Kinh nghiệm xây dựng và phát triển PCR/real-Time PCR và một số kỹ thuật sinh học phân tử khác trong nghiên cứu và chẩn đoán
Bệnh viêm gan virus B và viêm gan virus C mạn tính là hậu quả của tình trạng
nhiễm virus viêm gan B (HBV=Hepatitis B virus) và virus viêm gan C (HCV=hepatitis
C virus) gây ra. Bệnh nhân có thể bị nhiễm HBV và HCV qua đường máu như tiêm
chích, truyền máu, nhổ răng, châm cứu, làm móng, hay các thủ thuật xâm lấn. bởi các
dụng cụ bị nhiễm virus. Ngoài ra, nhiễm trùng HBV và HCV còn có thể xãy ra qua con
đường tình dục, mẹ truyền qua con khi sinh nở.
Theo các thông tin từ Tổ Chức Y Tế Thế Giới và một số nhà nghiên cứu trong và
ngoài nước, Việt Nam là một trong những quốc gia đứng hàng đầu về tần suất nhiễm
HBV qua xét nghiệm phát hiện kháng nguyên bề mặt của virus (HBsAg) trong máu,
với tỷ lệ người bình thường có HBsAg dương tính là 10-30%. Thường diễn tiến tự
nhiên của một người bị nhiễm HBV là đa số tự khỏi do hệ thống miễn dịch tạo được
kháng thể bảo vệ là kháng thể đặc hiệu HBsAg. Chỉ có một số ít, hệ thống miễn dịch
cơ thể của họ không thể
nhận diện được kháng
nguyên bề mặt của virus là
kháng nguyên lạ để có thể
tạo được đáp ứng miễn dịch
do vậy mà các người này bị
mang HBV trong cơ thể lâu
dài và lúc nào xét nghiệm
phát hiện HBsAg cũng
dương tính.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Kinh nghiệm xây dựng và phát triển PCR/real-Time PCR và một số kỹ thuật sinh học phân tử khác trong nghiên cứu và chẩn đoán
146 Kinh nghiệm xây dựng và phát triển PCR/real-time PCR và một số kỹ thuật sinh học phân tử khác trong nghiên cứu và chẩn đoán Từ các yêu cầu thực tế phải tiếp cận nền y học hiện đại trong chẩn đoán và điều trị 1. Cần một giải pháp toàn diện về chẩn đoán sinh học phân tử bệnh viêm gan virus B và viêm gan virus C mạn tính Bệnh viêm gan virus B và viêm gan virus C mạn tính là hậu quả của tình trạng nhiễm virus viêm gan B (HBV=Hepatitis B virus) và virus viêm gan C (HCV=hepatitis C virus) gây ra. Bệnh nhân có thể bị nhiễm HBV và HCV qua đường máu như tiêm chích, truyền máu, nhổ răng, châm cứu, làm móng, hay các thủ thuật xâm lấn... bởi các dụng cụ bị nhiễm virus. Ngoài ra, nhiễm trùng HBV và HCV còn có thể xãy ra qua con đường tình dục, mẹ truyền qua con khi sinh nở... Theo các thông tin từ Tổ Chức Y Tế Thế Giới và một số nhà nghiên cứu trong và ngoài nước, Việt Nam là một trong những quốc gia đứng hàng đầu về tần suất nhiễm HBV qua xét nghiệm phát hiện kháng nguyên bề mặt của virus (HBsAg) trong máu, với tỷ lệ người bình thường có HBsAg dương tính là 10-30%. Thường diễn tiến tự nhiên của một người bị nhiễm HBV là đa số tự khỏi do hệ thống miễn dịch tạo được kháng thể bảo vệ là kháng thể đặc hiệu HBsAg. Chỉ có một số ít, hệ thống miễn dịch cơ thể của họ không thể nhận diện được kháng nguyên bề mặt của virus là kháng nguyên lạ để có thể tạo được đáp ứng miễn dịch do vậy mà các người này bị mang HBV trong cơ thể lâu dài và lúc nào xét nghiệm phát hiện HBsAg cũng dương tính. Nếu không có các tác nhân nguy cơ gây tổn hại tế bào gan (như uống rượu, béo phì, gan nhiễm Sơ đồ 4: Hướng dẫn các chỉ định xét nghiệm để điều trị và theo dõi hiệu quả điều trị đặc hiệu bệnh nhân bị bệnh viêm gan virus B mạn tính 147 mở, hay bị các tác nhân lý hoá khác) thì HBV chỉ nhân bản thành các virus không hoàn chỉnh (chỉ có vỏ capsid mà không có lõi DNA) và tạo được một số lượng rất giới hạn các virus hoàn chỉnh, do vậy họ chỉ là các người lành mang HBV mà thôi (carrier) chứ không phát triển thành viêm gan mạn tính. Tuy nhiên nếu có các nguy cơ thương tổn tế bào gan xãy ra thì HBV sẽ phát triển nhiều hơn trong tế bào gan, do vậy lượng virus hoàn chỉnh sẽ được phóng thích nhiều hơn vào trong máu (³105 copies/1ml máu) đồng thời gây tổn hại tế bào gan để trở thành bệnh viêm gan mạn tính. Nếu không kiểm soát được sự nhân bản của HBV thì viêm gan mạn tính sẽ dẫn đến hậu quả khó tránh khỏi là xơ gan rồi có thể dẫn đến ung