CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đặc điểm dịch tễ học bệnh COVID-19 1. Cấu trúc và đặc điểm bộ gen SARS-CoV-2 thuộc chi Betacoronavirus, phân họ Orthocoronavirinae trong họ Coronaviridae và bộ Nidovirales [12]. Là một loại vi rút có vỏ bọc hình cầu hoặc đa hình, đường kính 60-140nm và các gai trên lớp vỏ lồi ra từ 9 đến 12nm, khiến vi rút trông giống như vầng hào quang mặt trời [1] (Hình 1.
Tiểu đơn vị S1 Tiểu đơn vị S2 Protein S (glycoprotein gai) Protein M (glycoprotein màng) Nucleocapsid (N) và Vật liệu di truyền RNA Protein E (glycoprotein vỏ) Hình 1. Hình thái và cấu trúc của SARS-CoV-2 * Nguồn: theo Synowiec A. và CS (2021) [13] Bộ gen SARS-CoV-2 chứa RNA (Ribonucleic Acid) dương sợi đơn, kích thước khoảng 29,9 kb, mã hóa 9. Nó chứa 13-15 khung đọc mở (Open Reading Frame: ORF), mã hóa các protein cấu trúc và phi cấu trúc (non-structural proteins: nsp), cũng như nhiều loại protein phụ khác.
Được sắp xếp theo chuỗi gồm: vùng 5’ chưa dịch mã (untranslated region: UTR); khung đọc mở orf1a/b (mã hóa 16 protein phi cấu trúc, từ nsp 1-16 để sao chép); gen S; gen E; gen M; gen N; vùng 3’ UTR và một số khung đọc mở mã hóa protein phụ khác [1], [14] (Hình 1. Sơ đồ cấu trúc bộ gen của SARS-CoV-2 * Nguồn: theo Beig P. Các Protein cấu trúc Protein S (glycoprotein gai) là một protein xuyên màng lớn bao phủ bề mặt của SARS-CoV-2 làm trung gian cho vi rút xâm nhập vào tế bào chủ thông qua liên kết với enzyme chuyển angiotensin 2 (Angiotensin converting enzyme 2: ACE2). Protein S chứa hai tiểu đơn vị là S1 và S2 hoạt động khác nhau trong quá trình bám vào tế bào chủ [15], [16].
Tiểu đơn vị S1 chứa peptide tín hiệu, theo sau là miền đầu N (N-terminal domain: NTD) và miền liên kết với thụ thể (Receptor-binding Domain: RBD), trong đó RBD giúp gắn kết và xâm nhập của virion với màng tế bào chủ bằng cách liên kết với ACE2 của người [17]. Tiểu đơn vị S2 mang peptide hòa màng, gắn protein S vào màng vi rút, có vai trò quan trọng hợp nhất màng tế bào người và màng vi rút, cần thiết cho sự xâm nhập của vi rút [16]. Vỏ vi rút được bảo vệ bởi protein M (glycoprotein màng), đây là protein cấu trúc phong phú nhất của vi rút. Protein M định hình virion và bảo vệ bộ gen RNA của vi rút, được đóng gói cùng với protein N [16], [18].
Quá trình xâm nhập và nhân lên của SARS-CoV-2 SARS-CoV-2 xâm nhập vào vật chủ bằng cách gắn protein S ở bề mặt ngoài với thụ thể ACE2 trên bề mặt tế bào vật chủ [17] (Hình 1. Vùng RBD của tiểu đơn vị S1 của protein S sẽ tương tác với thụ thể ACE2 có nhiều trên đường hô hấp như tế bào biểu mô phế nang phổi loại II, tế bào biểu mô hồi tràng và thực quản, tế bào cơ tim, tế bào ống lượn gần và tế bào tiết niệu bàng quang [19]. Sau đó là sự hợp nhất của tiểu đơn vị S2 với màng tế bào [17]. Quá trình xâm nhập và nhân lên của virus SARS-CoV-2 * Nguồn: theo Cevik M.
và CS (2020) [20] Bước tiếp theo sau khi xâm nhập tế bào vật chủ là dịch mã gen sao chép từ RNA của virion. Đầu tiên chúng tổng hợp ra sợi RNA thông tin (mRNA) để tổng hợp ra các protein cấu trúc và phi cấu trúc để đảm bảo các hoạt động tiếp của vi rút, tiếp đó chúng tạo ra một sợi RNA âm đóng vai trò khuôn mẫu để tổng hợp tiếp cái sợi ARN dương con [21]. Sau quá trình sao chép và tổng hợp RNA thế hệ con, các protein cấu trúc S, E và M được chuyển vào lưới nội bào (Endoplasmic Reticulum: ER) và di chuyển vào khoang trung gian reticulum- Golgi (ER-Golgi Intermediate Compartment: ERGIC). Ở đó, bộ gen của vi rút được bao bọc bởi protein N thành các Nucleocapsid.
