽ tạo ra nhiều subtype khác nhau về độc
tính và khả năng gây bệnh [2]. Tất cả các subtype HA và NA đều hiện diện trên
3
các chủng virus lưu hành ở các loài thủy cầm hoang dã. Tuy nhiên, chỉ có một số
subtype nhất định thường xuyên lưu hành trên người như H1N1, H1N2, H2N2,
H3N2 [11]. Cúm A/H5N1 là một subtype có khả năng gây nhiễm cao của virus
cúm. Các chủng của virus cúm gia cầm có thể xâm nhiễm vào nhiều loại động
vật khác nhau như chim, lợn, ngựa, hải cẩu, cá voi và con người.
Virus cúm B và virus cúm C lưu hành chủ yếu trên người và chỉ gây ra các
vụ dịch ở mức độ vừa và nhỏ.
1.1.1.2. Phân loại virus cúm A/H5N1
Virus cúm A/H5N1 được phân biệt với các subtype virus cúm A khác dựa
trên sự khác biệt về đặc tính kháng nguyên HA và NA. Do có khả năng biến đổi
di truyền nhanh chóng nên các chủng virus cúm A/H5N1 đang lưu hành còn được
phân chia thành nhiều clade/subclade (nhóm/phân nhóm), mỗi clade/subclade có
các đặc điểm di truyền đặc trưng [2].
Các genotype của virus cúm A/H5N1
Trong những năm gần đây virus cúm A/H5N1 đã có những biến đổi di
truyền và được phân chia thành nhiều nhóm dựa vào sự khác biệt về kiểu gen
(genotype). Kiểu gen của virus cúm A/H5N1 thể hiện đặc điểm di truyền của
virus được hình thành do sự kết hợp của 8 phân đoạn gen. Trên cơ sở gen H5 và
N1 của chủng gốc Goose/Guangdong/1/96, virus A/H5N1 được phân chia thành
các kiểu gen khác nhau với các đặc điểm di truyền được hình thành do sự tái tổ
hợp 6 gen còn lại từ các nguồn khác nhau. Các kiểu gen khác nhau của virus cúm
A/H5N1 đã được xác định bao gồm A, B, C, D, E, G, V, W, X 0, X1, X2, X3, Y, Z và
Z+ [26]. Trong số các kiểu gen này, chỉ có một số kiểu gen (B, Z, Z+, V, G, W, và
X0) lưu hành được trên 2 năm, chứng tỏ chúng đã thích nghi để có thể tồn tại
[22]. Kiểu gen Z là kiểu gen lưu hành phổ biến ở Indonesia, Thái Lan, Việt Nam
và phía nam Trung Quốc từ năm 2003 đến nay [14].
4
Các clade của virus cúm A/H5N1
Các tổ chức WHO (World Health Organization), OIE (Organisation for
Animal Health) và FAO (Food and Agriculture Organization) đã cùng nhau xây
dựng một hệ thống danh pháp thống nhất để có thể xác định các clade A/H5N1
[50]. Hiện nay, hệ thống danh pháp này chia virus A/H5N1 thành 10 clade khác
nhau, mỗi clade còn có thể phân thành các subclade (phân dòng) [5, 46]. Hiện tại
chỉ có các virus thuộc clade 0, 1, 2 và 7 là lây nhiễm cho người. Clade 2 gồm một
số subclade khác nhau vẫn đang lưu hành và tiếp tục hình thành các subclade mới
[5]. Kể từ 2008, các clade A/H5N1 hiện đang lưu hành và gây bệnh ở người gồm
có clade 2.3.2 (Trung Quốc), 2.3.4 (Trung Quốc và Việt Nam) 2.2 (Ai Cập), 2.1
(Indonesia), 1 (Campuchia) và 7 (Trung Quốc) [51].
1.1.1.3. Danh pháp virus cúm
Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã quy định thống nhất danh pháp c ủa virus
cúm theo thứ tự kí hiệu: type virus (A, B hoặc C), vật chủ (có thể bỏ qua nếu vật
chủ là người), địa điểm phân lập virus, mã số chủng virus và năm phân lập. Nếu
là virus cúm A thì phải thêm kí hiệu của kháng nguyên HA và kháng nguyên NA
đặt trong dấu ngoặc đơn.
Ví dụ: A/Hong Kong/156/1997 (H5N1) là chủng virus cúm A ở người, phân
lập ở Hong Kong, mã số chủng là 156, phân lập năm 1997, có kháng nguyên HA
là H5 và kháng nguyên NA là N1.
A/Chicken/Vietnam/G62/2005 (H5N1) là chủng virus cúm A phân lập ở gà
tại Việt Nam năm 2005, mã số chủng là G62, kháng nguyên HA là H5 và kháng
nguyên NA là N1.
1.1.2. Hình thái và cấu trúc virus cúm A/H5N1
Virus cum H5N1 la môt subtype cua virus cum A, thuôc ho
́
̀ ̣
̉
́
̣
̣ Orthomyxoviridea.
Virus cúm A/H5N1 mang cac đăc điêm cua virus cum A (hình 1.1).
́ ̣
̉
̉
́
5
Hình 1.1. Cấu trúc của virus cúm A. />humanantibodiesneutralizeavianflu.html
Virus cúm A là virus có vỏ bọc, cấu trúc dạng hình cầu với đường kính từ
80120 nm (nanomet) hoặc hình sợi dài 200300 nm, đường kính 20 nm. Vỏ bọc
của virus là lớp màng lipid kép có nguồn gốc từ tế bào vật ch ủ, trên màng có
khoảng 500 cấu trúc hình gai nhô ra. Các cấu trúc này chính là các kháng nguyên
bề mặt của virus, dài khoảng 1014 nm, đường kính 46 nm, bản chất là các
glycoprotein HA, NA và M2 nằm xen kẽ với nhau. Sự phân bố của các kháng
nguyên trên bề mặt của hạt virus không đồng đều, tỉ lệ HA/NA khoảng 45/1. Bên
trong màng lipid được lót bởi một lớp protein nền M1 (khoảng 3000 phân tử M1)
[36].
Vật chất di truyền (hệ gen) của virus cúm A là RNA sợi đơn âm ()ssRNA,
gồm 8 phân đoạn riêng biệt mã hóa cho 10 hoặc 11 protein virus (tuy theo t
̀
ưng
̀
chung virus ma co thê co hoăc không co protein PB1F2
̉
̀ ́ ̉ ́ ̣
́
). Bên trong hạt virus, mỗi
phân đoạn đều liên kết với nucleoprotein (NP) và 3 tiểu đơn vị của enzyme
polymerase (bao gồm PB1, PB2, và PA) hình thành nên các phức hợp
ribonucleoprotein (viral ribonucleoprotein vRNP) [37].
1.1.3. Hệ gen và các protein của virus A/H5N1
6
H5N1 có hệ gen là RNA sợi đơn âm bao gồm 8 phân đoạn gen mang tên từ
18 với kích thước phân tử giảm dần hoặc gọi theo tên protein mà chúng mã hóa
tổng hợp là PB2, PB1, PB1F2, PA, HA, NP, NA, M (M1 và M2) và NS (NS1 và
NEP) (hình 1.2).
