Đánh giá kết quả điều trị viêm màng não do nấm cryptococcus neoformans ở bệnh nhân HIV AIDS

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nấm Cryptococcus neoformans (C neoformans) nguyên hàng đầu gây viêm màng não bệnh nhân AIDS [63] Đây bệnh nhiễm trùng hệ thần kinh trung ương với đặc điểm viêm màng não tăng tế bào lympho Bệnh có tỉ lệ tử vong cao để lại di chứng mù, rối loạn tâm thần, liệt…nếu không chẩn đoán sớm điều trị kịp thời [21] C neoformans loại nấm có khả gây bệnh người động vật Loại nấm thường phát triển phân chim bồ câu, phân lập gỗ mục bạch đàn số loài Nam Mỹ [40] Bệnh không lây truyền từ động vật sang người Người nhiễm bệnh tiếp xúc trực tiếp hít phải bào tử nấm phát tán khơng khí, có trường hợp lây qua ghép tạng tạng ghép lấy người bị nhiễm nấm C neoformans thường gây bệnh địa suy giảm miễn dịch, đặc biệt bệnh nhân nhiễm HIV/AIDS, gây bệnh hầu hết quan như: viêm màng não, nhiễm khuẩn huyết, viêm phổi, nhiễm trùng da, viêm gan, viêm tim, viêm phúc mạc vv…, viêm màng não thể bệnh thường gặp [48], [52], [71] Bệnh tìm thấy khắp khu vực giới với tỉ lệ nhiễm tử vong khác Ở nước phát triển, tỉ lệ bệnh vào khoảng 5-10% Tại Mỹ, châu Âu, châu Úc, tỉ lệ viêm màng não nấm C neoformans bệnh nhân HIV/AIDS khoảng 5- 10 %, tỉ lệ tử vong vào khoảng 6% [7], [40] Ở vùng châu Phi cận Sahara viêm màng não nấm C neoformans nguyên gây tử vong bệnh nhân HIV/AIDS, tỉ lệ mắc cao, tới 64-91% tỉ lệ tử vong vào khoảng 30-50%, đặc biệt vùng Zimbabwe tỉ lệ lên tới 45% [40], [53] Ở Đông Nam Á tỉ lệ bệnh 25 -30% [34] Ở Thái Lan 19-38% [53] Tại Việt Nam, nghiên cứu bệnh nhân AIDS Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới TP Hồ Chí Minh vào năm 2003 cho thấy tỉ lệ mắc bệnh vào khoảng 12,2%, tỉ lệ tử vong viêm màng não nấm C neoformans chiếm tới 17 % nguyên gây tử vong nhiễm trùng hội bệnh nhân AIDS [4], miền Bắc chưa có số thống kê rõ ràng Cho đến nay, tiếp cận điều trị, tỉ lệ tử vong di chứng bệnh cao Để tìm hiểu sâu đặc điểm bệnh, khả đáp ứng với điều trị nhằm hướng tới kiểm soát tốt hơn, giảm tỉ lệ nhiễm tử vong viêm màng não C neoformans bệnh nhân HIV/ AIDS, tiến hành nghiên cứu với mục tiêu: Nghiên cứu đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng viêm màng não nấm Cryptococcus neoformans bệnh nhân HIV/AIDS Bước đầu đánh giá kết điều trị viêm màng não nấm Cryptococcus neoformans bệnh nhân HIV/AIDS Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm sinh vật học nấm Cryptococcus neoformans 1.1.1 Lịch sử phát Cryptococcus neoformans loại nấm men phát lần vào năm 1894 Ý F Sanfelice từ loại nước ép đào Cùng năm đó, nghiên cứu bệnh học Đức, Otto Busse phân lập nấm từ tổn thương xương chày bệnh nhân lần C neoformans xác định tác nhân gây bệnh cho người Một năm sau, bác sĩ phẫu thuật Abraham Buschke phân lập loại nấm từ bệnh nhân tương tự [45], [52], [76] Những năm sau đó, có nhiều báo cáo loại nấm bệnh nhân ung thư Năm 1905, Von Hansemann giới thiệu ca bệnh viêm màng não nấm C neoformans [52] Tiếp theo đó, người ta mơ tả ca nhiễm trùng C neoformans phổi, thận nhiều quan khác Ban đầu, loại nấm mang nhiều tên gọi khác như: Saccharomyces hominis, Cryptococcus hominis, Torula histolytica, Debaryomyces hominis Sau đó, tên nấm thống gọi Cryptococcus neoformans theo tác giả F Sanfelice [22], [45] Trước đây, người ta cho nấm C neoformans có giống, C neoformans var neoformans (gồm typ huyết (gọi tắt typ) A, D, AD) C neoformans var gattii (gồm typ B, C) Hiện nay, người ta khẳng định có giống