Protein M phối hợp với protein E tích hợp vào màng của ERGIC thành lớp vỏ vi rút gắn bọc lấy 6 Nucleocapsid tạo ra các hạt giống vi rút (Virus Like Particle: VLP). Sau đó protein S gắn vào lớp màng của VLP thành các hạt virion trưởng thành. Các hạt vi rút nảy chồi vào trong các không bào, các khoang chứa vi rút tiến ra sát màng tế bào và giải phóng vi rút ra bên ngoài để chúng tiếp tục lây nhiễm đối với các tế bào khác và thực hiện các chu trình nhân lên tiếp theo [21]. Quá trình đột biến gen và sự xuất hiện các chủng mới SARS-CoV-2 là một vi rút RNA, có xu hướng tiến hóa di truyền để thích nghi với vật chủ mới là con người với sự phát triển của các đột biến theo thời gian, dẫn đến sự xuất hiện của nhiều biến thể [22].
Để nhanh chóng chia sẻ và phổ biến thông tin liên quan đến bộ gen, đột biến và tiến hóa của vi rút WHO đã thiết lập một hệ thống phân loại để phân biệt các biến thể SARS-CoV-2 thành 3 nhóm, bao gồm: biến thể đáng quan ngại (Variants Of Concern: VOCs); biến thể quan tâm (Variants Of Interest: VOIs) và biến thể đang theo dõi (Variants Under Monitoring: VUMs) theo các tiêu chí lâm sàng, dịch tễ học, phòng ngừa, điều trị và bằng chứng về mức độ tác động của chúng [23]. Từ tháng 5 năm 2021, WHO quyết định đặt tên cho các biến thể hiện có theo các chữ cái trong bảng chữ cái Hy Lạp (như Alpha, Beta,…). Bên cạnh đó, tên khoa học của biến thể vẫn được các nhà nghiên cứu sử dụng vì chúng cung cấp nhiều thông tin hơn so với hệ thống tên gọi của WHO. Một số biến thể SARS-CoV-2 đáng quan ngại Tên Nơi phát Dòng Đặc điểm WHO hiện đầu tiên Alpha B.7 Vương Quốc - Tăng khả năng lây truyền Anh - Tăng mức độ nghiêm trọng bệnh (9/2020) Beta B.351 Nam Phi - Tăng khả năng lây truyền (10/2020) - Tăng mức độ nghiêm trọng bệnh - Giảm hiệu quả của vắc xin Gama P1 Brazil - Tăng khả năng lây truyền (01/2021) - Tăng mức độ nghiêm trọng bệnh - Giảm hiệu quả của vắc xin 7 Tên Nơi phát Dòng Đặc điểm WHO hiện đầu tiên Delta B.2 Ấn Độ - Khả năng lây truyền cao (10/2020) - Mức độ bệnh rất nghiêm trọng - Giảm hiệu quả của vắc xin Omicron B.529 Nam Phi - Tăng khả năng lây truyền (11/2021) - Đề kháng với kháng thể trung hòa - Giảm hiệu quả của vắc xin * Nguồn: theo Firouzabadi N.
Khả năng tồn tại và sức đề kháng của SARS-CoV-2 SARS-CoV-2 có sức đề kháng yếu, bất hoạt nhanh dưới ánh sáng mặt trời, với tia cực tím C (UVC) trong vài phút, thậm chí vài giây tùy thuộc vào nồng độ vi rút, loại vật liệu và bước sóng [26], [27]. Tồn tại trên các loại vật liệu như: giấy in, khăn giấy không quá 3 giờ; trên gỗ và vải 2 ngày; trên thủy tinh và tiền giấy 4 ngày; trên thép không gỉ và nhựa 7 ngày [28]. 7 ngày trên mặt ngoài khẩu trang phẫu thuật và 21 ngày trên khẩu trang N-95 [29]. Trên bề mặt đồng không quá 4 giờ và trong khí dung khoảng 3 giờ [6].
Ở nhiệt độ 40C, SARS-CoV-2 tồn tại ổn định trong vòng 14 ngày. Tuy nhiên ở 700C vi rút bị bất hoạt trong vòng 5 phút [28]. Ở nhiệt độ phòng, SARS- CoV-2 sống sót trong 3-5 ngày ở dạng khô hoặc 7 ngày ở dạng dung dịch. Những thay đổi về pH khác nhau (pH từ 4 - 11) vẫn phát hiện được SARS- CoV-2 trong vài ngày và 1-2 ngày trong phân với nhiệt độ phòng [30].