thư gan hay đi thẳng đến ung thư gan. Do vậy, trước một người có xét nghiệm HBsAg dương tính thì các nhà lâm sàng nhất thiết phải cho chỉ định làm thử nghiệm xác định xem trong máu của người nhiễm có mang HBV hoàn chỉnh hay không bằng xét nghiệm PCR phát hiện HBV-DNA, và nếu dương tính thì phải biết số lượng HBV hoàn chỉnh có trên 105 copies/1ml hay không bằng xét nghiệm qPCR để định lượng HBV-DNA. Nếu lượng HBV trong máu dưới 105 thì không cần thiết phải điều trị vì HBV vẫn còn nhân bản rất giới hạn trong tế bào gan và chưa gây tổn hại tế bào gan. Nhưng nếu lượng virus ³105 thì cần phải xem xét gan có bị tổn thương chưa thông qua xét nghiệm men gan ALT. Nếu lượng ALT vượt quá bình thường (1,5 hay tối đa là 2 lần bình thường, ở nam bình thường là 33UI còn ở nữ bình thường là 19IU) thì phải cho chỉ định điều trị bằng thuốc kháng virus như lamivudine, adefovir, entecavir, interferon.. hay sử dụng ngay từ ban đầu liệu pháp kết hợp lamivudine với adefovir, với entecavir, hay với interferon. Nếu lượng ALT vẫn còn bình thường thì phải làm sinh thiết gan để làm xét nghiệm giải phẩu bệnh xem gan có bị thương tổn mô học không, hay nếu không muốn làm sinh thiết gan thì có thể làm fibroscan gan của bệnh nhân và giá trị fibroscan cũng có thể cho biết tình trạng tổn hại mô gan dù không chính xác bằng sinh thiết gan. Ngoài ra, cũng cần thiết phải làm thêm thử nghiệm định lượng AFP (alpha foeto-protein) trên các bệnh nhân này vì chỉ cần có bằng chứng mô học có tổn thương gan hay lượng AFP vượt quá giới hạn bình thường thì vẫn phải cho chỉ định điều trị bệnh nhân bằng thuốc kháng virus như trên. Hiện nay các nhà điều trị không còn ảo vọng trị sạch được HBV ra khỏi cơ thể bệnh nhân vì nhiễm HBV rất dễ dàng bị tái phát sau khi ngưng điều trị. Lý do chính yếu là vì HBV luôn tồn tại trong nhân tế bào gan dưới dạng cccDNA (covalently closed circular 148 DNA) để làm nguồn gốc di truyền của virus, và dạng này không hề bị tác động bởi các thuốc kháng virus là các nucleosides analogs hiện nay. Tuy nhiên vì có nhiều bằng chứng cho thấy nếu không kiểm soát mà để lượng HBV hoàn chỉnh trong máu lên quá cao thì bệnh viêm gan mạn tính sẽ có nguy cơ diễn tiến đến suy gan mất bù, hay xơ gan tiến triển hoặc ung thư gan. Do vậy, sau khi đã bắt đầu điều trị bệnh nhân bị viêm gan virus B mạn tính, các nhà điều trị phải thường xuyên theo dõi hiệu quả điều trị đặc hiệu mà họ đã cho trên bệnh nhân bằng cách phải định kỳ mỗi 3 tháng cho bệnh nhân làm xét nghiệm qPCR định lượng HBV-DNA (nếu lượng HBV-DNA vẫn còn định lượng được) hay PCR định tính phát hiện HBV-DNA (nếu HBV-DNA dưới ngưỡng phát hiện định lượng) cho đến khi nào lượng HBV-DNA dưới ngưỡng phát hiện. Quan điểm của các nhà điều trị hiện nay là phải liên tục duy trì liệu pháp kháng virus để khống chế lượng virus dưới mức phát hiện do vậy mà phải luôn theo dõi sự tái xuất hiện virus bằng xét nghiệm PCR phát hiện HBV-DNA trong máu của bệnh nhân định kỳ mỗi 3 tháng. Nếu sau một thời gian điều trị đặc hiệu (thường là 3 tháng) mà lượng virus không giảm quá 2 log (100 lần), hay không đạt đến ngưỡng 103/ml, hay trong quá trình điều trị, xét nghiệm HBV-DNA dương tính trở lại, bác sĩ điều trị phải nghĩ đến khả năng virus kháng thuốc, đặc biệt là kháng lamivudine. Lúc này xét nghiệm sinh học phân tử mà bác sĩ nên chỉ định thực hiện trên bệnh nhân là xét nghiệm định genotype và phát hiện các đột biến kháng lamivudine, adefovir và entecavir trên virus HBV của bệnh nhân để tuỳ thuộc vào genotype đột biến mà có thể điều chỉnh liệu pháp kháng virus thích hợp. Trước đây, các nhà lâm sàng thường đánh giá hiệu quả điều trị đặc hiệu qua xét nghiệm miễn dịch cho biết có dấu hiệu chuyển đảo huyết thanh trên bệnh nhân, Sơ đồ 5: Sơ đồ hướng dẫn chỉ định và theo dõi hiệu quả điều trị đặc hiệu bệnh nhân viêm gan virus C mạn tính 149 nghĩa là HBeAg (kháng nguyên tiết của HBV - một thông số cho biết có tình trạng virus nhân bản) trở nên