Nghiên Cứu Sự Biểu Hiện Của Các Gen Liên Quan Đến Tính Kháng Hóa Chất Diệt Côn Trùng Của Muỗi Aedes Aegypti Và Aedes Albopictus

• Tác giả: Đoàn Minh Khiết
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trương Xuân Lam
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Động vật học
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Kháng Hóa Chất Diệt Côn Trùng Của Muỗi Aedes Aegypti Và Aedes Albopictus
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ SỐ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. SỰ CẦN THIẾT TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU
• 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ BỆNH SỐT XUẤT HUYẾT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 1.2.1. Tình hình mắc bệnh sốt xuất huyết trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình sốt xuất huyết ở Việt Nam
• 1.2.3. Tình hình sốt xuất huyết tại các tỉnh nghiên cứu
• 1.2.3.1. Tình hình sốt xuất huyết tại Hà Nội
• 1.2.3.2. Tình hình sốt xuất huyết tại Thanh Hóa
• 1.3. NGHIÊN CỨU VỀ MUỖI TRUYỀN BỆNH SỐT XUẤT HUYẾT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
• 1.3.1. Vai trò truyền bệnh của Ae. aegypti và Ae.
• 1.3.2. Tính kháng hóa chất diệt côn trùng của Ae. aegypti và Ae.
• 1.3.3. Hóa chất diệt côn trùng
• 1.3.4. Cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng
• 1.3.5. Tình hình nghiên cứu về muỗi truyền bệnh sốt xuất huyết ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Vật liệu thu thập muỗi tại thực địa
• 2.2.2. Dụng cụ, vật liệu cho thử nghiệm độ nhạy cảm tại phòng thí nghiệm và thực địa
• 2.2.3. Dụng cụ vật liệu cho kỹ thuật real-time PCR đánh giá biểu hiện của gen P
• 2.2.4. Dụng cụ, vật liệu cho kỹ thuật giải trình tự xác định các đột biến điểm trên gen quy định tính kháng knock down
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Thu thập muỗi tại các điểm nghiên cứu
• 2.3.2. Chọn mẫu, cỡ mẫu nghiên cứu
• 2.3.3. Các bước tiến hành
• 2.3.4. Biến số và đo lường biến số
• 2.3.5. Các chỉ số đánh giá
• 2.3.6. Phương pháp kiểm soát nhiễu và sai số trong nghiên cứu
• 2.3.7. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
• 2.4. ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHẠY CẢM CỦA MUỖI VỚI HÓA CHẤT DIỆT CÔN TRÙNG
• 2.4.1. Mẫu và cỡ mẫu nghiên cứu
• 2.4.2. Các bước tiến hành
• 2.4.3. Chỉ số đánh giá
• 2.4.4. Phương pháp kiểm soát nhiễu và sai số trong nghiên cứu
• 2.4.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
• 2.5. XÁC ĐỊNH BIỂU HIỆN CỦA GEN P450 BẰNG KỸ THUẬT REAL-TIME PCR
• 2.5.1. Mẫu và cỡ mẫu nghiên cứu
• 2.5.2. Các bước tiến hành
• 2.5.3. Chỉ số đánh giá
• 2.5.4. Phương pháp kiểm soát nhiễu và sai số trong nghiên cứu
• 2.5.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
• 2.6. XÁC ĐỊNH CÁC ĐỘT BIẾN ĐIỂM TRÊN KÊNH VẬN CHUYỂN NATRI LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH KHÁNG HÓA CHẤT CỦA AEDES AEGYPTI VÀ AEDES ALBOPICTUS
• 2.6.1. Mẫu và cỡ mẫu nghiên cứu
• 2.6.2. Các bước tiến hành
• 2.6.3. Chỉ số đánh giá
• 2.6.4. Phương pháp kiểm soát nhiễu và sai số trong nghiên cứu
• 2.6.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
• 2.7. ĐÁNH GIÁ MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA 3 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHẠY CẢM, TÍNH KHÁNG HÓA CHẤT CỦA CÁC QUẦN THỂ NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KẾT QUẢ THU THẬP MUỖI TỪ CÁC ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 3.1.1. Số lượng muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus thu thập tại các điểm nghiên cứu
• 3.1.2. Chỉ số muỗi và bọ gậy của Ae. aegypti và Ae. albopictus tại các điểm nghiên cứu
• 3.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHẠY CẢM VỚI HÓA CHẤT DIỆT CÔN TRÙNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM SINH HỌC
• 3.3. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐÁP ỨNG VỚI HÓA CHẤT BẰNG KỸ THUẬT REAL-TIME PCR
• 3.3.1. Kết quả nghiên cứu đối với các quần thể muỗi Aedes aegypti
• 3.3.2. Kết quả nghiên cứu đối với các quần thể muỗi Aedes albopictus
• 3.4. KẾT QUẢ GIẢI TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH CÁC ĐỘT BIẾN ĐIỂM TRÊN GEN VGSC
• 3.4.1. Kết quả nghiên cứu trên các quần thể muỗi Aedes aegypti
• 3.4.2. Kết quả nghiên cứu trên các quần thể muỗi Aedes albopictus
• 3.5. ĐÁNH GIÁ MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH KHÁNG VỚI HÓA CHẤT DIỆT CÔN TRÙNG
• 3.5.1. Mối tương quan giữa phương pháp thử nghiệm sinh học và xác định mức độ biểu hiện của các gen giải độc bằng kỹ thuật real-time PCR
• 3.5.2. Mối tương quan giữa thử nghiệm sinh học và các đột biến điểm liên quan đến tính kháng thuốc trên gen VGSC của các quần thể Ae.
• 3.5.3. Mối tương quan giữa thử nghiệm sinh học và các đột biến điểm liên quan đến tính kháng thuốc trên gen VGSC của các quần thể muỗi Ae.
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tính Kháng Hóa Chất Diệt Côn Trùng Muỗi

