Luận án tiến sĩ nghiên cứu một số đặc điểm dịch tễ học phân tử gen k13 và đáp ứng của plasmodium falciparum với dihydroartemisinin piperaquin phosphat ở một số vùng sốt rét lưu hành

Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu một số đặc điểm dịch tễ học phân tử gen k13 và đáp ứng của plasmodium falciparum với, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng góp

• Tác giả: Đỗ Mạnh Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Bùi Quang Phúc
• Trường học: Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Côn trùng Trung Ương
• Chuyên ngành: Dịch tễ học
• Đề tài: Nghiên cứu dịch tễ học phân tử gen K13 và đáp ứng của Plasmodium falciparum với dihydroartemisinin piperaquin phosphat
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ y học
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tình hình bệnh sốt rét trên thế giới và Việt Nam
• 1.2. Sốt rét và một số yếu tố liên quan dịch tễ bệnh sốt rét
• 1.3. Các thuật ngữ và định nghĩa liên quan tới kháng thuốc
• 1.3.1. Đột biến gen K13
• 1.3.2. Tình hình ký sinh trùng Plasmodium falciparum kháng thuốc sốt rét
• 1.3.2.1. Trên thế giới
• 1.3.2.2. Tại Việt Nam
• 1.3.3. Hiệu lực điều trị, tính dung nạp và độ an toàn của DHA-PPQ
• 1.3.3.1. Tính dung nạp của phối hợp thuốc DHA-PPQ
• 1.3.3.2. Hiệu lực điều trị và độ an toàn của phối hợp DHA-PPQ
• 1.3.4. Các kỹ thuật đánh giá kháng thuốc do quần thể P.
• 1.3.4.1. Kỹ thuật in vivo đánh giá nhạy - kháng thuốc trên lâm sàng
• 1.3.4.2. Kỹ thuật in vitro đánh giá ký sinh trùng P. falciparum kháng thuốc
• 1.3.4.3. Các kỹ thuật sinh học phân tử
• 1.3.5. Một số yếu tố thuận lợi cho KSTSR phát triển và hình thành kháng
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mô tả một số đặc điểm dịch tễ học phân tử đột biến gen K13
• 2.2. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Đánh giá đáp ứng của ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum
• 2.4.1. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu
• 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5. Đánh giá nhạy cảm của ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum
• 2.5.1. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu
• 2.5.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Mô tả đặc điểm dịch tễ học phân tử đột biến gen K13
• 3.2. Đặc điểm chung của bệnh nhân nhiễm Plasmodium falciparum
• 3.3. Phân tích đặc điểm các vị trí đột biến trên gen K13 của P.
• 3.4. Đặc điểm về đột biến gen K13 của quần thể P.
• 3.5. Tỷ lệ đột biến gen K13 của 5 tỉnh thực hiện nghiên cứu
• 3.6. So sánh tỷ lệ đột biến gen K13 của các quần thể P.
• 3.7. Đánh giá đáp ứng của ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum với
• 3.7.1. Đặc điểm chung về dân số của nhóm nghiên cứu
• 3.7.2. Tỷ lệ, đặc điểm đột biến gen K13 của nhóm nghiên cứu in vivo
• 3.7.3. Thời gian làm sạch ký sinh trùng và cắt sốt sau điều trị DHA-PPQ
• 3.7.4. Hiệu lực phác đồ DHA-PPQ trong điều trị sốt rét do P.
• 3.8. Đánh giá nhạy cảm của P. falciparum với thuốc sốt rét trên in vitro
• 3.8.1. Đặc điểm đột biến gen K13 của ký sinh trùng P.
• 3.8.2. Đánh giá nhạy cảm của P. falciparum với thuốc sốt rét
• 3.8.3. Mối liên quan giữa đột biến gen k13 của ký sinh trùng P.
• 3.8.4. Mô tả một số đặc điểm dịch tễ học phân tử đột biến gen K 13 của Plasmodium falciparum tại 5 tỉnh có sốt rét lưu hành nặng
• 3.9. Đánh giá đáp ứng của ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum với thuốc dihydroartemisinin - piperaquin phosphat tại các điểm nghiên cứu
• 3.10. Đánh giá nhạy cảm của ký sinh trùng P. falciparum với một số thuốc sốt rét trên thử nghiệm in vitro tại Gia Lai
• TÍNH KHOA HỌC, TÍNH MỚI
• MỘT SỐ ĐIỂM HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
• NHỮNG CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đặc điểm dịch tễ học phân tử gen K13

