VẮC XIN PHÒNG BỆNH THAN DO VI KHUẨN

Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis Trường ĐH Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Bộ Mơn Cơng Nghệ Sinh Học Lớp DH06SH TIỂU LUẬN: VẮC-XIN PHÒNG BỆNH THAN DO VI KHUẨN Bacillus anthracis Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Ngọc Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Trung MSSV:06126174 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis VẮC-XIN PHÒNG BỆNH THAN DO VI KHUẨN Bacillus anthracis I Đặt vấn đề: Bệnh than (hay gọi bệnh nhiệt thán) bệnh trực khuẩn Bacillus anthracis (B.anthracis) gây ra, gây bệnh gia súc người tiếp xúc với mầm bệnh Bệnh gây nhiểm trùng hoại tử quan có tỉ lệ tử vong cao không điều trị kịp thời B.anthracis dễ gây bệnh dạng bào tử dạng chúng khó tiêu diệt dễ lây bệnh tiếp xúc Dù bệnh phổ biến bệnh dễ lây lan, nguy hiểm, nguy tử vong cao nên B.anthracis trở thành lựa chọn hàng đầu để sản xuất vũ khí sinh học bào tử B.anthracis cho vào bao thư vận chuyển theo đường bưu điện gây bệnh cho người nhận (rất khó phát hiện) hay sử dụng bào tử phát tán khơng khí gây bệnh diện rộng tên lửa, máy bay, gió Đây mối lo ngại lớn cho nhiều quốc gia trước công khủng bố chạy đua chế tạo vắc-xin bệnh than hiệu an toàn cho người trọng bệnh than chưa có thuốc đặc trị nào, bệnh chữa trị loại thuốc kháng sinh nguy có chủng kháng thuốc Vậy loại vắc-xin bệnh than cho người cho gia súc sản xuất để chống lại bệnh nguy hiểm này? Bài tiểu luận nhằm cung cấp cách tổng quan sở khoa học gây bệnh B.anthracis, sở để nghiên cứu chế tạo vắc-xin bệnh than loại vắc-xin bệnh than sản xuất II Bệnh than I.1 Bệnh than gì? Bệnh than bệnh hay xảy động vật có vú, đặc biệt lồi ăn cỏ Và bệnh truyền sang người ăn phải thịt nhiễm bệnh hay tiếp xúc trực tiếp với bào tử B.anthracis, chưa có trường hợp lây trực tiếp từ người sang người khác Dựa vào đường xâm nhiểm bào tử B.anthracis mà ta có dạng bệnh tích xâm nhiễm qua vết xước da, qua đường hô hấp tiêu hóa Thể bệnh ngồi da thường gặp dễ chữa Nhiễm khuẩn hít phải tác nhân gây bệnh có tỉ lệ tử vong gần 100% sau khởi phát vài ngày Nhiễm bệnh qua đường tiêu hóa có tỉ lệ tử vong thay đổi tùy trường hợp, lên đến 100% Biểu lâm sàng thể nặng, bao gồm sốc đột tử, hệ tác động phức hợp ngoại độc tố vi khuẩn Là bệnh gặp tự nhiên Những báo cáo trường hợp bệnh người: có 18 ca bệnh than dạng phổi ghi nhận từ năm 1900 đến 1976 năm 1979 quan quân Sverdlovsk Nga nghiên cứu bệnh than rò rỉ phát tán mầm bệnh khơng khí nhiểm bệnh nhiều người 64 người thiệt mạng Năm 2001 vụ công khủng bố thư có bào tử bệnh than gửi đến cho 22 người đàn ông phụ nữ Hoa Kì, người số họ chết Ngày 29/10/2007, 20 người dân làng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis Wolotou đảo Flores thuộc tỉnh Đông Nusa Tenggara, Indonesia bị mắc bệnh than ăn phải thịt trâu chết bệnh than Cịn số trường hợp nhiễm bệnh ghi nhận số nước, nhiều nước có chương trình sản xuất vũ khí sinh học từ bệnh than II.2 Q trình sinh bệnh Bệnh than khởi phát nhiễm bào tử B.anthracis Ở mơi trường đất thích hợp, bào tử tồn dạng tiềm sinh vài thập kỷ Tất gen độc lực B anthracis xuất phát từ nảy mầm bào