Chuyên đề đại cương vi sinh
Chuyên đề đại cương vi sinh Mục lục LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 2 PHÂN LOẠI VIRUS ĐẶC ĐIỂM VI SINH VẬT HỌC CỦ A VIRUS SỰ XÂM NHẬP VÀO TẾ BÀO VÀ NHÂN LÊN CỦA VIRUS……11 HẬU QUẢ CỦ A SỰ NHÂN LÊN 14 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN NHIỄM VIRUS 15 ĐƯỜNG LÂY CỦ A VIRUS 17 PHÒNG BỆNH 17 ĐIỀU TRI 18 ̣ 10 MỘT SỐ BỆNH VIRUS THƯỜNG GẶP 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh ĐẠI CƯƠNG VIRUS Virus sinh vật nhỏ nhất, cấu tạo đơn giản Chúng đại phân tử nucleoprotein mang đặc tính di truyền sinh vật Virus cấu tạo tế bào, trình trao đổi chất không tự sinh sản Một virus hoàn chỉnh gọi virion Trong loài virus, virion có kích thước hình thể nên kết tinh hạt virion thành tinh thể Virus bi ̣ bấ t hoa ̣t môi trường ngoa ̣i bào, chúng chỉ nhân lên các tế bào số ng Acid nucleic của virus chứa các thông tin cầ n thiế t để lâ ̣p triǹ h cho tế bào ký chủ bi nhiễ m nhằ m tổ ng hơ ̣p các đa ̣i phân tử đă ̣c hiê ̣u cầ n ̣ cho sự nhân lên của virus LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN - Vào năm 1880, Louis Pasteur nghiên cứu bệnh dại tìm tác nhân gây bệnh này, dự đoán mầm bệnh mà nhỏ để phát kính hiển vi Năm 1884, nhà vi sinh vật học người Pháp Charles Chamberland phát minh lọc (được biết tới ngày lọc Chamberland hay lọc Chamberland-Pasteur) với lỗ có kích thước nhỏ vi khuẩn Nhờ thế, ông cho dung dịch chứa vi khuẩn chảy qua lọc hoàn toàn loại bỏ chúng khỏi dung dịch Năm 1892, nhà sinh vật học người Nga, Dmitriy Iosifovich Ivanovskiy sử dụng lọc để nghiên cứu thứ mà biết với tên virus khảm thuốc Thí nghiệm ông cho thấy chiết xuất từ thuốc nhiễm bệnh nghiền nát lây nhiễm sau lọc D I Ivanovskiy đề xuất nhiễm bệnh độc tố từ vi khuẩn gây ra, không theo đuổi ý tưởng Lý vào thời điểm đó, người ta nghĩ tất tác nhân truyền nhiễm bị lọc giữ lại phát triển môi trường dinh dưỡng – phần thuyết mầm bệnh Năm 1898, nhà vi sinh người Hà Lan Martinus Beijerinck lặp lại thí nghiệm tin dung dịch lọc chứa dạng tác nhân truyền nhiễm Ông nhận thấy tác nhân nhân lên tế bào mà phân chia, thí nghiệm ông không làm từ hạt; ông gọi tác nhân contagium vivum fluidum (mầm sống hòa tan) sử dụng lại từ virus để gọi Beijerinck giữ quan điểm virus có chất chất lỏng, nhiên sau thuyết bị bác bỏ Wendell Stanley, người chứng minh chúng có dạng hạt Trong năm đó, Friedrich Loeffler CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Frosch cho chảy lần dung dịch chứa virus động vật – tác nhân gây bệnh lở mồm long móng (aphthovirus) – qua lọc tương tự - Vào đầu kỷ 20, Frederick Twort - nhà vi khuẩn học người Anh - khám phá nhóm virus mà xâm nhiễm vào vi khuẩn, mà gọi thực khuẩn thể (bacteriophage hay phage), nhà vi sinh học người Canada gốc Pháp Félix d'Herelle miêu tả virus rằng: thêm chúng vào vi khuẩn thạch agar, tạo vùng vi khuẩn bị chết Ông pha loãng xác dịch huyền phù virus khám phá dịch pha loãng cao (mật độ virus thấp nhất), thay giết chết toàn vi khuẩn, tạo vùng riêng biệt gồm cá thể bị chết Tính toán diện tích vùng nhân với hệ số pha loãng cho phép ông tính số lượng virus dịch huyền phù gốc Phage báo trước giải pháp điều trị tiềm cho bệnh thương hàn tả, triển vọng chúng bị lãng quên với phát triển penicillin Nghiên cứu phage cung cấp nhìn sâu bất hoạt kích hoạt gen, chế hữu hiệu cho việc đưa gen bên vào bên vi khuẩn - Cho đến cuối kỷ 19, virus định nghĩa dựa lây nhiễm chúng, khả chống lọc, việc chúng đòi hỏi phải có vật chủ Virus nuôi thực vật động vật Năm 1906, Ross Granville Harrison phát minh phương pháp để nuôi dưỡng mô bạch huyết, sau năm 1913, E Steinhardt, C Israeli, R A Lambert sử dụng phương pháp để phát triển virus vaccinia mảnh vụn mô giác mạc chuột lang nhà Năm 1928, H B Maitland M C Maitland nuôi virus vaccinia thể huyền phù thận gà băm nhỏ Phương pháp họ không áp dụng rộng rãi thập niên 1950, poliovirus nuôi quy mô lớn phục vụ việc sản xuất vaccine - Một bước đột phá khác đến vào năm 1931, nhà bệnh học Hoa Kỳ Ernest William Goodpasture nuôi dưỡng virus cúm vài loại virus khác trứng gà thụ tinh Năm 1949, John Franklin Enders, Thomas Weller, Frederick Robbins nuôi cấy virus bại liệt tế bào phôi người, virus nuôi mà không sử dụng mô