Nghiên cứu về dịch tễ học phân tử gen K13 của Plasmodium falciparum đã chỉ ra rằng gen này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng kháng thuốc của ký sinh trùng. Các đột biến trong gen K13 đã được ghi nhận là chỉ điểm phân tử liên quan đến kháng thuốc artemisinin. Tại Việt Nam, tỷ lệ đột biến gen K13 ở các tỉnh như Bình Phước, Gia Lai, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Quảng Trị cho thấy sự gia tăng đáng kể trong những năm gần đây. Việc phân tích các đột biến này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế kháng thuốc mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc điều trị và phòng ngừa sốt rét. Theo nghiên cứu, tỷ lệ đột biến gen K13 ở các tỉnh nghiên cứu dao động từ 10% đến 30%, cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các khu vực. Điều này có thể liên quan đến các yếu tố như môi trường, điều kiện sống và thói quen sử dụng thuốc của người dân.

1.1. Phân tích đặc điểm các vị trí đột biến trên gen K13

Các vị trí đột biến trên gen K13 của Plasmodium falciparum đã được phân tích kỹ lưỡng. Những đột biến phổ biến như C580Y, P553L và C469F đã được xác định là có liên quan chặt chẽ đến khả năng kháng thuốc. Nghiên cứu cho thấy rằng các đột biến này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị mà còn có thể làm tăng nguy cơ tái phát bệnh. Việc theo dõi các đột biến này là cần thiết để đánh giá tình hình kháng thuốc trong cộng đồng. Các kỹ thuật sinh học phân tử như PCR đã được áp dụng để xác định các đột biến này một cách chính xác. Kết quả cho thấy rằng việc phát hiện sớm các đột biến gen K13 có thể giúp cải thiện chiến lược điều trị và giảm thiểu tỷ lệ thất bại trong điều trị sốt rét.

II. Đánh giá đáp ứng của Plasmodium falciparum với dihydroartemisinin piperaquin phosphat

Đánh giá đáp ứng của Plasmodium falciparum với thuốc dihydroartemisinin-piperaquin phosphat (DHA-PPQ) cho thấy hiệu quả điều trị giảm dần theo thời gian. Nghiên cứu cho thấy rằng tỷ lệ đáp ứng lâm sàng đầy đủ (ACPR) đã giảm từ 97,8% xuống còn 80% trong vòng vài năm qua. Điều này cho thấy sự xuất hiện của kháng thuốc và cần có các biện pháp can thiệp kịp thời. Thời gian làm sạch ký sinh trùng cũng kéo dài, với thời gian cắt sốt ngày D3 tăng lên đáng kể. Việc theo dõi hiệu quả điều trị của DHA-PPQ là rất quan trọng để đảm bảo rằng các phác đồ điều trị vẫn còn hiệu quả trong việc kiểm soát bệnh sốt rét. Các nghiên cứu lâm sàng cho thấy rằng việc kết hợp giữa DHA và piperaquin có thể cải thiện hiệu quả điều trị, tuy nhiên, cần tiếp tục theo dõi để đánh giá tính bền vững của hiệu quả này.

2.1. Tính nhạy cảm của ký sinh trùng với thuốc

Nghiên cứu về tính nhạy cảm của Plasmodium falciparum với DHA-PPQ cho thấy rằng các mẫu ký sinh trùng thu thập từ các tỉnh nghiên cứu có sự khác biệt rõ rệt về độ nhạy cảm. Kỹ thuật in vitro đã được sử dụng để đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của ký sinh trùng dưới tác động của DHA và piperaquin. Kết quả cho thấy rằng một số mẫu ký sinh trùng đã thể hiện khả năng kháng thuốc, với IC50 tăng lên so với các mẫu trước đó. Điều này cho thấy rằng việc giám sát thường xuyên tình trạng kháng thuốc là cần thiết để điều chỉnh các phác đồ điều trị phù hợp. Việc phát hiện sớm các dấu hiệu kháng thuốc sẽ giúp cải thiện hiệu quả điều trị và giảm thiểu nguy cơ tái phát bệnh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh sốt rét là một bệnh truyền nhiễm, do ký sinh trùng Plasmodium spp. của ngƣời gây nên. Bệnh lây theo đƣờng máu, do muỗi Anopheles spp. Theo báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO, 2021), trên toàn thế giới năm 2020 ƣớc tính có khoảng 241 triệu ca mắc sốt rét, 627.000 ngƣời tử vong.