Hình 1.2. Các phân đoạn gen và các protein của virus cúm A/H5N1
Đặc điểm các phân đoạn gen của virus cúm A/H5N1 như sau:
Các phân đoạn mã hóa cho các kháng nguyên bề mặt của virus (đặc trưng
theo từng chủng virus):
Phân đoạn 4 (gen HA): Có kích thước khoảng 17041707 bases, mang gen
mã hóa tổng hợp protein HA, là một kháng nguyên bề mặt của virus cúm có bản
chất là glycoprotein. Kháng nguyên này có vai trò trong việc giúp cho virus gắn
với tế bào vật chủ và vận chuyển vật liệu di truyền của nó vào bên trong tế bào
vật chủ. Quá trình này có thể bị chặn lại nếu có các kháng thể đặc hiệu gắn kết
với các kháng nguyên trên bề mặt của virus. Protein HA còn là kháng nguyên bề
mặt quan trọng của virus cúm A, kích thích cơ thể sinh ra đáp ứng miễn dịch dịch
thể đặc hiệu với từng subtype HA, và tham gia vào phản ứng trung hòa virus. HA
là protein vừa quyết định tính kháng nguyên, vừa quyết định độc lực của virus, là
đích của bảo vệ miễn dịch nhằm ngăn chặn sự xâm nhiễm của virus ở cơ thể
nhiễm, là cơ sở điều chế các vaccine phòng cúm hiện nay. Một đặc điểm di
7
truyền để phân biệt giữa virus cúm gia cầm và virus cúm người là: virus cúm gia
cầm chỉ gắn với thụ thể alpha 23 sialic acid còn virus cúm người chỉ gắn với thụ
thể alpha 26 sialic acid trên tế bào chủ. Ở một số động vật (lợn, gà...) có cả 2
loại thụ thể nên có thể bị nhiễm cả virus cúm gia cầm và cúm người [24]. Người
ta đã phát hiện ra sự đột biến ở một số vị trí trên gen HA làm cho virus cúm gia
cầm có thể gắn với tế bào người và gây bệnh cho người [11]. Một số nghiên cứu
trong thời gian gần đây đã cho thấy ở người cũng có các thụ thể alpha 23 sialic
acid với mật độ rất thấp và ở gia cầm cũng có các thụ thể alpha 26 sialic acid
với mật độ rất thấp [28]. Người ta cũng nhận thấy nếu đột biến xảy ra ở 2 vị trí
trên gen HA tương ứng với axit amin 182 và 192 thì virus có thể gắn với cả thụ
thể của người và gia cầm [10, 27].
Phân đoạn 6 (gen NA): Có kích thước khoảng từ 13501410 bases, mang gen
mã hóa cho neuraminidase, một kháng nguyên bề mặt của virus, có vai trò là một
enzyme cắt đứt liên kết giữa gốc sialic acid của màng tế bào nhiễm với phân tử
carbonhydrate của protein HA, giải phóng các hạt virus con ra khỏi tế bào vật chủ.
Ngoài ra, NA còn phân cắt các liên kết glycoside, giải phóng neuraminic acid làm
tan loãng màng nhầy bề mặt biểu mô đường hô hấp, tạo điều kiện cho virus nhanh
chóng tiếp cận tế bào biểu mô và thoát khỏi các chất ức chế không đặc hiệu .
Giống kháng nguyên HA, NA cũng là đích chủ yếu của cơ chế bảo vệ miễn dịch
của cơ thể chủ, sinh ra kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên NA của các chủng
virus đang nhễm. Như vậy, hai kháng nguyên bề mặt HA và NA của virus là cơ sở
điều chế các vaccine phòng cúm hiện này cho người và gia cầm và hạn chế lây
truyền sang người [2].
Các phân đoạn mã hóa cho các protein thành phần của enzyme polymerase
của virus, có độ dài ổn định và có tính bảo tồn cao, gồm:
Phân đoạn 1 (gen PB2) có kích thước khoảng 2431 bases, mang gen mã hóa
tổng hợp protein PB2, là tiểu đơn vị thành phần trong phức hợp enzyme
8
polymerase của virus, chịu trách nhiệm khởi đầu phiên mã RNA virus [2]. Nghiên
cứu thấy rằng, trên PB2 tất cả các virus cúm gia cầm đều có axit amin ở vị trí
627 là glutamine, còn PB2 ở các chủng A/H5N1 phân lập từ người mang đột biến
chứa axit amin lysine ở vị trí 627. Sự có mặt của lysine ở vị trí 627 của PB2 s ẽ
tạo thuận lợi cho virus phát triển ở cả đường hô hấp trên và đường hô hấp dưới
của động vật có vú, là nguyên nhân làm cho A/H5N1 có độc lực cao [29].
Phân đoạn 2 (gen PB1) có kích thước khoảng 2431 bases, mang gen mã hóa
tổng hợp protein PB1 và PB1F2. PB1 là tiểu đơn vị xúc tác của phức hợp
enyzme polymerase, chịu trách nhiệm gắn mũ RNA [5]. PB1F2 liên quan đến độc
lực của virus và có thể có vai trò quan trọng trong việc xác định mức độ nguy
hiểm của dịch cúm [43]. Khi so sánh các chủng virus trong vụ dịch ở Hong Kong
năm 1997, người ta nhận thấy sự biến đổi axit amin asparagine ở vị trí 66 thành
serine (N66S) trên PB1F2 liên quan đến độc lực của virus. Sự thay đổi axit amin
N66S cũng được phát hiện trên PB1F2 của virus cúm gây ra đại dịch cúm năm
1918 [17].
Phân đoạn 3 (gen PA) có kích thước khoảng 2233 bases, là phân đoạn gen
bảo tồn cao, mã hóa tổng hợp protein PA, là một tiểu đơn vị của enzyme
polymerase chịu trách nhiệm kéo dài RNA trong quá trình tổng hợp RNA của
virus [40].
Các phân đoạn mã hóa các protein chức năng khác của virus, chúng có kích
thước tương đối ổn định giữa các chủng virus cúm A, gồm:
Phân đoạn 5 (gen NP) có kích thước khoảng 1556 bases, mã hóa tổng hợp
nucleoprotein (NP), chịu trách nhiệm vận chuyển RNA giữa nhân và bào tương tế
bào chủ. NP có đặc tính kháng nguyên biểu hiện theo nhóm virus, tồn tại trong
các hạt virus ở dạng kết hợp với mỗi phân đoạn RNA.
Phân đoạn 7 (gen M): có kích thước khoảng 1027 bases, mang gen mã hóa
tổng hợp protein nền M1 và M2 của virus. Các protein này kết hợp với 2 kháng
9
nguyên bề mặt tạo nên lớp vỏ capsid của virus. Hai protein này được tạo ra từ
cùng một phân đoạn RNA với các khung đọc mở khác nhau. Protein M1 gắn với
RNA của virus và M2 có tác dụng phá vỡ vỏ bọc của virus để giải phóng các
phân đoạn RNA vào tế bào chất của tế bào chủ. M2 là protein xuyên màng có
bản chất là một kênh ion, cần thiết cho quá trình xâm nhiễm của virus [36]. Sự
thay thế axit amin ở vị trí 31 serin thành asparagine trên protein M2 của một số
chủng H5N1 liên quan đến tình trạng kháng amantadin của virus [25].