âm tính và xuất hiện kháng thể kháng HBe. Tuy nhiên vì HBV có thể có đột biến precore làm cho virus không thể tạo ra được kháng nguyên HBe mà vẫn có được kháng thể kháng HBe nên muốn xác định được chắc chắn có chuyển đảo huyết thanh thật sự hay không thì các nhà lâm sàng phải chỉ định xét nghiệm phát hiện đột biến precore trên các bệnh nhân HBeAg [-], có kháng thể kháng HBeAg, mà HBV- DNA vẫn còn [+]. Ngoài ra, các nghiên cứu gần đây cũng cho biết rằng đột biến precore (vị trí 1896) và đặc biệt là core-promoter (vị trí 1762/64) có liên quan đến diễn tiến viêm gan mạn tính, xơ gan, và ung thư gan trên bệnh nhân. Do vậy xét nghiệm sinh học phân tử phát hiện đột biến precore hiện nay cũng là một yêu cầu thực tiến từ các nhà điều trị. Sơ đồ 4 là một tóm tắt qui trình cho các chỉ định xét nghiệm để điều trị và theo dõi điều trị viêm gan B mạn tính. Ngoài viêm gan B, nhiễm viêm gan virus C cũng là một vấn đề rất cần được quan tâm hiện nay, đặc biệt tại Việt Nam. Theo ghi nhận về tình hình nhiễm viêm gan C thì tỷ lệ người bình thường ở Việt Nam nhiễm virus viêm gan C là khoảng 2-10%, xem như là thuộc nhóm các quốc gia có tỷ lệ nhiễm virus viêm gan C cao thứ nhì trên thế giới. Khác với nhiễm viêm gan B với đa số các trường hợp người nhiễm tạo được kháng thể bảo vệ loại trừ được virus hay là một số ít hơn trở thành người lành mang trùng; có đến 85% người nhiễm viêm gan virus C không có miễn dịch bảo vệ, dù có xuất hiện kháng thể đặc hiệu (anti-HCV [+]), bị diễn tiến đến viêm gan mạn tính rồi đến xơ gan với 20% trong số đó có nguy cơ diễn tiến đến ung thư gan. Do vậy mà dù tỷ lệ người nhiễm viêm gan C tại Việt Nam thấp hơn nhiễm viêm gan B nhưng tình trạng bệnh tật do nhiễm virus viêm gan C mang lại là khá cao, không thua mà thậm chí còn hơn viêm gan B. Nguy hiểm như vậy nhưng bệnh viêm gan C mạn tính lại là một bệnh mà dưới ánh sáng của y học hiện đại lại là một bệnh có thể chữa khỏi được hoàn toàn với xác suất thành công có thể đến 60%. Tuy nhiên, để có thể cho được chỉ định điều trị đặc hiệu viêm gan C mạn tính bằng interferon a phối hợp với ribavirin là phát đồ chuẩn nhất hiện nay, bác sĩ cần phải xác định là bệnh nhân đang mang virus viêm gan C trong máu bằng xét nghiệm định tính HCV-RNA vì xét nghiệm anti-HCV chỉ là xét nghiệm sàng lọc trong cho và truyền máu chứ không phải là xét nghiệm trong chẩn đoán lâm sàng, hơn nữa một người có kết quả anti-HCV [+] vẫn có thể không mang 150 virus viêm gan C mà chỉ là kết quả của tình trạng nhiễm mầm bệnh trước đó và nay đã khỏi. Sau khi xác định được người bệnh dương tính HCV-RNA, trước khi cho chỉ định điều trị bác sĩ cần phải làm thêm hai xét nghiệm nữa là định lượng HCV-RNA và định genotype của virus. Lý do là vì bác sĩ cần phải đánh giá hiệu quả điều trị mà mình đã cho trên bệnh nhân sau 1 tháng rồi sau 3 tháng điều trị và phương pháp đánh giá là định lượng lại HCV-RNA. Nếu kết quả định lượng cho thấy virus biến mất sau 1 tháng điều trị thì đây là đáp ứng siêu vi nhanh với dự hậu thành công trong điều trị rất tốt. Nếu lượng virus giảm trên 100 lần (trên hay bằng 2 log) sau 3 tháng bắt đầu điều trị thì đây là đáp ứng siêu vi sớm và có thể đánh giá điều trị đã cho là hiệu quả và có thể tiếp tục. Nếu lượng virus không giảm quá 2 log thì có thể phương pháp điều trị đã cho trên bệnh nhân là không hiệu quả và cần phải cân nhắc để điều chỉnh (dùng loại interferon a khác có dược động và dược lực tốt hơn, bắt buộc bệnh nhân phải tuân thủ hơn...). Để quyết định thời gian điều trị là bao lâu thì bác sĩ cần phải biết genotype của HCV trên bệnh nhân, nếu là genotype 1 thì cần phải duy trì thời gian điều trị là 48 tuần hay hơn, còn nếu thuộc genotype khác thì thời gian điều trị có thể ngắn hơn là 24 tuần. Sau khi hoàn tất thời gian cần phải điều trị trên bệnh nhân, trước khi quyết định ngưng điều trị, bác sĩ cần phải xác định xem bệnh nhân đã sạch HCV-RNA chưa bằng xét nghiệm định tính HCV-RNA và chỉ ngưng