C neoformans grubii (typ A), gattii (typ B, C) neoformans (typ D), C neoformans var gattii dần coi loài riêng biệt gọi tên C bacillisporus Nấm C neoformans var neoformans gọi Filobasidiella neoformans [45], [52], [67] 1.1.2 Đặc điểm sinh vật học 1.1.2.1 Đặc điểm hình thể C neoformans loại nấm có hình thái thay đổi tùy theo điều kiện sống nuôi cấy [9] Kiểu hình thái C neoformans nấm men, đường kính tế bào khoảng 5-10 µm, bao ngồi nang (capsule) hình cầu hình bầu dục, kích thước nang thay đổi từ 1-50 µm [52], [62] Hình ảnh nấm C.neoformans dạng men nhuộm mực tàu Trích ảnh: Gross L, PLoS Biology Vol 4/12/2006, e427 Hình ảnh dạng sợi nấm C.neoformans ni cấy 25 0C Trích ảnh : VTCC-Y-0479 Hình Hình ảnh nấm C neoformans Khi nhuộm Gram, tế bào nấm bắt màu Gram dương với tế bào nấm hình bầu dục, bao quanh vách mỏng, đường kính thay đổi Có tế bào nấm nảy chồi quan sát Khi nhuộm mực tàu, C neoformans xuất vịng trịn có quầng sáng bao quanh tối [47] Trong điều kiện định (khi nuôi cấy 25 0C, với điều kiện dinh dưỡng thấp, khơ, bóng tối có kích thích pheromone), nấm C neoformans có kiểu hình dạng khác hình sợi giả sợi Ở kiểu hình giả sợi, sợi nấm uốn quăn lại, thẳng, hình vịng với độ dài từ 15-150µm chúng phân nhánh với số lượng nhánh khác [54], [75] 1.1.2.2 Tính chất ni cấy C neoformans mọc mơi trường thạch Sabouraud dextrose, thạch máu cừu, thạch chocolate môi trường khác nhiệt độ từ 20-37 0C vịng 48h - 72h Tuy nhiên, nhiệt độ thích hợp cho nấm phát triển 370C [52], [54] C neoformans phát triển tốt môi trường chứa khoảng % CO2, pH kiềm lượng nhỏ chất sắt Mơi trường ni cấy có lượng nhỏ chất sắt có tác dụng kích thích tổng hợp capsule nấm [52], [ 79] Trên môi trường thạch Sabouraud dextrose 25-370C, nấm C neoformans mọc thành khuẩn lạc lồi, mịn, nhày, màu trắng màu kem, đường kính đến vài milimet [52], [61] Trên môi trường thạch Niger Seed, nấm mọc thành khuẩn lạc lồi, nhày có màu vàng vàng nâu [76] Khuẩn lạc nấm C.neoformans thạch Bird Seed Trích ảnh: Mycology online Khuẩn lạc nấm C neoformans thạch Sabouraud Trích ảnh: Red Book Online Visual Library, 2009 Hình Khuẩn lạc nấm C neoformans môi trường nuôi cấy C neoformans tăng trưởng nhanh hay chậm phụ thuộc vào chủng điều kiện nuôi cấy Một vài môi trường có chứa chất xycloheximid, nồng độ glucose cao có mặt số vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis Proteus vulgaris có khả ức chế phát triển nấm [76] Các yếu tố nhiệt độ, nồng độ thẩm thấu, nồng độ CO 2, độ pH ảnh hưởng tới phát triển capsule Nhiệt độ cao từ 39 - 40 0C thấp ức chế tăng trưởng nấm Nồng độ CO2 mức sinh lý làm tăng tổng hợp kích thước capsule, nồng độ CO2 cao nấm sản suất capsule với kích thước nhỏ Mơi trường có độ thẩm thấu cao (chứa glucose 16% NaCl 2,9%), pH acid làm giảm sản xuất capsule [52], [79], [80] 1.1.2.3 Tính chất hóa sinh Tính chất hóa sinh có khác chủng nấm, điều sử dụng làm xét nghiệm để nhận biêt chủng nấm gây bệnh bệnh nhân Tất lồi C.neoformans khơng lên men với lactose, maltose, galactose, trehalose, dulcite, salicin, sorbitol, adonitol inulin; nấm có khả thủy phân tinh bột, đồng hóa inositol, sản xuất protease [52], [61] C neoformans var gatti kháng với canavanine có khả đồng hóa glycin nên phát triển môi trường canavanine glycine bromothymol blue, chúng làm thay đổi màu môi trường từ màu vàng sang màu xanh, cịn C neoformans var neoformmans khơng có tính chất [52], [76] C neoformans có khả tổng hợp creatinin determinase, urease diphenol oxidase [52] 1.1.2.4 