giao trinh vi sinh vat

1 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC BỘ MƠN VI SINH VẬT Tham gia biên soạn GIÁO TRÌNH GVC.ThS Trần Văn Hưng GVC.ThS Lê Văn An GVC.TS Trần Đình Bình GVC.ThS Trần Thị Như Hoa Ngơ Viết Trâm (SÁCH DÙNGGV.ThS CHO BÁC SĨ Y HỌC DỰ PHÒNG HỆ 6Quỳnh NĂM) VI SINH VẬT Y HỌC MỤC LỤC Trang Phần I: Đại cương vi sinh y học Đối tượng nghiên cứu lịch sử phát triển vi sinh vật học Hình thể, cấu tạo sinh lý vi khuẩn Di truyền vi khuẩn 12 Anh hưởng nhân tố ngoại cảnh đến phát triển vi sinh vật 17 Tiệt trùng, khử trùng kháng sinh 23 Đại cương virus 30 Bacteriophage 39 Phòng ngừa điều trị bệnh virus 42 Nhiễm trùng độc lực vi sinh vật 49 Kháng nguyên vi sinh vật 54 Sự đề kháng thể chống lại vi sinh vật gây bệnh 57 Kỹ thuật miễn dịch sử dụng chẩn đoán vi sinh vật 62 Vacxin huyết 68 Vi sinh vật tự nhiên ký sinh người.Các đường truyền bệnh 78 Nhiễm trùng bệnh viện 83 Phần II: Các vi khuẩn gây bệnh thường gặp 88 Các cầu khuẩn gây bệnh 88 Họ vi khuẩn đường ruột (Enterobacteriaceae) 97 Vi khuẩn dịch hạch Legionella pneumophila 108 Haemophilus Bordetella 113 Trực khuẩn mủ xanh Burkholderia pseudomallei 117 Vibrio 121 Campylobacter Helicobacter 125 Các xoắn khuẩn gây bệnh 128 Vi khuẩn bạch hầu 135 Trực khuẩn than Listeria monocytogenes 139 Các Clostridia gây bệnh 142 Họ Mycobacteriaceae 148 Rickettsia, Chlamydia Mycoplasma 153 Phần III: Các virus gây bệnh thường gặp 160 Các virus họ Herpesviridae 160 Adenovirus 167 Enterovirus 170 Rotavirus 174 Virus cúm 177 Paramyxoviridae 181 Flaviviridae 185 Virus dại 190 Các virus sinh khối u 193 Các virus viêm gan 197 Virus HIV/AIDS 206 Các virus gây bệnh khác 212 PHẦN I ĐẠI CƯƠNG VI SINH Y HỌC ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC Mục tiêu học tập Trình bày đối tượng nghiên cứu vi sinh vật học Trình bày lịch sử phát triển vi sinh vật học hướng giải bệnh nhiễm trùng I ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA VI SINH VẬT HỌC Vi sinh vật học (Microbiology) khoa học khảo sát hoạt động vi sinh vật (từ Hylạp micros nhỏ bé, bios sống logos khoa học) Vi sinh vật sinh vật nhỏ bé mắt trần không thấy phát kính hiển vi Muốn đo kích thước vi sinh vật, người ta sử dụng đơn vị sau: Micromet (µm, micrometre) = 10-6m Nanomet (nm, nanometre) = 10-9m Angstrom = 10-10m Vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo, nguyên sinh động vật virus Trước khám phá vi sinh vật người ta chia sinh vật làm hai giới: giới động vật giới thực vật Sau khám phá vi sinh vật người ta nhận thấy vi sinh vật kết hợp đặc tính thực vật động vật với tất tổ hợp có, việc phân loại sinh vật thành hai giới làm phát sinh số điều khơng hợp lý Ví dụ nấm men phân loại thực vật phần lớn khơng di động chúng có tính chất thực vật cho thấy liên hệ sinh tiến hóa đậm nét với nguyên sinh động vật Năm 1866 nhà khoa học Đức E Haeckel đề nghị xếp vi sinh vật vào giới riêng, giới Nguyên sinh (Protista) Giới phân biệt với thực vật động vật tổ chức đơn giản chúng: dù đơn bào đa bào, tế bào chúng khơng biệt hóa thành mơ Năm 1969 nhà sinh thái học Mỹ R.H Whittaker đề xuất hệ thống phân loại năm giới: Đó giới Khởi sinh (Prokaryota hay Monera) bao gồm vi khuẩn vi khuẩn lam, giới Nguyên sinh (Protista), giới Nấm (Fungi), giới Thực vật (Plantae) giới Động vật (Animalia) Theo kiến nghị nhà sinh vật học Trung Quốc Trần Thế Tương năm 1979 nhóm giới sinh vật nhân thật bao gồm giới Thực vật, giới Nấm giới Động vật, nhóm giới sinh vật nhân nguyên thuỷ bao gồm giới Vi khuẩn giới Vi khuẩn lam, giới Virus thuộc nhóm giới sinh vật chưa có tế bào Theo quan điểm đại (P.H Raven, G.B Johnson, 2002) sinh vật giới thuộc giới khác nhau: giới Cổ khuẩn (Archaebacteria), giới Vi khuẩn (Eubacteria), giới Nguyên sinh (Protista), giới Nấm (Fungi), giới Thực vật (Plantae) giới Động vật (Animalia) Phần lớn vi sinh vật nằm giới: Cổ khuẩn, Vi khuẩn, Nguyên sinh Nấm hệ thống giới nói Tế bào