điều trị khi HCV-RNA hoàn toàn âm tính. Sau khi đã ngưng điều trị vì bệnh nhân đã sạch virus, bác sĩ vẫn phải khuyến cáo bệnh nhân làm xét nghiệm định đính HCV-RNA mỗi 3 tháng một lần để theo dõi xem bệnh nhân có bị tái phát không. Bất cứ lúc nào HCV-RNA dương tính lại thì đó là dấu hiệu tái phát và khi ấy có thể bác sĩ phải xem xét điều trị lại cho bệnh nhân và cũng phải theo thực hiện lại qui trình xét nghiệm như trên. Sơ đồ 5 tóm tắt qui trình nêu trên. 2. Cần xét nghiệm kịp thời và nhạy cảm hơn để chẩn đoán phát hiện các tác nhân vi sinh gây bệnh mà các phương tiên vi sinh hay miễn dịch không hữu hiệu Bên cạnh bệnh viêm gan mạn tính do virus B và virus C, y học Việt Nam cũng còn phải đối phó với các bệnh nhiễm trùng khác mà vấn đề phát hiện các tác nhân vi sinh gây bệnh rất cần thiết phải có phương tiện xét nghiệm nhạy cảm hơn, kịp thời hơn, và an toàn hơn. Theo đánh giá của tổ chức y tế thế giới, Việt Nam chúng ta là một trong 22 nước mang gánh nặng nhiễm lao cao nhất trên thế giới. Ngoài ra với tình trạng gia tăng tỷ lệ 151 nhiễm HIV/AIDS hiện nay tại Việt Nam (có thể quá 300.000 theo dự đoán của Bộ Y Tế) thì nguy cơ chúng ta phải đối phó với tình trạng nhiễm lao tăng cao trong cộng đồng. Do vậy mà vấn đề nâng cao năng lực của các phòng thí nghiệm lâm sàng trong xét nghiệm phát hiện lao là một vấn đề mà y học Việt Nam phải đặt ra vì với phương pháp nhuộm tìm trực khuẩn kháng acid (AFB), độ nhạy phát hiện chỉ đạt 64% trong lao phổi, 27% trong lao ngoài phổi, và chỉ 9% trong lao màng não; hơn nữa nhuộm kháng acid bị phụ thuộc khá nhiều vào kỹ năng của người đọc lame và kết quả cũng không thể xác định được bệnh nhân có thật sự nhiễm lao hay không vì có thể có nhiều trực khuẩn kháng acid khác không phải vi khuẩn lao hiện diện trong bệnh phẩm. Với phương pháp nuôi cấy thì độ nhạy có thể cao hơn là 77% trong lao phổi, 67% trong lao ngoài phổi và 39% trong lao màng não nhưng thời gian để có được kết quả không thể trước 2 tuần nếu chúng ta sử dụng phương pháp cấy nhanh với môi trường MGITT hay phải trên 1 tháng nếu chúng ta sử dụng phương pháp cấy với môi trường Lowenstein Jensen. Chính vì vậy nên tại các bệnh viện hay phòng khám, có rất nhiều trường hợp bệnh nhân có dấu hiệu lâm sàng và X-quang rất nghi ngờ lao phổi, và hầu hết các trường hợp lâm sàng chẩn đoán nghi ngờ lao ngoài phổi hay lao màng não mà kết quả xét nghiệm bác sĩ nhận được vẫn thường là soi không thấy, cấy không ra. Thực tế này đã đòi hỏi các nhà lâm sàng phải yêu cầu xét nghiệm PCR phát hiện lao trong các bệnh phẩm khác nhau vì theo nhiều nghiên cứu trên thế giới, PCR đã cải thiện đáng kể độ nhạy phát hiện lao không chỉ trong lao phổi mà cả trong lao ngoài phổi và lao màng não. Hơn nữa kết quả PCR cũng cho phép xác định ngay là nhiễm lao mà không cần phải làm thêm các xét nghiệm vi sinh xác định như là đối với phương pháp nhuộm kháng acid hay nuôi cấy, vì với PCR người làm xét nghiệm phát hiện đoạn DNA đích là chỉ đặc hiệu cho vi khuẩn lao chứ không phải cho các mycobacteria khác không phải lao. Một bệnh nhiễm khác mà thực tế đòi hỏi phải triển khai xét nghiệm khuếch đại nucleic acid trên cơ sở của kỹ thuật PCR để phát hiện tác nhân gây bệnh, đó là bệnh sốt Dengue gây sốt xuất huyết. Dĩ nhiên việc chẩn đoán lâm sàng một bệnh nhân có phải đang bị sốt Dengue gây sốt xuất huyết hay không thật sự không khó mấy một khi bệnh nhân đã xuất hiện các bất thường về số lượng tiểu cầu (giảm tiểu cầu) và dung tích hồng cầu (tăng dung tích hồng cầu) hay đã có các triệu chứng đi vào shock. Tuy nhiên 152 để có thể phát hiện được bệnh nhân có phải sốt Dengue hay sốt xuất huyết Dengue trong những ngày đầu của bệnh thật sự là cả một vấn đề nan giải vì ở giai đoạn sớm này về mặt lâm sàng hay cận lâm sàng, bệnh nhân không có biểu hiện gì đặc hiệu hơn là một sốt siêu vi. Thử nghiệm miễn dịch học phát hiện kháng thể đặc hiệu Dengue, thậm chí là kháng thể IgM, cũng chỉ có thể bắt đầu