tử thể Hình 1: sinh lý gây bệnh bệnh than Bào tử B.anthracis thâm nhập vào lớp da, lớp niêm mạc tiêu hóa, khoang phế nang Trong thể bệnh da đường tiêu hóa, ví trí bào tử nảy mầm mức độ thấp gây phù hoại tử chổ Bào tử bị công đại thực bào nảy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis mầm Đại thực bào chứa vi khuẩn di chuyển đến hạch bạch huyết khu vực Trực khuẩn phát triển hạch gây viêm hạch huyết đưa vào máu Vi khuẩn lan truyền theo máu hạch bạch huyết tăng sinh gây nhiễm trùng huyết nặng ngoại độc tố tiết với nồng độ cao gây nhiểm độc tử vong Một số trường hợp nhiểm khuẩn tồn than gây viêm màng não Trong thể hô hấp, viêm hạch bạch huyêt quanh phế quản làm tắt dẫn lưu thông bạch huyết, dẫn đến phù phổi Bệnh nhân chết nhiểm khuẩn huyết, nhiễm độc biến chứng phổi Hình nhỏ cho thấy ảnh hưởng độc tố bệnh đại thực bào Trực khuẩn bệnh than tiết hai ngoại độc tố tác động tế bào ký chủ Độc tố gây phù adenat cyclase lệ thuộc calmodulin làm tăng nồng độ cAMP nội bào phần lớn loại tế bào kí chủ Điều làm rối loại can nội mơi gây phù nề độc tố gây chết metalloprotease kẽm gây tình trạng viêm thực bào, kích hoạt đường chuyển hóa phóng thích chất trung gian oxygen phản ứng sản xuất cytokin tiền viêm yếu tố hoại tử TNF – α interleukin – 1β gây sốc tử vong II.3 Biểu bệnh lâm sàn Dựa vào đường xâm nhiễm bệnh vào thể mà có loại bệnh than khác với biểu bệnh lâm sàn khác nhau: Bệnh than da Chiếm 95% trường hợp nhiễm bệnh than, thường tiếp xúc với động vật mắc bệnh Vị trí tổn thương thường đầu cổ, chi Tổn thương ban đầu da có dạng sẩn ngứa, khơng đau, xuất sau nhiễm bào tử 3-5 ngày Trong vòng 24-36 giờ, trở thành dạng bọng nước, bị hoại tử giữa, khô để lại vảy mục màu đen đặc trưng kèm phù chung quanh với bọng nước đỏ tím (Hình 2) Nếu loét hoại tử có mủ, đau bệnh nhân bị sốt chứng tỏ có bội nhiễm, thường tụ cầu liên cầu khuẩn (Edwards MS, 1992) Phù mặt, cổ thường lan rộng so với phù thân chi Mặc dù thể bệnh nhẹ, khỏi mà khơng có biến chứng để sẹo 80-90% số trường hợp, nên điều trị kháng sinh Phù ác tính biến chứng xảy ra, gặp vùng cổ ngực kèm triệu chứng sốc gây khó thở, địi hỏi phải dùng corticosteroid đặt ống nội khí quản Hình ảnh mơ học tổn thương da hoại tử, kèm phù nề thâm nhiễm bạch cầu lymphô Có thể nhuộm Gram phát trực khuẩn mơ da Bệnh than đường tiêu hóa họng-thanh quản Bệnh than đường tiêu hóa thể bệnh nặng Sau ăn thịt động vật mắc bệnh có chứa bào tử, xảy triệu chứng sốt, đau bụng lan tỏa kèm hồi ứng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis (rebound tenderness), táo bón tiêu chảy Phân có màu bã cà phê lẫn máu Sau khởi phát 2-4 ngày, xuất cổ trướng kèm với giảm đau bụng Dịch cổ trướng có mủ cấy nhuộm Gram phát B anthracis Khảo sát mơ học thấy trực khuẩn mơ bạch huyết niêm mạc niêm mạc vùng tổn thương; niêm mạc bị phù, hoại tử thâm nhiễm tế bào viêm Ngồi ra, cịn thấy chứng viêm bạch mạch mạc treo Biến chứng nặng chảy máu, rối loạn nước điện giải sốc Bệnh nhân chết thủng ruột nhiễm độc ngoại độc tố Nếu sống sót, triệu chứng thường lui dần vòng 10-14 ngày (Alizad A et al., 1995) Thể họng-thanh quản gặp thể tiêu hóa, nuốt phải bào tử bệnh than Những