Phân đoạn 8 (gen NS) có kích thước khoảng 890 bases, ch ứa gen mã hóa
cho 2 protein không cấu trúc của virus là NS1 và NEP (nuclear export protein)
(thường được gọi là protein NS2). Độc lực của virus liên quan đến protein NS
[39]. NS1 là protein có vai trò trong việc ghép nối, dịch mã và vận chuyển RNA
qua màng tế bào. NEP có vai trò trung gian trong quá trình v ận chuyển các
ribonucleoprotein của virus (vRNPs) vào nhân tế bào chủ.
1.1.4. Chu trình tái bản của virus cúm A/H5N1
Chu trình tái bản của virus cúm xảy ra chủ yếu ở các tế bào biểu mô đường hô
hấp, đường tiêu hóa của cơ thể nhiễm (hình 1.3).
Hình 1.3. Chu trình tái bản của virus cúm A
10
Khởi đầu chu trình là sự gắn kết của virus với các thụ thể có chứa nhóm
sialic acid trên bề mặt tế bào nhiễm nhờ kháng nguyên HA. Khi virus bám gắn
được với tế bào, màng tế bào lõm lại hình thành túi thực bào (endosome). Túi
thực bào giảm dần pH để giúp cho quá trình hoà nhập màng virus với màng túi
thực bào và giải phóng các phức hợp RNP của virus vào tế bào chất của tế bào
chủ. Sau đó, cac ph
́ ưc h
́ ợp RNP được vân chuyên vao nhân tê bao đ
̣
̉
̀
́ ̀ ể tổng hợp sợi
dương RNA. Sợi dương RNA được làm khuôn để sao mã tạo mRNA và tái bản
sợi âm RNA của virus. mRNA được đưa ra tế bào chất để tổng hợp protein của
virus. Quá trình tổng hợp protein và tái bản hệ gen của virus là quá trình phức tạp
được điều hoà bởi nhiều yếu tố của virus cũng như của tế bào. Các protein PB1,
PB2, PA và NP của virus sau khi được tổng hợp sẽ được đưa vào nhân tế bào và
kết hợp với RNA virus hình thành các phức hợp RNP và phức hợp được đưa ra
tế bào chất. Các protein khác (HA, NA và M2) được glycosyl hoá nhờ mạng lười
nội sinh chất và phức hệ golgi của tế bào. Sau khi hoàn thiện, các protein này
được đưa đến màng tế bào gắn vào lớp lipid kép và khi mật độ đủ lớn thì các
phức hợp RNP và protein M1 cũng tập hợp lại trên màng để hình thành hạt virus
thế hệ con gắn trên bề mặt tế bào nhờ liên kết giữa HA với nhóm sialic acid của
glycoprotein màng tế bào. Các hạt virus sau đó giải phóng khỏi màng nhờ tác
dụng cắt nhóm sialic acid của enzyme neuraminidase.
Thời gian từ khi virus xâm nhiễm tế bào đến khi hình thành thế hệ virus con
trung bình khoảng 6 giờ. Sự giải phóng các hạt virus mới không phá tan tế bào
nhiễm, nhưng các tế bào này bị rối loạn hệ thống tổng hợp các đại phân tử và
rơi vào quá trình chết theo chương trình (apoptosis) làm tổn thương mô của cơ
thể vật chủ [48].
1.1.5. Hiện tượng biến đổi kháng nguyên của virus cúm A
Virus cúm A là loại virus đặc biệt nhất trong các virus đường hô hấp do có
hệ gen phân thành 8 đoạn và khả năng biến đổi kháng nguyên nhanh chóng. Khả
11
năng biến đổi kháng nguyên của virus cúm A là hệ quả của các quá trình biến đổi
di truyền của virus. Các cơ chế biến đổi di truyền của virus bao gồm:
Hiện tượng trao đổi kháng nguyên (antigenic shift): Antigenic shift là
các biến đổi di truyền lớn của virus cúm, tạo ra chủng virus mới từ các chủng
virus ban đầu bằng cách sắp xếp lại hệ gen. Quá trình này xảy ra khi virus cúm
của các loài khác nhau đồng nhiễm trên cùng một vật chủ (ví dụ như hai chủng
virus cúm người và virus cúm gia cầm đồng nhiễm trên lợn) trao đổi hệ gen cho
nhau, tạo ra các thế hệ virus mới có các phân đoạn gen kết hợp từ các chủng ban
đầu. Sự trao đổi kháng nguyên có thể tạo ra các chủng virus cúm mới có khả
năng lây nhiễm các loài vật chủ mới hoặc gia tăng động lực gây bệnh [2].
Hiện tượng lệch kháng nguyên (antigenic drift): Antigenic drift là quá
trình tích lũy các đột biến gen trên gen mã hóa cho các kháng nguyên quan trọng
của virus (kháng nguyên HA và NA). Do enzyme polymerase của virus không có
cơ chế đọc sửa nên trong quá trình tái bản tần số đột biến ở virus rất cao, trung
bình mỗi lần tái bản hệ gen của virus sẽ có 1 nucleotid bị biến đổi [21]. Qua
nhiều thế hệ virus, các đột biến này dần dần được tích lũy lại và đến một lúc
nào đó sẽ làm thay đổi đặc tính kháng nguyên của virus [21]. Chủng virus cúm
với các đặc tính kháng nguyên mới có thể thoát khỏi hệ thống miễn dịch của cơ
thể và dễ dàng lan truyền trong quần thể.
Hiện tượng glycosyl hóa: Glycosyl hóa (glycosylation) là sự gắn kết của
một chuỗi oligosaccharide với amino acid asparagine ở một số vị trí nhất định
trong chuỗi polypeptide HA hay NA, hay một số polypeptide khác của virus cúm.
Thông thường chuỗi oligosaccharide được gắn tại vị trí NXS/T (N = asparagine;
X = amino acid bất kì, trừ proline; S/T = serine hoặc threonine) [7]. Đây là những
vị trí được cho là gắn kết với các kháng thể được cơ thể sinh ra do kích thích của
kháng nguyên, nhằm bảo vệ cơ thể nhiễm. Hiện tượng lệch kháng nguyên sinh
ra đột biến điểm hình thành bộ mã của asparagine, tạo tiền đồ cho hiện tượng
12
glycosyl hóa xảy ra khi tổng hợp chuỗi polypeptide HA hay NA, làm thay đổi đặc
tính kháng nguyên của HA và NA, giúp cho virus thoát khỏi tác động miễn dịch
bảo vệ của cơ thể chủ và điều hoà sự nhân lên của virus [7].
Hiện tượng lệch kháng nguyên và glycosyl hóa tao ra nh
̣
ưng biên đôi di
̃
́
̉
truyên nho nh
̀
̉ ưng diên ra liên t
̃
ục trong qua trinh l
́ ̀ ưu hanh cua virus trong t
̀
̉
ự nhiên.