Sốt xuất huyết là một bệnh truyền nhiễm nguy hiểm do virus Dengue gây ra, lây lan chủ yếu qua muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus. Do chưa có vaccine phòng ngừa hiệu quả, việc kiểm soát véc-tơ truyền bệnh là biện pháp quan trọng nhất. Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi hóa chất diệt côn trùng đã dẫn đến sự phát triển tính kháng hóa chất ở muỗi, gây khó khăn cho công tác phòng chống dịch. Nghiên cứu về cơ chế kháng hóa chất và giám sát mức độ nhạy cảm của muỗi với các hóa chất là rất cần thiết để xây dựng chiến lược kiểm soát hiệu quả. Việc hiểu rõ về tính kháng ở từng khu vực địa lý giúp lựa chọn hóa chất phù hợp, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu này tập trung vào xác định mức độ biểu hiện gen và đột biến gen liên quan đến tính kháng hóa chất ở muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus tại Việt Nam.

1.1. Vai trò của Aedes aegypti và Aedes albopictus

Muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus là hai véc-tơ chính truyền bệnh sốt xuất huyết. Aedes aegypti thường phổ biến ở khu vực đô thị, trong khi Aedes albopictus thường xuất hiện ở khu vực nông thôn. Tuy nhiên, sự phân bố này đang thay đổi, với Aedes albopictus ngày càng xuất hiện nhiều hơn ở khu vực đô thị. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về vai trò của từng loài trong việc truyền bệnh ở các khu vực khác nhau để có biện pháp kiểm soát phù hợp. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng mặc dù cùng tồn tại, vai trò truyền bệnh của hai loài muỗi này có thể khác nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trường và tính kháng hóa chất.

1.2. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu tính kháng hóa chất

Sự gia tăng tính kháng hóa chất ở muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus là một thách thức lớn trong công tác phòng chống sốt xuất huyết. Việc sử dụng các loại hóa chất không hiệu quả do tính kháng không chỉ gây lãng phí nguồn lực mà còn tạo áp lực chọn lọc, thúc đẩy sự phát triển của tính kháng mạnh mẽ hơn. Nghiên cứu về tính kháng hóa chất giúp xác định các cơ chế kháng, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý tính kháng hiệu quả, như luân phiên sử dụng các loại hóa chất khác nhau hoặc áp dụng các biện pháp kiểm soát véc-tơ tích hợp.