triệu chứng ban đầu gồm phù nề sưng hạch bạch huyết vùng cổ, nuốt đau khó thở Có thể nhìn thấy tổn thương họng dạng vết loét có màng giả Thể bệnh nhẹ có tiên lượng tốt thể tiêu hóa Bệnh than đường hơ hấp Thể bệnh gặp tự nhiên có tần suất cao trường hợp bào tử bệnh than dùng làm vũ sinh học Khi bào tử bệnh than dùng dạng khí dung, lan xa khí thâm nhập vào đường hô hấp gây bệnh với tỉ lệ tử vong cao Trong vụ dịch tai nạn Sverdlovsk (Liên Xơ cũ) năm 1979, có 1/5 số bệnh nhân sống sót (Meselson et al., 1994) Mặc dù phổi nơi nhiễm bào tử, bệnh than đường hô hấp viêm phổi thực thụ Ða số trường hợp khơng có dấu hiệu viêm phổi (Abramova FA et al., 1993; Albrink WS, 1961) Trái lại, bào tử đại thực bào phế nang bắt giữ đưa đến hạch bạch huyết quanh phế quản hạch trung thất Tại đây, chúng nảy mầm trực khuẩn B anthracis tăng sinh hạch bạch huyết, gây viêm bạch hạch xuất huyết, lan khắp thể đường máu Thời gian ủ bệnh ghi nhận vụ dịch Sverdlovsk khoảng 10 ngày, triệu chứng khởi phát muộn sau tiếp xúc đến tuần Thời gian ủ bệnh dài số lượng bào tử bị nhiễm Triệu chứng lâm sàng ban đầu gần giống nhiễm siêu vi đường hô hấp với sốt, ho khan, đau cơ, mệt mỏi Chụp X-quang lồng ngực từ đầu thấy rộng trung thất (do viêm bạch hạch xuất huyết) tràn dịch màng phổi Sau 1-3 ngày, bệnh trở nặng với khó thở, ho the thé, rét run tử vong Thể viêm màng não: Ðây biến chứng gặp Tổn thương bệnh học viêm màng não xuất huyết với phù lan rộng, xâm nhiễm tế bào viêm có trực khuẩn Gram dương màng não Dịch não tủy thường có máu vi khuẩn.Tình trạng thần kinh suy sụp nhanh sau tử vong LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis II.4 Chẩn đoán điều trị bệnh a Phương pháp chẩn đoán bệnh than Xét nghiệm huyết miễn dịch học Kháng nguyên B anthracis protein lớp vỏ thành phần ngoại độc tố Kỹ thuật ELISA sủ dụng để phát thành phần độc tố yếu tố bảo vệ kháng nguyên B.anthracis đặc hiệu Theo Sirisanthana cộng (1988), nghiên cứu huyết học Thái Lan, kỷ thuật ELISA cho thấy độ nhạy với độ đặc hiệu tùng nhân tố sau: 72% kháng nguyên bảo vệ (PA), 95-100% kháng nguyên vỏ bọc, 42% yếu tố chết (LF), 26% yếu tố phù (EF) Xét nghiệm vi ngưng kết hồng cầu gián tiếp cho kết tương tự ELISA có nhược điểm hồng cầu mẫu có tuổi thọ ngắn, khả lặp lại hạn chế, thời gian lâu Xét nghiệm miễn dịch ngoại độc tố bệnh than có giá trị dịch tễ học, có giá trị chẩn đốn lâm sàng, kháng thể xuất muộn diễn tiến bệnh Tuy vậy, test da với anthracin (chất trích từ chủng B anthracis giảm độc lực) giúp chẩn đốn 82% số trường hợp bệnh than sau khởi bệnh 1-3 ngày (Shlyakhov EN & Rubinstein E, 1996) Hiện nay, kỹ thuật chẩn đoán tập trung vào việc sử dụng phản ứng PCR để khuyếch đại gen đặc hiệu plasmid độc lực đặc hiệu B anthracis Kỹ thuật có ích để chẩn đoán sớm lâm sang b Điều trị bệnh Bệnh than bệnh độc tố B.anthracis chưa có thuốc kháng độc tố để điều trị bệnh Người bị mắc bệnh than thường điều trị kháng sinh Penicillin kháng sinh chọn lọc tác nhân gây bệnh, trực khuẩn bệnh than thiên nhiên đề kháng với penicillin Ngoài ra, B anthracis nhạy cảm với đa số kháng sinh thường dùng, ngoại trừ số thuốc có chứng kháng thuốc in vitro