Ngược lai, hi
̣
ện tượng trao đôi kháng nguyên
̉
có thể xảy ra với tất cả các chủng
của virus cúm A khi co hiên t
́ ̣ ượng đồng nhiễm, tao ra cac biên đôi di truyên l
̣
́
́ ̉
̀ ớn
va hinh thanh chung virus m
̀ ̀
̀
̉
ơi. Đây cũng chính là v
́
ấn đề đáng lo ngại của virus
cúm A/H5N1 hiện nay, mặc dù virus này chưa có sự thích nghi lây nhiễm dễ dàng
ở người, nhưng nó có khả năng gây bệnh cho người vơi ti lê t
́ ̉ ̣ ử vong rât cao. Nêu
́
́
như chung virus A/H5N1 trao đôi gen HA hay NA, ho
̉
̉
ặc cả hai gen vơi môt chung
́ ̣
̉
virus cúm A đã thích nghi ở người (vi du nh
́ ̣ ư H1N1 hoăc H3N2) co thê t
̣
́ ̉ ạo ra
chủng virus mới thích ứng lây nhiễm dễ dàng ở người, la nguy c
̀
ơ của một đại
dịch cúm mới [25].
1.1.6. Khả năng thích ứng vật chủ của virus cúm A
Vật chủ tự nhiên của tất cả các chủng virus cúm A là các loài thủy cầm
hoang dã (chủ yếu là vịt trời), đây là nguyên nhân lan truyền virus trong t ự
nhiên rất khó kiểm soát. Virus cúm A có khả năng gia tăng biên độ vật chủ
của chúng trong quá trình lây truyền ở tự nhiên (hình 1.4).
13
Hình 1.4. Các vật chủ tự nhiên và khả năng lây nhiễm giữa các loài vật chủ của
virus cúm A.
/>Nhờ đặc tính luôn thay đổi kháng nguyên trong tự nhiên, virus cúm A có
khả năng xâm nhiễm nhiều loài vật chủ trung gian khác nhau như gia cầm,
một số loài động vật có vú (hải cẩu, cá voi, ngựa, lợn…) và cả con người, tạo
nên tính thích ứng lan truyền “ nội loài” như gà gà, hay “ ngoại loài” như gà
lợn; gà lợn người. Đặc điểm thích ứng vật chủ này là điều kiện thuận lợi
cho virus cúm A trao đổi, tái tổ hợp các phân đoạn gen, đặc biệt là các phân
đoạn gen kháng nguyên (HA và NA) giữa các chủng, tạo ra một ch ủng virus
cúm mới có khả năng thích ứng xâm nhiễm ở loài vật chủ mới của chúng đặc
biệt khi chúng vượt qua đượ c “rào cản loài” dễ dàng thích ứng lây nhiễm gây
bệnh từ gia cầm sang người và giữa người với người [15].
Các nghiên cứu về virus H5N1 trong thời gian gần đây cho thấy virus đã có
những biến đổi để thích nghi lây nhiễm trên người. Hai chủng virus H5N1 phân
lập trên người năm 2003 (Hong Kong) cho thấy có hiện tượng giảm ái lực với
thụ thể của gia cầm và có ái lực (mặc dù chỉ ở mức thấp) với thụ thể của người
và sự thay đổi axit amin ở vị trí 227 (Ser thành Asn) là nguyên nhân làm thay đổi
14
tính đặc hiệu với thụ thể của virus [23]. Đột biến ở vị trí 182 hoặc 192
(Asn182Lys hoặc Gln192Arg) làm cho H5N1 thay đổi đặc tính gắn thụ thể, từ
dạng có ái lực với thụ thể của gia cầm chuyển thành dạng có ái lực với thụ thể
của người [52].
Trong thế kỷ 20, chỉ có các chủng virus H1N1, H2N2, H3N2 và H1N2 lưu
hành trên người. Tuy nhiên trong những năm gần đây có nhiều subtype virus cúm
gia cầm như H5N1, H7N3, H7N7, H9N2 và H10N7 đã lây nhiễm cho người.
Virus cúm A/H5N1 có khả năng lây nhiễm và gây bệnh cho nhiều loài động
vật có vú khác như chó, mèo, hổ, báo…
1.1.7. Độc lực và khả năng gây bệnh của virus cúm A/H5N1
Khả năng gây bệnh của virus cúm A phụ thuộc vào độc lực và tính thích
ứng vật chủ của từng chủng virus. Thông thường chúng không gây bệnh hoặc chỉ
gây bệnh nhẹ giới hạn ở đường hô hấp của chim hoang dã và gia cầm, nhưng
một số chủng thuộc subtype H5, H7, H1, H2 và H3 có thể gây bệnh nặng ở nhiều
cơ quan trong cơ thể, gây nên dịch cúm ở gia cầm và người [52]. Dựa vào khả
năng gây bệnh của virus trên gia cầm, virus cúm A được chia thành 2 nhóm là
nhóm có độc lực cao (Highly Pathogenic Avian Influenza HPAI) và nhóm có độc
lực thấp (Low Pathogenic Avian Influenza LPAI). Nhóm LPAI thường chỉ gây ra
các bệnh nhẹ ở đường hô hấp, giảm sức đẻ và/hoặc giảm trọng lượng, mặc dù
đôi khi có thể gây bệnh với tỉ lệ cao nhưng tỉ lệ chết thường thấp. Trái lại, virus
HPAI thường gây chết gia cầm với tỷ lệ cao, ít nhất 75% gia cầm nhiễm đều bị
chết [45]. Cho đến nay, tất cả các chủng HPAI đã biết đều thuộc subtype H5
hoặc H7, tuy nhiên không phải tất cả mà chỉ có một số ít các chủng virus thuộc
subtype H5 và H7 là HPAI. Protein HA của LPAI có đặc điểm là chỉ có một axit
amin kiềm là arginine tại vị trí phân cắt và một axit amin kiềm khác ở trước vị trí
phân cắt 3 hoặc 4 axit amin (tùy thuộc vào từng subtype). Do đó, protein HA của
LPAI chỉ bị phân cắt bởi các protease ngoại bào (extracellular proteases) do các tế
15
bào hoặc vi khuẩn tại vị trí xâm nhiễm (ví dụ như khí quản và ruột) tiết ra. Trái
lại, protein HA của HPAI lại có nhiều axit amin kiềm tại vị trí phân cắt, do đó có
thể chịu tác dụng của các protease nội bào (intracellular protease) phổ biến như
furin [44]. Chính vì vậy mà HPAI có thể gây bệnh ở nhiều mô, cơ quan khác nhau
trên cơ thể vật chủ và gây nên các triệu chứng nặng nề và tỉ lệ tử vong cao.