thể rắn động vật hay trứng Công trình cho phép Jonas Salk tạo vắc-xin bại liệt hiệu - Những hình ảnh virus thu nhận nhờ phát minh kính hiển vi điện tử năm 1931 hai kĩ sư người Đức Ernst Ruska CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Max Knoll Năm 1935, Wendell Meredith Stanley - nhà sinh hóa virus học người Mỹ - nghiên cứu virus khảm thuốc nhận thấy chúng tạo thành phần lớn từ protein Một thời gian ngắn sau, virus phân tách thành phần protein ARN riêng biệt Virus khảm thuốc dạng virus tinh thể hóa cấu trúc làm sáng tỏ chi tiết Những hình ảnh nhiễu xạ tia X virus kết tinh Bernal Fankuchen thu vào 1941 Dựa hình này, Rosalind Franklin khám phá cấu trúc ADN hoàn thiện loại virus vào năm 1955 Cùng năm đó, Heinz Fraenkel-Conrat Robley Williams chứng minh chiết xuất ARN vỏ protein virus khảm thuốc tự lắp ráp lại để tạo thành virus có chức năng, cho thấy chế đơn giản cách virus sinh tế bào vật chủ - Nửa sau kỷ 20 đánh dấu kỉ nguyên vàng cho khám phá virus với hầu hết số 2.000 loài virus động vật, thực vật vi khuẩn phát năm Năm 1957, virus arteri ngựa virus gây bệnh tiêu chảy bò (một loại pestivirus) phát Năm 1963, virus viêm gan siêu vi B Baruch Blumberg khám phá, năm 1965, Howard Temin mô tả loại retrovirus Sau đó, enzym phiên mã ngược (Reverse transcriptase), loại enzym quan trọng mà retrovirus sử dụng để phiên mã ARN chúng thành ADN, miêu tả lần đầu vào năm 1970, cách độc lập Howard Martin Temin David Baltimore Năm 1983, nhóm nghiên cứu Luc Montagnier Viện Pasteur Pháp, lần phân lập loại retrovirus biết với tên gọi ngày virus suy giảm miễn dịch người (HIV) PHÂN LOẠI VIRUS: Có nhiều cách để phân loại Theo hình thể, theo tầm quan trọng triệu chứng lâm sàng Hiện có hai cách phân loại sử dụng: 2.1 Phân loại theo triệu chứng học Cách phân loại cổ điển theo khả gây bệnh virus, thuận lợi cho lâm sàng thường không xác, virus gây nhiều bệnh cảnh lâm sàng, ngược lại bệnh cảnh lâm sàng nhiều loại virus gây nên CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh - Virus gây bệnh phổ biến:virus qua đường máu gây phát ban da: bệnh đậu mùa, đậu bò, bệnh sởi, rubella, sốt vàng, sốt xuất huyết, bệnh virus đương ruột - Bệnh hệ thống thần kinh: bệnh bại liệt, bệnh Coxsackie, ECHO, dại, viêm não, Herpes simplex, sởi, đậu, nhiễm trùng chậm - Bệnh đường hô hấp: cúm, cúm, virus hợp bào, adenovirus - Virus gây bệnh khu trú da, cơ, niêm mac:Herpes simplex týp gây bệnh quanh niêm mạc miệng, týp gây bệnh niêm mạc đường sinh dục, Herpangina, zona - Virus gảy bênh mắt:adenovirus, Newcastle virus, Herpes virus, đau mắt đở thành dịch Enterovirus týp 70 - Virus gây bênh gan:virus gây viêm gan A, B, c, D, E; Herpes virus, Rubella virus - Virus gây viêm da dày, ruôt: Rotavirus, Norwalkvirus - Virus lây lan qua đường tình dục:HIV, Cytomegalovừus, Papillioma virus, Herpes virus, HBV 2.2 Phân loa ̣i theo họ bộ chi và nhân AND hoă ̣c ARN Hiê ̣n đươ ̣c chia thành 22 ho ̣ khác nhau: ho ̣ virus chứa nhân AND và 14 ho ̣ virus chứa ARN - Các ho ̣ virus chứa AND gồ m có: Parvoviridae Polyomaviridae Papillomaviridae Adenoviridae Iridoviridae Poxviridae Hepadnaviridae CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh - Các ho ̣ virus chứa ARN gồ m có: Reoviridae Picornaviridae Astroviridae Retroviridae Caliciviridae Flaviride Filoviridae … ĐẶC ĐIỂM VI SINH VẬT HỌC CỦ A VIRUS: 3.1 Kích thước: - Virus có kích thước nhỏ, nhỏ vi khuẩn nhiều lần, qua lọc vi khuẩn quan sát kính hiển vi điện tử Hầu hết virus có kích thước giới hạn từ 50- 300nm Đơn vị đo kích thước virus nanomet (nm) 1nm = 1/1000 micromet - Mỗi loại virus có kích thước định, không thay đổi suốt trình phát triển Dựa vào kích thước, chia virus làm loại: - Loại nhỏ: kích thước 100 nm - Loại trung bình: 100 - 200 nm - Loại to: 200- 300 nm 3.2 Hình da ̣ng: Mỗi virus thường có hình dạng định, mang tính đặc trưng Các loại hình thể virus thường gặp: - Hình cầu: virus cúm, sởi, bại liệt, HIV - Hình khối đa diện: Adenovirus, Herpesvirus - Một số dạng hình thể khác : hình que (virus khảm thuốc lá), hình sợi (virus cúm nuôi lâu phôi gà), hình viên gạch (Poxvirus), hình viên đạn (virus dại), hình dùi trống ( bacteriophage T4) CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Hình 