nhân thật có nhân chứa số đôi nhiễm sắc thể, màng nhân nối liền với lưới nội chất nguyên sinh Nguyên tương tế bào nhân thật có lưới nội chất ngun sinh, khơng bào plastit tự chép Những plastit chứa ADN riêng nhân lên phân liệt Những plastit bao gồm ti lạp thể chứa hệ thống chuyên chở điện tử phosphoryl hóa lục lạp sinh vật quang hợp chứa lục diệp tố thành phần quang hợp khác Nguyên tương chất lipoprotein nằm bên màng tế bào Nhiều vi sinh vật tế bào nhân thật có vách tế bào tạo nên celluloza, chitin oxyt silic.Tế bào nhân thật di động nhờ lông Những lông gồm bó sợi nhỏ bao quanh sợi nhỏ trung tâm Tế bào nhân nguyên thuỷ (Tế bào nhân sơ) có cấu trúc tế bào đơn giản Nhân gồm có nhiễm sắc thể khơng màng nhân, vách tế bào lại phức tạp Tế bào nhân nguyên thuỷ khơng có plastit tự chép ti lạp thể lục lạp Enzyme cytochrom tìm thấy màng tế bào; thể quang hợp, sắc tố quang hợp tìm thấy phiến mỏng nằm màng tế bào Vi khuẩn thường tích tụ vật liệu trữ hình thức hạt nhỏ khơng hòa tan, dạng polyme, trung tính, trơ thẩm thấu Vật liệu cacbon biến đổi số vi khuẩn thành polyme polyaxit-β- hydrobutyric vi khuẩn khác thành polyme glucoza tương tự glycogen gọi granuloza Những hạt nhỏ dự trữ sử dụng nguồn C lúc tổng hợp protein axit nucleic thực trở lại Một cách tương tự vài vi khuẩn oxy hóa sulfua biến đổi lượng thừa H 2S mơi trường bên ngồi thành hạt sulfua nội bào Nhiều vi khuẩn tích trữ phốt phát hữu thành hạt nhỏ polymemetaphosphate gọi volutin Virus khác với tất thể có tế bào kể vi khuẩn Rickettsia Virion hạt virus gồm phân tử ADN ARN nằm bên vỏ protein gọi capsid Vào bên tế bào vật chủ, axit nucleic virus sử dụng máy tổng hợp tế bào để hình thành axit nucleic thành phần khác virus Axit nucleic thành phần protein đặc hiệu kết hợp thành hạt virus xâm nhiễm hoàn chỉnh gọi virion Virion phóng thích vào mơi trường bên ngồi bắt đầu q trình xâm nhiễm tế bào vật chủ II SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC Sự phát vi sinh vật Sự phát vi sinh vật gắn liền với phát minh kính hiển vi Anton van Leeuwenhoek (1632 - 1723) người Hà Lan, người kỷ XVII nhìn thấy vi sinh vật nhờ kính hiển vi độ phóng đại 270 - 300 lần mà ông chế tạo (1676) Do hạn chế độ phóng đại độ phân giải kính hiển vi nghiên cứu hiển vi thể sống bị hạn chế đến đầu kỷ XIX kính hiển vi hồn chỉnh đời từ người sáng tạo hàng loạt loại kính hiển vi quang học khác nhiều kiện quan trọng phát Sự trưởng thành vi sinh vật học Trong kỷ XVII suốt kỷ XVIII vi sinh vật học trọng phần mô tả, nhiên có số cơng trình xuất sắc Spallanzani sử dụng môi trường nuôi cấy khử khuẩn nhiệt, Edward Jenner phát minh vaccine đậu mùa, Zinke phát tác nhân bệnh dại nước bọt chó bị dại Thế kỷ XIX cho thấy bước phát triển lớn vi sinh vật học nhờ công lao Louis Pasteur Robert Koch L.Pasteur (1822 - 1895) hoàn chỉnh việc nghiên cứu vi sinh vật Vi sinh vật mô tả xác mà khảo sát đầy đủ tính chất sinh lý L.Pasteur nhà vi sinh vật học vĩ đại có cơng: - Chấm dứt tranh luận thuyết tự sinh thí nghiệm xuất sắc với bình cổ ngỗng - Phát tác nhân lên men lên men rượu, lên men thối vi sinh vât: vi sinh vật phát triển tạo thành enzyme chịu trách nhiệm tượng lên men - Xác định vai trò tác nhân gây bệnh vi sinh vật bệnh nhiễm trùng - Khái quát hóa vấn đề vaccine tìm phương pháp điều chế số vaccine phòng bệnh vaccine bệnh than, vaccine bệnh tả gà phát minh vaccine dại R.Koch (1843 - 1910) đóng góp lớn lao cho vi sinh vật học nhờ cơng trình: - Phát triển kỹ thuật cố định nhuộm vi khuẩn - Sử dụng mơi trường đặc để phân lập vi khuẩn ròng - Nêu tiêu chuẩn xác định bệnh nhiễm trùng - Khám phá vi khuẩn lao, vi khuẩn tả Nhờ công lao L.Pasteur, R.Koch nhiều nhà bác học khác, phần lớn vi khuẩn gây bệnh người động vật khám phá đầu kỷ XX Lúc vi sinh học trở thành khoa học ứng dụng quan trọng lĩnh vực y học, nông nghiệp công nghiệp Trong lâm sàng, khoa lây thành lập để tiếp nhận bệnh nhân nhiêm