II. Thách Thức Tính Kháng Thuốc Diệt Côn Trùng ở Muỗi Aedes

Việc kiểm soát muỗi Aedes gặp nhiều khó khăn do tính kháng hóa chất ngày càng gia tăng. Muỗi có thể phát triển tính kháng thông qua nhiều cơ chế, bao gồm thay đổi vị trí đích của hóa chất, tăng cường khả năng chuyển hóa và giải độc hóa chất. Sự lạm dụng hóa chất diệt côn trùng trong nông nghiệp và y tế cộng đồng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự phát triển tính kháng. Các nghiên cứu cho thấy tính kháng có thể lan rộng nhanh chóng trong quần thể muỗi, làm giảm hiệu quả của các biện pháp kiểm soát truyền thống. Điều này đòi hỏi sự thay đổi trong cách tiếp cận, tập trung vào các giải pháp bền vững và quản lý tính kháng một cách hiệu quả.

2.1. Cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng ở muỗi

Tính kháng ở muỗi Aedes phát triển qua nhiều cơ chế phức tạp. Kháng vị trí đích xảy ra khi có sự thay đổi trong protein mục tiêu của hóa chất, làm giảm khả năng liên kết của hóa chất. Kháng chuyển hóa liên quan đến việc tăng cường hoạt động của các enzyme giải độc, giúp muỗi phân hủy hóa chất nhanh hơn. Ngoài ra, muỗi còn có thể phát triển tính kháng bằng cách tăng cường khả năng bài tiết hóa chất ra khỏi cơ thể. Các đột biến trên gen VGSC (Voltage-gated sodium channel) là một ví dụ về kháng vị trí đích, trong khi sự tăng biểu hiện của các gen P450 liên quan đến kháng chuyển hóa.

2.2. Tác động của việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng

Việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng, dù mang lại hiệu quả tức thời, có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực. Áp lực chọn lọc từ hóa chất thúc đẩy sự phát triển tính kháng ở muỗi. Hóa chất cũng có thể gây hại cho các loài côn trùng có ích và ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Ngoài ra, tồn dư hóa chất trong môi trường có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Vì vậy, việc sử dụng hóa chất cần được thực hiện một cách thận trọng, có kiểm soát và kết hợp với các biện pháp kiểm soát véc-tơ khác để giảm thiểu tác động tiêu cực.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tính Kháng Của Muỗi Aedes Hiện Nay

Nghiên cứu tính kháng ở muỗi Aedes đòi hỏi sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau. Thử nghiệm sinh học là phương pháp truyền thống để đánh giá mức độ nhạy cảm của muỗi với hóa chất. Kỹ thuật sinh học phân tử, như PCR (Polymerase Chain Reaction) và giải trình tự gen, được sử dụng để xác định các đột biến gen và mức độ biểu hiện gen liên quan đến tính kháng. Các phương pháp này cung cấp thông tin chi tiết về cơ chế kháng và giúp dự đoán sự phát triển tính kháng trong tương lai. Việc so sánh kết quả từ các phương pháp khác nhau giúp xác định mối tương quan giữa tính kháng kiểu hình và tính kháng kiểu gen.

3.1. Thử nghiệm sinh học đánh giá tính kháng

Thử nghiệm sinh học là phương pháp trực tiếp đánh giá khả năng sống sót của muỗi khi tiếp xúc với hóa chất. Phương pháp này thường sử dụng ống nghiệm tẩm hóa chất hoặc phun hóa chất lên bề mặt. Tỷ lệ muỗi chết sau một khoảng thời gian nhất định được dùng để xác định mức độ nhạy cảm của quần thể muỗi với hóa chất đó. Thử nghiệm sinh học đơn giản, dễ thực hiện, nhưng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như điều kiện môi trường và tuổi của muỗi.