1: Các hình da ̣ng của virus 3.3 Cấ u trúc: 3.3.1 Cấu trúc chung (cấu trúc bản): a Acid nucleic (AN): Mỗi loại virus phải có hai acid nucleic: Hoặc ARN (acid ribonucleic) ADN (acid deoxyribonucleic) Nhũng virus có cấu trúc ADN phần lớn mang ADN sợi kép Ngược lại, virus mang ARN chủ yếu dạng sợi đơn Các acid nucleic (AN) virus chiếm từ tới 2% trọng lượng hạt virus có chức đặc biệt quan trọng: - AN mang mật mã di truyền đặc trưng cho virus - AN định khả gây nhiễm trùng virus tế bào cảm thụ - AN định chu kỳ nhân lên virus tế bào cảm thụ - AN mang tính bán kháng nguyên đặc hiệu virus b Thành phần capsid: Capsid cấu trúc bao quanh acid nucleic Bản chất hóa học capsid protein Capsid tạo bồi nhiều đơn vị capsid bao gồm phân tử protein có xếp đặc trưng cho virus Các đơn vị capsid gọi capsomer Cùng với phần “lõi” AN virus, phần “vỏ” capsid CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh virus xếp đối xứng xoắn, đối xứng khối đối xứng phức hợp Cấu trúc capsid virus có chức quan trọng: - Bao quanh AN virus để bảo vệ không cho enzym nuclease yếu tô” phá hủy AN khác - Protein capsid tham gia vào bám virus vào vị trí đặc hiệu tế bào cảm thụ (với virus bao envelop) - Protein capsid mang tính kháng nguyên đặc hiệu virus Capsid giữ cho hình thái kích thước virus ổn định 3.3.2 Cấu trúc riêng: Cấu trúc riêng gọi cấu trúc đặc biệt, có số loài vừus định để thực chức đặc trưng cho virus a Cấu trúc bao (envelop): - Một số virus (Herpesvirus, HIV, virus cúm, virus viêm gan B), có thêm bao ngoài, bọc bên vỏ capsid Bao virus có cấu tạo phospholipid glycoprotein Bao thường tạo nên từ màng bào tương màng nhân tế bào chủ Những virus bao gọi virus trần (Adenovirus, virus viêm gan A, Reoviridae) - Bao thường chứa kháng nguyên, tham gia vào trình bám virus, tham gia vào giai đoạn lắp ráp giải phóng virus khỏi tế bào Bao giữ tính ổn định kích thước virus Các virus có bao chứa lipid dễ bị bất hoạt dung môi ether, muối mật - Một số virus có gai nhú (spikes) nằm bề mặt bao Các gai nhú glycoprotein, giúp virus bám lên bề mặt tế bào chủ Ví dụ: gp 120 HIV, giúp virus bám vào vị trí thích hợp bề mặt tế bào chủ Tố ngưng kết hồng cầu (hemagglutinin: HA) virus cúm, giúp virus bám lên màng hồng cầu số loài động vật loài người, gây tượng ngưng kết hồng cầu Tố ngưng kết hồng cầu kích thích sinh kháng thể ngăn ngưng kết hồng cầu, ứng dụng để xác định tên chủng virus phân lập chẩn đoán huyết bệnh nhân - Chức riêng envelop: Tham gia vào bám virus vị trí thích hợp tế bào cảm thụ Tham gia vào giai đoạn lắp ráp giải phóng virus khởi tế bào sau chu kỳ nhân lên Envelop tham gia vào hình thành tính ổn định kích thước hình thái virus Tạo nên kháng nguyên đặc hiệu bề mặt virus Một số kháng nguyên có khả thay đổi cấu trúc CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Hình 2: Cấ u trúc chung của virus b Enzym: Trong thành phần cấu trúc virus có số enzym, enzym cấu trúc, chúng gắn với cấu trúc hạt virus hoàn chỉnh Các enzym cấu trúc gặp: Neuraminidase, ADN ARN polymerase, men chép ngược (Reverse transcriptase) Mỗi enzym cấu trúc có chức riêng chu kỳ nhân lên virus tê bào cảm thụ chúng mang tính kháng nguyên riêng, đặc hiệu virus Ví dụ: ARN – polymerase phụ thuộc ARN (tổng hợp ARN), ADN – polymerase (tổng hợp ADN), ADN – polymerase phụ thuộc ARN (enzyme mã ngược RT, giúp tổng hợp ADN trung gian từ ARN HIV), Neuraminidase (kháng nguyên NA, có virus cúm, giúp virus giai đoạn thoát khỏi tế bào) 3.4 Nuôi cấy: Virus không nuôi môi trường nhân tạo mà nuôi hệ thống tế bào sống gồm: động vật cảm thụ, phôi gà tế bào nuôi invitro 3.4.1 Động vật cảm thụ: Mỗi loại virus có vài động vật cảm thụ riêng Các động vật thí nghiệm thường sử dụng chuột nhắt trắng, chuột ổ (chuột non bú mẹ), khỉ, thỏ, gà Đường gây nhiễm tùy thuộc vào loại virus CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh động vật: uống, tiêm, nhỏ mũi, mắt Sau gây nhiễm virus tìm thấy não, phổi, gan, hạch, máu động vật bị bệnh 3.4.2 Phôi gà: Thường dùng phôi gà - 10 ngày tuổi 3.4.3 Tế bào nuôi: Các tế bào sau tách riêng rẽ nuôi ống nghiệm môi trường nuôi đặc biệt Tại đây, tế bào bám vào thành ống nghiệm phân chia nhiều lần tạo thành lớp tế bào đáy ống nghiệm, gọi nuôi