Tài liệu Khảo sát tình hình nhiễm một số virus gây bệnh thường gặp tại bệnh viện trung ương thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN HOÀI LINH TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT TÌNH HÌNH NHIỄM MỘT SỐ VIRUS GÂY BỆNH THƯỜNG GẶP TẠI BỆNH VIỆN TRUNG ƯƠNG THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ sinh học Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2016-2020 THÁI NGUYÊN, NĂM 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN HOÀI LINH TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT TÌNH HÌNH NHIỄM MỘT SỐ VIRUS GÂY BỆNH THƯỜNG GẶP TẠI BỆNH VIỆN TRUNG ƯƠNG THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ sinh học Lớp : K48 – CNSH Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2016-2020 Họ tên người hướng dẫn : 1. TS. Nguyễn Văn Duy 2.Th.S BS. Lương Thị Hồng Nhung THÁI NGUYÊN, NĂM 2020 i LỜI CẢM ƠN Qua quá trình học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, được sự đồng ý của Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm em được phân công đến thực tập tại Khoa Vi sinh - Bệnh viện TW Thái Nguyên với đề tài: “Khảo sát tình hình nhiễm một số virus gây bệnh thường gặp tại Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên”. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Th.S BS Lương Thị Hồng Nhung và toàn thể anh, chị kỹ thuật viên làm việc tại Khoa Vi sinh - Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên đã luôn tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực tập. Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Văn Duy - Giảng viên Khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Đồng thời, em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô trong Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian học tập. Với điều kiện thời gian có hạn cũng như kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế nên đề tài của em sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đươc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của quý Thầy/Cô để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức phục vụ cho việc học tập, công việc sau này. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Nguyễn Hoài Linh ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1. Kết quả xét nghiệm virus viêm gan trên các bệnh nhân điều trị tại bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên bằng phương pháp test nhanh.............. 32 Bảng 4.2.Tổng hợp tỷ lệ bệnh nhân nhiễm virus viêm gan theo nhóm tuổi bằng phương pháp test nhanh .................................................................................. 34 Bảng 4.3: Tổng hợp tỷ lệ bệnh nhân nhiễm virus HIV bằng phương pháp test nhanh ............................................................................................................... 36 . Bảng 4.4.Tổng hợp tỷ lệ bệnh nhân nhiễm virus HIV theo nhóm tuổi bằng phương pháp test nhanh .................................................................................. 37 Bảng 4.5.Tổng hợp tỷ lệ bệnh nhân nhiễm virus cúm A bằng phương pháp test nhanh ............................................................................................................... 39 Bảng 4.6: Tổng hợp tỷ lệ bệnh nhân nhiễm virus cúm A theo nhóm tuổi ...... 40 Bảng 4.7. Tổng hợp tỷ lệ bệnh nhân nhiễm virus cúm B theo nhóm tuổi bằng phương pháp test nhanh .................................................................................. 41 Bảng 4.8: Tổng hợp tỷ lệ bệnh nhân nhiễm virus cúm B theo nhóm tuổi ...... 42 iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT AIDS Acquired Immunodeficiency Syndrome (hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải) HCV Hepatitis C Virus (virus gây viêm gan C) HBV Hepatitis B Virus (virus gây viêm gan B) HIV Human Immunodeficiency virus (virus gây suy giảm miễn dịch ở người) SARS Severe acute respiratory syndrome (Hội chứng hô hấp cấp tính nặng) WHO World Health Organization- Tổ chức Y tế Thế giới MERS Middle East Respiratory Syndrome (Hội chứng Hô hấp cấp Trung Đông) DNA Deoxyribonucleic acid, 1 trong 2 loại vật chất mang thông tin di truyền RNA Ribonucleic acid, 1 trong 2 loại vật chất mang thông tin di truyền SARS-CoV-2 Severe acute respiratory syndrome corona virus 2 (Virus corona gây hội chứng hô hấp cấp tính nặng 2) CDC Centers for Disease Control and Prevention (Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kỳ ) Cs Cộng sự iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... i DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................. ii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT ............................................ iii MỤC LỤC ....................................................................................................... iv Phần 1 MỞ ĐẦU ............................................................................................. 1 1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu, yêu cầu của đề tài ....................................................................... 2 1.2.1.Mục tiêu của đề tài ................................................................................... 2 1.2.2. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 2 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 2 1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài .................................................................... 2 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài..................................................................... 2 Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 3 2.1. Tổng quan chung đối tượng nghiên cứu .................................................... 3 2.1.1. Khái niệm virus ....................................................................................... 3 2.1.2. Lịch sử và nguồn gốc .............................................................................. 3 2.1.3. Đặc điểm ................................................................................................. 4 2.1.4. Cấu trúc ................................................................................................... 4 2.1.5. Chu trình nhân lên ................................................................................... 8 2.2. Tổng quan về virus ................................................................................... 10 2.2.1. Tổng quan về virus cúm ........................................................................ 10 2.2.2. Tổng quan về virus HIV........................................................................ 14 2.2.3. Tổng quan về virus viêm gan C ............................................................ 17 2.2.4. Tổng quan về virus HBV ...................................................................... 20 v Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 25 3.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ......................................... 25 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 25 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 25 3.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 25 3.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 25 3.3.1. Phương pháp nghiên cứu nội dung 1 .................................................... 25 3.3.2. Phương pháp nghiên cứu nội dung 2 .................................................... 27 3.3.3. Phương pháp nghiêm cứu nội dung 3 ................................................... 29 3.4. Các phương pháp xử lý số liệu................................................................. 30 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 32 4.1. Kết quả khảo sát tình hình nhiễm virus viêm gan B và viêm gan C trên các bệnh nhân điều trị tại Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên .......................... 32 4.2. Khảo sát tình hình nhiễm virus HIV trên các bệnh nhân điều trị tại Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên ....................................................................... 35 4.3. Khảo sát tình hình nhiễm virus Cúm A và Cúm B trên các bệnh nhân điều trị tại Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên .................................................... 38 4.3.1. Kết quả tình hình nhiễm virus cúm A bằng phương pháp test nhanh... 38 4.3.2. Kết quả tình hình nhiễm virus cúm B bằng phương pháp test nhanh ... 41 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 44 5.1. KẾT LUẬN .............................................................................................. 