Kháng nguyên yếu tố độc lực Các chủng C neoformans khác độc tính động vật Độc tính nấm nhiều yếu tố gây nên, độc tố làm tăng mức độ sinh bệnh nấm Các yếu tố độc lực nấm C neformans nhắc đến bao gồm: capsule, sản phẩm cryptoccocal (polysaccharide capsule thành phần ngoại tế bào), melanin, manitol yếu tố superoxide dismutase, proteases, phospholipase B, lysophospholipase [44] a Capsule (nang) Yếu tố độc lực C neoformans polysaccharides capsule mà thành phần glucuronoxylomannan (GXM), ngồi cịn có galactoxylomannan (GalXM) mannoprotein (MP) Các capsule tổng hợp từ tế bào chất tế bào nấm, kích thước thay đổi tùy thuộc vào chủng điều kiện môi trường phát triển [28], [76], [62] Vào năm 2004, Zaragoza nghiên cứu nhận thấy nồng độ glucose cao có tác dụng ức chế phát triển capsule mơi trường có dinh dưỡng với mật độ loãng dextrose pH 7,3 có tác dụng tăng cường sản xuất capsule [79] Rất khó để nghiên cứu cấu trúc capsule kỹ thuật kính hiển vi điện tử làm thay dổi cấu trúc tế bào nấm men, người ta xác định thành phần capsule kỹ thuật cộng hưởng từ hạt nhân [25], [76] Capsule có tác dụng giúp tế bào nấm né tránh thực bào đại thực bào, bạch cầu mono bạch cầu trung tính cách trình bày bề mặt làm cho tế bào thực bào nhận biết tiêu diệt Các capsule tế bào nấm tích điện âm bề mặt gây lực đẩy tĩnh điện vi sinh vật, làm giảm khả gắn kết thực bào tế bào thực bào [44] Mặt khác, capsule ngăn cản cảm ứng trực tiếp thể vật chủ với thành phần tế bào nấm, làm sản xuất thiếu cytokine TNFα cần thiết cho phản ứng miễn dịch bảo vệ thể chống lại C neoformans, sản xuất thiếu TNFα ngăn chặn phản ứng miễn dịch thể làm cho bệnh tiến triển nặng lên Vai trò IL-1β4, IL-6 phản ứng miễn dịch chống lại C neoformans chưa xác định rõ có nhiều khả thiếu hụt cytokin làm giảm đáp ứng miễn dịch vật chủ tạo điều kiện thuận lợi cho nhiễm cryptoccoci [44] Như vậy, capsule cần thiết giúp cho tế bào nấm sống sót tế bào thực bào Nó cịn có tác dụng hoạt hóa bổ thể, làm giảm đáp ứng với kháng thể ức chế di chuyển bạch cầu [23], [24], [52], [76] Người ta nghiên cứu thấy capsule phân tách cách tự capsule đột biến có độc tính capsule chủng hoang dại Những ca bệnh nhiễm capsule tự capsule nhỏ có đáp ứng viêm mạnh từ phía vật chủ gây bệnh nặng Kích thước capsule ống nghiệm thể sống khác làm cho độc lực khác độc lực khơng tương quan hồn tồn với kích thước capsule Capsule cần thiết khơng đủ khả gây bệnh [52] Capsule mã hóa gene cap10, cap59, cap60 cap64 Gene capsule tìm thấy gene cap59, có mặt tất giống C neoformans, quy ước kiểu hình độc tính nấm Nếu thiếu gene capsule kết đột biến, tế bào nấm dễ dàng bị bắt nuốt bạch cầu trung tính đại thực bào có mặt máu Chức gen capsule, đặc biệt gene cap59 trao đổi chất với ngoại bào tiết số hợp chất, chủ yếu GXM [28], [29], [52] Cả kháng nguyên GXM, GalXM, MP phân tách từ môi trường nuôi cấy nhờ phương pháp lọc tủa với ethanol số hợp chất khác hexadecyltrimethylammonium bromide chúng khác týp huyết thanh, GXM MP có hiệu riêng rẽ hệ thống miễn dịch [17] GXM (glucuronoxylomannan) kháng nguyên , đặc trưng cho týp huyết thanh, cấu trúc lớp capsule Người ta dựa vào kháng nguyên để phân C neoformans thành týp A, B, C, D, AD Người ta tạo kháng thể đơn dòng kháng lại GXM tinh khiết kết hợp, phản ứng đặc biệt với GXM enzyme miễn dịch Các tài liệu chứng minh vai trị quan trọng GXM việc quy định tính đặc thù týp huyết Cấu tạo GXM bao gồm thành phần liên kết với α-D-mannopyranan, β-D-xylopyranosyl (Xylp), P-D- glucopyranosyluronic