Nghiên cứu khai thác nguồn gene vi khuẩn Burkholderia pseudomallei và đánh giá đặc tính sinh học nhằm nâng cao hiệu quả chẩn đoán, dự phòng và điều trị
Burkholderia pseudomallei là loài trực khuẩn Gram âm sống hoại sinh trong đất và trong nước ở các vùng nhiệt đới. Loài vi khuẩn này là căn nguyên gây 3 nhiễm melioidosis - bệnh truyền nhiễm cấp tính nguy hiểm gây tử vong cao (≥ 40%) và tử vong nhanh. Việt Nam được coi là nước nằm trong tâm điểm lưu hành của melioidosis ở cấp báo động đỏ (cấp cao nhất) trên bản đồ dịch tễ học toàn cầu với con số dự đoán 10.430 ca mắc mỗi năm, trong đó 4.703 ca tử vong. Tuy nhiên, theo điều tra của nhóm nghiên cứu chúng tôi từ 6/2014 - 5/2016 ở 26 bệnh viện thuộc 26 tỉnh trong cả nước chỉ ghi nhận được 325 ca mắc - con số này chỉ bằng 1,55% so với dự đoán. Trong quá trình làm việc cùng các bệnh viện tuyến dưới, nhóm nghiên cứu nhận thấy phương pháp nuôi cấy vi sinh vi khuẩn B. pseudomallei được sử dụng thường quy trong phòng xét nghiệm vi sinh tại các bệnh viện gặp rất nhiều khó khăn và đòi hỏi người xét nghiệm phải có nhiều kinh nghiệm và được đào tạo trong việc nhận dạng khuẩn lạc B. pseudomallei. Hơn nữa, xét nghiệm B. pseudomallei theo quy trình nuôi cấy và phân loại thường quy thường kéo dài từ 3 đến 4 ngày, trong khi đó các bệnh nhân melioidosis shock nhiễm khuẩn huyết có thể tử vong sau 48 giờ nhập viện nếu không được điều trị đúng kháng sinh kịp thời. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết cần phải có các công cụ phát hiện nhanh vi khuẩn B. pseudomallei trên các mẫu bệnh phẩm lâm sàng và mẫu môi trường, phục vụ cho cả điều trị và phòng dịch.
Nhằm thu thập được 1.000 chủng vi khuẩn B. pseudomallei từ mẫu bệnh phẩm của người và môi trường; đảm bảo tính đa dạng giữa các vùng miền; định danh vi khuẩn bằng kỹ thuật sinh hóa và kỹ thuật sinh học phân tử; đánh giá các gene độc lực, gene đặc hiệu, gene qui định tính kháng nguyên protein và các kháng nguyên polysaccharide bề mặt; nghiên cứu chế tạo bộ kít ELISA chẩn đoán nhanh bệnh melioidosis, ThS. Trần Thị Lệ Quyên cùng nhóm nghiên cứu tại Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh học - Đại học Quốc gia Hà Nội đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khai thác nguồn gene vi khuẩn Burkholderia pseudomallei và đánh giá đặc tính sinh học nhằm nâng cao hiệu quả chẩn đoán, dự phòng và điều trị”.
Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đưa ra các kết luận như sau:
- Thu thập chủng giống vi khuẩn Burkholderia pseudomallei từ người và lâm sàng
Đã phân lập được 412 chủng vi khuẩn B. pseudomallei từ 10.488 mẫu bệnh phẩm lâm sàng thu thập tại 44 bệnh viện trong cả nước; và 283 chủng từ 4.000 mẫu đất tại 400 điểm tại 22 tỉnh thành và 3.000 mẫu nước tại 6 tỉnh thuộc vùng dịch tễ Trung Trung Bộ.
- Nghiên cứu đánh giá các đặc điểm sinh học, kháng nguyên và các gen độc lực của chủng vi khuẩn B. pseudomallei
Bộ chủng 695 vi khuẩn B. pseudomallei có đặc điểm sinh hóa và sinh học phân tử: trực khuẩn Gram âm; oxidase dương; kháng gentamicin và colistin, nhạy amoxicillin clavulanic acid; real time PCR dương tính với gen TTSS1; trình tự gen recA tương đồng >99% với loài B. pseudomallei.
Đã đánh giá trên 695 chủng B. pseudomallei và 200 chủng vi khuẩn khác, độ nhạy và đặc hiệu của 6 gen đặc hiệu (BPSS1406, BPSS087, BPSS1187, BPSS0754, fli C và rpsU) lần lượt là (96,1%; 72,5%; 87,9%; 89,9%; 95,0%; 94,2%) và (98,0%, 92,0%, 97,0%, 96,0%, 89,0%, 85,0%).
Đánh giá trên 200 chủng B. pseudomallei và 200 chủng vi khuẩn khác, độ nhạy của 20 gen mã hóa kháng nguyên protein kích thích tạo miễn dịch lần lượt là từ 70 - 95% và độ đặc hiệu là 100%. 10 gen (BPSL0477, BPSL1445, BPSL2096, BPSL2522, BPSL2697, BPSL2698, BPSS0530, BPSS1498, BPSS1722 và BPSS2141) có độ nhạy trên 80% được giải trình tự.
