Tổng quan nghiên cứu

Sốt xuất huyết là một trong những bệnh truyền nhiễm nguy hiểm nhất trên thế giới, với khoảng 390 triệu người nhiễm mỗi năm và hơn 2,5 tỷ người có nguy cơ mắc bệnh tại các vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở Việt Nam, trung bình mỗi năm ghi nhận khoảng 100.000 ca mắc sốt xuất huyết, trong đó tỷ lệ tử vong dao động từ 2,5-5%. Hai loài muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus được xác định là véc-tơ chính truyền bệnh sốt xuất huyết. Tuy nhiên, việc kiểm soát muỗi bằng hóa chất diệt côn trùng đang gặp thách thức lớn do sự xuất hiện của tính kháng hóa chất, đặc biệt là nhóm pyrethroid được sử dụng phổ biến hiện nay.

Nghiên cứu này nhằm mục tiêu xác định mức độ biểu hiện của các gen cytochrome P450 liên quan đến tính kháng hóa chất diệt côn trùng và các đột biến trên gen kênh vận chuyển natri xuyên màng (VGSC) liên quan đến tính kháng pyrethroid ở các quần thể muỗi Ae. aegypti và Ae. albopictus tại bốn địa điểm ở Việt Nam: Hà Nội, Nghệ An, Thanh Hóa và Khánh Hòa. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 4/2015 đến tháng 9/2018, với việc thu thập muỗi tại thực địa và phân tích tại các phòng thí nghiệm chuyên sâu.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm soát muỗi hiện tại, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chiến lược quản lý tính kháng hóa chất diệt côn trùng, góp phần giảm thiểu nguy cơ bùng phát dịch sốt xuất huyết tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai cơ chế chính của tính kháng hóa chất diệt côn trùng ở muỗi:

  1. Tính kháng vị trí đích (Target-site resistance): Liên quan đến các đột biến điểm trên gen VGSC, làm thay đổi cấu trúc kênh natri xuyên màng, giảm khả năng gắn kết của pyrethroid, dẫn đến giảm hiệu quả diệt muỗi. Các đột biến phổ biến gồm Ser989Pro, Ile1011Met, Val1016Gly và Phe1534Cys.

  2. Tính kháng chuyển hóa (Metabolic resistance): Do sự tăng biểu hiện các enzym giải độc như cytochrome P450 monooxygenases (P450s), carboxy/cholinesterases (CCEs), glutathione S-transferases (GSTs). Trong đó, các gen P450 như CYP6BB2, CYP9M6, CYP9J26, CYP9J28 được nghiên cứu rộng rãi liên quan đến kháng pyrethroid.

Ba khái niệm chính được áp dụng trong nghiên cứu gồm: biểu hiện gen P450, đột biến gen VGSC, và đánh giá độ nhạy cảm với hóa chất diệt côn trùng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Muỗi Ae. aegypti và Ae. albopictus được thu thập tại 4 địa điểm thực địa gồm Hà Nội, Nghệ An, Thanh Hóa và Khánh Hòa. Mẫu muỗi trưởng thành thế hệ F1 được nuôi trong phòng thí nghiệm để thực hiện các thử nghiệm.

  • Phương pháp phân tích:

    • Thử nghiệm sinh học đánh giá độ nhạy cảm với 6 loại hóa chất diệt côn trùng thuộc 3 nhóm: Clo hữu cơ (DDT 4%), Phospho hữu cơ (Malathion 5%), và Pyrethroid (Permethrin 0,75%, Deltamethrin 0,05%, Lambda cyhalothrin 0,05%, Alpha cypermethrin 30 mg/m2).
    • Kỹ thuật real-time PCR để xác định mức độ biểu hiện của các gen P450 (CYP6BB2, CYP9M6, CYP9J26, CYP9J28) với gen RSP7 làm chuẩn đối chứng.
    • Giải trình tự gen VGSC để phát hiện các đột biến điểm liên quan đến tính kháng pyrethroid.
    • Phân tích mối tương quan giữa kết quả thử nghiệm sinh học, biểu hiện gen và đột biến gen bằng hệ số tương quan r2.

