ĐẶT VẤN ĐỀ Virut Rota đƣợc phát hiện vào đầu những năm 70 của thế kỷ XX, là một virut ARN sợi đôi, thuộc họ Reovitridae [37]. Virut Rota là một trong những nguyên nhân quan trọng nhất gây viêm dạ dày ruột mà không do vi khuẩn ở trẻ nhỏ dƣới 5 tuổi. Tuy nhiên ngƣời ta cũng quan sát thấy ở trẻ lớn hơn và cả ở ngƣời lớn. Virus rota đƣợc đánh giá là đã gây ra 40% trong tổng số vụ nhập viện do tiêu chảy của trẻ dƣới 5 tuổi trên toàn cầu và gây ra mỗi năm 100 triệu ca tiêu chảy cấp cùng 450 đến 800 nghìn ca tử vong [67].
Ở các nƣớc phát triển có 35% - 52% trẻ em bị tiêu chảy cấp (TCC) do virut Rota. Còn ở các nƣớc đang phát triển, virut Rota là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tiêu chảy và tử vong ở trẻ dƣới 2 tuổi. Ƣớc tính hàng năm ở những nƣớc này có trên 12,5 triệu trẻ em dƣới 5 tuổi bị TCC do virut Rota và khoảng 873.000 trƣờng hợp tử vong [50],[51]. Tại Việt Nam, hàng năm tỷ lệ mắc tiêu chảy do virut Rota chiếm trên 50% trong số trẻ dƣới 5 tuổi bị tiêu chảy vào điều trị tại 1 số bệnh viện Nhi lớn của Việt Nam.
Số trẻ chết do virut Rota chiếm từ 4% - 8% trong tổng số trẻ dƣới 5 tuổi bị chết vì mọi nguyên nhân [6]. Bệnh lây lan theo đƣờng phân – miệng, từ ngƣời sang ngƣời nên trong điều kiện vệ sinh của nƣớc ta còn kém thì bệnh rất dễ lây lan thành vụ dịch lớn. Virut Rota khi xâm nhập vào cơ thể nhân lên ở ruột non, phá hủy tế bào trụ niêm mạc ruột gây ra các rối loạn dẫn đến tình trạng mất nƣớc và điện giải, bệnh nhân suy sụp rất nhanh nếu không đƣợc chuẩn đoán và điều trị kịp thời rất dễ dẫn đến tử vong. Hiện nay, trên thế giới đã cấp phép lƣu hành hai loại vắc xin là: vắc xin Rotarix của hãng Glaxo Smith Kline và Rotateq của Merck.
Các vắc xin này đƣợc sử dụng ở nhiều quốc gia nhƣng hiệu lực bảo vệ lại khác nhau theo khu vực, điều này đƣợc giải thích là do tính đa dạng về di truyền của các chủng virut Rota và sự lƣu hành các chủng có sự biến đổi theo không gian và thời gian [6,8]. Tại Việt Nam đã sản xuất đƣợc vắc xin virut Rota uống, từ chủng phổ biến G[1]P[8] đã đƣợc làm giảm độc lực Kết quả thử nghiệm lâm sàng đƣợc đánh giá là đạt về mức độ an toàn trên cơ thể ngƣời lớn và trẻ em [5]. Việc giám sát dịch tễ học 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Phương Thuý và xác định đặc tính của các chủng virut Rota trong thời gian dài trên thế giới cũng nhƣ tại Việt Nam, trƣớc và sau khi sử dụng vắc xin là cơ sở đánh giá hiệu quả của các vắc xin đang sử dụng, sự biến đổi bất thƣờng của các chủng virut Rota để từ đó có hƣớng phát triển vắc xin mới hiệu quả hơn. Xuất phát từ thực tiễn trên, để góp phần đánh giá tình hình tiêu chảy cấp do virut Rota ở Việt Nam, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: “ Nghiên cứu đặc tính virut Rota gây bệnh tiêu chảy ở trẻ em vào bệnh viện Nhi Khánh Hòa năm 2010” nhằm các mục tiêu sau: 1.