Số mắc sốt rét tăng khoảng 14 triệu ca bệnh và tăng khoảng 69.000 ngƣời tử vong so với năm 2020, trong đó có khoảng 47.000 ngƣời chết liên quan đến việc bị gián đoạn cung cấp các biện pháp phòng chống, chẩn đoán, điều trị bệnh trong bối cảnh đại dịch Covid. Khu vực châu Phi chiếm 90% số ca mắc và tử vong sốt rét trên thế giới [107], [108]. Ở Việt Nam theo số liệu chƣơng trình phòng chống sốt rét năm 2015 cả nƣớc có 9331 bệnh nhân sốt rét trong đó tập chung chủ yếu ở ven biển Miền Trung, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ [28]. Một trong những khó khăn và là một trong những thách thức trong lộ trình loại trừ sốt rét là ký sinh trùng sốt rét (KSTSR) đã kháng với hầu hết các thuốc đang dùng, ngoại trừ một số thuốc phối hợp có gốc artemisinin và dẫn chất [103].

Artemisinin và dẫn chất là thành phần quan trọng trong thuốc phối hợp (ACTs) để điều trị sốt rét Plasmodium falciparum (P. falciparum) kháng thuốc [28]. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã khuyến cáo sử dụng các loại thuốc ACTs tại nhiều nƣớc, kể cả Việt Nam [103]. Tuy nhiên, đến năm 2005, WHO đã ghi nhận P.

falciparum giảm nhạy với ACTs và đến cuối năm 2008 thì báo cáo P. falciparum biểu hiện kháng artemisinin tại tỉnh Pailin, Campuchia - nơi giáp biên giới với Thái Lan, từ đó lan rộng kháng ra 5 nƣớc thuộc Tiểu vùng sông Mê Kông (Lào, Thái Lan, Myanmar, Việt Nam) [103]. Ở Việt Nam thuốc phối hợp dihydroartemisinin- piperaquin (DHA-PPQ) đƣợc lựa trọn đƣa vào điều trị sốt rét do P. falciparum, giai đoạn từ 2005-2010 tỷ lệ đáp ứng lâm sàng đầy đủ (ACPR) từ 97,8% đến 100%, nhƣng sau đó thời gian cắt ký sinh trùng ngày càng kéo dài, ký sinh trùng ngày D3 đã tăng lên nhanh chóng, năm 2012 là 30,6%, 2 năm 2014 là 36% (Bình Phƣớc) [16], Gia Lai 24,1% (2015) [12], Khánh Hòa 17,4% D3 (2014) [17].

Gần đây, một số đột biến trong gen K13 đã đƣợc xác định nhƣ các chỉ điểm phân tử liên quan chặt chẽ kháng thuốc artemisinin của P. falciparum trong các nghiên cứu lâm sàng cũng nhƣ tại các chủng tại phòng thí nghiệm [40]. Việc kết hợp dữ liệu phân tích chỉ điểm phân tử đột biến gen K13 và hiệu lực thuốc dihydroartemisinin-piperaquin phosphate trên các bệnh nhân là cần thiết, góp phần đánh giá chính xác tình hình P. falciparum kháng thuốc tại các vùng sốt rét lƣu hành.

Ngoài thử nghiệm in vivo và tìm chỉ điểm phân tử, thử nghiệm in vitro đóng vai trò quan trọng giám sát nhạy-kháng trên các mẫu phân lập P. falciparum thu thập tại thực địa, giúp nhận định tình hình kháng chính xác và quan trọng trong thay đổi chính sách thuốc [40]. Với ý tƣởng kết hợp giữa phân tích các đột biến gen K13 và theo dõi hiệu quả điều trị của thuốc sốt rét dihydro artemisinin - piperaquin trên bệnh nhân là cần thiết, góp phần đánh giá chính xác hơn tình hình P. falciparum kháng artemisinin thuốc tại các vùng sốt rét lƣu hành.

Để đánh giá tình hình nhạy- kháng thuốc trên in vivo, in vitro và các chỉ điểm phân tử K13 liên quan kháng trên quần thể P. falciparum, đề tài luận án “Nghiên cứu một số đặc điểm dịch tễ học phân tử gen K13 và đáp ứng của Plasmodium falciparum với dihydroartemisinin-piperaquin phosphat ở một số vùng sốt rét lƣu hành tại Việt Nam” đƣợc thực hiện nhằm các mục tiêu sau: Mục tiêu nghiên cứu: 1. Mô tả một số đặc điểm dịch tễ học phân tử đột biến gen K13 của Plasmodium falciparum tại 5 tỉnh Bình Phƣớc, Gia Lai, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Quảng Trị năm 2016 – 2018. Đánh giá đáp ứng của ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum với thuốc dihydroartemisinin - piperaquin phosphat tại các điểm nghiên cứu.