44 5.2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 45 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Virus là tác nhân gây bệnh phổ biến trên người cùng với vi khuẩn và nấm trong nhóm các tác nhân vi sinh vật[7]. Càng ngày, người ta ngày càng phát hiện ra nhiều loại bệnh do virus nguy hiểm như AIDS, SARS, viêm não Nhật Bản, dại, quai bị, sốt Ebola, sởi… Tùy từng loại virus mà có cách lây nhiễm và gây tác hại khác nhau (ví dụ như lây qua đường tình dục: AIDS, viêm gan B; lây qua đường hô hấp: Cúm A, cúm B, SARS,…). Thế giới từng phải đối mặt với những đại dịch lớn do virus gây ra và có sức lây lan khủng khiếp, với con số tử vong có thể lên đến hàng triệu người trong một đợt dịch (dịch MERS năm 2012: tính đến ngày 7/6/2012 có 1.179 người nhiễm trong đó 442 người tử vong[24]; dịch Ebola năm 2014 WHO xác nhận gần 7.000 trường hợp tử vong vì virus này[23]; cúm H1N1 năm 2009, lan nhanh tại 214 quốc gia và khiến 18.0000 người thiệt mạng trên tổng số 575.000 ca nhiễm bệnh[7]; dịch SARS năm 2002 phát hiện trường hợp đầu tiên tại Hồng Kông sau đó dịch lây lan sang 37 quốc gia thông qua đường hàng không, khoảng 8000 ca nhiễm và 800 ca tử vong; đại dịch HIV/AIDS khiến 1,5 triệu người tử vong trong số 35 triệu người nhiễm bệnh. Đặc biệt, chủng virus mới SARS-CoV-2 (COVID- 19) gây hội chứng hô hấp cấp tính bùng phát vào tháng 12 năm 2019 ở thành phố Vũ Hán và bắt đầu lây lan nhanh chóng sau đó, là một đại dịch toàn cầu, theo WHO tính đến 12:54PM ngày 21 tháng 6 năm 2020 có 8.708.008 trường hợp xác nhận nhiễm COVID-19, 461.715 trường hợp tử vong trên toàn cầu[26]. Đặc điểm chung của các bệnh do virus kí sinh gây ra trên người là lây lan nhanh, dễ bùng phát thời gian ngắn, biểu biện bệnh không rõ ràng trong thời kì đầu, một số có khả năng biến chủng lớn, gây chết trong thời gian ngắn gây rất nhiều khó khăn trong chẩn đoán và điều trị và kiểm soát dịch tễ học[7]. Mặc dù virus gây bệnh cho người và động vật được nghiên cứu khá kỹ nhưng hiện nay chưa có phương pháp điều trị hiệu quả như AIDS, SARS, cúm A[5]; phương pháp điều trị chủ yếu là các biện pháp hỗ trợ đề kháng của của cơ thể chống lại virus gây bệnh và ngày càng 2 có nhiều loại virus mới nguy hiểm xuất hiện. Do vậy, việc chẩn đoán chính xác nguyên nhân gây bệnh trong thời gian ngắn, hiểu biết về tình hình dịch tễ học từ đó đề xuất các biện pháp điều trị, phòng chống các bệnh do virus gây ra là rất quan trọng nhằm bảo đảm điều trị trúng đích và cải thiện tử vong bệnh nhân. Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Khảo sát tình hình nhiễm một số virus gây bệnh thường gặp tại Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên” 1.2. Mục tiêu, yêu cầu của đề tài 1.2.1.Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu này nhằm khảo sát tình hình nhiễm một số virus gây bệnh thường gặp của bệnh nhân tại Bệnh viện Trung Ương Thái Nguyên. 1.2.2. Yêu cầu của đề tài Thu mẫu bệnh phẩm của bệnh nhân được chẩn đoán mắc bệnh do virus thường gặp (virus cúm A, cúm B, HCV, HBV và HIV) từ các khoa chuyên môn tại Bệnh viện viện Trung Ương Thái Nguyên. - Xác định các virus gây bệnh từ mẫu bệnh phẩm bằng phương pháp test nhanh. - Khảo sát tình hình tình hình nhiễm các virus của bệnh nhân. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho những nghiên cứu tiếp theo về các virus gây bệnh thường gặp ở bệnh nhân và các biện pháp điều trị, phòng chống bệnh hiêu quả. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Kết quả của đề tài góp phần vào quá trình chẩn đoán các bệnh do các virus thường gặp gây ra, cung cấp các thông tin cần thiết về dịch tễ học góp phần hỗ bác sĩ lựa chọn phương pháp và thuốc phù hợp để điều trị đạt hiệu quả tối ưu cho bệnh do virus. 3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan chung đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Khái niệm virus Virus là tác nhân sinh học không có cấu tạo tế bào mang các nucleic acid, chi có thể nhân lên trong các tế bào chủ và sử dụng bộ máy trao đổi chất và ribosome của tế bào để tổng hợp nên các bộ phận cấu thành sau đó lắp ráp các bộ phận này tạo thành các hạt virus gọi là các virion mang bộ gene virus và có thể nhiễm vào các tế bào chủ khác [7]. Virus có thể lây nhiễm tất cả các dạng sống, từ động vật thực vật đến vi sinh vật, bao gồm cả vi khuẩn và vi khuẩn cổ. Virus được tìm thấy trong hầu hết các hệ sinh thái trên Trái đất và là loại thực thể sinh học nhiều nhất [7]. Khoảng 5.000 loại virus đã được mô tả một cách chi tiết trong hàng triệu loại virus tồn tại trên Trái đât [7]. Khi không tồn tại trong tế bào bị lây nhiễm hoặc trong quá trình lây nhiễm một tế bào, virus tồn tại dưới dạng các hạt độc lập hoặc virion bao gồm: các vật liệu di truyền (DNA hoặc RNA mã hóa cấu trúc của protein; một protein áo, các capsid bao quanh và bảo vệ vật liệu di truyền, trong một số trường hợp có vỏ ngoài lipid). Hình dạng của virus đa dạng (xoắn ốc, chữ nhật đơn giản, hình khối, lập phương,… Hầu hết các loại virus không quan sát được bằng kinh hiển vi quang học, kích thước khoảng một phần tram so với hầu hết các vi khuẩn [7]. 