Độc lực và khả năng gây bệnh của virus A/H5N1 được quyết định chủ yếu
bởi các protein của virus là HA, PB2, NS1 và PB1F2: Protein HA là kháng nguyên
bề mặt quan trong cua virus cúm, giup cho virus co thê găn v
̣
̉
́
́ ̉ ́ ơi cac thu thê sialic
́ ́
̣
̉
acid đăc hiêu trên bê măt tê bao, hoa mang va xâm nhiêm tê bao chu. V
̣
̣
̀ ̣ ́ ̀
̀
̀
̀
̃ ́ ̀
̉ ị trí phân căt́
protein HA cua A/H5N1 mang nhiêu axit amin kiêm nên dê dang bi phân căt b
̉
̀
̀
̃ ̀
̣
́ ởi
cac protease, giup virus co thê lây nhiêm va tai ban
́
́
́ ̉
̃
̀ ́ ̉ ở nhiêu mô c
̀
ơ quan khac nhau
́
trong cơ thê vât chu va gây nên cac triêu ch
̉ ̣
̉ ̀
́
̣
ưng năng nê. Protein PB2 la môt thanh
́
̣
̀
̀ ̣
̀
phân quan trong cua ph
̀
̣
̉
ưc h
́ ợp RNP cua virus, tham gia vao qua trinh sao ma va tai
̉
̀
́ ̀
̃ ̀ ́
ban cua virus. Protein NS1 co thê tham gia điêu hoa đap
̉
̉
́ ̉
̀ ̀ ́ ứng miên dich
̃ ̣ ở vât chu,
̣
̉
do đo cung la môt yêu tô quyêt đinh đôc l
́ ̃
̀ ̣
́ ́
́ ̣
̣ ực cua virus đôi v
̉
́ ới con ngươi. PB1F2
̀
có vai trò gây ra hiện tượng apoptosis làm tổn thương mô, cơ quan của cơ thể
nhiễm.
1.1.8. Sức đề kháng của virus cúm A
Virus cúm A tương đối nhạy cảm với các tác nhân vật lí hay hóa học. Các hạt
virus tồn tại thích hợp trong khoảng pH từ 6.5 đến 7.9. Ở pH quá acid hay quá kiềm,
khả năng lây nhiễm của virus bị giảm mạnh. Lớp vỏ ngoài của virus bản chất là lớp
lipid kép, có nguồn gốc từ màng tế bào nhiễm, dễ bị phá hủy bởi các dung môi hòa tan
lipid, chất tẩy rửa và các chất sát trùng: formaldehyde, phenol, βpropiolacton, sodium
hypochloride, acid loãng và hydroxylamine. Virus bị bất hoạt dưới ánh sáng trực tiếp sau
40 giờ, tồn tại được 15 ngày ánh sáng thường, tia tử ngoại bất hoạt được virus nhưng
không phá hủy được kháng nguyên của virus. Tuy nhiên, virus cúm A dễ dàng bị tiêu
diệt hoàn toàn ở 100oC và ở 60oC/30 phút, tồn tại ít nhất 3 tháng ở nhiệt độ thấp (trong
16
phân gia cầm), và tới hàng năm ở nhiệt độ bảo quản (70oC). Trong phủ tạng gia cầm
(40oC), virus tồn tại 2530 ngày nhưng chỉ tồn tại 7 8 ngày ở nhiệt độ cơ thể người
(37oC); trong nước, virus có thể sống tới 4 ngày ở nhiệt độ 30oC.
1.2. CHẨN ĐOÁN, ĐIỀU TRỊ VÀ DỰ PHÒNG BỆNH CÚM GIA CẦM A/H5N1
1.2.1. Triệu chứng nhiễm cúm A/H5N1
Ở gia cầm, thời gian ủ bệnh từ vài giờ đến trên hai mươi ngày, biểu hiện
các triệu chứng sốt cao, chảy nước mắt, đứng tụm một chỗ, lông xù, phù đầu và
mắt, da tím tái, chân xuất huyết, chảy nước dãi ở mỏ. Con vật khi sốt cao có
biểu hiện không bình thường ở hệ thống tiêu hóa, hô hấp, sinh sản và thần kinh.
Triệu chứng chung là giảm hoạt động, giảm tiêu thụ thức ăn, gầy yếu. Trường
hợp nặng có biểu hiện ho, khó thở, rối loạn thần kinh, ỉa chảy, một số con có
biểu hiện co giật hoặc ở tư thế không bình thường. Những triệu trứng trên có
thể xảy ra cùng một lúc hoặc riêng rẽ [3, 4].
Ở người, thời gian ủ bệnh b ệnh của virus cúm A/H5N1 có thể kéo dài hơn
so với cúm mùa, trung bình hầu hết các trường hợp nhiễm A/H5N1 là từ 24
ngày, nhưng một số trường hợp có thể kéo dài hơn, 817 ngày [16]. Các triệu
chứng lâm sàng nhiễm cúm A/H5N1 có thể không biểu hiện hoặc biểu hiện các
triệu chứng ở các mức độ khác nhau, từ nhẹ như bệnh cúm thông thường (khó
thở, ho, sốt) cho đến biểu hiện viêm phổi nặng, hội chứng suy hô hấp cấp
(ARDS Acute Respiratory Distress Syndrome) hay hội chứng suy đa tạng
(MODS Multiorgan Disfunction Syndrome). Các nghiên cứu cho thấy một số
bệnh nhân không biểu hiện triệu chứng (phát hiện qua xét nghiệm) và cũng có
trường hợp biểu hiện các triệu chứng không điển hình (viêm não hoặc viêm
đường tiêu hóa) [6]. Không giông
́ như cum
́ mua,
̀ bênh
̣ nhân nhiêm
̃ A/H5N1
thương không co biêu hiên nhiêm trung đ
̀
́ ̉
̣
̃
̀
ường hô hâp trên ma th
́
̀ ương biêu hiên
̀
̉
̣
17
tinh trang viêm phôi va nhiêm trung đ
̀
̣
̉ ̀
̃
̀ ường hô hâp d
́ ưới. Đăc điêm lâm sang nay co
̣
̉
̀
̀ ́
thê la do cac thu thê đ
̉ ̀
́
̣ ̉ ặc hiệu với HA của virus cúm A/H5N1 co nhiêu
́
̀ ở đường hô
hâp d
́ ươi.
́ Triệu chứng cân lâm sang th
̣
̀
ương găp la: giam sô l
̀
̣
̀ ̉
́ ượng bach câu, đăc
̣
̀
̣
biêt la bach câu lympho, giam sô l
̣ ̀ ̣
̀
̉
́ ượng tiêu câu, giam albumin huyêt; tăng ham
̉
̀
̉
́
̀
lượng môt sô protein huyêt thanh nh
̣
́
́
ư aminotransaminase, lactate dehydrogenase
va creatine phosphokinase; đ
̀
ường huyêt tăng ro, co thê liên quan đên viêc s
́
̃ ́ ̉
́
̣ ử dung
̣
corticosteroid va co thê tăng creatinine mau [31].