3.2. Kỹ thuật Real time PCR và giải trình tự gen

Kỹ thuật real-time PCR cho phép định lượng mức độ biểu hiện của các gen liên quan đến tính kháng, như các gen mã hóa enzyme giải độc. Giải trình tự gen được sử dụng để xác định các đột biến gen, đặc biệt là trên gen VGSC, liên quan đến tính kháng vị trí đích. Các kỹ thuật này cung cấp thông tin chi tiết về cơ chế kháng hóa chất ở cấp độ phân tử, giúp hiểu rõ hơn về sự tiến hóa của tính kháng trong quần thể muỗi.

3.3. Xác định đột biến điểm trên kênh vận chuyển natri

Gen VGSC (Voltage-gated sodium channel) đóng vai trò quan trọng trong dẫn truyền xung thần kinh ở côn trùng. Các đột biến điểm trên gen này có thể làm thay đổi cấu trúc của kênh natri, khiến cho hóa chất diệt côn trùng khó liên kết và gây độc. Việc xác định các đột biến điểm trên gen VGSC giúp đánh giá khả năng kháng hóa chất diệt côn trùng Pyrethroid ở muỗi. Các đột biến thường gặp bao gồm KDR (knock-down resistance) đột biến L1014F và L1014S.

IV. Kết Quả Tính Kháng Hóa Chất Diệt Côn Trùng Tại Việt Nam

Nghiên cứu tại Việt Nam cho thấy tính kháng hóa chất ở muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus đang gia tăng ở nhiều khu vực. Kết quả thử nghiệm sinh học cho thấy muỗi có khả năng sống sót cao hơn khi tiếp xúc với các loại hóa chất diệt côn trùng phổ biến. Phân tích gen cho thấy sự hiện diện của các đột biến gen liên quan đến tính kháng, cũng như sự tăng biểu hiện của các gen giải độc. Sự khác biệt về tính kháng giữa các khu vực cho thấy cần có các chiến lược kiểm soát véc-tơ phù hợp với từng địa phương.

4.1. Mức độ nhạy cảm của muỗi với hóa chất diệt côn trùng

Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ nhạy cảm của muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus với các hóa chất diệt côn trùng phổ biến như permethrin, deltamethrin, và DDT có sự khác biệt đáng kể giữa các vùng địa lý khác nhau. Một số quần thể muỗi có khả năng kháng rất cao, trong khi một số quần thể khác vẫn còn nhạy cảm. Mức độ kháng cao thường liên quan đến việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng quá mức trong nông nghiệp và y tế công cộng.

4.2. Tương quan giữa thử nghiệm sinh học và phân tích gen

Nghiên cứu đánh giá sự tương quan giữa kết quả thử nghiệm sinh học và các phân tích chuyên sâu về sinh học phân tử, từ đó đưa ra cơ sở cho việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng phù hợp nhất. Sự tương đồng này giúp xác định các marker phân tử có thể sử dụng để dự đoán tính kháng một cách nhanh chóng và hiệu quả, thay thế cho các thử nghiệm sinh học tốn thời gian.

V. Giải Pháp Quản Lý Tính Kháng Hóa Chất Diệt Côn Trùng Hiệu Quả

Để đối phó với tính kháng hóa chất, cần có một chiến lược quản lý tính kháng toàn diện. Điều này bao gồm việc giám sát thường xuyên mức độ nhạy cảm của muỗi với hóa chất, luân phiên sử dụng các loại hóa chất khác nhau, và áp dụng các biện pháp kiểm soát véc-tơ tích hợp. Cần tăng cường giáo dục cộng đồng về cách sử dụng hóa chất an toàn và hiệu quả, cũng như khuyến khích các biện pháp phòng bệnh cá nhân, như sử dụng màn chống muỗi và mặc quần áo dài tay. Nghiên cứu và phát triển các loại hóa chất mới và các phương pháp kiểm soát véc-tơ sáng tạo cũng là rất quan trọng.