2.1.2. Lịch sử và nguồn gốc Virus được tìm thấy ở bất cứ nơi nào có sự sống và có lẽ đã tồn tại kể từ khi các tế bào sống phát triển đầu tiên. Nguồn gốc của virus không rõ ràng vì chúng không tạo thành hóa thạch, vì vậy các kĩ thuật phân tử đã được sử dụng để sánh DNA hoặc RNA của virus là một phương tiện hữu ích để điều tra cách chúng phát sinh. Ngoài ra vật liệu di truyền của virus đôi khi có thể tích hợp vào dòng mầm của sinh vật chủ, nhờ đó chúng có thể được truyền theo chiều dọc cho con cái của vật chủ trong nhiều thế hệ. Các giả thiết về nguồn gốc của virus: 4  Giả thuyết hồi quy: virus có thể đã từng là những tế bào nhỏ kí sinh trên các tế bào lớn hơn. Theo thời gian các gene không được yêu cầu bởi kí sinh trùng của chúng đã biến mất. Đây được gọi là giả thuyết thoái hóa hoặc giả thuyết giảm.  Giả thuyết nguồn gốc tế bào: một số virus có thể đã tiến hóa từ các DNA hoặc RNA “thoát” khỏi gene của một vi sinh vật lớn hơn. DNA thoát ra có thể đến từ các plasmid hoặc transpose của tế bào  Giả thuyết đồng tiến hóa: đây cùng là giả thuyết đầu tiên về virus và cho rằng virus có thể đã tiến hóa từ các phân tử phức tạp của protein và axit nucleic cùng lức với các tế bào xuất hiện lần đầu trên Trái Đất và đã phụ thuộc vào sự sống của tế bào trong hàng tỉ năm. Viroid là các phân tử RNA không được phân loại là virus vì chúng thiếu lớp vỏ protein. Chúng có những đặc điểm chung cho một số loại virus và thường được gọi là tác nhân phụ. Viroid là mầm bệnh quan trọng của thực vật. Chúng không mã hóa protein những tương tác với tế bào chủ và sự dụng bộ máy tế bào chủ để sao chép. 2.1.3. Đặc điểm Đặc điểm chung của virus [7]: - Virus rất nhỏ bé, kích thước chỉ trong khoảng 20nm đến 200nm (nhỏ hơn vi khuẩn hàng ngàn lần). - Không có cấu tạo tế bào, không có màng kép lipid bao bọc. - Có đời sống kí sinh bắt buộc. - Vật chất di truyền là một trong hai loại: DNA hoặc RNA mà không có cả hai. - Không có hệ giải mã và dịch mã. - Không tăng kích thước - Không tự di chuyển. - Không có khả năng tự phát triển và phân chia. - Không bất hoạt hoàn toàn khi ở ngoài vật chủ. 2.1.4. Cấu trúc Virus có cấu trúc đơn giản, không có cấu tạo tế bào, chỉ gồm axit nucleic được bao bọc bởi một lớp vỏ protein bảo vệ gọi là capsid. Lớp vỏ này được tạo thành từ những tiểu đơn vị protein giống hệt nhau gọi là capsome. Một số virus có một vỏ 5 bọc bằng lipid có xuất xứ từ màng tế bào vật chủ. Vỏ capsid được cấu tạo từ protein được dịch mã từ bộ gene của virus và là cơ sở để phân biệt về mặt hình thái học. Các tiểu đơn vị protein do virus mã hóa sẽ tự láp ráp để tạo nên vỏ capsid.Những virus phức tạp còn mã hóa những protein trợ giúp cho quá trình xây dựng capsid của chúng. Những protein kết hợp với axit nucleic gọi là nucleoprotein, sự kết hợp củ những protein ở capsid với axit nucleic gọi là nucleocapsid. Nhìn chung, có 4 loại hình thái virus: - Xoắn ốc: Những virus này được tạo thành từ một loại capsomer duy nhất xếp chồng lên quanh một trục trung tâm để tạo nên cấu trúc xoắn ốc, có thể có một khoang trung tâm hoặc là một ống rỗng.Virion dạng hình que hay sợi, chúng có thể ngắn và rất cứng, hoặc dài và rất linh hoạt. Vật liệu di truyền nhìn chung là RNA sợi đơn (ssRNA) hoặc DNA sợi đơn (ssDNA), và được gắn chặt với chuỗi xoắn protein. Nói chung, độ dài của vỏ capsid xoắn ốc có liên quan tới độ dài của axít nucleic bên trong nó và đường kính phụ thuộc vào kích thước và cách sắp xếp các capsomer. Virus khảm thuốc lá là một ví dụ của virus dạng xoắn ốc. - Khối hai mươi mặt đều: Hầu hết virus động vật đều có dạng khối hai mươi mặt đều hoặc gần hình cầu với hai mươi mặt đều đối xứng. Một khối hai mươi mặt đều bình thường là cách tối ưu để tạo nên một vỏ khép kín từ những tiểu đơn vị giống y như nhau. Tối thiểu có 12 capsomer cấu tạo từ 5 tiểu phần giống hệt nhau. Nhiều virus, ví dụ rotavirus, có nhiều hơn 12 capsomer và xuất hiện dưới dạng hình cầu nhưng vẫn giữ tính đối xứng. Capsomer tại mỗi đỉnh được bao quanh bởi 5 capsomer khác gọi là penton. Capsomer trên những mặt hình tam giác thì được bao quanh bởi 6 và gọi là hexon. Hexon về bản chất thường phẳng và penton, cấu trúc tạo nên 12 đỉnh, lại thường cong. Cùng một protein cũng có thể là tiểu đơn vị của cả penton và hexon, hoặc chúng có thể được cấu tạo bởi những