Đánh giá nhạy cảm của ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum với thuốc sốt rét bằng kỹ thuật in vitro tại Gia Lai. 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình bệnh sốt rét trên thế giới và Việt Nam 1. Sốt rét và một số yếu tố liên quan dịch tễ bệnh sốt rét Sốt rét là một bệnh truyền nhiễm lan truyền qua đƣờng máu gây nên bởi ký sinh trùng Plasmodium spp.

thông qua muỗi Anopheles cái đốt qua da và truyền các thoa trùng ký sinh trùng sốt rét (KSTSR) vào máu. Bệnh sốt rét tồn tại trong cộng đồng cần có 3 yếu tố: Tác nhân gây bệnh KSTSR, muỗi Anopheles spp. truyền và quần thể ngƣời trong cộng đồng. Ngoài ra, còn một số yếu tố khác ảnh hƣởng đến sự tồn tại và phát triển của bệnh nhƣ môi trƣờng, kinh tế, xã hội.

Trong đó, nguồn bệnh là bệnh nhân sốt rét (BNSR), ngƣời mang KSTSR lạnh hay không triệu chứng. Sốt rét lan truyền từ ngƣời này qua ngƣời khác nhờ trung gian truyền bệnh, đó là muỗi Anopheles spp., có nhiều loại muỗi Anopheles spp. nhƣng hiện nay có ít nhất 62 loài có khả năng truyền bệnh sốt rét ở các vùng trên thế giới [4]. Theo tổ chức Y tế thế giới (TCYTTG) hiện nay có ít nhất 5 loài Plasmodium spp.

gây bệnh cho ngƣời đƣợc ghi nhận, trong đó nghiêm trọng nhất là P. falciparum, số còn lại P. knowlesi có thể gây thể bệnh nhẹ hơn và thƣờng ít dẫn đến tử vong (WHO, 2009) [101]. Việt Nam, có 2 loài chủ yếu P.

falciparum chiếm 60-70% trong cơ cấu, thƣờng gây sốt rét nặng, đa biến chứng và tử vong. vivax chiếm 30-40%, gây sốt rét cách nhật, tái phát xa, loài P. ovale có tỷ lệ thấp, riêng P. knowlesi mới phát hiện vào năm 2008 [4].

Tại Việt Nam có 3 vector chính gồm An. epiroticus và một số vector phụ nhƣ An. Muỗi đốt ngƣời có KST thể giao bào, tiếp đó giao bào phát triển thành thoa trùng trong cơ thể muỗi, khi đó muỗi đốt ngƣời và thoa trùng sẽ từ tuyến nƣớc bọt của 4 muỗi qua ngƣời [4]. Cơ thể cảm thụ gồm ngƣời lành, chƣa có miễn dịch sốt rét hoặc đã có miễn dịch nhƣng đã giảm thấp.

Tình hình mắc sốt rét trên thế giới và Việt Nam Theo báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới, ƣớc tính năm 2019 có khoảng 229 triệu trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét ở 87 quốc gia có sốt rét lƣu hành, giảm 3,78% so với năm 2000 (229/238 triệu). Tỷ lệ mắc bệnh sốt rét trên 1.000 dân số nguy cơ giảm từ 80 (năm 2000) xuống 58 (năm 2015) và 57 (năm 2019). Từ năm 2000 đến năm 2015, tỷ lệ mắc bệnh sốt rét toàn cầu đã giảm 27,00% và từ năm 2015 đến năm 2019 số mắc giảm dƣới 2,00%, cho thấy tốc độ giảm đã chậm hơn sau năm 2015. Toàn cầu có 29 quốc gia có số mắc cao nhất chiếm 95,00%, trong đó có 5 quốc gia chiếm cao nhất nhƣ Nigeria (27,00%), Cộng hòa Congo (12,00%), Uganda (5,00%), Mozambique (4,00%) và Niger (3,00%) chiếm khoảng 51,00% tất cả các trƣờng hợp trên toàn cầu [107], [108].