Đánh giá sự có mặt của các gen độc lực trên 412 chủng vi khuẩn B. pseudomallei cho thấy: GI 2, 3, 15, 16 xuất hiện ở gần 60 - 84% số chủng; các GI 6, 9, 11, 12, 13 xuất hiện ở 12 - 20% số chủng; các GI 4, 5 chỉ có ở 6- 8% số chủng.
Đã đánh giá sự có mặt của gen mã hóa kiểu hình kháng kháng sinh: có 14 chủng (3,4%) trong số 412 chủng B. pseudomallei mang 4 gen mã hóa kiểu hình kháng kháng sinh bpeB, amrB và BPSS1119 và penA.
Có 653/695 (94%) chủng B. pseudomallei phân lập từ Việt Nam có kháng nguyên bề mặt kháng lại kháng để đơn dòng Mab 3015.
- Phát triển các kỹ thuật miễn dịch và sinh học phân tử để phát hiện nhanh và chính xác vi khuẩn B. pseudomallei từ bệnh phẩm
Chế tạo thành công bộ kit ELISA chẩn đoán nhanh melioidosis sử dụng kháng nguyên tái tổ hợp BPSS1498, độ nhậy là 94% và độ đặc hiệu là 98,5%, cut-off OD490nm = 0,595.
Chế tạo bộ kit LAMP PCR có độ nhạy và đặc hiệu trên mẫu ADN tế bào vi khuẩn là 92% và 67%; trên mẫu bệnh phẩm là 80% và 75%.
Kết quả công bố của đề tài không những chỉ đóng góp tri thức hiểu biết về dịch tễ học, sơ bộ đánh giá gánh nặng bệnh tật melioidosis tại Việt Nam mà còn giúp cho các nhà khoa học và các bác sỹ lâm sàng hiểu được đặc tính các chủng vi khuẩn B. pseudomallei để từ đó định hướng các nghiên cứu phát triển kỹ thuật cũng như các hướng dẫn điều trị bệnh. Kết quả sản phẩm kit ELISA xét nghiệm nhanh melioidosis của đề tài sẽ giúp nhiều bệnh viện tiếp cận với các kỹ thuật mới trong xét nghiệm và chẩn đoán nhanh bệnh melioidosis, qua đó giảm tình trạng diễn tiến nặng của bệnh, giảm tỷ lệ tử vong, giảm thời gian nằm viện cũng như giảm chi phí điều trị. Hơn nữa, việc chuyển giao các kỹ thuật tới các bệnh viện đa khoa tuyến tỉnh sẽ giúp các bệnh viện tuyến chủ động tiếp cận các kỹ thuật mới trong chẩn đoán và điều trị bệnh, giảm tình trạng quá tải ở các bệnh viện tuyến Trung ương. Giảm tỷ lệ mắc bệnh melioidosis nhờ cảnh báo vùng nguy cơ phơi nhiễm 20 cao trên bản đồ dịch tễ học. Qua đó, giúp người dân cần có dụng cụ bảo hộ lao động khi làm việc trực tiếp trên đất nhiễm khuẩn B. pseudomallei. Kết quả của nhiệm vụ RENOMAB và NVQG-2018/08 góp phần thúc đẩy bộ Y tế đưa ra hướng dẫn chẩn đoán, điều trị bệnh Whitmore.
Nhóm đề tài kiến nghị, bản đồ phân bố ca bệnh và bản đồ phân bố vi khuẩn B. pseudomallei ngoài môi trường cần được tiếp tục hoàn thiện để tạo bức tranh tổng thể. Bộ test kit ELISA cần được phát triển thành dạng que thử nhanh nhằm giúp việc sử dụng tại bệnh viện tuyến được chủ động, không đòi hỏi thiết bị ELISA đi kèm. Cần nghiên cứu đánh giá về thời gian tồn tại của kháng thể ở bệnh nhân để đưa ra khuyến cáo về thời điểm sử dụng test kit để đảm bảo độ nhạy và đặc hiệu cao nhất. Bộ 1.095 chủng vi khuẩn B. pseudomallei có nguồn gốc đa dạng từ lâm sàng và môi trường là nguồn gen quý cho nghiên cứu đánh giá độ chính xác của các phương pháp phân loại vi sinh thường quy đang được sử dụng tại các bệnh viện trong định danh vi khuẩn B. pseudomallei. Kết quả thu được là tài liệu tham khảo có ý nghĩa lớn về xét nghiệm chẩn đoán cũng như điều trị bệnh tại Việt Nam. Đồng thời, cũng từ nguồn gen vi khuẩn B. pseudomallei, kiểu hình kháng kháng sinh cũng cần được nghiên cứu. Đây sẽ là nguồn cơ sở dữ liệu quý giá cho các bác sĩ lâm sàng tham khảo trong điều trị melioidosis. Ngoài ra, căn cứ vào nguồn gen này, các nhà khoa học có thể phát triển thêm các kit chẩn đoán nhanh melioidosis khác như kit phát hiện kháng nguyên hoặc các test ngưng kết miễn dịch.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19527/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