tế bào lớp Các loại tế bào thường dùng để nuôi virus: + Tế bào nuôi lần: có nguồn gốc từ phôi gà, thận khỉ, phôi người có đặc điểm nuôi lần, cấy truyền nhiều lần + Tế bào thường trực: loại tế bào cấy truyền nhiều lần Ví dụ: tế bào BHK-21 (dòng tế bào từ thận chuột Hamster), tế bào Vero (tế thận khỉ xanh châu Phi), tế bào muỗi C6/36, tế bào có đặc tính ung thư tế bào Hela, Hep - + Tế bào lưỡng bội người: loại tế bào giữ nguyên số lượng nhiễm sắc thể ban đầu, tính chất ung thư, cấy truyền nhiều lần (từ 20- 50 lần) Ví dụ: nguyên bào sợi lưỡng bội người dòng tế bào MRC-5 Tế bào nuôi chứa ống nghiệm, chai đĩa petri, với môi trường thích hợp Eagle's huyết động vật Các virus nuôi tế bào phát tế bào nuôi dịch nuôi 3.5 Tính chấ t ký sinh của virus: Virus cấu tạo tế bào, trình trao đổi chất, không tự sinh sản Bởi chúng quan siêu cấu trúc ribosom, nguồn lượng độc lập, hệ thống enzyme chuyển hóa Vì virus thể trình sống ký sinh tế bào sống, thực chất sử dụng acid amin, nucleotid, enzyme, nguồn lượng, ribosom tế bào sống để tổng hợp nên virus Tính ký sinh tế bào sống tuyệt đối bắt buộc virus Ở tế bào sống, virus giống vật vô sinh, chí kết tinh dạng tinh thể 3.6 Sức đề kháng: Virus thường bị hủy dễ dàng nhiệt độ cao 500C – 600C/30 phút (trừ số ngoại lệ virus viêm gan B, papovavirus ) Ngược lại nhiệt độ thấp lại điều kiện tốt để bảo quản virus Ở độ lạnh sâu (-350C, 900C) nhiều virus giữ hoạt tính nhiều năm Ở trạng thái đông khô virus giữ hoạt tính nhiễm trùng nhiều năm 10 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Các kháng sinh nói chung tác dụng ức chế diệt virus (trừ kháng sinh có tác dụng ảnh hưởng đến trình sinh tổng hợp acid nucleic rifampicin ) - Các virus chứa lipid dễ bị hủy dung môi hòa tan lipid như: muối mật, ether Các tia xạ, tia cực tím có tác dụng phá hủy acid nucleic virus Các virus thường bền vững pH từ - Một số virus bền vững với pH acid (3-5) Enterovirus SỰ XÂM NHẬP VÀO TẾ BÀO VÀ NHÂN LÊN CỦ A VIRUS: Thực chất nhân lên virus tế bào sống (tế bào cảm thụ) trình virus truyền thông tin di truyền chúng cho tế bào chủ, bắt tế bào chủ hoạt động theo thông tin virus tổng hợp nên thành phần virus 4.1 Cách nhân lên của virus: Cách nhân lên virus tuỳ thuộc vào loại acid nucleic Trong trình nhân lên virus có tham gia nhiều enzyme virus tế bào chủ - Cách nhân lên virus chứa ADN ADN virus Nhân -ADN virus Virus ARNm virus Ribosome - capsid - Cách nhân lên virus chứa ARN: Virus có ARN, nhân lên cần đến ADN: Ví dụ Retrovirus gồm HIV-1, HIV-2 HTLV-1 chứa ARN sợi (+) Các thông tin di truyền virus mã hóa phân tử ARN virus chép ngược để tạo phân tử ADN trung gian (bình thường thông tin truyền từ ADN sang cho ARN), trình cần đến enzyme chép ngược reverse transcriptase (RT) hay enzyme ADN- polymerase phụ thuộc ARN 4.2 Các giai đoạn trình nhân lên : Quá trình nhân lên virus trình liên tục, người ta phân chia làm giai đoạn - Giai đoạn hấ p phụ của virus : Virus di chuyể n các dich ̣ gian bào tìm đế n tế bào cảm thu ̣ Sau đó virus sẽ gắ n vào các thu ̣ thể bề mă ̣t tế bào Các virus khác 11 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh có những thu ̣ thể khác thường là các glycoprotein Sự gắ n virus với thu ̣ thể phản ánh sự phù hơ ̣p ngẫu nhiên giữa cấ u trúc bề mă ̣t của virus với các thành phầ n bề mă ̣t tế bào VD: virus Rhino gắ n với ICAM-1 và virus Epstein-Barr nhâ ̣n biế t thu ̣ thể CD21 tế bào lympho B Sự hiêṇ diêṇ hay vắ n mă ̣t các thu ̣ thể đóng vai trò quan tro ̣ng quyế t đinh ̣ tính hướng bào và sinh bênh ̣ ho ̣c của virus Không phải tấ t cả tế bào thể ký chủ cảm thu ̣ đề u mang thu ̣ thể cầ n thiế t VD virus Polio chỉ có thể gắ n vào các tế bào ̣ thầ n kinh trung ương và ̣ tiêu hóa Mỗi tế bào cảm thu ̣ có thể chứa tới 100.000 thu ̣ thể cho loa ̣i virus nhấ t đinh ̣ - Giai đoạn xâm nhập của virus : Sau gắ n vào màng tế bào, virus đươ ̣c đưa vào bên tế bào Trong số trường hơ ̣p virus xâm nhâ ̣p qua trung gian các thu ̣ thể , cũng có trường hơ ̣p virus xâm nhâ ̣p trực tiế p qua màng sinh chấ t Mô ̣t số trường hơ ̣p khác có sự hòa màng của virion với màng sinh chấ t của tế bào Enzym cởi vỏ của tế bào sẽ giúp virus cởi vỏ Cỏi vỏ là sự tách acid nucleic khỏi thành phầ n cấ u trúc bên