trùng, khoa ngoại sử dụng phương pháp phẩu thuật sát trùng, tiền đề phương pháp phẩu thuật vô trùng ngày Những thành tựu đại Trong thập kỷ gần từ khoa học ứng dụng, vi sinh vật học trở thành khoa học làm phát sinh ngành khoa học mới: sinh học phân tử phân tử với ngành khoa học khác tạo nên cách mạng khoa học kỹ thuật đại Nhờ hiểu biết di truyền học đại mà mơ hình nghiên cứu E.coli, Watson Crick phát mẫu cấu trúc ADN chế chép bán bảo tồn làm sở cho hình thành sinh học phân tử phân tử Những phát kỳ diệu cấu mã di truyền cấu trúc khác tế bào sống sử dụng làm sở cho phát triển công nghiệp sinh học, ngành công nghiệp cho phép người can thiệp vào trình hình thành phát triển sinh vật để phục vụ lợi ích người Gần kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành lực lượng sản xuất mũi nhọn kinh tế giới Trong lĩnh vực y học kỹ thuật có nhiều triển vọng giải bệnh di truyền, phòng chống bệnh nhiễm trùng, bệnh ung thư III NHỮNG VẤN ĐỀ HIỆN NAY CỦA VI SINH VẬT Y HỌC Trong y học, vi sinh vật nguyên bệnh nhiễm trùng Vì xét tầm quan trọng vi sinh vật y học phải đề cập tới tình hình bệnh nhiễm trùng Từ ngàn xưa bệnh nhiễm trùng tai họa cho nhân loại Bệnh đậu mùa, bệnh dịch hạch, bệnh dịch tả giết chết hàng triệu người, tàn phá nhiều làng mạc, thành phố Từ vi sinh vật học trưởng thành người có khả chế ngự bệnh nhiễm trùng Nhưng đường chế ngự để tiến tới xóa bỏ bệnh nhiễm trùng đường khó khăn lâu dài Thành tựu vang dội xảy vào năm 1891 lúc Von Behring cứu sống em bé nhờ huyết kháng bạch hầu, mở đầu thời kỳ huyết liệu pháp Thực tế cho thấy huyết liệu pháp có mặt hạn chế hữu hiệu bệnh nhiễm độc tố vi khuẩn bạch hầu, uốn ván, hoại thư sinh v.v Thành tựu vang dội thứ hai công lao G.Domagk phát minh sulfonamit năm 1935 Nhưng vũ khí sulfonamit tỏ yếu khơng đủ khả điều trị phần lớn bệnh nhiễm trùng thường gặp Năm 1940 Fleming, Florey Chain phát minh penicillin đưa vào điều trị mở đầu thời đại kháng sinh Trong suốt hai thập kỷ, nhiều kháng sinh hữu hiệu phát minh người ta chế ngự cách hữu hiệu bệnh nhiễm trùng Nhưng thời gian cho thấy bệnh nhiễm trùng lâu giải xong vi khuẩn kháng thuốc quan sát loài vi khuẩn May mắn kháng sinh hữu hiệu khám phá giữ không cho vi khuẩn kháng thuốc phát triển quy mô lớn không chế ngự Đầu thập kỷ 80, thực tế cho thấy vi khuẩn kháng thuốc xuất ngày nhiều kháng sinh hữu hiệu khám phá trở nên dần Trừ kháng sinh thuộc nhóm quinolon, kháng sinh gọi xắp xếp lại thay đổi cấu trúc phân tử kháng sinh khám phá từ trước kỹ thuật bán tổng hợp tổng hợp Hiện nay, phần lớn bệnh nhiễm trùng chế ngự cách hữu hiệu, vụ dịch dập tắt nhanh chóng cần nghiên cứu nhiều để chế ngự vi khuẩn kháng thuốc tìm thuốc hữu hiệu để điều trị bệnh virus Hướng giải bệnh nhiễm trùng sử dụng đồng thời ba biện pháp sau: - Thực chiến lược kháng sinh để hạn chế vi khuẩn kháng thuốc - Tiếp tục tìm kiếm kháng sinh hữu hiệu để điều trị bệnh vi khuẩn phát minh thuốc kháng virus hữu hiệu - Điều chế vaccine hữu hiệu kỹ thuật đại công nghệ gen để phòng ngừa bệnh nhiễm trùng, tiến đến xóa bỏ chúng trường hợp bệnh đậu mùa phạm vi tồn giới HÌNH THỂ , CẤU TẠO VÀ SINH LÝ CỦA VI KHUẨN Mục tiêu học tập Mơ tả loại hình thể vi khuẩn Mô tả cấu trúc tế bào vi khuẩn Trình bày nét sinh lý vi khuẩn I HÌNH THỂ CỦA VI KHUẨN Vi khuẩn thơng thường có hình thể định vách tế bào xác định Một số khơng vách ( hình thức L) Mycoplasma khơng có hình thể định Đường kính trung bình vi khuẩn khỏang 1µm Những đại diện nhỏ Mycoplasma có đường kính khỏang 0,1µm đại diện lớn có kích thước hàng chục µm Spirilium volutans 20µm Các vi khuẩn gây bệnh có kích thước từ 0,2µm đến 10µm Về hình thể người ta chia vi khuẩn thành cầu khuẩn, trực khuẩn vi khuẩn hình xoắn Cầu khuẩn : Là vi khuẩn hình cầu, hình trứng hay hình hạt cà phê 1.1 Micrococci (Đơn cầu) Đây cầu khuẩn xếp hàng khơng đều, tạp khuẩn tìm thấy khơng khí nước 1.2 Diplococci (Song cầu) Là cầu khuẩn