  • Cỡ mẫu: Mỗi quần thể muỗi được phân tích ít nhất 50 mẫu cho phân tích sinh học phân tử và 150 muỗi cái cho thử nghiệm sinh học với mỗi loại hóa chất.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và nuôi muỗi từ tháng 5/2016 đến tháng 10/2017; phân tích sinh học phân tử và thử nghiệm sinh học từ 2016 đến 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố và mật độ muỗi: Tổng cộng thu thập được 347 muỗi Ae. aegypti và 152 muỗi Ae. albopictus tại 4 địa điểm. Mật độ muỗi Ae. aegypti cao nhất tại Khánh Hòa với mật độ muỗi trung bình 0,80 con/nhà và chỉ số Breteau (BI) trên 30, vượt ngưỡng cảnh báo dịch. Mật độ muỗi Ae. albopictus thấp hơn nhiều, chủ yếu sống ngoài nhà.

  2. Độ nhạy cảm với hóa chất diệt côn trùng: Muỗi Ae. aegypti tại Hà Nội nhạy cảm hoàn toàn với DDT và Malathion (tỷ lệ chết 100%), nhưng tại các địa điểm khác như Nghệ An, Thanh Hóa và Khánh Hòa, muỗi có tỷ lệ chết dưới 80% với nhiều loại pyrethroid, cho thấy tính kháng cao. Ví dụ, tỷ lệ muỗi chết với Alpha cypermethrin tại Khánh Hòa chỉ đạt 42%, với Lambda cyhalothrin là 21%.

  3. Biểu hiện gen P450: Các gen CYP6BB2, CYP9M6, CYP9J26 và CYP9J28 đều có mức độ biểu hiện tăng đáng kể ở các quần thể muỗi kháng pyrethroid so với quần thể nhạy cảm, với mức khuếch đại gen (2-∆∆CT) trung bình từ 2 đến 5 lần tùy gen và địa điểm.

  4. Đột biến gen VGSC: Phát hiện các đột biến điểm liên quan đến tính kháng pyrethroid như Phe1534Cys với tần suất cao tại các quần thể muỗi Ae. aegypti ở Khánh Hòa và Nghệ An. Đột biến Val1016Gly xuất hiện với tần suất thấp hơn nhưng cũng góp phần vào tính kháng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sự phân bố không đồng đều của hai loài muỗi truyền bệnh sốt xuất huyết tại các địa điểm nghiên cứu, với Ae. aegypti chiếm ưu thế tại các khu vực đô thị và có mật độ cao hơn so với Ae. albopictus. Tính kháng hóa chất diệt côn trùng, đặc biệt là nhóm pyrethroid, đã được xác nhận ở nhiều quần thể muỗi, gây ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả kiểm soát véc-tơ.

Mức độ biểu hiện tăng của các gen P450 cho thấy cơ chế kháng chuyển hóa đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nhạy cảm với pyrethroid. Đồng thời, sự hiện diện của các đột biến trên gen VGSC khẳng định cơ chế kháng vị trí đích cũng góp phần làm giảm hiệu quả của hóa chất diệt.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, tần suất đột biến Phe1534Cys tương tự như các quần thể muỗi ở Thái Lan và Malaysia, trong khi tần suất đột biến Val1016Gly thấp hơn so với các quần thể ở Mỹ Latinh. Việc kết hợp phân tích sinh học phân tử và thử nghiệm sinh học giúp đánh giá toàn diện tính kháng, từ đó đề xuất các chiến lược kiểm soát phù hợp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biểu diễn tỷ lệ muỗi chết sau 24 giờ tiếp xúc với từng loại hóa chất và biểu đồ mức độ biểu hiện gen P450 theo từng địa điểm, cũng như bảng tần suất các đột biến gen VGSC.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường giám sát tính kháng hóa chất diệt côn trùng: Thực hiện giám sát định kỳ tại các vùng có mật độ muỗi cao, đặc biệt là các tỉnh miền Trung và miền Bắc, nhằm phát hiện sớm sự gia tăng tính kháng và điều chỉnh chiến lược kiểm soát kịp thời. Chủ thể thực hiện: Sở Y tế, Viện Sốt rét – Ký sinh trùng – Côn trùng Trung ương. Thời gian: hàng năm.

  2. Đa dạng hóa hóa chất sử dụng trong kiểm soát muỗi: Khuyến khích sử dụng luân phiên các nhóm hóa chất khác nhau, tránh lạm dụng pyrethroid để giảm áp lực chọn lọc gây kháng. Chủ thể thực hiện: Ban chỉ đạo phòng chống dịch các cấp. Thời gian: ngay lập tức và liên tục.