̀ ́ ̉
́
Ở nhưng bênh nhân co tai l
̃
̣
́ ̉ ượng
virus cao trong dich mui va dich nôi khi quan, nh
̣
̃ ̀ ̣
̣
́ ̉
ưng bênh nhân
̃
̣
ở giai đoan cuôi
̣
́
cua bênh thi ham l
̉
̣
̀ ̀ ượng cytokin va chemokin trong mau th
̀
́ ương tăng cao, đăc biêt
̀
̣
̣
la cac yêu tô nh
̀ ́ ́ ́ ư interleukin6, yêu tô hoai t
́ ́ ̣ ử u va cac interferon, ch
̀ ́
ưng to hiên
́
̉
̣
tượng virus đang phat tan trong c
́ ́
ơ thê [19].
̉
Ở nhưng bênh nhân t
̃
̣
ử vong, ngươi ta
̀
đa phat hiên cac khang nguyên va/hoăc RNA cua virus
̃ ́ ̣
́
́
̀ ̣
̉
ở hâu hêt cac mô trong c
̀ ́ ́
ơ
thê, bao gôm: phôi, khi quan, gan, niêm mac ruôt non, ruôt gia, tuy x
̉
̀
̉
́ ̉
̣
̣
̣
̀ ̉ ương va nao.
̀ ̃
Tỉ lệ tử vong đối với bệnh nhân nhiễm cúm A/H5N1 nhập viện tương đối
cao, xấp xỉ 60% [13, 16], mặc dù tỷ lệ tử vong chung có lẽ thấp hơn nhiều. Trái
ngược với năm 1997, khi phần lớn các ca tử vong xảy ra ở bệnh nhân trên 13
tuổi, cúm A/H5N1 hiện nay gây tỷ lệ tử vong cao ở trẻ nhỏ. Ở trẻ dưới 15 tuổi,
tỷ lệ tử vong là 89% [16]. Thời gian trung bình từ khi có triệu chứng đầu tiên đến
khi tử vong là 910 ngày (thay đổi từ 630 ngày) và hầu hết bệnh nhân tử vong do
suy hô hấp tiển triển [5, 16].
1.2.2. Các phương pháp xét nghiệm và chẩn đoán nhiễm cúm A/H5N1
Chẩn đoán lâm sàng nhiễm cúm A/H5N1 là rất khó vì triệu chứng của bệnh
rất đa dạng và tương tự như một số bệnh khác. Để chẩn đoán xác định người ta
thường phải dựa vào các kết quả xét nghiệm xác định sự có mặt của virus, kháng
nguyên, kháng thể hoặc RNA của virus trong mẫu bệnh phẩm.
1.2.2.1. Các phương pháp xét nghiệm phát hiện cúm A/H5N1
18
Với đặc điểm cấu tạo và khả năng gây bệnh của virus cúm A/H5N1, kỹ
thuật xét nghiệm không chỉ đòi hỏi có độ tin cậy và độ nhạy cao mà thời gian xét
nghiệm phải nhanh [34]. Các kỹ thuật xét nghiệm có thể áp dụng trong chẩn
đoán virus cúm A/H5N1 bao gồm: phân lập virus; phát hiện kháng nguyên; phát
hiện RNA của virus bằng kỹ thuật RTPCR, realtime RTPCR...và phát hiện sự
tăng hiệu giá kháng thể trong huyết thanh bệnh nhân. Trong giai đoạn dịch cúm
A/H5N1 đang bùng phát thì việc áp dụng các kỹ thuật chẩn đoán nhanh, có thể
thực hiện với nhiều mẫu bệnh phẩm cùng một lúc có vai trò hết sức quan trọng.
Phương pháp phân lập virus
Hiện nay, phân lập virus là tiêu chuẩn vàng trong chẩn đoán cúm A/H5N1 vì
các chủng virus sau khi phân lập có thể được dùng trong các nghiên cứu về sau
như: giải trình tự, xác định subtype, xác định clade, phân tích các đột biến và hiện
tượng tái tổ hợp để tìm hiểu về khả năng tái bản, khả năng lây nhiễm của virus
và hiện tượng kháng thuốc của virus. Virus A/H5N1 có thể phân lập bằng cách
nuôi cấy trên phôi gà SPF (specific pathogenic free) hoặc nuôi cấy trên tế bào
thận chó (MardinDarby canine kidney MDCK) hoặc các dòng tế bào cảm
nhiễm với virus cúm khác.
Phân lập từ trứng: hầu hết các virus cúm phát triển ổn định trong khoang túi
niệu hoặc túi ối của phôi gà 1012 ngày tuổi. Sau khi gây nhiễm trứng 4872 giờ,
thu dịch khoang niệu mô, xác định sự có mặt và xác định subtype virus bằng các
phản ứng miễn dịch (HA, HI) hoặc RTPCR. Với chủng virus có độc lực cao,
phôi có thể bị chết trong vòng 24 giờ sau khi gây nhiễm.
Phân lập từ tế bào: Khi nuôi cấy các virus cúm mùa LPAI trên tế bào
MDCK, người ta phải bổ sung trypsin để virus có thể tái bản. Tuy nhiên, đối với
các virus cúm A/H5N1, vì là HPAI nên virus có thể tái bản mà không cần bổ sung
trypsin.
19
Là tiêu chuẩn vàng, nhưng phân lập virus đòi hỏi phải có phòng an toàn sinh
học cấp 3 (BioSafety Level 3 BSL3) và thời gian nuôi cấy tương đối lâu, từ 26
ngày. Ngoài ra, sau khi phân lập được virus vẫn phải thực hiện các xét nghiệm
khác để chẩn đoán xác định subtype virus.
Phương pháp phát hiện kháng nguyên
Là phương pháp dùng kháng thể đặc hiệu để phát hiện kháng nguyên virus.
Người ta có thể phát hiện kháng nguyên của virus trực tiếp từ mẫu bệnh phẩm
bằng một số kỹ thuật khác nhau, tuy nhiên kỹ thuật được sử dụng phổ biến hơn
do thời gian xét nghiệm nhanh là:
Kỹ thuật miễn dịch huỳnh quang trực tiếp (direct immunofluorescence
assay): Tế bào niêm mạc đường hô hấp được cố định trên lam kính, kháng
nguyên của virus được phát hiện bằng kháng thể đặc hiệu có gắn huỳnh quang
và quan sát dưới kính hiển vi huỳnh quang.
Kỹ thuật miễn dịch gắn men (EIA: Enzymelinhked Immunosorbent Assay):
Kỹ thuật sử dụng kháng thể đặc hiệu gắn enzyme để phát hiện kháng nguyên
virus. Mẫu bệnh phẩm được gắn lên thành giếng, sau khi được ủ với kháng thể
có gắn enzyme thì bổ sung cơ chất phù hợp. Nếu có kháng nguyên virus trong
mẫu bệnh phẩm thì enzyme sẽ tác dụng với cơ chất làm đổi màu.
Kỹ thuật phát hiện kháng nguyên virus nhanh, đơn giản nhưng chỉ phát hiện
được các kháng nguyên bảo thủ của virus cúm như NP và M. Do đó, kết quả xét
nghiệm dương tính cũng chỉ có thể kết luận là nhiễm virus cúm A, không xác
định được có phải là A/H5N1 hay không. Độ nhạy của các kỹ thuật có thể chấp
nhận được khi áp dụng trong chẩn đoán cúm mùa ở người, tuy nhiên để chẩn
đoán cúm A/H5N1 thì chưa đạt yêu cầu [9, 34]. Hiện nay một số bộ sinh phẩm
phát hiện kháng nguyên đặc hiệu của H5N1 đã được đưa ra thị trường và đang
được thử nghiệm trong chẩn đoán cho gia cầm.