xếp đôi phân chia mặt phẳng Một số gây bệnh cho người phế cầu, lậu cầu, cầu khuẩn màng não 1.3 Stretococci (Liên cầu): Là cầu khuẩn xếp thành chuỗi ngắn dài Một số lọai gây bệnh cho người Streptococcus pyogenes thuộc nhóm A Lancefield 1.4 Tetracocci (Tứ cầu) Các cầu khuẩn hợp thành 4, phân chia theo hai mặt phẳng, gây bệnh 1.5 Sarcina (Bát cầu) Các cầu khuẩn xếp thành 8-16 con, phân chia theo ba mặt phẳng, thường tìm thấy khơng khí 1.6 Staphylococci (Tụ cầu) Các cầu khuẩn hợp thành đám chùm nho, phân chia theo mặt phẳng, số loại gây bệnh cho người thường phát triển nhanh chóng tính đề kháng với nhiều kháng sinh Trực khuẩn Là vi khuẩn có hình que thẳng 2.1.Bacteria Là trực khuẩn hiếu khí, khơng tạo nha bào vi khuẩn đường mật, vi khuẩn bạch cầu, vi khuẩn lao 2.2 Bacilli Là trực khuẩn hiếu khí tuyệt đối tạo nha bào ví dụ trực khuẩn bệnh than 2.3.Clostridia Là trực khuẩn kỵ khí Gram dương tạo nha bào, ví dụ trực khuẩn uốn ván, trực khuẩn ngộ độc thịt 10 Vi khuẩn hình xoắn 3.1 Phẩy khuẩn Chỉ có phần hình xoắn nên có hình dấu phẩy, ví dụ phẩy khuẩn tả 248 Thời gian ủ bệnh 15-40 ngày, trung bình 35 ngày, triệu chứng lâm sàng tương tự viêm gan khác Viêm gan cấp đưa đến suy gan cấp, đặc biệt thể nặng thường gặp phụ nữ có thai, tử vong viêm gan E nhóm cao 20- 40% Khơng có chứng tiến triển mạn tính bệnh nhân viêm gan E Chẩn đoán Nhiều kỹ thuật chẩn đoán dùng để xác định viêm gan HEV gồm - Kính hiển vi điện tử miễn dịch để xác định hạt virus phân - Tìm anti-HEV lớp IgM IgG với nhiều kỷ thuật huyết học gồm ELISA (IgG, IgM), western blot ( IgM/ IgG) - Xác định ARN virus phân huyết kỷ thuật RTPCR Phòng điều trị Chưa có vaccine phòng bệnh cho virus này, chủ yếu vệ sinh nguồn nước uống Chưa có thuốc kháng virus đặc hiệu 249 VIRUS HIV/ AIDS ( HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUSES) Mục tiêu giảng Mô tả đặc diểm virus học, chế suy miễn dịch virus HIV Trình bày dịch tễ học, chẩn đốn phòng thí nghiệm cách phòng ngừa điều trị nhiễm trùng HIV Virus HIV (gồm HIV1 HIV2) thuộc vào họ Retroviridae, giống Lentivirus Những virus có dạng hình cầu, có vỏ, kích thước hạt virus 80-100nm đường kính, genom chứa ARN chuỗi đơn Quá trình chép axit nucleic chúng (ARN) tạo chuỗi đôi cDNA (ADN bổ sung) qua trung gian enzyme reverse transcriptase Sự hình thành dạng tiền virus chromosom tế bào vật chủ bước bắt buộc chu kỳ phát triển chúng I TÍNH CHẤT VIRUS HỌC Đặc điểm cấu tạo Dưới kính hiển vi điện tử virus có dạng hình cầu, cấu tạo gồm vỏ lõi capsit Vỏ virus tạo 72 núm gai glycoprotein 120 ( gp120) vỏ ngoài, thành phần receptor gắn vào receptor CD4+ tế bào protein xuyên màng glycoprotein 41 (gp 41) Lõi virus hình cầu chứa protein cấu trúc gen Gag, capsit chứa phân tử ARN giống nhau, enzyme ADN polymerase Cấu trúc chi tiết virus genom HIV hình sau 250 Hình Hình ảnh minh hoạ cấu tạo virus HIV hồn chỉnh Genom HIV có kích thước 9,8kb ( kilobase), gen mã hố HIV có đoạn lớn đoạn gen gag mã hố cho tổng hợp cho protein cấu trúc lõi virus, gen pol mã hố cho hình thành protein enzyme virus ( integrase, reverse transcriptase/RNase, protease) đoạn gen env mã hố cho hình thành glycoprotein vỏ virus (gp 120, gp 41) Nhiều đoạn gen nhỏ mã hố cho protein có vai trò trình nhiễm trùng phát triển virus tế bào Bảng Các protein HIV chức Các protein Kích thươc Gag P25 Protein cấu trúc capsid P17 Protein P9/ P6 Integrase enzyme chép ngược P66/p5 enzyme xử lý protein sau dịch mã P10 Vỏ P 32 Tat Protein kết hợp với RNA/ Giúp virus đâm chồi tế bào - Polymerase (Pol) Protease Chức gp12 enzyme gắn cDNA virus vào genom tế bào Protein bề mặt vỏ Protein xuyên màng vỏ Rev gp 41 Protein hoạt hóa Nef p 14 Điều hòa biểu mRNA virus Vif p19 Cần cho chép virus Vpr p27 Làm tăng tính nhiễm trùng 251 Vpu( có HIV1 ) Vpx( có HIV2 ) Tev p23 virus p18 Giúp cho chép virus p15 Giúp phóng thích virus p26 Giúp cho virus nhiễm trùng Hoạt hóa gen Tat Rev