Xác định tỷ lệ bệnh nhi bị tiêu chảy cấp do virut Rota tại bệnh viện Nhi Khánh Hòa và mối liên quan của bệnh này với yếu tố mùa, tuổi, giới. Xác định đặc tính các týp virut Rota lƣu hành tại bệnh viện Nhi Khánh Hòa. 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Phương Thuý 5. CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 SƠ LƢỢC LỊCH SỬ PHÁT HIỆN VIRUT ROTA Năm 1943, Jacob Light và Horace Hodes đã chứng minh rằng các tác nhân đi qua màng lọc vi khuẩn có khả năng gây ra tiêu chảy cho bò.
Năm 1972, Kapikian lần đầu tiên phát hiện ra chủng virut có liên quan đến bệnh tiêu chảy và đặt tên là Norwalk[14].F và cộng sự quan sát bằng kính hiển vi điện tử mảnh sinh thiết ruột non của trẻ em chết vì bệnh tiêu chảy cấp thấy có virut giống nhƣ Reovirus (Reovirus – like), có đƣờng kính 70nm và ông đặt tên cho virut này là Rotavirus vì hình thể của nó rất giống cái bánh xe với các nan hoa. Bryden, Midleton cũng đề cập tới vai trò của virut Rota trong bệnh viêm dạ dày ruột. Sau này những nghiên cứu về hình thái học bằng âm bản những lát cắt cực mỏng của tổ chức nhiễm virut Rota, quan sát dƣới kính hiển vi điện tử cho phép xác định virut Rota thuộc họ Reoviridae [15,18]. Ở Việt Nam mãi đến năm 1980 mới nghiên cứu và xác định virut này là nguyên nhân chính gây nên bệnh tiêu chảy ở trẻ em.
Từ năm 1998 đến nay, đƣợc sự hợp tác và tài trợ của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa bệnh tật CDC-Atlantta- Mỹ, Trung tâm nghiên cứu, sản xuất vắc xin và Sinh phẩm y tế đã tiến hành giám sát bệnh tiêu chảy do virut Rota và xác định các chủng lƣu hành phổ biến tại Việt Nam [6,8].2 HÌNH THÁI VÀ CẤU TRÖC 1.1 Hình thái Hạt virut trƣởng thành dạng khối cầu 20 mặt, đƣờng kính khoảng 75nm. Dƣới kính hiển vi điện tử virut Rota giống hệt nhƣ một cái bánh xe có các gai ngắn và một cái vành rất nhẵn. Tên “Rota” tiếng La tinh có nghĩa là “bánh xe” xuất phát từ hình thái của nó.[58] 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Phương Thuý Hình 1. Hình ảnh virut Rota chụp dƣới kính hiển vi điện tử [58] 1.2 Cấu trúc Virut Rota có dạng khối cầu 20 mặt, đƣờng kính khoảng 75nm, chuỗi nucleocapsit của virut đƣợc tạo thành bởi 3 vòng xoắn đồng tâm.
Vỏ Capsit của virut Rota có dạng đối xứng 20 mặt, 132 capsomer sắp xếp đối xứng xoắn [15,19,58] Cấu trúc capsit của virut Rota gồm 3 lớp rõ rệt. Lớp ngoài chứa protein cấu trúc VP4 và VP7. Lớp trong chứa protein cấu trúc VP6 là loại kháng nguyên đặc hiệu nhóm, chiếm 50% hạt virut và có thể đƣợc phát hiện trong kỹ thuật ELISA. Lớp lõi chứa protein cấu trúc VP1, VP2 và VP3.
Các nghiên cứu bằng kỹ thuật điện di miễn dịch và kính hiển vi điện tử đã khẳng định: Capsit trong mang kháng nguyên đặc hiệu nhóm, capsit ngoài mang kháng nguyên đặc hiệu týp, nhân của virut không mang tính kháng nguyên. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Phương Thuý Hình 2. Hình minh họa cấu trúc của virut Rota Chú thích : Neutralization antigen: Kháng nguyên trung hoà Subgroup antigen : Kháng nguyên phân nhóm Core : Lõi Hệ gen: Bộ gen của virut rota gồm 11 đoạn ARN sợi kép, có độ lớn khoảng 18.555 cặp bazơ, trọng lƣợng phân tử của 11 đoạn ƣớc tính từ 10. Mỗi gen có khối lƣợng phân tử từ 2.106 Dalton và mã hoá cho một protein cấu trúc hoặc không cấu trúc, trừ gen 9 và gen 11 [8,13,28].