ngoài của virus Bô ̣ gen của virus đươ ̣c phóng thích là acid nucleic tự hay là nucleocapsid Các nucleocapsid thường chứa các polymerases Ở giai đoa ̣n này khả gây nhiễm của virus tế bào me ̣ bi ̣mấ t - Giai đoạn tổ ng hợp các thành phầ n cấ u trúc của virus: Đây là giai đoa ̣n phức ta ̣p nhấ t của quá triǹ h nhân lên của virus Quá trình tổ ng hơ ̣p chu kỳ tăng trưởng của virus xảy sau virus cởi bỏ áo ngoài Vấ n đề thiế t yế u của quá triǹ h chép là các ARN thông tin đă ̣c hiê ̣u phải đươ ̣c chép từ acid nucleic của virus để sự biể u hiêṇ và nhân đôi thông tin di truyề n đươ ̣c thành công Các virus khác sử du ̣ng các đường khác để tổ ng hơ ̣p ARN thông tin, tùy thuô ̣c vào cấ u trúc acid nucleic của virus Trong quá trình nhân lên của virus, tấ t cả các đa ̣i phân tử đă ̣c hiê ̣u của virus đươ ̣c tổ ng hơ ̣p triǹ h tự có tổ chức cao Mô ̣t số nhiễm trùng ADN- virus gây thì các protein sớm đươ ̣c tổ ng hơ ̣p sau bi ̣nhiễm và các protein muô ̣n chỉ đươ ̣c ta ̣o thành sau ADN đươ ̣c tổ ng hơ ̣p Ngươ ̣c la ̣i, hầ u hế t (nhưng không phải tấ t cả) các thông tin di truyề n của ARN – virus đề u biể u hiêṇ cùng lúc Thay đổ i lớn nhấ t phương cách biể u hiêṇ gen đươ ̣c tìm thấ y ở các ARN –virus Mô ̣t số virus có men polymerase (virus Orthomyxo, virus Reo), số sử du ̣ng thông tin gen phu ̣ (subgenomic menages), hiǹ h thành bởi sự ghép nố i (virus Orthomyxo, virus Reo) và mô ̣t số virus tổ ng hơ ̣p các tiề n chấ t polyprotein lớn để sau xử lý và chẻ tách sẽ ta ̣o thành sản phẩ m gen cuố i cùng( virus Picorna, virus Retro) 12 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Pha ̣m vi hoa ̣t đô ̣ng của các men đă ̣c hiê ̣u của virus liên quan đế n các quá trình này thay đổ i ở mỗi nhóm ADN-virus nhân lên nhân thường sử du ̣ng ADN, ARN polymerase và các enzym xử lý của tế bào ký chủ Các virus lớn virus Herpes, virus Pox thì đô ̣c lâ ̣p với chức tế bào các virus nhỏ Đây là lý mà các virus có kić h thước lớn thì nhảy cảm với các thuố c kháng virus vì những quá trình đă ̣c trưng của virus là những mu ̣c tiêu sẵn có để thuố c tác du ̣ng Các vi ̣ trí bên tế bào nơi mà các sự kiêṇ khác xảy quá trin ̀ h nhân lên thay đổ i theo nhóm Mô ̣t cách tổ ng quát, protein virus đươ ̣c tổ ng hơ ̣p ở tế bào chấ t, ADN đươ ̣c chép ở nhân, và bô ̣ gen ARN thường đươ ̣c nhân đôi ở tế bào chấ t, mă ̣c dù cũng có nhiề u ngoa ̣i lê ̣ - Giai đoạn lắ p ráp: Các protein vỏ virus tự lắp ráp với acid nucleic để tạo thành virus Quá trình lắp ráp thực nhân tế bào chủ (herpesvirus) bào tương (virus cúm) Việc lắp ráp thành công tạo virus hoàn chỉnh, có khả gây nhiễm, gọi virion Việc lắp ráp sai, thiếu acid nucleic, có vỏ capsid, tạo virus không hoàn chỉnh (defective virus) Việc lắp ráp sai, có vỏ capsid virus có acid nhân tế bào chủ tạo virus giả (pseudovirion) - Giai đoạn giải phóng các hạt virus khỏi tế bào : Các virus sau lắp ráp tiến tới sát màng tế bào để thoát cách nảy chồi theo kiểu ạt phá vỡ làm huỷ hoại tế bào Thời gian nhân lên virus thường ngắn nhiều vi khuẩn Từ virus ban đầu, tế bào virus tạo hàng trăm, hàng ngàn virus sau khoảng thời gian khoảng 5- (virus cúm), 1- ngày (virus Adeno, virus sởi ) Vì nhiễm trùng cấp tính virus thường có đặc điểm ủ bệnh ngắn, khởi bệnh đột ngột 13 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Hình 3: Chu kỳ nhân lên của virus HẬU QUẢ CỦ A SỰ NHÂN LÊN: Khi virus xâm nhập vào thể sống nhân lên tế bào để tạo hệ virus đồng thời virus tạo phản ứng thể biểu mức độ toàn thân mức độ tế bào 5.1 Đố i với toàn thân: - Virus gây trình nhiễm trùng cho thể sinh vật dạng nhiễm trùng cấp tính, nhiễm trùng mạn tính, nhiễm trùng tiềm tàng nhiễm trùng virus chậm - Đối với hệ thống miễn dịch thể, virus kích thích tạo đáp ứng miễn dịch đặc hiệu với kháng nguyên virus bao gồm đáp ứng miễn dịch tế bào miễn dịch dịch thể - Nhiễm trùng virus gây tình trạng giảm sút miễn dịch tạm thời (trẻ em sau mắc bệnh sởi), hay suy giảm miễn dịch vĩnh viễn (nhiễm HIV/AIDS) Trong trường hợp người bệnh thường bị bội nhiễm nhiễm trùng hội 5.2 Đố i với các tế bào bi ̣nhiễm virus: Có thể có nhiều hậu khác tùy thuộc vào chất sinh học tế bào virus 14 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh - Tế bào bị hủy hoại - Tế bào