dương tính vào ngày thứ 4 hay 5 của bệnh và lúc này thì kết quả xét nghiệm không còn hữu dụng lâm sàng nữa vì các biểu hiện lâm sàng của sốt Dengue hay sốt xuất huyết Dengue đã khá rõ. Vì không thể chẩn đoán xác định được sốt Dengue hay sốt xuất huyết Dengue trong những ngày đầu của bệnh nên có thể có hai tình huống: (1) Hoặc là bệnh nhân không được theo dõi để điều trị kịp thời và do vậy khi vào đến bệnh viện đã vào bệnh cảnh shock quá nặng và bác sĩ sẽ phải rất vất vả mới cứu được bệnh nhân hay sẽ trở tay không kịp; (2) Hoặc là trong mùa dịch sốt xuất huyết bệnh viện sẽ bị tràn ngập bệnh nhân vì lâm sàng nghi ngờ sốt xuất huyết mà chưa có bằng cớ chứng minh bệnh nhân đang bị sốt Dengue hay sốt xuất huyết Dengue. Do vậy thực tế ... c phát triển và hoàn thiện các kit PCR và real-time PCR để đưa vào ứng dụng tại nhiều phòng thí nghiệm lâm sàng có trang bị PCR tại Việt Nam. Như đã nói ở trên, để đảm bảo được chất lượng cao một các đồng đều của xét nghiệm PCR và real-time PCR thực hiện được tại phòng thí nghiệm lâm sàng áp dụng cho chẩn đoán, thử nghiệm cũng như các kit do chúng tôi cung cấp để làm thử nghiệm phải luôn luôn có đầy đủ các chuẩn mực sau: (1) Kit khuếch đại đạt được độ nhạy cao và có bằng chứng để xác định độ nhạy thông qua chứng [+] được cung cấp với số copies xác định để người sử dụng có thể 159 kiểm tra được. (2) Có chứng nội tại sử dụng chung mồi với nucleic acid đích được cung cấp với hàm lượng copies tối thiểu để người thực hiện thí nghiệm có thể cho vào mẫu chứng âm [-] là mẫu thật và thật sự âm tính rồi thực hiện xét nghiệm cùng với các mẫu thử nhờ vậy mà kiểm tra được quá trình xét nghiệm có bị ngoại nhiễm không trong suốt quá trình thao tác xét nghiệm cũng như chứng minh được độ nhạy của kit tách chiết cũng như kit khuếch đại. (3) Người thực hiện thí nghiệm còn có thể cho chứng nội tại vào PCR mix cùng với tách chiết của mẫu thử để có thể xác định được mẫu âm tính là âm tính thật sự mà không phải âm tính vì PCR bị ức chế. (4) Có hệ thống chống ngoại nhiễm bằng dUTP và UNG được pha chung vào PCR mix để sản phẩm khuếch đại bị phá huỷ không cho tham gia vào quá trình khuếch đại. (5) Trong PCR định lượng, ngoài các chuẩn trên, để đảm bảo xét nghiệm định lượng, các mẫu chuẩn biết rõ hàm lượng copies DNA đích cũng được cung cấp ở dạng bền vững với yêu cầu người làm xét nghiệm phải tự cho vào các PCR mix nhằm đánh giá được thao tác pipetting khi làm định lượng cũng như xây dựng được đường chuẩn trong mỗi lần làm xét nhiệm để tạo cơ xở định lượnh chính xác. Cho đến hiện nay, chúng tôi đã triển khai thực hiện các xét nghiệm PCR và real- time PCR cũng như sản xuất được các kit tương ứng đạt được tất cả các chuẩn mực trên, đó là: (1) Xét nghiệm và kit PCR phát hiện HBV-DNA (hình 69) dựa trên khuếch đại đích 259bp trên gen S, đạt độ nhạy 10 copies/ml huyết thanh. Có chứng âm là huyết tương người bình thường, và chứng dương 100 copies/ml là plasmid chèn đúng đoạn DNA đích để chứng minh được độ nhạy của phản ứng đúng như khai báo. Có chứng nội tại là plasmid chèn DNA tái tổ hợp sử dụng cùng mồi nhưng cho sản phẩm khuếch đại khác biệt DNA đích với kích thước 195bp, được cung cấp ở lượng tối thiểu để kiểm soát độ nhạy của tách chiết, khuếch đại cũng như kiểm tra ngoại nhiễm, và xác định mẫu có bị âm tính vì ức chế không. Hình 69: Kết quả xét nghiệm PCR phát hiện HBV-DNA được thực hiện với NKHBV-PCR kit 160 (2) Xét nghiệm và kit RT-PCR phát hiện HCV-RNA (hình 70) dựa trên khuếch đại một đoạn 240bp trên vùng 5’NC, đạt độ nhạy 50 copies/ml huyết thanh mà người sử dụng có thể kiểm chứng nhờ chứng [+] chứa 200copies/ml là plasmid chèn DNA đích. Có chứng nội tại là RNA phiên mã từ plasmid chèn DNA tái tổ hợp kích thước 195bp khác biệt với DNA đích nhưng sử dụng cùng mồi. Chứng nội tại được cung cấp ở nồng độ tối thiểu để người làm thí nghiệm cho vào cùng với mẫu thử để được tách chiết RNA cùng với mẫu thử nhờ vậy kiểm tra được hiệu