5.1. Các biện pháp kiểm soát véc tơ tích hợp

Kiểm soát véc-tơ tích hợp (IVM) là một phương pháp tiếp cận toàn diện, kết hợp nhiều biện pháp khác nhau để kiểm soát muỗi, bao gồm loại bỏ nơi sinh sản của muỗi, sử dụng hóa chất một cách có trách nhiệm, và áp dụng các biện pháp sinh học, như sử dụng vi khuẩn Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) để tiêu diệt ấu trùng muỗi. IVM giúp giảm sự phụ thuộc vào hóa chất và giảm nguy cơ phát triển tính kháng.

5.2. Luân phiên hóa chất và quản lý tính kháng

Luân phiên sử dụng các loại hóa chất có cơ chế tác động khác nhau là một biện pháp quan trọng để làm chậm sự phát triển tính kháng. Điều này giúp giảm áp lực chọn lọc đối với một loại hóa chất cụ thể và ngăn chặn sự lan rộng của các gen kháng. Quản lý tính kháng đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan y tế, các nhà khoa học, và cộng đồng.

VI. Tương Lai Nghiên Cứu Hướng Phát Triển và Ứng Dụng Thực Tiễn

Nghiên cứu về tính kháng hóa chất ở muỗi Aedes cần tiếp tục được đẩy mạnh để đối phó với những thách thức ngày càng gia tăng. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc xác định các cơ chế kháng mới, phát triển các phương pháp giám sát tính kháng nhanh chóng và hiệu quả, và tìm kiếm các giải pháp kiểm soát véc-tơ sáng tạo. Ứng dụng công nghệ sinh học, như chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9, có thể mở ra những hướng đi mới trong việc kiểm soát muỗi Aedes. Quan trọng nhất, cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà khoa học, các cơ quan y tế, và cộng đồng để xây dựng một chiến lược phòng chống sốt xuất huyết bền vững.

6.1. Nghiên cứu về các cơ chế kháng hóa chất mới

Việc xác định các cơ chế kháng mới là rất quan trọng để dự đoán sự phát triển tính kháng trong tương lai và phát triển các loại hóa chất diệt côn trùng mới có thể vượt qua tính kháng hiện có. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định các gen và enzyme mới liên quan đến tính kháng, cũng như các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến sự phát triển tính kháng.

6.2. Ứng dụng công nghệ sinh học trong kiểm soát muỗi

Công nghệ sinh học, như chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9, có tiềm năng cách mạng hóa việc kiểm soát muỗi Aedes. CRISPR-Cas9 có thể được sử dụng để vô hiệu hóa các gen quan trọng trong sự phát triển của muỗi hoặc để truyền các gen gây chết vào quần thể muỗi. Tuy nhiên, việc sử dụng công nghệ này cần được thực hiện một cách thận trọng, với các đánh giá rủi ro kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn cho môi trường và sức khỏe con người.

Tổng quan nghiên cứu

Sốt xuất huyết Dengue (SXHD) là bệnh truyền nhiễm cấp tính do virus arbovirus gây ra, lây truyền qua muỗi vằn, đặc biệt là hai loài muỗi Aedes aegypti và Aedes albopictus. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm có khoảng 390 triệu người nhiễm SXHD trên toàn cầu, với hơn 2,5 tỷ người sống trong vùng nguy cơ. Tại Việt Nam, trung bình mỗi năm ghi nhận khoảng 100.000 ca mắc và gần 100 trường hợp tử vong, trong đó hơn 85% ca mắc tập trung ở miền Nam. Dịch bệnh có xu hướng gia tăng, đặc biệt tại các tỉnh miền Trung và miền Bắc như Hà Nội, Thanh Hóa, Khánh Hòa và Nghệ An.