protein khác nhau. - Kéo dài: Có cấu trúc một khối hai mươi mặt đều được kéo dài gấp năm lần theo chiều dài của trục; đây cũng cách sắp xếp phổ biến ở đầu của mỗi bacteriophage. Nó tạo thành một hình trụ với nắp đậy ở hai đầu. - Phức tạp: Những virus này có một capsid mà không hoàn toàn xoắn hay hoàn toàn khối hai mươi mặt đều, và có thể mang những cấu trúc thêm vào như đuôi 6 - protein hoặc một vách ngăn ngoài phức hợp. Một số bacteriophages, như Enterobacteria phage T4, có cấu trúc phức tạp bao gồm một đầu hình khối hai mươi mặt đều gắn với một đuôi xoắn; đuôi này có thể có một đĩa nền lục giác đều với các sợi đuôi protein nhô ra. Cấu trúc đuôi này đóng vai trò một ống tiêm phân tử, giúp gắn vào vi khuẩn vật chủ rồi sau đó bơm bộ gen của virus vào bên trong tế bào. Vỏ bọc: Một vài loài virus bao phủ bản thân chúng bằng một lớp vỏ bọc:có thể là lớp màng ngoài bao quanh tế bào vật chủ bị nhiễm, hoặc màng trong như màng nhân hay mạng lưới nội chất, tạo ra một lớp lipid kép bao ngoài được gọi là vỏ bọc virus (viral envelope). Màng này được đính vào những protein mã hóa bởi bộ gen virus và bộ gen vật chủ; ngoài ra, tất cả màng lipid và bất cứ carbohydrate đều có nguồn gốc từ vật chủ (Virus cúm và HIV). Hầu hết các virus có màng đều phụ thuộc vào lớp vỏ của chúng để có thể xâm nhiễm vào vật chủ Ngoài ra, một số virus có hình thái bất thường như: Poxvirus: Bộ gen được gắn với protein bên trong một cấu trúc đĩa ở trung tâm gọi là một nucleoid. Nucleoid được bao quanh bởi một lớp màng và hai cơ quan ở hai bên mà không rõ chức năng. Virus có một vỏ bọc ngoài với một lớp protein dày đính trên bề mặt vỏ bọc Mimivirus là virus lớn nhất thường được biết, đường kính vỏ capsid là 400 nm. Các sợi protein có thể nhô lên khỏi bề mặt với chiều dài lên tới 100 nm. Vỏ capsid có dạng đa giác đều dưới kính hiển vi điện tử, do đó có thể đây là một virus dạng khối hai mươi mặt đều. Năm 2011, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra một virus lớn hơn ở đáy đại dương gần bờ biển Las Cruces, Chile. Nó tạm được đặt tên là Megavirus chilensis, và có thể nhìn thấy được dưới kính hiển vi quang học cơ bản. Một vài loại virus trên vi khuẩn cổ có cấu trúc phức tạp mà không liên quan tới bất kỳ dạng virus nào khác, với những hình dạng bất thường rất đa dạng, từ những cấu trúc hình con suốt, cho tới hình que có móc, hình giọt nước, hay thậm chí cả hình cái chai. Những virus trên vi khuẩn cổ giống khác thì tương tự với những bacteriophage có đuôi, và có thể có nhiều dạng cấu trúc đuôi khác nhau. 7 Lõi virus Cấu trúc bộ gene của virus rất đa dạng. Có tới hàng triệu loại virus khác nhau, những chỉ có khoảng 5.000 trong số đó đã được mô tả chi tiết. Một virus có các gen DNA hay RNA được gọi tương ứng là một virus DNA hoặc virus RNA. Phần lớn virus có bộ gen là RNA. Virus thực vật có xu hướng có bộ gen RNA sợi đơn và bacteriophage thường có bộ gen DNA sợi đôi. Bộ gen virus có dạng mạch vòng, như ở polyomevirus, hay mạch thẳng, như ở adenovirus. Loại axít nucleic không liên quan tới hình dạng của bộ gen. Ở các virus RNA hay một số virus DNA, bộ gen thường được phân làm các phần riêng biệt, gọi là bị phân đoạn. Với virus RNA, mỗi phân đoạn thường mã hóa cho chỉ một protein và chúng thường được tìm thấy với nhau trong một capsid. Tuy nhiên, tất cả phân đoạn không bắt buộc phải ở trong cùng một virion của virus để có thể xâm nhiễm, như được minh chứng ở virus khảm brôm và vài loại virus thực vật khác. Với hầu hết virus có bộ gen RNA và một số với bộ gen DNA sợi đơn, những sợi đơn lẻ được cho là có tính dương (+) hoặc tính âm. RNA dương tính tức là chiều với mRNA và do vậy có ít nhất một phần của nó có thể dịch mã trực tiếp bởi tế bào vật chủ. RNA âm tính thì bổ sung với mRNA và do vậy phải được chuyển thành RNA dương tính bởi một enzym RNA polymerase phụ thuộc RNA trước khi dịch mã. Danh pháp DNA với virus bộ gen ssDNA đơn tính thì tương tự như danh pháp RNA, trong đó sợi mã hóa cho mRNA của virus thì bổ sung với nó (-) và sợi không mã hóa là một bản sao của nó (+).Tuy nhiên, một vài loại virus ssDNA và ssRNA có bộ gen lưỡng tính trong đó sự phiên mã và dịch mã có thể xảy ở cả hai loại sợi trong một trung gian sao chép dạng sợi đôi. Ví dụ như geminivirus, những virus thực vật có bộ gen ssDNA, và arenavirus, những virus động vật có bộ gen ssRNA. Kích thước bộ gen khác biệt rất lớn giữa các loài khoảng 2000-1,2 triệu cặp bazo. Nói chung, virus RNA có bộ gen nhỏ hơn virus DNA do có tỷ lệ lỗi cao