Tính chất đề kháng HIV bị bất hoạt nhiệt độ 56-60C khoảng 30phút, bị bất hoạt với hố chất giết khuẩn thông thường dung dịch natri hypochlorid 0,5%, cồn etanol 70%, povidone - iodine, pH < > 10 bất hoạt HIV1 khoảng 10 phút Trong tổ chức nuôi cấy virus nhiệt độ phòng dạng HIV tự xác định đến 15 ngày, nhiệt độ 37C đến 11 ngày Chu kỳ sinh học HIV tế bào Để xâm nhập vào tế bào, gp120 HIV gắn vào receptor tế bào: phân tử CD4+ receptor CCR5 để vào tế bào Trong nguyên tương tế bào ARN sợi đơn virus mã ngược để trở thành ADN chuổi đôi qua trung gian enzyme reverse transcriptase, ADN chuổi đôi tạo thành chuyển vào nhân tế bào tích hợp vào nhiễm sắc thể tế bào, gọi tiền virus (provirus), qua trung gian enzyme integrase ADN tiền virus (template) cho việc tạo ARN virus ARN thông tin cho tổng hợp protein virus Sự tổ hợp hình thành virus xảy màng tế bào Ở ARN tạo thành virus gói protein lõi capsid Capsid tiếp nhận vỏ hạt virus qua màng tế bào phương thức đẩy từ từ hạt virus nảy mầm (budding) Quá trình nhân lên virus tế bào tóm tắt sơ đồ sau 252 CD4 Nguyên tương Nhân nst tế bào Gắn vào CD4 provirus CCR5 Sao mã RNA cDNA Tổ hợp RNAtt Dịch mã Giải phóng virus Protein Hình sơ đồ minh hoạ chu kỳ nhân lên HIV tế bào Sự phát triển virus nuôi cấy tế bào tạo hiệu ứng tế bào bệnh lý tùy thuộc vào chủng phân lập, nhiều chủng tạo hợp bào điển hình (syncytium formation) gây chết tế bào, nhiên số chủng không tạo nên hình ảnh Tính chất tạo tế bào bệnh lý dùng để phân loai phân type sinh học HIV1 II CƠ CHẾ SUY MIỄN DỊCH VÀ DỊCH TỂ HỌC Cơ chế suy miễn dịch HIV Suy miễn dịch nhiễm trùng HIV chủ yếu giảm quần thể tế bào lymphocyte T có mang phân tử CD4 bề mặt (Tế bào CD4+), phá hủy làm giảm quần thể tế bào liên hệ đến • Các tác dụng tế bào bệnh lý trực tiếp virus protein té bào CD4+ gồm: Phá hủy tế bào, Tác dụng tế bào gốc, Tác dụng sản xuất cytokine, Tác dụng điện tích tế bào, Tính dễ vỡ gia tăng tế bào • Sự nhiễm HIV tế bào gây nên chết tế bào có chương trình ( apoptosis ) • Phá húy tế bào gắn gp120 lên tế bào CD4+ bình thường: Hiệu ứng ADCC, Các lymphocyte T độc tế bào ( CTL) • Các tác dụng ức chế miễn dịch phức hợp miễn dịch protein virus ( gp120, gp41,Tat.) • Tác dụng độc tế bào chống lại CD4 ( gồm tế bào CD4+ tế bào CD8+) • Các yếu tố ức chế tế bào CD8+ • Các tự kháng thể chống lại tế bào CD4+ 253 • Sự phá hủy tế bào CD4+ cytokine Dịch tễ học nhiễm trùng HIV Hội chứng suy giảm miễn dịch tìm thấy năm 1981 người nghiện chích thuốc 1983 L Montagnier Pháp phân lập virus gọi LAV (lymphadenopathy-associated virus), R Gallo Hoa kỳ thời gian nuôi cấy virus từ bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch phân tích sinh học phân tử đặt tên virus HTLV III (Human T cell leukemia virus type III), virus giống Đến 1986 Uỷ ban quốc tế danh pháp virus thống tên gọi cho virus HIV ( Human immunodeficiency virus ) Hiện có khoảng 30 triệu người bị nhiễm HIV tồn giới, có týp virus gây bệnh HIV1 HIV2 HIV1 gây bệnh gặp khắp nơi giới, HIV2 gặp số nơi Tây phi HIV1 chia thành týp ( subtype) từ A - J týp O HIV2 thành týp từ A - G Nhiễm trùng HIV nước vùng địa lý thường vài týp bật Đường truyền bệnh HIV1 HIV2 hoàn toàn giống 2.1.Truyền qua tiếp xúc sinh dục Đường sinh dục đường mà virus HIV truyền từ bệnh nhân bị nhiễm HIV qua người lành, tế bào bị nhiễm virus virus tự dịch âm đạo tinh dịch có khả truyền bệnh Khả truyền phụ thuộc vào nhiều yếu tố gồm số lần tiếp xúc sinh dục với người bị nhiễm, có mặt bệnh nhiễm trùng sinh dục giang mai, lậu, nhiễm trùng herpes, viêm nhiễm xây xát đường sinh dục yếu tố làm tăng lây nhiễm HIV 2.2 Truyền qua máu Virus truyền qua máu dạng tự do, tế bào lymphocyte, đại thực bào Đường lây truyền thường gặp truyền máu, sản phẩm máu có virus, tiêm chích, nhổ răng, tai biến nghề nghiệp vật sắc nhọn dao, kim tiêm, ống nghiệm có dính máu người bệnh Các tổn thương nơng da đường vào virus tiếp xúc với máu bị