quả tách chiết RNA trên từng mẫu thử và phát hiện được ức chế trên các mẫu thử kết quả âm tính. Chứng âm là mẫu huyết thanh thật sự âm tính cũng được cung cấp kiểm tra nguy cơ ngoại nhiễm khi thao tác xét nghiệm. (3) Xét nghiệm và kit PCR phát hiện MTB-DNA (hình 71) dùng trong chẩn đoán lao dựa trên khuếch đại đoạn DNA đích 249bp trên đoạn chèn IS6110 hiện diện từ 16 đến 30 copies trên genome của vi khuẩn M. tuberculosis, nhờ vậy độ nhạy của xét nghiệm có thể đạt đến mức phát hiện 1fg (1/10 genome vi khuẩn) trong thể tích mẫu thử cho vào ống phản ứng. Cũng như các xét nghiệm PCR khác, có chứng âm là huyết tương người bình thường, và có chứng dương chứa 100 copies/ml plasmid chèn đúng đoạn DNA đích nhờ vậy người làm xét nghiệm có thể kiểm chứng được được độ nhạy của PCR mix. Có chứng nội tại là plasmid chèn DNA tái tổ hợp sử dụng cùng mồi nhưng cho sản phẩm khuếch đại khác biệt DNA đích với kích thước 195bp được cung cấp ở lượng tối thiểu để kiểm tra được hiệu quả tách chiết DNA của kít tách chiết DNA, Hình 70: Kết quả xét nghiệm RT-PCR phát hiện HCV-RNA được thực hiện với NKHCV-RTPCR kit Hình 71: Kết quả xét nghiệm PCR phát hiện MTB-DNA được thực hiện với NKMTB-PCR kit 161 chứng minh mẫu âm tính là không bị ức chế, cũng như chứng minh độ nhạy của PCR mix. (4) Xét nghiệm và kit RT-PCR phát hiện và định type virus Dengue (hình 72) hay sốt Dengue và sốt xuất huyết Dengue. Xét nghiệm và kit này cũng chứa đầy đủ các chứng dương, chứng nội tại đạt các chuẩn mực của xét nghiệm PCR dùng trong chẩn đoán như các xét nghiệm và kit mà chúng tôi phát triển. Đây là xét nghiệm và kit RT-PCR duy nhất hiện nay có khả năng vừa phát hiện vừa định được type virus Dengue chỉ qua một vòng PCR đa mồi mà kết quả đạt được luôn nhạy hơn các phương pháp dựa trên qui trình kinh điển của Lanciotti cần phải qua hai vòng PCR với vòng 2 làm tổ bên trong vòng 1 mới có thể định được type virus. Áp dụng trên thực tế lâm sàng, xét nghiệm và kít này đã chứng tỏ có khả năng phát hiện và định type Dengue rất sớm, ngay trong những ngày đầu của bệnh, trước khi có dấu hiệu giảm tiểu cầu. (5) Xét nghiệm và kit PCR-ELISA phát hiện và định type HPV (hình 73) trong các mãnh sinh thiết hay quệt cổ tử cung. Đây là xét nghiệm và kit do chúng tôi phát triển dựa trên nguyên tắc sử dụng mồi đặc hiệu gen L1 của virus để khuếch đại một đoạn DNA dài 450bp bị đánh dấu bởi digoxygenine nhờ sử dụng PCR mix có thêm dig-dUTP. Sau đó định genotype của HPV bằng cách lai sản phẩm khuếch đại trên các giếng ELISA có các dò đặc hiệu Hình 72: Kết quả xét nghiệm RT-PCR phát hiện và định type virus Dengue gây sốt Dengue và sốt xuất huyết Dengue Hình 73: Nguyên tắc của xét nghiệm và kit NKHPV-PCR-ELISA phát hiện và định type HPV 162 genotype gắn trên giếng qua nối hoá học streptavidine-biotin (streptavidine phủ trên giếng sẽ nối với các dò đặc hiệu đã gắng biotin ở đầu 5’). Sản phẩm lai “probe-sản phẩm khuếch đại” sẽ được phát hiện bằng cộng hợp là kháng thể đơn dòng đặc hiệu digoxygenine đánh dấu men peroxidase và tá chất TMB. Xét nghiệm và kit PCR- ELISA này của chúng tôi có khả năng phát hiện và sau đó định được genotype của 10 genotype thường gặp nhất của HPV là: 6, 11, 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, và 58. Hiện xét nghiệm và kit này được bệnh viện Phụ Sản Từ Dũ sử dụng thành xét nghiệm dùng tầm soát và sàng lọc ung thư sớm cổ tư cung trên phụ nữ. (6) Các xét nghiệm và kit PCR để phát hiện các tác nhân vi sinh vật gây bệnh khác như PCR phát hiện HSV, CMV, multiplex PCR phát hiện đồng thời N. gonorrhoeae và C. trachomatis, L. monocytogenes, nonstop nested PCR phát hiện H5.... Tất cả đều đạt các chuẩn mực PCR dùng trong chẩn đoán (hình 74). (7) Xét nghiệm và kit real- time PCR phát hiện và định lượng HBV-DNA trong huyết thanh bệnh nhân nhiễm HBV dựa trên PCR khuếch đại một đoạn đặc hiệu dài khỏang 190bp từ gene polymerase của HBV-DNA. Xét nghiệm và kit này đạt độ nhạy 10 copies/ml huyết thanh. Có chứng nội tại là plasmid chèn DNA tái tổ hợp sử dụng cùng mồi nhưng cho sản phẩm khuếch đại có trình tự khác biệt DNA đích nhờ vậy sẽ được phát hiện với dò taqman gắn màu huỳnh quang TexasRed, Hex, hay Joe khác biệt với dò taqman gắn màu FAM phát hiện sản phẩm khuếch đại của DNA đích. Chứng nội tại được cung cấp ở lượng tối thiểu để cho vào PCR mix cùng với tách chiết của mẫu thử nhờ đó kiểm tra được ức chế nếu có trên các Hình 74: Kết quả các xét nghiệm PCR với các kit NKHSV-PCR phát hiện Herpes simplex virus (trên), NKCMV-PCR phát hiện cytomegalo virus (giữa), và NKNGRCHL- multiplex PCR phát hiện N. gonorrhoeae và C. trachomatis (dưới) 163 mẫu âm tính. Có chứng âm là huyết tương người bình thường, và chứng dương chứa 100 copies/ml plasmid chèn đúng đoạn DNA đích nhờ vậy chứng minh được độ nhạy của phản ứng đúng như khai báo. Các nồng độ DNA đích chuẩn cũng được cung cấp ở dạng bền vững nhờ vậy mà đường chuẩn luôn được xây dựng đạt R³0.990 và PCR efficiency luôn đạt 90-105%. (8) Xét nghiệm và kit RT real-time PCR phát hiện và định lượng HCV-RNA trong huyết thanh bệnh nhân nhiễm HCV dựa trên PCR khuếch đại một đoạn đặc hiệu ở vùng 5’-NC của genome của HCV. Xét nghiệm và kit này đạt độ nhạy 50 copies/ml huyết thanh. Có chứng nội tại là RNA phiên mã từ plasmid chèn DNA tái tổ hợp sử dụng cùng mồi nhưng cho sản phẩm khuếch đại có trình tự khác biệt cDNA đích nhờ vậy sẽ được phát hiện và phân biệt với sản phẩm khuếch đại từ DNA đích với cùng nguyên tắc kit real-time PCR phát hiện HBV. Chứng nội tại này được cung cấp ở lượng tối thiểu để cho vào cùng với mẫu thử nhờ đó kiểm tra được hiệu quả tách chiết RNA và phát hiện được ức chế. Chứng âm là huyết tương người bình thường, và có chứng dương chứa 100 copies/ml plasmid chèn đúng đoạn DNA đích nhờ vậy chứng minh được độ nhạy của phản ứng đúng như khai báo. Các nồng độ DNA đích chuẩn cũng được cung cấp ở dạng bền vững nhờ vậy mà đường chuẩn luôn được xây dựng đạt R³0.990 và PCR efficiency luôn đạt 90-105% (9) Xét nghiệm và kit RT real-time PCR định lượng HIV1-RNA trong huyết thanh bệnh nhân nhiễm HIV/AIDS dùng trong theo dõi hiệu quả điều trị đặc hiệu. Xét nghiệm dựa trên PCR khuếch đại một đoạn đặc hiệu ở vùng gag gene của genome của HIV1. Xét nghiệm và kit này đạt độ nhạy 100 copies/ml huyết thanh. Có chứng nội tại là RNA phiên mã từ plasmid chèn DNA tái tổ hợp sử dụng A B C Hình 75: Kết quả xét nghiệm định genotype HBV với kit NKHBV genotype-PCR (A), xét nghiệm phát hiện đột biến YMDD kháng lamivudine của HBV với kit NKHBVlamiR-PCR (B), xét nghiệm định genotype HCV với kit NKHCVinoLIPA genotype-core PCR (C). 164 cùng mồi nhưng cho sản phẩm khuếch đại có trình tự khác biệt cDNA đích nhờ vậy sẽ được phát hiện và phân biệt với sản phẩm khuếch đại từ DNA đích với cùng nguyên tắc kit real-time PCR phát hiện HBV. Chứng nội tại này được cung cấp ở lượng tối thiểu để cho vào cùng với mẫu thử nhờ đó kiểm tra được hiệu quả tách chiết RNA và phát hiện được ức chế. Chứng âm là huyết tương người bình thường, và có chứng dương chứa 100 copies/ml plasmid chèn đúng đoạn DNA đích nhờ vậy chứng minh được độ nhạy của phản ứng đúng như khai báo. Các nồng độ DNA đích chuẩn cũng được cung cấp ở dạng bền vững nhờ vậy mà đường chuẩn luôn được xây dựng đạt R³0.990 và PCR efficiency luôn đạt 90- 105%. (10) Ngoài ra, để có thể cung cấp thêm giải pháp toàn diện về các xét nghiệm sinh học phân tử dùng trong chẩn đoán và theo dõi hiệu quả điều trị viêm gan virus B và viêm gan virus C mạn tính, chúng tôi cũng đã phát triển các xét nghiệm và kit như: Nested multiplex PCR định genotype HBV, PCR-RFLP phát hiện đột biến YMDD tại vị trí 204 và 180 đề kháng lamivudine của HBV, PCR core kit định genotype HCV Hình 76: Một số các bộ xét nghiệm PCR và RT-PCR phát hiện các tác nhân virus gây bệnh trên tôm. Các bộ xèt nghiệm này đạt đầy đủ các chuẩn mực kỹ thuật cho xét nghiệm PCR và RT-PCR dành cho