virus tồn tại: provirus (tiền virus) Tế bào sinh hạt vùi: Ví dụ: Tiểu thể Negri thấy bào tương tế bào thần kinh bị nhiễm virus dại, quan sát nhuộm soi kính hiển vi quang học - Tế bào bị tổn thương nhiễm sắc thể - Tế bào tăng sinh vô hạn tạo khối u ung thư Kích thích tế bào sinh Interferon: Interferon (IFN) glycoprotein có trọng lượng phân tử thấp, tế bào tiết sau bị nhiễm virus IFN có tác dụng ức chế nhân lên virus CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐOÁN NHIỄM VIRUS 6.1 Bê ̣nh phẩ m: Muố n cho viêc̣ chẩ n đoán chính xác cầ n phải lấ y bê ̣nh phẩ m đúng kỹ thuâ ̣t Cầ n phải biế t rõ thời gian nhiễm virus và quan nhiễm virus Tố t nhấ t là lấ y bê ̣nh phẩ m sớm vòng 1-3 ngày đầ u Lấy bệnh phẩm để phân lập virus tuỳ theo quan virus gây bệnh, tuỳ theo thời gian nhiễm virus Bệnh phẩm dịch họng mũi, máu, dịch não tuỷ, nước tiểu, phân Bệnh phẩm bảo quản lạnh, xét nghiệm sớm vài đầu Các bệnh phẩm có khả bội nhiễm vi khuẩn (như nước họng mũi, nước tiểu, phân) cần xử lý diệt khuẩn nấm kháng sinh 6.2 Phương pháp phân lập virus Virus bắt buộc ký sinh tế bào sống để nhân lên Vì tế bào nuôi, phôi gà, động vật thí nghiệm sử dụng để nuôi cấy phân lập virus Phân lập virus loại tế bào: tế bào nuôi ống nghiệm (hay tế bào nguyên phát lớp tế bào thận khỉ, tế bào thai người), tế bào thường trực (Vero, Hep 2, Hela, tế bào muỗi C6/36) Mỗi loại virus nhạy cảm với số tế bào định Bệnh phẩm cấy vào tế bào thích hợp ủ nhiệt độ 35-37oC Tuỳ theo chu kỳ nhân lên virus mà theo dõi thời gian dài hay ngắn để phát tế bào bị tổn thương (các ổ hoại tử hay plaque forming unit) Một số virus không gây hiệu ứng tế bào (CPE) virus cúm, 15 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh chúng có tố ngưng kết hồng cầu (haemagglutinin), phát virus tượng hấp phụ hồng cầu (haemadsorption) Nuôi cấy virus tế bào cần theo dõi thòi gian dài (trên tuần) phụ thuộc vào nhiều yếu tố loại bệnh phẩm, độc tố có bệnh phẩm, lây nhiễm vi khuẩn đặc điểm dòng tế bào nuôi Một số virus chưa nuôi cấy tế bào virus viêm gan B, virus viêm gan C, parvovirus - Một số virus (virus cúm ) phân lập phôi gà Có thể gây bệnh thực nghiệm động vật: chuột nhắt sinh, khỉ, muỗi Sau nuôi cấy virus, xác định virus nghi ngờ kỹ thuật miễn dịch phản ứng ức chế ngưng kết hồng cầu, phản ứng trung hoà, phản ứng miễn dịch huỳnh quang với kháng huyết đặc hiệu type, kỹ thuật hiển vi điện tử, kỹ thuật sinh học phân tử PCR 6.3 Phương pháp huyế t học: Phương pháp phát kháng thể có huyết bệnh nhân Kháng thể IgM xuất đầu tiên, theo sau IgG Kháng thể IgM sau vài tuần, IgG tồn vài năm Vì chẩn đoán huyết nhiễm trùng virus cần xác định tăng hiệu giá kháng thể có mặt IgM Để xác định tăng hiệu giá kháng thể cần lấy máu bệnh nhân hai lần, lần đầu lấy sau khởi phát bệnh 3-4 ngày, lần sau cách lần đầu 2-3 tuần Tuỳ theo kỹ thuật xét nghiệm, lấy máu tĩnh mạch không chống đông tách lấy huyết lấy máu máu có chống đông (lấy huyết tương) - Các phản ứng huyết thường sử dụng: Phản ứng ngưng kết thụ động: ngưng kết latex, ngưng kết hồng cầu thụ động Phản ứng sắc ký miễn dịch (immunochromography): phát nhanh kháng thể huyết huyết tương bệnh nhân Phản ứng ELISA: thường dùng phát kháng thể (IgM, IgG) nhiều trường hợp nhiễm virus Ví dụ: HIV, virus viêm gan, SARS, cúm, sởi, quai bị, Rubella, thuỷ đậu-zona, herpes Phản ứng kết hợp bổ thể: làm kỹ thuật phức tạp 16 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Phản ứng trung hoà (tiến hành tế bào nuôi) Phản ứng Western blot: để khẳng định chẩn đoán (ví dụ nhiễm HIV) 6.4 Phương pháp sinh học phân tử: Kỹ thuật sinh học phân tử: phát virus định lượng virus Ví dụ: kỹ thuật PCR phát ADN virus (virus viêm gan B), RT-PCR phát ARN virus bệnh phẩm (virus cúm, SARS, HIV), realtime PCR xác định số lượng virus đơn vị thể tích máu (định lượng HIV, HBV) ĐƯỜNG LÂY CỦ A VIRUS: Virus đươ ̣c truyề n qua các đường: tiêm truyền, vế t thương (VD: HIV, Viêm gan B, C…); thông qua đường mũi, giọt khí dung từ ho (VD: cúm H5N1, virus Da ̣i, virus EBOLA,…); giao phối, vết cắn đốt (VD: HIV, ZIKA, virus Da ̣i,…) Hình 4: Đường lây truyền của virus PHÒNG BỆNH: 8.1 Phòng bê ̣nh không đă ̣c hiê ̣u: - Phát sớm cách ly bệnh nhân - Tụ điều chỉnh hành vi, sử dụng phương