hơn khi sao chép, và có giới hạn trên về kích thước tối đa. Khi vượt qua giới hạn này, những lỗi trong bộ gen khi sao chép sẽ làm cho virus trở nên vô dụng hoặc không có tính cạnh tranh. Để khắc phục điều này, virus RNA thường có bộ gen phân đoạn – chia bộ gen thành những phân tử nhỏ hơn – để làm giảm xác suất mà một lỗi 8 trong một bộ gen đơn phần sẽ làm mất khả năng của toàn bộ bộ gen. Trái ngược lại, virus DNA thường có bộ gen lớn hơn do độ chính xác cao của những enzym sao chép của chúng. Tuy nhiên những virus DNA sợi đơn là một ngoại lệ của quy luật này, bởi tỷ lệ đột biến ở bộ gen những loại này có thể đạt đến mức cực đại như ở trường hợp virus RNA sợi đơn. 2.1.5. Chu trình nhân lên [7] Virus sử dụng bộ máy và hệ trao đổi chất của tế bào vật chủ để tạo ra rất nhiều bản sao của chính chúng và tự lắp ráp ở bên trong đó. Chu trình sống của virus có sự khác nhau rất lớn giữa các loài, nhưng nhìn chung có 6 giai đoạn cơ bản trong chu trình sống của virus như sau: 1. Hấp phụ: Đây là giai đoạn liên kết đặc hiệu giữa protein của vỏ capsid của virus với những thụ thể đặc hiệu trên bề mặt tế bào vật chủ. Tính đặc hiệu này giúp xác định biên độ vật chủ của virus. Ví dụ HIV xâm nhiễm vào một phạm vi giới hạn những tế bào bạch cầu của người. Điều này là vì protein gp120 trên bề mặt của virus tương tác đặc hiệu với phân tử CD4 – một thụ thể chemokine thường được tìm thấy nhiều nhất trên bề mặt của tế bào T CD4+. Cơ chế này đã tiến hóa để giúp những virus này có thể lây nhiễm chỉ trên những tế bào mà chúng có khả năng nhân lên trong đó. Sự hấp phụ thụ thể có thể tạo ra những thay đổi đối với những protein của vỏ bọc virus, dẫn đến sự hợp nhất lớp lipid kép của màng tế bào và màng virus, hoặc tạo ra những biến đổi của protein bề mặt của virus để cho phép virus đi được vào bên trong. 2. Xâm nhập sau khi đã hấp phụ: Virion đi vào trong tế bào vật chủ nhờ sự nhập bào qua trung gian thụ thể hoặc sự hợp nhất màng. Sự xâm nhiễm của virus lên tế bào thực vật và nấm khác biệt với sự xâm nhiễm lên tế bào động vật. Thực vật có một thành tế bào bằng cellulose rắn chắc, và nấm cũng có thành tế bào từ chitin, cho nên hầu hết virus đều chỉ có thể đi vào trong những tế bào này sau một tổn thương nào đấy lên thành tế bào. Tuy nhiên, gần như tất cả virus lại có thể di chuyển trực tiếp từ tế bào này qua tế bào khác thông qua các lỗ gọi là sợi liên bào (plasmodesma). Vi khuẩn, giống với thực vật, cũng có một thành tế bào vững chắc mà virus buộc phải chọc thủng để xâm nhiễm vào tế bào. Tuy nhiên, thành tế 9 bào vi khuẩn kém dày hơn nhiều so với thành tế bào thực vật nên một số virus đã phát triển những cơ chế giúp bơm bộ gen của chúng vào tế bào vi khuẩn xuyên qua thành tế bào, trong khi vỏ capsid vẫn còn ở bên ngoài. 3. Loại bỏ lớp vỏ: lớp vỏ capsid của virus có thể bị tan rã do enzyme của virus hoặc tế bào chủ hay bởi sự phân ly đơn giản dẫn đến sự giải phóng ra axít nucleic của bộ gen virus. 4. Nhân lên: Sự nhân lên của virus chủ yếu liên quan đến sự nhân lên của bộ gen virus. Quá trình nhân lên bao gồm sự tổng hợp những RNA thông tin (mRNA) của virus từ những gen "sớm", sự tổng hợp protein, việc lắp ráp của những protein có thể có, và sau cùng là sự sao chép bộ gen virus được quy hoạch bởi biểu hiện của protein "sớm" hoặc protein điều hòa. Việc này có thể kéo theo một hoặc nhiều chu kỳ tổng hợp mRNA - đối với những virus phức tạp có bộ gen lớn - tạo ra sự biểu hiện gen "muộn" của protein virion hoặc protein cấu trúc. 5. Biến đổi protein sau lắp ráp: Sau sự tự lắp ráp do cấu trúc quy định để tạo nên các phần tử virus, thường xảy ra một số thay đổi trong các protein. Ở những virus như HIV, sự thay đổi này diễn ra sau khi virus đã được giải phóng ra khỏi tế bào chủ. 6. Phóng thích: Virus có thể được giải phóng ra khỏi tế bào vật chủ nhờ tiêu bào. Đây là một quá trình tiêu diệt tế bào bằng cách phá tan màng tế bào (và thành tế bào nếu có) của vật chủ. Sự phóng thích nhờ tiêu bào là một đặc tính của nhiều virus động vật và vi khuẩn. Một số virus trải qua chu trình tiềm tan, khi mà bộ gen của virus được kết hợp do tái tổ hơp di truyền vào một vị trí cụ thể trong chromosome của vật chủ. Bộ gen của virus lúc này được gọi là một "provirus", hoặc trong trường hợp của bacteriophages là một "prophage". Bất cứ khi nào vật chủ phân chia, bộ gen của virus cũng được nhân lên cùng. Bộ gen này phần lớn thời gian sẽ không hoạt động ở bên trong vật chủ, tuy nhiên, vào một thời điểm nào đó, provirus hay