Phương pháp phát hiện kháng thể (chẩn đoán huyết thanh học)
20
Là phương pháp dùng kháng nguyên chuẩn virus (virus) để phát hiện kháng
thể đặc hiệu kháng virus trong huyết thanh hoặc trong các dịch cơ thể. Một số
kỹ thuật chẩn đoán huyết thanh có thể áp dụng trong chẩn đoán cúm A/H5N1:
Phản ứng ức chế ngưng kết hồng cầu (HI Hemagglutinin Inhibitory):
Thành phần phản ứng bao gồm kháng nguyên virus chuẩn, kháng huyết thanh
cần kiểm tra (đã loại bỏ các yếu tố ức chế và các yếu tố gây ngưng kết hồng
cầu) và hồng cầu pha loãng 0.40.5% (hồng cầu gà, hồng cầu lợn guinea, hoặc
hồng cầu người nhóm máu O). Kháng nguyên virus chuẩn được ủ với kháng
huyết thanh ở các nồng độ khác nhau, sau đó bổ sung hồng cầu. Mẫu dương tính
là mẫu có chứa kháng thể đặc hiệu với HA, là các giếng có hồng cầu không bị
ngưng kết mà lắng xuống đáy giếng. Hiệu giá HI chính là tỉ lệ pha loãng huyết
thanh thấp nhất có thể ức chế ngưng kết hồng cầu [33].
Phản ứng HI thường được sử dụng để phát hiện kháng thể đặc hiệu của
virus cúm mùa trong huyết thanh bệnh nhân nhưng ít được sử dụng để phát hiện
kháng thể kháng virus H5N1 trong huyết thanh người và động vật có vú do có độ
nhạy thấp [8].
Western Blot (WB): là kĩ thuật có độ nhạy cao, được sử dụng để phát hiện
kháng thể kháng virus cúm trong các mẫu huyết thanh. Kháng nguyên toàn phần
của virus hoặc protein HA tinh chế được chạy điện di trên gel, sau đó chuyển
sang màng nitrocellulose hoặc nylon. Màng chứa kháng nguyên được cắt thành
các băng nhỏ, ủ với mẫu huyết thanh pha loãng, kháng thể đặc hiệu trong huyết
thanh sẽ liên kết với kháng nguyên gắn trên màng. Tiến hành ủ các băng nêu trên
với kháng kháng thể đặc hiệu có gắn enzyme, chất chỉ thị màu (phosphatase kiềm
hoặc peroxidase cải củ cay) hoặc biotin và được nhận biết bằng streptavidin
HRP. Vị trí gắn kháng thể kháng virus sẽ được xác định khi ủ các băng này với
cơ chất của enzyme hoặc chất tạo màu. WB có độ nhạy cao, thường được sử
dụng kết hợp với kĩ thuật HI hoặc EIA để làm tăng độ nhạy và độ đặc hiệu [42].
21
Kĩ thuật trung hoà virus: Mẫu virus được ủ với huyết thanh bệnh nhân sau
đó hỗn hợp được sử dụng để gây nhiễm trong hệ thống phù hợp (tế bào nuôi
cấy, phôi trứng) để xác định sự xâm nhiễm của virus. Nếu không có sự xâm
nhiễm của virus, tức là kết quả dương tính, khi đó huyết thanh có kháng thể đặc
hiệu với virus. Người ta đã áp dụng kỹ thuật này trong vụ dịch ở Hong Kong năm
1997 để phát hiện kháng thể kháng H5N1 trong huyết thanh bệnh nhân và có thể
phát hiện được 14 ngày sau khi bệnh nhân biểu hiện triệu chứng [35]. Kỹ thuật
này có độ nhạy và độ đặc hiệu cao, có thể sử dụng để phát hiện kháng thể kháng
H5N1 ở người nhưng do sử dụng mẫu virus cúm gia cầm nên cũng phải thực
hiện trong phòng an toàn sinh học cấp độ 3.
Kỹ thuật trung hòa vi lượng (Microneutralization MN): là kĩ thuật trung
hoà virus được thực hiện trên tấm 96 giếng, kết quả được đọc bằng phản ứng
EIA sau 1822 giờ kể từ khi gây nhiễm. Kĩ thuật MN dựa trên phản ứng trung
hòa virus với kháng thể đặc hiệu. Huyết thanh bệnh nhân được pha loãng ở các
nồng độ khác nhau và được ủ cùng một lượng virus nhất định trước khi tiến
hành gây nhiễm tế bào. Nếu trong huyết thanh bệnh nhân có kháng thể đặc hiệu
kháng H5N1 thì kháng thể sẽ trung hòa virus và virus không thể gây nhiễm tế
bào. Sau khi ủ, các tế bào được gắn cố định và tiến hành xác định sự có mặt của
protein NP của virus trong các tế bào nhiễm virus bằng phản ứng EIA. Hiện nay,
kỹ thuật MN là kỹ thuật phát hiện kháng thể kháng H5N1 tốt nhất. Nhược điểm
là kỹ thuật áp dụng với mẫu virus sống nên phải thực hiện trong phòng an toàn
sinh học cấp độ 3. So với kĩ thuật trung hoà virus thông thường, kỹ thuật MN cho
kết quả nhanh, chính xác hơn và có thể thực hiện đồng thời nhiều mẫu trên một
tấm 96 giếng.
Chẩn đoán huyết thanh học có vai trò quan trọng trong các nghiên cứu dịch
tễ học. Các kỹ thuật này đòi hỏi phải có hai mẫu huyết thanh giai đoạn cấp và
giai đoạn phục hồi, do đó ít có giá trị trong chẩn đoán nhiễm H5N1 cấp mà
thường chỉ được sử dụng để khẳng định chẩn đoán trên bệnh nhân đang điều trị.
22
Kỹ thuật RTPCR
Kỹ thuật RTPCR là kỹ thuật khuếch đại một đoạn khuôn mẫu RNA theo
nguyên lý của PCR, bao gồm 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Phiên mã ngược (RTReverse transcription) khuôn mẫu RNA
thành sợi DNA thứ nhất, sau đó dùng sợi này làm khuôn để tổng hợp sợi DNA
thứ hai tạo cDNA nhờ enzyme phiên mã ngược.
Giai đoạn 2: Dùng sợi đôi cDNA làm khuôn mẫu để thực hiện phản ứng
PCR khuếch đại đoạn gen mong muốn.