  3. Phát triển và áp dụng các biện pháp kiểm soát véc-tơ tích hợp: Kết hợp biện pháp hóa học với biện pháp sinh học, vật lý và quản lý môi trường nhằm giảm mật độ muỗi và hạn chế sự phát triển của tính kháng. Chủ thể thực hiện: Cộng đồng, chính quyền địa phương. Thời gian: dài hạn.

  4. Nâng cao năng lực nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học phân tử: Đầu tư trang thiết bị và đào tạo nhân lực để thực hiện các phân tích chuyên sâu về gen kháng, hỗ trợ đánh giá chính xác và nhanh chóng tình trạng kháng thuốc. Chủ thể thực hiện: Viện nghiên cứu, trường đại học. Thời gian: 2-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý y tế công cộng: Để xây dựng và điều chỉnh chính sách phòng chống sốt xuất huyết dựa trên dữ liệu khoa học về tính kháng hóa chất của véc-tơ truyền bệnh.

  2. Nhà nghiên cứu sinh học phân tử và côn trùng học: Nghiên cứu cơ chế kháng thuốc và phát triển các phương pháp giám sát tính kháng hiệu quả.

  3. Chuyên gia kiểm soát véc-tơ: Áp dụng kết quả nghiên cứu để lựa chọn hóa chất diệt côn trùng phù hợp, thiết kế các chương trình kiểm soát véc-tơ tích hợp.

  4. Cơ quan đào tạo và giáo dục: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo cho sinh viên và học viên cao học chuyên ngành động vật học, sinh học phân tử và y tế công cộng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần nghiên cứu tính kháng hóa chất diệt côn trùng ở muỗi?
    Tính kháng làm giảm hiệu quả của các biện pháp kiểm soát muỗi, dẫn đến nguy cơ bùng phát dịch sốt xuất huyết. Nghiên cứu giúp hiểu cơ chế kháng và đề xuất giải pháp phù hợp.

  2. Các gen P450 có vai trò gì trong tính kháng?
    Gen P450 mã hóa enzym monooxygenase tham gia phân hủy hóa chất diệt côn trùng, làm giảm nồng độ thuốc trong cơ thể muỗi, từ đó tăng khả năng sống sót.

  3. Đột biến gen VGSC ảnh hưởng thế nào đến tính kháng?
    Đột biến làm thay đổi cấu trúc kênh natri, giảm khả năng gắn kết của pyrethroid, khiến muỗi không bị ngã gục khi tiếp xúc với thuốc.

  4. Tại sao pyrethroid được sử dụng phổ biến nhưng lại gây ra tính kháng?
    Pyrethroid có hiệu quả cao và an toàn với người, nhưng sử dụng rộng rãi và lâu dài tạo áp lực chọn lọc, dẫn đến sự xuất hiện và lan truyền các quần thể muỗi kháng thuốc.

  5. Làm thế nào để kiểm soát muỗi khi đã xuất hiện tính kháng?
    Cần đa dạng hóa hóa chất, áp dụng biện pháp tích hợp, giám sát thường xuyên và nghiên cứu phát triển các công nghệ mới để kiểm soát hiệu quả.

Kết luận

  • Nghiên cứu xác định rõ sự phân bố và mật độ muỗi Ae. aegypti và Ae. albopictus tại 4 tỉnh Việt Nam, với mật độ muỗi Ae. aegypti cao tại Khánh Hòa và Thanh Hóa.
  • Phát hiện tính kháng pyrethroid phổ biến ở các quần thể muỗi, đặc biệt tại các vùng miền Trung và Bắc.
  • Mức độ biểu hiện gen P450 và các đột biến gen VGSC liên quan mật thiết đến tính kháng hóa chất diệt côn trùng.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh chiến lược kiểm soát véc-tơ và phòng chống sốt xuất huyết hiệu quả hơn.
  • Đề xuất các giải pháp giám sát, đa dạng hóa hóa chất và áp dụng biện pháp tích hợp nhằm giảm thiểu tác động của tính kháng.

Next steps: Triển khai giám sát tính kháng định kỳ, mở rộng nghiên cứu tại các vùng khác, và phát triển các công nghệ kiểm soát véc-tơ mới.

Call-to-action: Các cơ quan y tế và nghiên cứu cần phối hợp chặt chẽ để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn, nâng cao hiệu quả phòng chống dịch sốt xuất huyết tại Việt Nam.