tiện phòng tránh lây lan, vệ sinh cá nhân - Khử trùng, tiệt trùng dụng cụ, môi trường, chất thải bệnh nhân - Diệt côn trùng truyền bệnh (muỗi, ve) 17 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh 8.2 Phòng bê ̣nh đă ̣c hiê ̣u: Sử du ̣ng các loa ̣i vaccin virus Mu ̣c đích của các loa ̣i vaccin virus là dùng đáp ứng miễn dich ̣ của ký chủ để ngừa bênh ̣ virus Chủng ngừa là cách có hiêụ quả nhấ t để ngừa các trường hơ ̣p nhiễm virus trầ m tro ̣ng Các vaccin thường dùng: - Vaccin số ng giảm đô ̣c lực - Vaccin tái tổ hơ ̣p - Vaccin chế t ̀ ĐIÊU TRI:̣ 9.1 Hóa dược tri ̣liê ̣u kháng virus: Để điều trị nhiễm trùng virus người ta cần lưu ý số điểm sau đây: Kháng sinh tác dụng ngăn cản trình nhân lên virus, không dùng để điều trị nguyên gây bệnh Tuy kháng sinh cần dùng để chống bội nhiễm vi khuẩn bệnh nhiễm trùng virus Nhiễm trùng virus dẫn đến tình trạng suy giảm miễn dịch tạm thời vĩnh viễn (như virus HIV) Vì điều trị nhiễm trùng virus cần phải lưu ý sử dụng số thuốc kích thích miễn dịch Ví dụ: leuvamisol, isoprinosine Thuốc kháng virus: số thuốc điều trị đặc hiệu nhiễm trùng virus, hiệu chưa cao Thuốc điều trị đặc hiệu cho virus phải có yêu cầu sau: Thuốc phải xâm nhập vào tế bào, đặc biệt tế bào bị nhiễm virus Thuốc ngăn cản trình tổng hợp virus không ảnh hưởng đến hoạt động tế bào Để có thuốc diều trị virus, người ta phải nghiên cứu kỹ trình nhân lên loại virus tìm cách tác động vào giai đoạn chúng 18 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh 9.2 Các loa ̣i thuố c kháng virus: Bảng: Một số thuốc kháng virus chế tác động Thuốc Acyclovir Zidovudin (AZT) Cơ chế tác động Ức chế ADN polymerase virus, dẫn đến ức chế tổng hợp acid nucleic virus Ức chế ADN polymerase virus Ức chế ADN polymerase virus Ức chế ADN polymerase virus Ức chế ADN polymerase virus Ức chế RT (reverse trancriptase) Ức chế tổng hợp ADN virus Ức chế RT Didanosine (ddI) Zalcitabin (ddC) Ức chế RT Ức chế RT Stavudin (d4T) Saquinavir Indinavir Ritonavir Amantadin Rimantadin Ribavirin Oseltamivir (Tamiflu) Ức chế RT Ức chế protease Ức chế protease Ức chế protease Ngăn cản cởi vỏ virus Ngăn cản cởi vỏ virus ngăn cản tổng hợp ARNm virus ức chế neuraminidase virus Cidofovir Foscanet Vidarabine Ganciclovir Lamivudin (3TC) Điều trị virus Herpesvirus Herpesvirus, CMV Herpesvirus, HBV Herpesvirus, HBV Cytomegalovirus HIV (từ 1995) HBV HIV (lần đầu: 1987) HBV HIV (từ 1991) HIV (từ 1992) HBV HIV (từ 1994) HIV (từ 1995) HIV (từ 1996) HIV (từ 1996) Virus cúm A Virus cúm A Virus cúm A, B Virus cúm A, B 9.3 Interferon: Interferon có hiệu cao dùng giai đoạn đầu nhiễm virus Interferon dùng điều trị số bệnh nhiễm virus viêm gan B, viêm gan C, dại, sốt xuất huyết, herpes Hiện có nhiều loại Interferon sản xuất thị trường Interferon alfa 2a, Interferon alfa 2b, Interferon beta Tác dụng điều trị loại tương tự Gần đây, người ta có đề cập đến Pefylated Interferon có tác dụng hấp thu chậm, thải trừ chậm, cần mũi cho tuần, kết không thua so với Interferon 3lần/tuần 19 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh 9.4 Globulin miễn dịch: Một số globulin miễn dịch đặc hiệu sử dụng để điều trị như: globulin miễn dịch chống virus viêm gan B, virus dại, virus Rubella 10 MỘT SỐ BỆNH VIRUS THƯỜNG GẶP: 10.1 Các loại bệnh nhiễm trùng virus: Nhiễm trùng virus phân chia thành loại phụ thuộc vào triệu chứng bệnh thời gian tồn virus thể: Nhiễm virus cấp tính có đặc điểm bật thời gian ủ bệnh ngắn, khởi phát đột ngột, rầm rộ Ví dụ: viêm gan virus A cấp, nhiễm virus cúm Nhiễm virus triệu chứng: virus thể thời gian ngắn thải trừ nhanh Nhiễm virus mạn tính: Virus tồn dai dẳng có kèm theo triệu chứng lúc ban đầu, xen kẽ thời kỳ không triệu chứng thời kỳ tái phát bệnh (thời kỳ hoạt động) Ví dụ: Viêm gan virus B mạn tính Nhiễm virus tiềm tàng: virus tồn dai dẳng tế bào chủ Virus thể dạng tiền virus (provirus), acid nucleic chúng gắn vào gen tế bào chủ Khi có kích thích (như chấn thương, stress, giảm miễn dịch ) virus nhân lên tái hoạt động gây bệnh cấp tính cho thể Ví dụ: Herpers simplex virus, virus thuỷ đậu- zona tồn hạch thần kinh Người lành mang virus: virus tồn dai dẳng thể, triệu chứng, có kèm theo thải virus môi trường xung quanh Trạng thái