prophage có thể làm hoạt hóa virus, điều này có thể sẽ làm tan tế bào vật chủ. Những virus có vỏ bọc (ví dụ HIV) có đặc trưng là giải phóng khỏi tế bào chủ nhờ "nảy chồi". Trong quá trình này, virus sẽ nhận được vỏ bọc 10 của chúng, là một phần nhỏ đã qua chỉnh sửa của tế bào chất hoặc các màng bên trong khác của tế bào vật chủ. 2.1.6. Bệnh do virus ở người Virus là tác nhân gây ra nhiều loại bệnh ở người. Từ những bệnh thông thường như cảm lạnh, cúm mùa, thủy đậu, mụn rộp… đến các bệnh nghiêm trọng như sốt Ebola, AIDS, cúm gia cầm, SARS…. Các virus có những cơ chế gây bệnh khác nhau ở một sinh vật, phụ thuộc phần lớn vào loài virus. Cơ chế ở cấp độ tế bào chủ yếu là tiêu bào dẫn đến cái chết của tế bào sau đó. Ở các sinh vật đa bào, nếu có đủ số lượng tế bào chết, toàn bộ cơ thể sẽ bắt đầu chịu tác động. Mặc dù virus cũng gây nên sự gián đoạn của cân bằng nội môi gây nên bệnh tật, chúng có thể cùng tồn tại một cách vô hại bên trong cơ thể. Ví dụ virus herpes, nguyên nhân gây ra bệnh rộp môi, virus Epstein-Barr, gây ra bệnh sốt tuyến, virus varicella zoster, loại gây ra thủy đậu và zona có thể duy trì trạng thái bất hoạt bên trong cơ thể người. Đây gọi là trạng thái tiềm ẩn (latency). Những virus tiềm ẩn này đôi khi có thể có lợi, vì sự có mặt của virus làm gia tăng sự miễn dịch chống lại các mầm bệnh vi khuẩn, ví dụ như Yersinia pestis. Một số loại virus có thể gây ra sự nhiễm bệnh mãn tính hoặc suốt đời, khi mà virus tiếp tục nhân lên trong cơ thể bất kể có những cơ chế phòng ngự của vật chủ. Điều này rất phổ biến với bệnh do virus viêm gan B và viêm gan C. Những người bị nhiễm bệnh mãn tính gọi là những người mang (carrier), do họ đóng vai trò một nguồn dự trữ loại virus xâm nhiễm. Ở những quần thể có tỷ lệ người mang cao, căn bệnh được coi là có tính địa phương. 2.2. Tổng quan về virus 2.2.1. Tổng quan về virus cúm Bệnh cúm gặp ở khắp nơi trên thế giới, xảy ra thành dịch theo mùa trong năm, hằng năm bệnh gây chết cho hàng trăm ngàn người, trong các vụ đại dịch lớn con số tử vong có thể lên đến hàng triệu người trên toàn cầu. Trong thế kỷ 20, virus cúm đã gây nên 3 vụ đại dịch cúm lớn trên toàn cầu và đã cướp đi sinh mạng của hàng chục triệu người [27]. Theo ước tính mới của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kỳ (US-CDC), Tổ chức Y tế Thế giới và các đối tác y tế toàn cầu, có tới 11 650 000 ca tử vong hàng năm liên quan đến các bệnh hô hấp do cúm theo mùa [27].Các đại dịch cúm lớn ở người gồm: - Đại dịch cúm Tây Ban Nha năm 1918 do virus cúm A chủng H1N1. - Cúm châu Á năm 1957 do chủng H2N2. - Dịch cúm Hồng Kong năm 1968 do chủng H3N2. - Dịch cúm Nga năm 1977 do chủng H1N1 [27] Mỗi vụ dại dịch cúm này được gây ra do sự xuất hiện của một chủng của virus cúm mới cho người. Thông thường, các chủng mới này có nguồn gốc của một virus cúm đã có sẵn trên các loài động vật khác nhau, virus này đã biến đổi hệ gene để có những đặc tính thích nghi hơn và có thể lây sang cho người [9]. Virus cúm thuộc họ Orthomyxoviridae, người ta chia virus cúm thành 3 type huyết thanh và cúm A, B, C. Trong đó virus cúm type A (gọi tắt là virus cúm A) là tác nhân chủ yếu gây bệnh cúm ở người và động vật, virus cúm B chỉ tìm thấy gây bệnh ở người, virus cúm C ít khi gây bệnh cho người. Đối với virus cúm type A, dựa vào các kháng nguyên ngưng kết hồng cầu (kháng nguyên H) và neuraminidase (kháng nguyên N) ở bề mặt của virus người ta phân chia thành nhiều type. Hiện nay có khoảng 16 dưới type với kháng nguyên ngưng kết hồng cầu (H1 đến H16) và 9 dưới type kháng nguyên N (từ N1 đến N9). Virus cúm A có nhiều vật chủ gồm người, chim, lợn, ngựa. Các dưới type cúm A thường gây nhiễm trùng ở những động vật vật chủ đặc thù, mặc dù đôi khi chúng có thể gây nhiễm trùng chéo. Virus cúm dễ bị tiêu diệt ở nhiệt độ thường những có sức sống khá dai dẳng ở nhiệt độ thấp. Theo thống kê cứ khoảng 10-15 năm dịch cúm lại xuất hiện trở lại với những biến chứng mới rất khó lường. Người ta nhận thấy rằng trong 3 type virus cúm A,B,C thì virus cúm A thường là thủ phạm của các đại dịch. Những nghiêm cứu gần đây cho thấy virus cúm A có khả năng thay đổi kháng nguyên để kháng lại kháng thể của người bệnh. Hơn nữa virus cúm A gây bênh ở người còn có thể lai ghép với cúm A gây bệnh ở động vật để tạo ra virus có kháng nguyên khác hẳn với kháng nguyên của virus cúm A nguyên thủy. 12 Theo khuyến cáo của tổ chức y tế thế giới (WHO) dự đoán có một đại dịch cúm gia cầm mới sẽ bùng phát ở tất cả các nước, tấn