Việc kiểm soát muỗi truyền bệnh hiện nay chủ yếu dựa vào hóa chất diệt côn trùng, trong đó nhóm pyrethroid được sử dụng rộng rãi do tính an toàn và hiệu quả. Tuy nhiên, sự xuất hiện tính kháng hóa chất diệt ở muỗi đã làm giảm hiệu quả kiểm soát, đe dọa công tác phòng chống dịch. Nghiên cứu này nhằm xác định mức độ biểu hiện của các gen liên quan đến tính kháng hóa chất diệt (đặc biệt là gen P450) và các đột biến trên gen kênh vận chuyển natri (VGSC) liên quan đến tính kháng pyrethroid của muỗi Ae. aegypti và Ae. albopictus tại bốn địa điểm ở Việt Nam: Hà Nội, Khánh Hòa, Nghệ An và Thanh Hóa trong giai đoạn 2015-2018.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm soát muỗi, từ đó đề xuất các chiến lược quản lý tính kháng hóa chất phù hợp nhằm giảm thiểu nguy cơ bùng phát dịch SXHD, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

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 vận chuyển natri, giảm khả năng gắn kết của pyrethroid, dẫn đến hiện tượng kháng knockdown (kdr). Các đột biến phổ biến gồm Ser989Pro, Ile1011Met, Val1016Gly và Phe1534Cys.

2. Tính kháng chuyển hóa (Metabolic resistance): Do sự tăng biểu hiện hoặc hoạt động của 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 nhiều liên quan đến kháng pyrethroid.

Các khái niệm chính bao gồm:

• Mật độ muỗi (MĐM): Số lượng muỗi cái trên mỗi nhà.
• Chỉ số Breteau (BI): Tỷ lệ dụng cụ chứa bọ gậy trên số hộ điều tra, dùng để đánh giá nguy cơ dịch.
• Tỷ lệ muỗi chết sau 24 giờ: Đánh giá độ nhạy cảm với hóa chất diệt.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Muỗi Ae. aegypti và Ae. albopictus được thu thập tại 4 địa điểm: Hà Nội, Khánh Hòa, Nghệ An, Thanh Hóa trong các năm 2015-2017. Mẫu muỗi được nuôi lên thế hệ F1 để thử nghiệm sinh học và phân tích sinh học phân tử.

• Phương pháp phân tích:

  • Thử nghiệm sinh học theo hướng dẫn của WHO (2016) với 6 loại hóa chất thuộc nhóm pyrethroid, carbamat và phospho hữu cơ, mỗi loại thử nghiệm với tối thiểu 150 muỗi cái.
  • Kỹ thuật real-time PCR để xác định mức độ biểu hiện của 4 locus gen P450 (CYP6BB2, CYP9M6, CYP9J26, CYP9J28) so với gen chuẩn RSP7.
  • Giải trình tự gen VGSC để xác định các đột biến điểm liên quan đến tính kháng.
  • 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).

• Timeline nghiên cứu: Từ tháng 4/2015 đến tháng 9/2018, bao gồm thu thập mẫu, thử nghiệm sinh học, phân tích sinh học phân tử và xử lý số liệu.

• Cỡ mẫu: Mỗi quần thể muỗi phân tích sinh học phân tử tối thiểu 50 mẫu, mỗi thử nghiệm sinh học tối thiểu 150 muỗi cái đủ tiêu chuẩn.

• Kiểm soát sai số: Tuân thủ quy trình chuẩn WHO, nhập liệu hai lần để đảm bảo độ chính xác, loại bỏ mẫu muỗi bị thương hoặc nhiễm ký sinh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân bố và mật độ muỗi:

   • Tổng số muỗi Ae. aegypti thu thập được tại 4 điểm nghiên cứu dao động từ 52 (Hà Nội) đến 125 con (Khánh Hòa), trong khi Ae. albopictus dao động từ 15 đến 71 con.
   • Mật độ muỗi (MĐM) Ae. aegypti tại Khánh Hòa cao nhất, đạt 0,80 con/nhà, vượt ngưỡng cảnh báo dịch (BI > 30).
   • Ae. albopictus có mật độ thấp hơn nhiều, chủ yếu sống ngoài nhà, bọ gậy tập trung trong dụng cụ chứa nước ngoài trời.