Có 2 phương pháp thực hiện RTPCR. Đó là phương pháp RTPCR một
bước và phương pháp RTPCR hai bước. Trong phương pháp RTPCR hai bước,
phản ứng phiên mã ngược tạo cDNA thực hiện trong một tube phản ứng, sau đó
lấy sản phẩm cDNA cho vào tube PCR chứa PCR mix với mồi đặc hiệu để chạy
PCR khuếch đại trình tự DNA đích muốn tìm. Phương pháp này sẽ có nguy cơ
ngoại nhiễm sản phẩm khuếch đại do phải mở nắp tube PCR để cho sản phẩm
cDNA của giai đoạn RT vào. Tuy nhiên, nguy cơ ngoại nhiễm có thể loại bỏ
hoàn toàn bằng việc cho dUTP và UNG (uracilNglycosylase) vào PCR mix của
giai đoạn PCR. Với phương pháp RTPCR một bước, cả hai giai đoạn RT và
PCR được thực hiện trong một tube phản ứng, tất cả các thành phần của 2 giai
đoạn được cho vào cùng một lần. Ở đây, toàn bộ sản phẩm cDNA đều tham gia
vào PCR và không nhất thiết phải có mồi riêng cho RT vì chính mồi của PCR sẽ
được sử dụng làm mồi cho RT. RTPCR một bước thuận tiện hơn và tránh được
nguy cơ ngoại nhiễm sản phẩm khuếch đại.
Kỹ thuật RTPCR phát hiện các trình tự gen đặc trưng cho virus cúm A (gen
M) hoặc cho subtype HA và NA của virus dựa trên các cặp mồi được thiết kế
đặc hiệu với từng gen, do đó có thể xác định được các subtuye virus cúm A với
độ nhạy và độ đặc hiệu cao. Để chẩn đoán các trường hợp nghi nhiễm cúm
A/H5N1, người ta thường phải thực hiện vài phản ứng RTPCR, bao g ồm phản
23
ứng xác định nhiễm cúm A và các phản ứng xác định subtype HA và NA. Thời
gian để thực hiện xét nghiệm bằng kỹ thuật này mất khoảng từ 1224 giờ hoặc
hơn, tùy thuộc vào từng phòng thí nghiệm. Kỹ thuật realtime RTPCR chẩn đoán
A/H5N1 giúp rút ngắn thời gian xét nghiệm xuống còn 46 giờ, tăng độ nhạy và
độ đặc hiệu đồng thời có thể xác định được mật độ virus trong mẫu bệnh phẩm
[18, 41]. Do không phải điện di phân tích kết quả nên kỹ thuật realtime RTPCR
hạn chế được hiện tượng dương tính giả do nhiễm sản phẩm PCR. Kỹ thuật
này cho kết quả nhanh và chính xác nhưng chi phí cao, tốn kém.
Kỹ thuật multiplex RTPCR: Sử dụng cả 3 cặp mồi đặc hiệu phát hiện cả 3
gen M, HA và NA của virus cúm A/H5N1 trong cùng một phản ứng. Kỹ thuật này
khắc phục được nhược điểm của hai kỹ thuật trên nhưng để xây dựng được
phản ứng multiplex RTPCR thì quan trọng nhất là phải thiết kế được các mồi có
nhiệt độ gắn mồi (Ta Annaeling temperature) vào DNA đích tương đương nhau
và quan trọng nữa là độ nhạy phát hiện từng tác nhân đích không bị giảm so với
độ nhạy của RTPCR đơn mồi.
Kỹ thuật RTPCR chẩn đoán cúm A/H5N1 với độ nhạy và độ đặc hiệu cao.
Tuy nhiên, do virus cúm A/H5N1 có tần suất đột biến cao và trong thời gian gần
đây đã hình thành nhiều subclade khác nhau [14] nên vi ệc chẩn đoán A/H5N1
bằng kỹ thuật RTPCR đòi hỏi phải thường xuyên chuẩn hóa, thay đổi các cặp
mồi cho phù hợp với sự biến đổi của virus cúm A/H5N1.
1.2.2.2. Chẩn đoán
Ngày 19/08/2008, Bộ trưởng Bộ Y tế đã ra quyết định số: 30/2008/QĐBYT
về việc ban hành “Hướng dẫn chẩn đoán, xử trí và phòng lây nhiễm cúm A/H5N
ở người”. Theo đó, việc chẩn đoán nhiễm cúm A/H5N1 ở người dựa vào yếu tố
dịch tễ, các triệu chứng lâm sàng và cận lâm sàng, trong đó tiêu chuẩn quan trọng
nhất để chẩn đoán xác định một trường hợp nhiễm cúm A/H5N1 là kết quả xét
nghiệm dương tính với cúm A/H5N1 bằng kỹ thuật RTPCR.
24
1.2.3. Điều trị nhiễm cúm A/H5N1 ở người
Hai dòng thuốc kháng virus được sử dụng để điều trị các trường hợp nhiễm
virus cúm gia cầm là các thuốc ức chế neuraminidase (oseltamivir và zanamivir)
và các thuốc ức chế kênh ion M2 (amantadine và rimantadine). Các thuốc ức chế
NA được sử dụng phổ biến hơn do thuốc có ít tác dụng phụ và ít bị kháng thuốc
hơn so với các thuốc dòng adamantane. Do còn thiếu các nghiên cứu thử nghiệm
nên liều lượng và thời gian điều trị của các thuốc kháng virus còn chưa được
chuẩn hóa. Tuy nhiên WHO khuyến cáo rằng các trường hợp có biểu hiện các
triệu chứng về tiêu hóa, các trường hợp nặng hoặc điều trị ở giai đoạn muộn
cần phải sử dụng thuốc với liều cao và thời gian điều trị dài hơn các trường hợp
thông thường [5].
Những nguyên tắc khi điều trị bằng các thuốc kháng virus bao gồm: Bệnh
nhân nghi ngờ nhiễm cúm A/H5N1 cần được điều trị ngay bằng thuốc kháng
virus mà không chờ kết quả xét nghiệm [49]. Oseltamivir là lựa chọn hàng đầu,
đối với những trường hợp nhiễm A/H5N1 thể nặng có thể dùng oseltamivir với
liều gấp đôi (150 mg x 2 lần/ngày) và tăng thời gian dùng thuốc [49]. Oseltamivir
vẫn có tác dụng tốt đối với các trường hợp điều trị muộn nếu có dấu hiệu virus
vẫn đang nhân lên [49, 20]. Điều trị phối hợp các thuốc kháng virus với nhau
hoặc phối hợp thuốc kháng virus với thuốc kháng viêm hoặc thuốc điều trị miễn
dịch cũng được áp dụng, tuy nhiên hiệu quả của các phương pháp điều trị phối
hợp đều chưa được đánh giá đầy đủ. Corticosteroid là thuốc được sử dụng phổ
biến nhưng hiệu quả điều trị chưa rõ ràng. Thậm chí một nghiên cứu còn cho
thấy trong số 7 bệnh nhân được điều trị bằng corticosteroid có tới 6 bệnh nhân tử
vong [47]. Rõ ràng là cần phải có những nghiên cứu tiếp theo để đánh giá về
hiệu quả điều trị khi phối hợp thuốc kháng virus với các thuốc khác. Ở giai đoạn
toàn phát của bệnh, đặc biệt là khi bệnh nhân đã biểu hiện ARDS và/hoặc
25