acid (GlcpA) 6-O-acetyl substituents Tùy theo cách xếp với số lượng khác thành phần mà tạo kiểu typ huyết khác [17] GXM điều kiện thích hợp có tác dụng ức chế đại thực bào sản xuất kháng thể Sự khác độc tính chủng typ A tương quan với khả chống lại đại thực bào phế nang khơng phải khác biệt kích thước capsule hay mức độ thực bào Đây chất hoạt hóa mạnh đường bổ thể, làm lắng đọng iC3b chất gây opsonin bên bên capsule [52] MP (mannoprotein) thu từ chất lọc mơi trường ni cấy tìm thấy sản phẩm phân cắt vách tế bào nấm phương pháp học MP cấu tạo từ nhiều phân tử Manose, cịn có phân tử Gal, Xyl MP kháng nguyên thứ yếu, tham gia vào đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, chịu trách nhiệm cho phản ứng mẫn muộn, kháng thể kháng lại MP tìm thấy huyết người [17] GalXM giống MP, kháng nguyên thứ yếu, loại kháng nguyên hòa tan liên kết với vỏ tế bào nấm GalXM cấu tạo Xyl, Man, Gal Kháng thể đơn đa dòng dược sử dụng để nhận biết có mặt GalXM bề mặt tế bào nấm, nhiên vai trò kháng nguyên miễn dịch chưa chứng minh [17] Như đáp ứng miễn dịch chủ yếu nhiễm nấm C neoformans qua trung gian tế bào tế bào T đóng vai trò quan trọng [17], [52], [76] Hiện người ta cịn tinh chế từ mơi trường ni cấy loại kháng ngun mới, chất glycoprotein có tính acid có khối lượng 115 kDa Nó ngưng kết với loại kháng thể đơn dòng mà phản ứng yếu ớt với manoprotein Trên test miễn dịch, huyết bệnh nhân phản ứng mạnh mẽ với kháng nguyên [52] b Manitol Trong ống nghiệm thể sống, C neoformans tổng hợp sử dụng manitol qua chế loại polyo Những nghiên cứu phịng thí nghiệm đưa giả thuyết khả tổng hợp tích lũy manitol C neoformans cần thiết cho chủng hoang dại tồn thích ứng với điều kiện môi trường [52] Manitol dehydrogenase tìm thấy nấm C neoformans có tác dụng tăng cường hoạt động gen Qua nghiên cứu, người ta phát thấy manitol hoạt động chất thẩm thấu nội bào [79] Một đột biến gây sản xuất thiếu manitol gây cản trở hoạt động tế bào nấm phản ứng ngăn cản thực bào bạch cầu đa nhân đại thực bào người Như vậy, manitol sản xuất tế bào nấm tích lũy lại bên tế bào tạo áp suất bên tế bào Nồng độ cao manitol hệ thần kinh trung ương góp phần dẫn đến phù não Mặt khác manitol có khả loại trừ gốc hydroxyl, C neoformans sản xuất D-manitol giúp bảo vệ chúng khỏi tác dụng oxy hóa Manitol cịn có tác dụng bảo vệ nấm trước tác hại nhiệt độ môi trường, áp suất thẩm thấu phản ứng oxy hóa [73] c Phenoloxydase hoạt động C neoformans sản xuất phenoloxyddase enzyme có khả chuyển hóa chất hydroxybenzoic bao gồm cathecholamine 3,4dihydroxyphenylalanine thành sắc tố nâu đen [52] Việc sản xuất enzyme phenoloxydase tiêu chuẩn cho phép nhận biết nấm C neoformans mắt thường thực tế nấm mọc thành khuẩn lạc có sinh sắc tố màu vàng nâu Sắc tố sản xuất mơi trường acid cafeic, mơi trường có dihydroxyphenylalanine (DOPA), mơi trường có hợp chất ... Cryptococcus neoformans bệnh nhân HIV/ AIDS giới Việt Nam 1.2.1 Viêm màng não nấm C neoformans bệnh nhân AIDS giới Viêm màng não nấm C neoformans nhiễm trùng hội quan trọng bệnh nhân AIDS Ở nước có... sàng viêm màng não nấm C neoformans bệnh nhân AIDS 1.3.1 Các biểu lâm sàng Viêm màng não nấm C neoformans thường xảy bệnh nhân HIV/ AIDS có số tế bào TCD4 < 100 TB/ µl [40] Hầu hết viêm màng não nấm. .. đầu đánh giá kết điều trị viêm màng não nấm Cryptococcus neoformans bệnh nhân HIV/ AIDS 3 Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm sinh vật học nấm Cryptococcus neoformans 1.1.1 Lịch sử phát Cryptococcus neoformans