thường hình thành sau bình phục đóng vai trò quan trọng dịch tễ học bệnh nhân trở thành nguồn lây nguy hiểm Ví dụ: người mang virus viêm gan B Nhiễm virus chậm: hình thái đặc biệt nhiễm trùng virus Thời gian nung bệnh (không có triệu chứng) kéo dài nhiều tháng nhiều năm, phát triển chậm không ngừng tăng lên triệu chứng kết thúc tổn thương nặng tử vong Ví dụ: bệnh viêm não toàn bán cấp gây xơ cứng- SSPE (Subacute sclerosing parencephalitis) mà nguyên nhân virus sởi, bệnh Kuru gần bệnh dại xếp vào nhóm 20 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh 10.2 Một số virus gây bệnh thường gặp: - Các virus gây bệnh đường hô hấp: virus cúm, Coronavirus (như virus SARS) - Các virus gây bệnh hệ thống thần kinh: virus bại liệt, virus dại, virus viêm não Nhật Bản - Các virus gây bệnh da, niêm mạc: Herpesvirus, virus sởi, virus thuỷ đậu-zona - Các virus gây bệnh đường tiêu hoá: Rotavirus - Các virus gây bệnh viêm gan: virus viêm gan A, B, C, D,E - Các virus gây bệnh sốt xuất huyết: Dengue - Các virus gây bệnh khác: virus gây hội chứng suy giảm miễn dịch (HIV) Bệnh virus Ebola (từng biết đến bệnh Sốt xuất huyết virus Ebola) bệnh nguy hiể m, thường dẫn đến tử vong, với tỷ lệ tử vong lên đến 90% Bệnh công người động vật có vú (khỉ, gôrila, tinh tinh) Được gây bởi bốn nhóm năm loài virus Ebola, họ Filoviridae, Mononegavirales Những loại virus Bundibugyo virus (BDBV), Ebola virus (EBOV), Sudan virus (SUDV) Reston virus (RESTV) - Virus Zika (viết tắt ZIKV) virus thuộc họ Flaviviridae phân lập lần từ khỉ Rhesus rừng Zika Uganda vào năm 1947 ZIKV có quan hệ gần gủi với virus khác thuộc họ Flaviviridae lan truyền muỗi sốt xuất huyết, sốt vàng da, sốt Tây sông Nile, viêm não Nhật Bản virus ZIKV gây bệnh gọi sốt Zika, có biểu lâm sàng phát ban dát sần (maculopapular rash) khắp thể, sốt, đau khớp, khó chịu Zika hay gọi "bệnh đầu nhỏ", gây hậu cho thai nhi người mắc bệnh với biểu đầu nhỏ bất thường, phát triển trí tuệ, virus diện khắp nơi giới, chu trình truyền bệnh liên quan đến muỗi, từ me ̣ sang lây lan qua đường tình dục,do ZIKV trở thành tác nhân gây bệnh quan trọng tác động phạm vi toàn cầu chưa lường trước - Virus gây ung thư: Human papilloma virus (HPV): Hầu hết HPV gây nhiễm trùng tiềm tàng không triệu chứng gây mụn cơm lành tính da 21 CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh Polyomavirus: Virus Polyoma tác nhân gây u não ung thư tủy Mới thấy có liên quan đến ung thư tuyến tiền liệt người Hepatitis B virus (HBV) hepatitis C virus (HCV): Virus viêm gan B C gây viêm gan người Tiến triển viêm gan B C dẫn đến viêm gan mạn tính, xơ gan ung thư gan Epstein- Barr virus (EBV) (Human Herpes Virus-4): Virus gây bệnh ung thư vòm họng, ung thư lymphoma Burkitt, ung thư tế bào lympho B, lymphoma Hodgkin Kaposi Human Herpes Virus-8 (HHV-8): Virus gây sarcoma Herpes simplex virus (HSV): Virus Herpes simplex type thường gây ung thư cổ tử cung Những người nhiễm virus HPV HSV-2 có nguy cao ung thư cổ tử cung Human T cell lymphotropic virus (HTLV): Retrovirus có số loài virus có khả gây ung thư người động vật, HTLV1 HTLV-2 gây ung thư tế bào bạch cầu lympho T người Khả gây bệnh HTLV-2 hạn chế HTLV-1 có khả gây ung thư cao HTLV-1 phổ biến khắp giới TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Thanh Bảo cà cộng (2004) Virus học Bộ môn Vi sinh, Trường Đại học Y Dược TP.HCM http://www.benhvien103.vn/vietnamese/bai-giang-chuyen-nganh/visinh-vat/dai-cuong-virut/1165/https://vi.wikipedia.org/wiki/Virus WHO Technical Report, Series No 323, WHO Expert Group on Requirements for Biological Substances Geneva: World Health Organnization; 1995 22 CNXN K28 – Nhóm ... Hepadnaviridae CNXN K28 – Nhóm Chuyên đề đại cương vi sinh - Các ho ̣ virus chứa ARN gồ m có: Reoviridae Picornaviridae Astroviridae Retroviridae Caliciviridae Flaviride Filoviridae.. .Chuyên đề đại cương vi sinh ĐẠI CƯƠNG VIRUS Virus sinh vật nhỏ nhất, cấu tạo đơn giản Chúng đại phân tử nucleoprotein mang đặc tính di truyền sinh vật Virus cấu tạo tế bào,... hợp ARNm virus ức chế neuraminidase virus Cidofovir Foscanet Vidarabine Ganciclovir Lamivudin (3TC) Điều trị virus Herpesvirus Herpesvirus, CMV Herpesvirus, HBV Herpesvirus, HBV Cytomegalovirus