Tại Khu vực Châu Phi ƣớc tính có khoảng 215 triệu trƣờng hợp bệnh sốt rét năm 2019 chiếm khoảng 94,00%; Mặc dù năm 2019 có số mắc thấp hơn so với năm 2000 (204 triệu) và tỷ lệ mắc bệnh sốt rét giảm từ 363 (năm 2000) xuống 225 trƣờng hợp (năm 2019) trên 1000 dân số nguy cơ; Tuy nhiên sự phức tạp về thay đổi lây truyền bệnh một cách nhanh chóng đó chính là sự gia tăng dân số. Dân số sống ở Khu vực Châu Phi tăng từ khoảng 665 triệu năm 2000 lên 1,1 tỷ ngƣời trong năm 2019 [107], [108]. Ở Khu vực Đông Nam Á có số mắc sốt rét chiếm khoảng 3,00% gánh nặng trên toàn cầu. Số trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét giảm 73,00%, từ 23 triệu năm 2000 xuống còn khoảng 6,3 triệu năm 2019.

Tỷ lệ mắc bệnh ở khu vực này giảm 78,00%, từ khoảng 18 trƣờng hợp trên 1000 dân số chung năm 2000 còn 4 trƣờng hợp trong năm 2019 [107]. Ấn Độ đóng góp mức giảm tuyệt đối lớn từ 20 triệu trƣờng hợp năm 2000 xuống còn 5,6 triệu trƣờng hợp năm 2019. Sri Lanka đƣợc chứng nhận không có bệnh sốt rét trong năm 2015 và Timor-Leste báo cáo không có sốt rét trong năm 2018 và 2019 [107], [108]. 5 Các trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét ở Khu vực Đông Địa Trung Hải giảm 26,00%, từ khoảng 7 triệu ngƣời năm 2000 xuống còn 5 triệu trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét năm 2019.

Khoảng một phần tƣ số trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét năm 2019 là P.vivax, chủ yếu ở Afghanistan và Pakistan. Trong giai đoạn 2000 - 2019, tỷ lệ mắc bệnh sốt rét ở Khu vực Đông Địa Trung Hải giảm từ 20 xuống 10 trên 1.000 dân số nguy cơ. Sudan là nƣớc đóng góp hàng đầu cho bệnh sốt rét ở khu vực này, chiếm khoảng 46,00% trƣờng hợp. Quốc gia Iran không có sốt rét nội địa trong năm 2018 và 2019.

Khu vực Tây Thái Bình Dƣơng ƣớc tính có khoảng 1,7 triệu trƣờng hợp vào năm 2019, giảm 43,00% (1,7/3 triệu trƣờng hợp) so với năm 2000. Trong cùng kỳ, tỷ lệ mắc bệnh sốt rét giảm từ 5 xuống còn 2 trƣờng hợp trên 1000 dân số chung. Quốc gia Papua New Guinea chiếm gần 80% tổng số các trƣờng hợp bệnh ở khu vực này vào năm 2019. Trung Quốc không có trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét nội địa từ năm 2017.

Malaysia đã không có trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét trong năm 2018 và 2019 [108]. Tại Khu vực Châu Mỹ, số trƣờng hợp mắc bệnh sốt rét giảm 40,00% (từ 1,5 triệu xuống 0,9 triệu) và tỷ lệ mắc bệnh giảm 57,00% (từ 14 xuống 6). Tiến bộ của khu vực trong những năm gần đây đã bị sự gia tăng số mắc sốt rét ở Venezuela, nơi có khoảng 35.500 trƣờng hợp (năm 2000) tăng lên hơn 467. Brazil, Colombia và Venezuela chiếm hơn 86,00% tổng số mắc sốt rét ở khu vực này [107].

Việt Nam năm 2016 cả nƣớc có 4.161 bệnh nhân sốt rét , năm 2017 có 4.548 bệnh nhân, năm 2018 có 4813 bênh nhân và năm 2019 có 4.665 bệnh nhân đến năm 2020 số bệnh nhân mắc sốt rét giảm mạnh chỉ còn 1. Tỷ lệ cơ cấu ký sinh trùng P. falciparum tại tỉnh Bình Phƣớc năm 2016 có 715 trƣờng hợp chiếm 64,41%, tỉnh Khánh Hòa năm 2016 có 294 trƣờng hợp bệnh nhân P. tỉnh Gia Lai năm 2016 có 269 trƣờng hợp P.

falciparum chiếm 67,27%, tỉnh Ninh Thuận có 252 bệnh nhân P. falciparum chiếm 79,52%, tỉnh Quảng Trị có 46 bệnh nhân P. 6 Quảng trị Gia Lai Khánh Hòa Bình phƣớc Ninh Thuận Hình 1. Phân bố ký sinh trùng sốt rét năm 2016 tại Việt Nam 1.