Đặc điểm chuỗi nucleotit các đoạn gen của virut Rota [16,18] Đoạn gen Số cặp Bazơ Tỷ lệ G + C ( %) Số axit amin 1 3.581 33,90 491 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Phương Thuý Đoạn gen Số cặp Bazơ Tỷ lệ G + C ( %) Số axit amin 6 1.799 Khi điện di trên gel polyacrylamit 11 gen này chia làm 4 khu vực [30,44] - Khu vực I gồm các đoạn gen 1, 2, 3 và 4 có khối lƣợng phân tử cao nhất (theo bảng 1 và hình 2) khi chạy trên gel polyacrylamit sẽ chạy chậm nhất. - Khu vực II gồm các đoạn 5 và 6. - Khu vực III gồm các đoạn 7, 8, 9. - Khu vực IV gồm các đoạn 10 và 11 có khối lƣợng phân tử thấp nhất, khi chạy điện di trên bản gel sẽ chạy nhanh nhất.
Protein Hạt virut chứa ít nhất 6 protein cấu trúc [6,21,37]: - Các gen 1, 2, 3 và 6 mã hoá cho các protein VP1, VP2, VP3 và VP6. - Đoạn gen 4, 9 mã hoá cho các protein capsit lớp ngoài VP4 và VP7. Đặc điểm protein của virut Rota đƣợc trình bày ở bảng 2 nhƣ sau: 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Phương Thuý Bảng 2. Các gen và protein của virut Rota [6,8] Sản Khối lƣợng Vị trí Đoạn phẩm phân tử trong hạt Chức năng gen protein protein virut 125.005 Bao quanh ARN polymerase phụ thuộc ARN, liên kết với 1 VP1 (125K) sợi ARN ARN sợi đơn, tạo phức hợp với VP3 102.431 Bao quanh 2 VP2 Kích thích tái tạo ARN của virut (94K) sợi ARN Enzyme Guanylyl transferase xúc tác 98.120 Bao quanh 3 VP3 cho quá trình gắn mũ 5‟của mARN trong (88K) sợi ARN quá trình cải biến trƣớc dịch mã 86.782 Capsít Ngƣng kết hồng cầu, kháng nguyên 4 VP4 (88K) lớp ngoài trung hòa 58.654 Không Không có vai trò cho sinh trƣởng của 5 NSP1 (53K) cấu trúc virut 44.816 Capsít 6 VP6 Cấu trúc và kháng nguyên đặc hiệu loài (41K) lớp trong Làm tăng hoạt tính của mARN virut và 34.600 Không 7 NSP3 ngừng tổng hợp protein trong tế bào vật (34K) cấu trúc chủ 36.700 Không NTPase tham gia đóng gói hạt virut và 8 NSP2 (35K) cấu trúc sao chép hệ gen 37.368 Capsít Protein cấu trúc và kháng nguyên trung 9 VP7 (38K) lớp ngoài hòa 20.290 Không Độc tố ruột, vai trò trong quá trình hình 10 NSP4 (28K) cấu trúc thành hạt virut 21.725 Không 11 NSP5 Độc tố ruột ( 26K) cấu trúc 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Phương Thuý + Protein cấu trúc Ba protein mang tính đặc hiệu kháng nguyên của virut là VP4, VP6 và VP7 [22,25,58]: - VP4 là một protein nhạy cảm với proteasa (P serotype) là kháng nguyên có đặc tính ngƣng kết hồng cầu.
Nhờ enzym protease phân hủy, VP4 đƣợc phân cắt một cách đặc hiệu thành VP5* và VP8* giúp cho sự xâm nhập của virut vào tế bào. VP4 định ra týp P của virut Rota. - VP6 là kháng nguyên chung cho các dƣới nhóm của virut Rota. Chúng đƣợc sử dụng trong các thử nghiệm phát hiện nhiễm virut Rota nhóm A.
- VP7 là một glycoprotein (G serotype) là kháng nguyên trung hoà đặc hiệu cho týp huyết thanh, định ra týp G của virut Rota [16,20,22,25,35] Ngoài ra các protein nằm trong lõi cũng có vai trò rất quan trọng trong quá trình nhân lên của virut Rota: - VP1 là enzym ARN polymerase nằm trong lõi hạt virut tham gia vào quá trình phiên mã tạo ra các phân tử mARN và tạo ra các bản sao genom ARN cho các hạt virion mới .