nhiễm HIV 2.3 Truyền từ mẹ cho co HIV truyền từ mẹ sang thời kỳ mang thai, sinh sau sinh HIV thường truyền qua giai đoạn sau thai kỳ Tuy nhiên, truyền qua thai nhi sớm khoảng tuần sau có thai khảo sát 254 III CHẨN ĐỐN PHỊNG THÍ NGHIỆM Các thử nghiệm dùng để chẩn đoán HIV mặt ngun lý khơng khác với chẩn đốn virus khác: Tìm virus kháng ngun chúng, sau tìm kháng thể với virus, axit nucleic virus xác định phòng thí nghiệm cao cấp Chẩn đốn phòng thí nghiệm virus HIV khơng phải xét nghiệm khẩn cấp Kháng thể với thành phần HIV xác định khoảng 6-8 tuần sau bị nhiễm trùng HIV, chẩn đoán nhiễm trùng HIV giai đoạn sớm cách tìm kháng nguyên axit nucleic virus Sơ đồ sau cho thấy động học dấu ấn huyết học HIV Hình Sơ đồ biểu thị dấu ấn huyết chẩn đoán HIV Xác định kháng nguyên virus Tìm protein 24 (p24) thử nghiệm ELISA dùng kháng thể đơn dòng Phân lập virus Cấy lymphocyte bệnh nhân vào ni cấy lymphocyte bình thường, hiệu ứng tế bào bệnh lý xuất sau 7- 10 ngày nuôi cấy với xuất hợp bào điển hình ( syncytial formation), nhiên số chủng không tạo hợp bào nuôi cấy Xác định kháng thể Nhiều thử nghiệm dùng để phát kháng thể HIV huyết bệnh nhân Các thử nghiệm sau dùng rộng rải phòng thí nghiệm để xác định kháng thể với virus HIV 3.1 Thử nghiệm ELISA Với nhiều kỷ thuật kháng nguyên khác kháng nguyên gắn giếng, enzyme gắn vào kháng kháng thể (kỷ thuật ELISA gián tiếp), kháng thể gắn enzyme ( kỷ thuật ELISA cạnh tranh), kháng nguyên gắn enzyme (Kỷ thuật ELISA kiểu sandwich) Độ nhạy thử nghiệm từ 97,5 đến 100%, thử nghiệm ELISA dương tính cần phải dùng thử nghiệm Western blot để chẩn đoán khẳng định Phản ứng ELISA gián tiếp kháng kháng thể gắn enzyme 255 kháng thể gắn enzyme Phản ứng ELISA tranh chấp Phản ứng ELISA kiểu sandwich Kháng nguyên gắn enzyme Hình Sơ đồ minh hoạ kiểu kỷ thuật ELISA chẩn đoán HIV 3.2.Thử nghiệm Western blot Kỹ thuật xác định kháng thể với protein đặc hiệu virus, thử nghiệm có gía trị khẳng định nhiễm trùng HIV, kết đương tính có băng protein vỏ ( gp 160, gp120, gp 41) thêm băng protein gen gag pol không, phản ứng âm tính khơng đủ tiêu chuẩn Xác định axít nucleic virus Thử nghiệm khuếch đại chuỗi gen PCR dùng để xác định ADN ARN virus thể người bệnh, kỷ thuật cho phép định lượng virus máu bệnh nhân IV PHÒNG NGỪA VÀ ĐIỀU TRỊ Phòng ngừa Kiểm tra người cho máu, xử lý máu trước chuyền để loại trừ HIV Dụng cụ y tế đảm bảo vô trùng, bơm tiêm, kim tiêm nên dùng lần Cần khuyến cáo cho nhân viên trực tiếp làm việc với bệnh nhân với máu bệnh nhân nội quy an toàn, tránh lây nhiễm bất cẩn Ngăn cấm tiêm chích ma túy tệ nạn dâm, giáo dục an tồn tình dục Hiện chưa có vaccine hiệu để phòng bệnh 256 Điều trị Việc nghiên cứu thuốc chống virus HIV nhằm vào khâu chu trình phát triển virus: ức chế gắn vùi virus vào màng tế bào, ức chế cởi áo vào bên tế bào nucleocapsid, ức chế trình mã ngược, ức chế gắn cDNA virus với chromosome tế bào ( hình thành provirus ), ức chế trình mã mRNA, trình dịch mã, ức chế tổ hợp virus, trình đẩy virus khỏi tế bào Nhiều chế phẩm sinh học kháng thể hóa chất thử nghiệm phòng thí nghiệm Hiện hai nhóm thuốc có sẳn dùng điều trị nhiễm trùng HIV/AIDS - Các thuốc ức chế enzyme reverse transcriptase (RT) azidothymidine, dideoxycytidine, didanosine, lamuvidine - Các thuốc ức chế enzyme protease saquinavir, ritonavir, indinavir Sự phối hợp thuốc làm giảm lượng virus máu nhanh, kéo dài đời sống bệnh nhân, hạn chế biến chủng virus kháng thuốc 257 CÁC VIRUS GÂY BỆNH KHÁC Mục tiêu học tập Trình bày tính chất virus học, dịch tễ học, tính chât bệnh, chẩn đốn phòng thí nghiệm phòng ngừa nhiễm trùng corona gây SARS Mơ tả đặc trưng tính chất virus, dịch tễ, tính chất gây bệnh, chẩn đốn virus phòng bệnh virus rubella Trình bày tính chất virus học, tính chất gây bệnh, chẩn đốn phòng thí nghiệm phòng bệnh nhiễm trùng hantavirus I CORONAVIRUS GÂY BỆNH CHO NGƯỜI Đây nhóm virus tìm thấy chim động