chẩn đoán 165 bằng phương pháp lai với các dò trên thanh inoLIPA (hình 75). Các xét nghiệm và kit này hoàn toàn có thể triển khai được tại các phòng thí nghiệm có trang bị phương tiện PCR. (11) Trong lĩnh vực thủy sản, công ty Nam Khoa cũng là một công ty đầu tiên và hàng đầu phát triển được các bộ xét nghiệm PCR và realtime PCR phát hiện và xác định tỷ lệ tôm nhiễm virus WSSV, MBV, HPV, IHHNV, GAV, YHV, TSV, và MrNV với đầy đủ các chuẩn mực dành cho chẩn đoán. Công ty là nhà tiên phong trong phát triển phương pháp xác định tỷ lệ tôm nhiễm bệnh bằng phương pháp real-time bằng kỹ thuật định lượng tương đối. Hình 76 minh họa một số kit PCR và RT-PCR do công ty Nam Khoa phat triển để phát hiện các virus gây bệnh cho tôm. Và thực tế triển khai kỹ thuật các kỹ thuật sinh học phân tử khác Thật sự cho đến hiện nay, nhu cầu đến từ các nhà lâm sàng và nghiên cứu y học không chỉ đòi hỏi phải phát triển và ứng dụng các kỹ thuật PCR và real-time PCR, mà còn đòi hỏi các nhà khoa học phải sớm đưa các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại khác vào ứng dụng. Một trong các kỹ thuật mà chúng tôi nhận thấy rất cần phải thực hiện được đó là kỹ thuật giải trình tự. Quan điểm của chúng tôi là ứng dụng kỹ thuật này không chỉ trong nghiên cứu mà phải phục vụ cho chẩn đoán lâm sàng. Chính vì vậy mà trong năm 2005, chúng tôi đã đầu tư máy giải trình tự CEQ8000 có 3 chức năng: giải trình tự, phân tích đoạn, và phát hiện SNP. Năm 2007 chúng tôi đã nâng cấp thêm chức năng thực hiện nghiên cứu biểu hiện gen và đồng thời đầu tư thêm thiết bị giải trình tự ABI 3130XL có 16 capillaries. Với chức năng giải trình tự, chúng tôi đã thành công trong triển khai các xét nghiệm: (1) Định genotype HCV bằng kỹ thuật giải trình tự trực tiếp sản phẩm PCR thu nhận được từ xét nghiệm định lượng HCV-RNA bằng kit NKHCV RT realtime TQPCR; (2) Định genotype và phát hiện các đột biến kháng lamivudine, adefovir và entecavir bằng kỹ thuật giải trình tự trực tiếp sản phẩm PCR khuếch đại từ gene rt của HBV; (3) Phát hiện đột biến precore của HBV để tiên đoán dự hậu viêm gan virus B mạn tính; (4) Phát hiện M. tuberculosis kháng rifampicine, INH, và ethambutol trực tiếp từ các bệnh phẩm với kết quả chỉ trong vòng 72 giờ... Ngoài ra, các chức năng khác của CEQ8000 như chức năng phân tích đoạn cũng đã được chúng tôi triển khai trong xét nghiệm xác định quan hệ huyết thống, chức năng phát hiện SNP cũng đang được triển 166 khai để phát hiện tính đa dạng loài và đột biến, chức năng biểu hiện gene trong nghiên cứu ung thư và hiệu quả điều trị các thuốc trị ung thư.. Kết luận Đã là một nhà khoa học, chúng ta ai cũng có những tri thức nhất định. Các tri thức này đến từ các sách vở hay các phương tiện tra cứu mà ngày hôm nay chúng ta rất dễ dàng tiếp cận. Đã là nhà nghiên cứu trong lĩnh vực y học thì chúng ta ai cũng có mong muốn làm được một điều gì đó từ các kiến thức mà mình đang có để có thể ứng dụng được vào trong giải quyết một số những thực tế đòi hỏi của chẩn đoán và nghiên cứu y học trong nước. Vấn đề chính yếu là làm sao để tri thức mà chúng ta có không chỉ là tri thức suông mà phải biến thành sản phẩm? Đây là câu hỏi mà tôi nghĩ chúng ta rất nhiều người muốn biết làm sao để trả lời. Chúng tôi nghĩ có 2 câu thơ của Goethe có lẽ sẽ giúp chúng ta có một kim chỉ nam để trả lời câu hỏi trên: “Knowing is not enough, we must apply Willing is not enough, we must do” Với lời phóng dịch của một người bạn của chúng tôi: “Tri thức sẽ chẳng bao giờ đủ Nếu không đem trãi nghiệm với đời Ước vọng cũng trở thành vô nghĩa Nếu cứ ngồi ôm mộng giữa chơi vơi” Ngoài ra, để tránh bị các nhà sản xuất nước ngoài chê bai về mặt chất lượng, chúng tôi cho là đừng có tự thua cuộc vì cho là TIỀN NÀO CỦA ĐÓ, mà phải trả lời bằng trau dồi tri thức để vươn đến các đỉnh cao khoa học vì TRI THỨC ĐẾN ĐÂU CHẤT LƯỢNG ĐẾN ĐÓ.
File đính kèm:
- kinh_nghiem_xay_dung_va_phat_trien_pcrreal_time_pcr_va_mot_s.pdf