Theo WHO cồn chứa ethanol hoặc 2-propanol nồng độ 30% khử hoạt tính của SARS-CoV-2 hiệu quả trong 30 giây [31]. Hóa chất khử trùng bề mặt như: ethanol 70%, isopropanol (IPA) 70%, hydrogen peroxide (H2O2) 0,1% và sodium lauryl sulphate 0,1% loại bỏ vi rút trong vòng một phút kể từ khi tiếp xúc trên các bề mặt khác nhau như thép không gỉ, nhựa, thủy tinh, polyvinyl 8 clorua, bìa cứng và vải bông [32]. Khử trùng phun mù khô bằng hóa chất axit peroxyacetic với chín vật liệu (thép không gỉ, gỗ sơn latex, gỗ cứng, mặt bàn melamine, sàn vinyl, nhựa trong, giả da, nút bàn phím máy tính và màn hình cảm ứng điện thoại), cho thấy vi rút bị bất hoạt hoàn toàn nhưng không làm hỏng các thiết bị điện tử [33]. Hóa chất polyvinylpyrrolidone-iodine nồng độ 0,45-10%, diệt vi rút trong vòng 30 giây sau khi tiếp xúc [34].
Xà phòng rửa tay bất hoạt SARS-CoV-2 trong 5 phút [28]. Nguồn truyền nhiễm 1. Động vật SARS-CoV-2 bùng phát có liên quan chặt chẽ với môi trường ẩm ướt ở chợ động vật Hannan ở thành phố Vũ Hán, Trung Quốc [35]. Cho tới nay, vẫn chưa xác định được vật chủ chính đầu tiên hoặc các động vật trung gian để SARS-CoV-2 lan truyền sang người.
Người bệnh Người bệnh nhiễm SARS-CoV-2 là nguồn lây nhiễm chính, tạo ra một lượng lớn vi rút ở đường hô hấp trên trong giai đoạn ủ bệnh [36]. Các triệu chứng lâm sàng nhẹ trong thời kỳ ủ bệnh, người bệnh có thể di chuyển và tham gia các hoạt động sinh hoạt thường ngày, dẫn đến lây nhiễm cho cộng đồng. Người mang mầm bệnh, có hoặc không có triệu chứng đều là nguồn lây nhiễm của COVID-19 [37]. Một số nghiên cứu cho thấy tỷ lệ người mang mầm bệnh không triệu chứng ước tính nằm trong khoảng từ 21,9 đến 42,5% [38], [39].
Người bệnh đã hồi phục sau nhiễm COVID-19 (sau 5 - 13 ngày) vẫn có thể là người mang vi rút (xét nghiệm RT-PCR vẫn dương tính) [40]. Thời gian ủ bệnh: trung bình là 5,1 ngày (95% CI: 4,5 - 5,8 ngày), khoảng 97,5% trường hợp nhiễm vi rút sẽ xuất hiện triệu chứng trong vòng 11,5 ngày (95% CI: 8,2 - 15,6 ngày) [41]. 9 Thời gian nối tiếp (Serial Interval: SI): là khoảng thời gian tính từ thời điểm một cá nhân bị nhiễm bệnh đến khi người đó lây nhiễm cho người khác [42]. SI giúp hiểu biết về sự phát sinh ca bệnh và khả năng lây truyền bệnh.
Trong đợt bùng phát COVID-19 đầu tiên ở Hồ Bắc, SI trung bình được xác định là 7,5 ngày (95% CI: 5,3 - 19 ngày) [43]. Ở nghiên cứu khác, ước tính SI trung bình là 4 ngày (95% CI: 3,1 - 4,9 ngày), ngoài ra SI của COVID-19 gần bằng hoặc ngắn hơn thời gian ủ bệnh trung bình của nó cho thấy một tỷ lệ đáng kể lây truyền thứ cấp có thể xảy ra trước khi bệnh khởi phát [44]. Hệ số lây nhiễm cơ bản (R0): là số ca mới mắc trung bình được tạo ra từ một người bị nhiễm bệnh trong một quần thể hoàn toàn chưa biết. Nếu R0 > 1, có nghĩa là sự lây nhiễm lây lan theo cấp số nhân.
Ngược lại, nếu R0 là <1, có nghĩa là sự lây nhiễm đang lây lan chậm và cuối cùng sẽ kết thúc quá trình lây nhiễm [45].