công khoảng 25-30 % dân số thế giới và cướp đi hàng triệu sinh mạng con người. vì vậy chính phủ các nước cần phải chuẩn bị và tăng cường các biện pháp phòng ngừa để giảm thiệt hại về người và của [26]. Từ năm 1997 một chủng virus cúm A H5N1 bắt đầu phát hiện ở gia cầm và lây nhiễm cho những người tiếp xúc trực tiếp và làm tử vong cho người trong một số nước châu Á: Indonexia, Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam,… Hiện nay bệnh cúm đã và đang xảy ra ở gia cầm trong khu vực Châu Á và nhiều nước trên thế giới. Dịch cúm A H5N1 là chủng có độc lực cao ở các loài chim di cư và gia cầm, phát triển nhanh và khó kiểm soát vì ở gia cầm và các loài chim di cư, những cá thể mang virus làm lan nhanh mầm bệnh từ vùng này đến vùng khác và từ quốc gia này sang quốc gia khác [21]. Một chủng virus cúm A khác là H1N1 đã xuất hiện vào năm 2009 xuất phát từ Mexico và Hoa Kỳ, và sau đó lan rộng ra nhiều quốc gia trên thế giới. Chủng này là một biến thể mới do kết hợp nhiều gene khác nhau từ cúm người, cúm heo và cúm gà được gọi là “cúm heo” (swine flue). Đến cuối tháng 4/2009, cúm heo H1N1 đã gây tử vong cho hơn 150 người ở Mexico, và sau đó nhanh chóng lan ra khắp thế giới. Ngày 11/6/2009, Tổ chức sức khỏe Thế giới (WHO) đã công bố nâng cấp dịch cúm H1N1 lên pha 6, pha dịch cúm toàn cầu [26][27]. Theo thông báo của trung tâm y tế dự phòng và kiểm soát dịch bệnh Châu Âu (ECDC), đến ngày 11/8/2009 toàn thế giới đã ghi nhận 212.008 trường hợp dương tính với cúm A (H1N1) tại 168 Quốc gia và vùng lãnh thổ, trong đó có 1.717 trường hợp tử vong (tỷ lệ tử vong vào khoảng 0,81%). Đến ngày 28/8/2009 đã có đến 209.438 người nhiễm virus cúm A (H1N1), trong đó có 2.185 trường hợp tử vong[26]. Bệnh cúm thông thường bệnh diễn biến nhẹ và hồi phục trong vòng 2-7 ngày, nhưng đối với trẻ em, người già sức đề kháng kém, đặc biệt là người có bệnh mãn tính về tim phổi, thận, bệnh chuyển hóa, thiếu máu hoặc suy giảm miễn dịch ... thì bệnh cúm có thể diễn biến nặng hơn, dễ bị biến chứng và có thể dẫn đến tử vong nếu không điều trị kịp thời. Biện pháp phòng bệnh hiệu quả nhất là chủ động tiêm vắc xin cúm để phòng bệnh. Mặc dù tỉ lệ tử vong thấp, những 13 bệnh diễn biến nhanh, lây lan mạnh. Tình hình dịch còn đang diễn biến phức tạp và nguy cơ lây lan thành đại dịch trên toàn cầu [21]. Theo Trung tâm Phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC), từ năm 2010 trở lại đây, mỗi năm trên thế giới có khoảng 9 - 45 triệu trường hợp mắc cúm với khoảng trên 61.000 trường hợp tử vong do biến chứng viêm phổi do cúm. Những trường hợp đã được xác nhận bởi xét nghiệm tìm thấy virus cúm A (H1N1) phần lớn là trẻ em và người trẻ tuổi. Nhiễm virus cúm H1N1 mới ở người trong đa số trường hợp có biểu hiện cúm nhẹ, tỉ lệ tử vong thấp. Những trường hợp nặng chỉ xảy ra ở phụ nữ có thai, hay người lớn tuổi bị bệnh tim phổi mãn tính. Trong vụ dịch cúm H1N1 năm 2009, phần lớn trường hợp nhiễm virus cúm A (H1N1) có diễn biến lành tính, chỉ những trường hợp nặng cần phải nhập viện hoặc dùng kháng sinh [1]. Cúm lây nhiễm trục tiếp từ người sang người thông qua các giọt bắn nhỏ khi nói chuyện, ho hoặc hắt hơi. Tại Việt Nam các virus gây bệnh cúm mùa thường gặp là cúm A/H3N2, A/H1N1 và cúm B[1]. Nhiễm virus cúm gia cầm H5N1 bắt đầu được nghiên cứu và thông báo ở Việt Nam sau những trường hợp đầu tiên được thông báo ở Hồng Kong năm 1997. Sau khi tại Hà Nam các trường hợp bệnh được phát hiện bằng chẩn đoán chính xác tại phòng thí nghiệm vào tháng 12/2003, ngành Y tế dự phòng đã tăng cường tiến hành công tác giám sát chặt chẽ các trường hợp bệnh viêm đường hô hấp có lâm sàng nghi ngờ do virus và tiền sử tiếp xúc với gia cầm, đặc biệt gia cầm bị bệnh, chết. Các trường hợp có nghi ngờ đều được nhập viện tại bệnh viện Trung Ương tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và các bệnh viện lớn trên cả nước để lấy mẫu bệnh phẩm làm xét nghiệm xác định căn nguyên virus gây bệnh. Kể từ tháng 12/2003 tới tháng 12/2013 cả nước đã ghi nhận 125 ca bệnh và 62 ca tử vong (tỷ lệ tử vong trong số ca mắc là 49,6%), là nước đứng thứ 3 trên thế giới về số ca mắc và số ca tử vong (sau Indonesia và Ai Cập) [8]. Đối tượng nghiên cứu của đề tài này đều là những virus nguy hiểm dễ bùng phát thành đại, là mối nguy đối với xã hội vì vậy có rất nhiều nghiên cứu về tình hình dịch tễ học cũng như các vấn đề liên quan đến Cúm A/B.Theo bài báo công bố trên tạp chí Nhi khoa Ấn Độ của Kumar V. và cộng sự năm 2016, cúm là một trong