2. Độ nhạy cảm với hóa chất diệt:

   • Muỗi Ae. aegypti tại Hà Nội nhạy cảm hoàn toàn với DDT và malathion (tỷ lệ chết 100%).
   • Tại các tỉnh Khánh Hòa, Nghệ An, Thanh Hóa, muỗi Ae. aegypti thể hiện tính kháng mạnh với các hóa chất pyrethroid như alpha-cypermethrin (tỷ lệ chết 37-80%), deltamethrin (37-92%), lambda-cyhalothrin (21-95%) và permethrin (7-100%).
   • Muỗi Ae. albopictus có số lượng mẫu hạn chế, nhưng cũng cho thấy dấu hiệu kháng với một số hóa chất.

3. Biểu hiện gen P450:

   • Các locus gen CYP6BB2, CYP9M6, CYP9J26, 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) dao động từ khoảng 2 đến 5 lần.
   • Mức biểu hiện gen cao nhất ghi nhận tại quần thể muỗi Khánh Hòa, phù hợp với mức độ kháng hóa chất cao.

4. Đột biến gen VGSC:

   • Các đột biến điểm Ser989Pro, Ile1011Met, Val1016Gly và Phe1534Cys được phát hiện với tần suất khác nhau tùy theo địa điểm.
   • Đột biến Phe1534Cys có tần suất cao nhất, phổ biến ở hầu hết các quần thể muỗi Ae. aegypti và Ae. albopictus.
   • Mối tương quan chặt chẽ (r² > 0,6) giữa tần suất đột biến kdr và tỷ lệ muỗi kháng pyrethroid được ghi nhận.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự phân bố không đồng đều của hai loài muỗi truyền bệnh tại các địa điểm nghiên cứu, với Ae. aegypti chiếm ưu thế ở khu vực đô thị và Ae. albopictus phổ biến hơn ở vùng ngoại thành và nông thôn. Mật độ muỗi cao tại Khánh Hòa và Thanh Hóa tương ứng với nguy cơ dịch bệnh tăng cao tại các khu vực này.

Tính kháng hóa chất diệt, đặc biệt là pyrethroid, đã được xác nhận qua thử nghiệm sinh học và phân tích sinh học phân tử. Mức độ biểu hiện cao của các gen P450 và sự hiện diện phổ biến của các đột biến kdr trên gen VGSC là bằng chứng rõ ràng cho cơ chế kháng chuyển hóa và kháng vị trí đích. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế và trong nước trước đây, đồng thời nhấn mạnh sự cần thiết của việc giám sát liên tục tính kháng để điều chỉnh chiến lược kiểm soát muỗi.

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

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát tính kháng hóa chất diệt:

   • Thực hiện giám sát định kỳ tại các vùng dịch trọng điểm, đặc biệt là các tỉnh miền Trung và miền Bắc.
   • Sử dụng kết hợp thử nghiệm sinh học và phân tích sinh học phân tử để đánh giá toàn diện tính kháng.
   • Chủ thể thực hiện: Trung tâm kiểm soát bệnh tật các tỉnh, Viện Sốt rét – Ký sinh trùng – Côn trùng Trung ương.
   • Timeline: Hàng năm, đặc biệt trước mùa dịch.

2. Đa dạng hóa biện pháp kiểm soát muỗi:

   • Kết hợp sử dụng hóa chất diệt côn trùng với các biện pháp sinh học và vật lý như diệt bọ gậy, vệ sinh môi trường.
   • Ưu tiên sử dụng các loại hóa chất mới hoặc phối hợp hóa chất để hạn chế phát triển tính kháng.
   • Chủ thể thực hiện: Ban chỉ đạo phòng chống dịch các cấp, cộng đồng dân cư.
   • Timeline: Triển khai ngay và duy trì liên tục.

3. Nghiên cứu và phát triển các loại hóa chất diệt côn trùng mới:

   • Tập trung vào các hợp chất có cơ chế tác động khác biệt, ít bị kháng chéo với pyrethroid.
   • Chủ thể thực hiện: Viện nghiên cứu, các tổ chức khoa học công nghệ.
   • Timeline: Trung hạn (3-5 năm).

4. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng:

   • Tuyên truyền về tác hại của việc sử dụng hóa chất không đúng cách, khuyến khích các biện pháp phòng chống muỗi an toàn và hiệu quả.
   • Chủ thể thực hiện: Sở Y tế, các tổ chức xã hội, trường học.
   • Timeline: Liên tục, đặc biệt trước và trong mùa dịch.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành sinh học, côn trùng học:

   • Nắm bắt kiến thức chuyên sâu về cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng và phương pháp phân tích sinh học phân tử.
   • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu mới, ứng dụng kỹ thuật PCR và giải trình tự gen.

2. Cán bộ y tế công cộng và phòng chống dịch:

   • Hiểu rõ tình hình kháng thuốc của muỗi truyền bệnh để xây dựng chiến lược kiểm soát hiệu quả.
   • Use case: Lập kế hoạch giám sát và can thiệp phòng chống sốt xuất huyết.

3. Chính quyền địa phương và ban chỉ đạo phòng chống dịch:

   • Đánh giá nguy cơ dịch bệnh dựa trên mật độ muỗi và mức độ kháng thuốc để điều phối nguồn lực phù hợp.
   • Use case: Quyết định sử dụng hóa chất diệt côn trùng và các biện pháp kiểm soát khác.

4. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư:

   • Nâng cao nhận thức về phòng chống muỗi và sử dụng hóa chất an toàn.
   • Use case: Tham gia các chương trình vệ sinh môi trường, diệt bọ gậy, giảm thiểu nguy cơ dịch bệnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần nghiên cứu tính kháng hóa chất diệt ở muỗi truyền bệnh?
   Việc nghiên cứu giúp hiểu cơ chế kháng, đánh giá hiệu quả hóa chất hiện tại và đề xuất biện pháp kiểm soát phù hợp, tránh thất bại trong phòng chống dịch.

2. Các gen P450 đóng vai trò gì trong tính kháng pyrethroid?
   Gen P450 mã hóa enzym monooxygenase giúp phân hủy hóa chất diệt, làm giảm nồng độ thuốc trong cơ thể muỗi, góp phần tạo tính kháng chuyển hóa.

3. Đột biến kdr trên 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 mật độ muỗi và chỉ số Breteau quan trọng trong phòng chống dịch?
   Mật độ muỗi cao và chỉ số Breteau vượt ngưỡng cảnh báo cho thấy nguy cơ bùng phát dịch lớn, cần triển khai các biện pháp kiểm soát kịp thời.

5. Làm thế nào để hạn chế sự phát triển tính kháng hóa chất diệt?
   Đa dạng hóa biện pháp kiểm soát, sử dụng hóa chất luân phiên, kết hợp với biện pháp sinh học và vệ sinh môi trường, đồng thời giám sát tính kháng thường xuyên.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được mức độ biểu hiện cao của các gen P450 và sự hiện diện phổ biến của các đột biến kdr trên gen VGSC ở muỗi Ae. aegypti và Ae. albopictus tại Việt Nam, liên quan đến tính kháng pyrethroid.
• Mật độ muỗi và chỉ số bọ gậy tại Khánh Hòa và Thanh Hóa vượt ngưỡng cảnh báo, tương ứng với nguy cơ dịch SXHD cao.
• Kết quả thử nghiệm sinh học và phân tích sinh học phân tử có mối tương quan chặt chẽ, làm cơ sở khoa học cho việc lựa chọn hóa chất diệt côn trùng phù hợp.
• Đề xuất tăng cường giám sát, đa dạng hóa biện pháp kiểm soát và nâng cao nhận thức cộng đồng để giảm thiểu tác động của tính kháng hóa chất.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu tại các vùng khác, phát triển hóa chất mới và triển khai các chương trình đào tạo, tuyên truyền phòng chống dịch.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ cộng đồng khỏi nguy cơ sốt xuất huyết bằng cách áp dụng các biện pháp kiểm soát muỗi hiệu quả và bền vững!