cefuroxime, cefotaxime, ceftazidime, aztreonam, trimetroprim + sulfamethoxazole Bảng tóm tắt thuốc điều trị bệnh than Cần dùng thuốc đường tĩnh mạch thể tiêu hóa, thể hơ hấp, thể màng não, thể ngồi da có biểu toàn thân, phù lan rộng tổn thương vùng đầu, cổ Kháng sinh cần dùng liên tục 14 ngày sau khơng cịn triệu chứng Nếu nghi ngờ kháng penicillin doxycylin, không thử độ nhạy cảm, nên dùng ciprofloxacin Theo khuyến nghị (26/10 /2001) Trung tâm Kiểm sốt Phịng Chống Bệnh (CDC) Hoa Kỳ, điều trị bệnh than thể hô hấp, từ đầu nên dùng ciprofloxacin doxycyclin cộng với hai kháng sinh khác có hoạt tính in vitro với B anthracis Chống định cắt lọc vết loét hoại tử Cần điều trị tăng dần để ngăn ngừa sốc nhiễm độc rối loạn nước-điện giải, bảo đảm thơng thống đường thở Vì bệnh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis than bệnh nhiễm độc nên có đề nghị dùng liệu pháp kháng độc tố Các thử nghiệm dùng kháng sinh động vật giai đoạn bệnh khác phát nguyên tắc "không quay lại" bệnh này, nghĩa tình trạng nhiễm bệnh phát triển đến mức đó, vật chết cho dù có diệt vi khuẩn, vật tiêm toxin gây chết tinh khiết chết y hệt vật nhiễm bệnh tự nhiên (Hanna PC et al, 1993; Hanna PC et al, 1994) Mặc dù vậy, chưa có chế phẩm kháng độc tố sản xuất Bảng 1: điều trị bệnh than LIỆU PHÁP Ðiều trị nhiễm khuẩn Penicillin V Penicillin G Streptomycin Tetracyclin Doxycyclin LIỀU NGƯỜI LỚN LIỀU TRẺ EM 200 - 500 mg uống ngày lần 25 - 50 mg/kg/ngày chia uống 2-4 lần/ngày triệu - 12 triệu đơn vị/ngày, 100.000 - 150.000 đơn vị/kg/ngày chia tiêm tĩnh mạch 4-6 4-6 30 mg/kg/ngày tiêm bắp tĩnh mạch (có thể dùng gentamicin phối hợp với penicillin)? 250 - 500 mg, uống tiêm Không dùng cho trẻ em tĩnh mạch lần/ngày Liều tải 200 mg uống tiêm Không dùng cho trẻ em 45 kg: dùng liều người lớn Erythromycin 250 mg uống 40 mg/kg/ngày chia uống Erythromycin 15 - 20 mg/kg/ngày (tối đa 4g), 20 - 40 mg/kg/ngày, tiêm tĩnh mạch lactobionat tiêm tĩnh mạch Chloramphenicol 50 - 100 mg/kg/ngày, uống 50 - 75 mg/kg/ngày, chia dùng tiêm TM giờ Ciprofloxacin 250 - 750 mg uống ngày lần 20 - 30 mg/kg/ngày, chia lần 200 - 400 mg tiêm tĩnh mạch Không dùng đường uống đường tĩnh mạch cho bệnh nhân < 18 tuổi 12 Hóa dự phịng Doxycyclin 100 mg uống ngày lần tuần Ciprofloxacin 500 mg uống ngày lần tuần Liệu pháp corticoid trường hợp phù nặng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu Luận Vắc-xin Phòng Bệnh Do Bacillus anthracis Dexamethason Predison 0,75 - 0,90 mg/kg/ngày, tiêm tĩnh mạch tiêm bắp, chia giờ? Uống - mg/kg - 60 mg/ngày 0,25 - 0,5 mg/kg 0,5 - mg/kg/ngày Ngoài người tiếp xúc với bào tử chưa có triệu chứng bị bệnh cần uống phịng doxycyclin ciprofloxacin tuần để ngăn ngừa bệnh Bảng 2: Điều trị dự phòng tiếp xúc với nguồn mầm bệnh than Loại trị liệu Người lớn (kể thai phụ người suy giảm miễn dịch) Trị liệu ban đầu Ciprofloxacin 500 mg uống 12 Doxycycline 100 mg uống 12 Trị liệu tối ưu Amoxicillin 500 mg uống vi khuẩn nhạy cảm với Doxycycline 100 thuốc mg uống 12 Trẻ em Ciprofloxacin 10-15 mg/kg uống 12 Doxycycline 100 mg uống ngày lần trẻ >8 tuổi >45 kg Amoxicillin 500 mg uống trẻ >20 kg; uống 40 mg/kg chia lần/ngày trẻ