vật có vú, chúng giống hình thái cấu trúc hóa học Các Coronavirus người gồm Coronavirus chủng 229E Coronavirus chủng OC43, hai virus gây nhiễm trùng hô hấp nhẹ- bệnh cảm lạnh Năm 2003 chủng virus họ tìm thấy gây bệnh viêm phổi nặng, lây truyền mạnh có tỷ lệ tử vong cao người gọi Coronavirus gây SARS (SARS–CoV: severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus) Bài trọng đến corona gây SARS người 1.Tính chất virus: Ở kính hiển vi điện tử virus có bao ngồi hình thái đa dạng, có đường kính từ 60 -130nm bề mặt virus có gai glycoprotein hình vương niệm (corona), gai giúp cho virus bám vào receptor tế bào vật chủ xâm nhập vào tế bào Nucleocapsid bên hình xoắn chứa ARN lớn có chiều dài 27-32 kb mã hóa cho thành phần cấu trúc chức virus Hầu hết virus corona gây nhiễm tế bào loài túc chủ tự nhiên chúng, riêng corona gây SARS (SARS-CoV) nhiễm trùng nhiều loại tế bào tế bào thận khỉ vero, tế bào khối u đại tràng người, chúng gây hiệu ứng tế bào bệnh lý sau 2-4 ngày Hình 1b SARS-CoV kính HV Hình 1a cấu trúc SARS-CoV Dịch tễ học điện tử Tháng năm 2003 bệnh viêm phổi virus nặng (SARS) xuất phát từ Quảng Đơng, Trung quốc nhanh chóng lan nước kế cận gồm Việt Nam, Hồng công, Singapour, Thái lan Canada đến 24-25 tháng 3/2003 nhà khoa học Mỹ Đức công bố xác định virus gây bệnh virus thuộc Coronavirus gọi tên virus corona gây bệnh SARS (SARS-CoV) Vụ dịch lên đến đỉnh vào tháng chấm dứt vào đầu tháng 7/2003 Tổng số có 29 quốc gia bị ảnh hưởng với số người bị bệnh 8422 với số người chết 902 258 Virus corona gây SARS corona người lây truyền bệnh chủ yếu qua đường hơ hấp từ giọt chất tiết, ngồi truyền qua tiếp xúc trực tiếp, dụng cụ khí dung, nội soi phế quản Người bệnh virus thải phân kéo dài nhiều tuần lễ, nguồn lây bệnh qua đường phân miệng Người ta tìm thấy corona giống với SARS-CoV người đường hơ hấp số lồi chồn, virus corona gây SARS virus động vật truyền cho người Lâm sàng Corona gây SARS gây nên bệnh viêm phổi nặng virus người lây lan thành dịch bệnh có thời gian ủ bệnh từ đến 10 ngày, triệu chứng sớm gồm sốt, đau nhức đầu, triệu chứng hô hấp bắt đầu xuất từ 3-7 ngày với ho khan khó thở Nhiều bệnh nhân biểu thâm nhiễm phổi X quang suy hô hấp xảy nhanh chóng, phần lớn bệnh nhân cần phải hơ hấp hổ trợ Tỷ lệ tử ước tính từ 14-15%, người lớn tuổi tử vong đạt đến 50% Chẩn đốn phòng thí nghiệm Phân lập virus từ bệnh phẩm chất tiết đường hô hấp, máu, phân nuôi cấy tế bào ( tế bào thận khỉ) Tuy nhiên có phòng thí nghiệm có mức an tồn sinh học cao (mức 3) phép nuôi cấy virus Kỹ thuật chẩn đoán dùng RT-PCR để xác định vật liệu RNA virus, cho kết nhanh Chẩn đốn huyết gồm kỹ thuật miễn dịch huỳnh quang hay ELISA để xác định IgM IgG, kháng thể thường xuất muộn sau 2-3 tuần Phòng bệnh điều trị Phát sớm cách ly bệnh nhân bị bệnh biện pháp hửu hiệu để phòng lây nhiễm cho người xung quanh, nhân viên y tế người tiếp xúc với bệnh nhân cần phải đeo trang, áo quần bảo vệ quy định, xử lý tốt chất thải người bệnh Quy định quốc tế bệnh SARS cần phải thông báo dịch kiểm dịch quốc tế Hiện chưa có vaccine phòng bệnh Hiện chưa có thuốc kháng virus SARS-CoV đặc hiệu, thuốc kháng virus dùng điều trị nhiều virus khác dùng thử nghiệm gồm vibavirin, tamiflu, chất ức chế enzyme protease kaletra ( phối hợp gồm lopinavirritonavir) interferon Thêm vào biện pháp điều trị hổ trợ cần thiết khác gồm corticosteroid, thở máy II VIRUS RUBELLA Virus rubella thuộc vào nhóm rubivirus, họ Togaviridae, nhiên virus có phương thức lây truyền khác với alphavirus, gây nhiễm trùng qua đường hơ hấp Tính chất virus Về cấu trúc virus có đường kính từ 45-75nm, có bao ngồi lipid bề mặt có gai glycoprotein, capsid bên có dạng hình khối đa diện, genơm chứa RNA sợi đơn Virus rubella không gây tan tế bào, gây hiệu ứng tế bào bệnh lý mức độ định số tế bào nuôi cấy tế bào vero, tế bào RK13 Sự nhân lên virus rubella cản trở nhân lên virus thuộc họ Picornaviridae cho nhiễm loại sau thêm vào Miễn dịch Virus có typ huyết thanh, người túc chủ rubellavirus, sau nhiễm virus máu, kháng thể bắt đầu xuất hiện, kháng thể dịch thể ngăn cản lan rộng virus, miễn dịch trung gian tế bào đóng vai trò quan trọng loại bỏ virus Miễn dịch thu sau bị nhiễm trùng có vai trò bảo vệ suốt đời Kháng thể có huyết mẹ mang thai ngăn cản 259 nhiễm trùng cho bào thai Mặt khác kháng thể xuất hiện, phức hợp miễn dịch tạo có vai trò bệnh sinh ban đau khớp bệnh rubella Dịch tễ học Virus rubella lây truyền qua chất tiết đường hô hấp, virus rubella lây so với virus sởi virus thủy đậu, nhiên bệnh lây dễ dàng nơi đông người nhà trẻ Nhiễm trùng xảy thường trẻ em, có khoảng 20% phụ nử độ tuổi mang thai chưa bị nhiễm virus lần nào, nhóm người bị bệnh Lâm sàng Bệnh rubella bệnh lành tính trẻ em, bệnh đặc trưng với sốt, hạch lympho lớn ban Ở người lớn nhiễm trùng rubella nặng thường tổn thương xương, viêm khớp, giảm tiểu cầu viêm não sau nhiễm trùng rubella Các tổn thương bẩm sinh: Đây hâu đáng sợ, nhiễm rubella mẹ mang thai kháng thể bảo vệ (do nhiễm trùng trước hay tiêm vaccine) gây nên bất thường cho trẻ Virus nhân lên thai lây lan cho thai nhi qua đường máu Ở thai nhi virus nhân lên hầu hết mô thai, dù virus không làm tan tế bào, phát triển mô tế bào, phân bào, cấu trúc nhiễm sắc thể tế bào thai nhi bị rối loạn nhiễm trùng virus Hậu dẫn đến phát triển khơng bình thường cho bào thai Tính chất bất thường thai liên quan đến mô bị nhiễm trùng giai đoạn phát triển thai nhi Bất thường thường lớn gây chết thai, bất thường sau sinh thường gặp gồm đục thủy tinh thể, chậm phát triển tinh thần kinh, điếc, bất thường tim ống động mạch, thông liên thất, thông liên nhĩ Chẩn đốn phòng thí nghiệm: Chẩn đốn phòng thí nghiệm chủ yếu dựa vào phản ứng huyết học tìm kháng thể đặc hiệu Tìm diện kháng thể IgM điểm nhiễm trùng đây, tăng hiệu giá IgG lần mẫu huyết lấy vào giai đoạn lành bệnh so với mẫu huyết lấy giai đoạn bệnh cấp Phân lập virus từ bệnh phẩm chất tiết hô hấp, nước tiểu, máu, dịch nảo tủy nuôi cấy tế bào, biện pháp thực quy trình phân lập phức tạp Kỹ thuật RT-PCR nhằm xác định ARN virus dịch thể Phòng ngừa Cách phòng ngừa tốt dùng vaccine, Hoa kỳ vaccine giảm độc chủng RA27/3 sử dụng cho trẻ vào lúc trẻ 12 -15 tháng liều tiêm nhắc vào lúc trẻ 4-6 tuổi III HANTAVIRUS Hantavirus giống thuộc họ Bunyamviridae, virus không truyền bệnh qua côn trùng tiết túc mà qua đường hơ hấp hít chất tiết đường hơ hấp, nước tiểu, nước bọt chuột Tính chất virus Virus có hình cầu đường kính 100nm, bao ngồi hai lớp lipid bề mặt có gai glycoprotein (G1 G2) dài khoảng 5-10 nm, nucleocapsid chứa đoạn ARN có kích thước khác nhau, đoạn lớn khoảng 6530-6550 nucleotid mã hóa cho enzyme chép virus, đoạn trung bình 3613-3707 nt mã hóa cho glycoprotein virus, đoạn nhỏ 1696-2083 nt mã hóa cho protein nucleocapsid 260 Hình Cấu tạo Hantavirus Virus bị bất hoạt nhiệt, chất có hoạt tính bề mặt, dung mơi hửu dung dich thuốc tẩy Hantavirus phát triển nhiều tế bào nuôi tế bào vero, tế bào lai, tế bào nội mạc tĩnh mạch Trên nuôi cấy virus không gây hiệu ứng tế bào bệnh lý Tính chất gây bệnh 2.1 Dịch tễ học Hantavirus gây nhiễm trùng chuột mà biểu bệnh rõ ràng, chuột bị nhiễm virus chậm tăng cân, khơng ảnh hưởng đến khả sống sinh sản chúng Khi nhiễm trùng chuột, virus thải chất tiết nước tiểu, phân, nước bọt Người túc chủ tự nhiên Hantavirus, người bị nhiễm virus qua đường hơ hấp hít khơng khí có mang hạt bụi chứa virus thải từ chuột bị nhiễm trùng, nhiễm trùng chuột cắn tiếp xúc trực tiếp bẩy chuột, hay nuôi chuột phòng thí nghiệm Bệnh nhiễm trùng Hantavirus gặp khắp nơi giới, bệnh báo cáo xảy nhiều nước thuộc châu Âu, châu Á, châu Mỹ Ở châu Á bệnh xảy nhiều nước Nhật bản, Hàn quốc, Thái lan, Trung quốc Ở nước châu nông nghiệp bệnh xảy thường liên hệ đến mùa tròng trọt hay mùa gặt Ở số nước châu Âu bệnh xảy vào tháng 10 chuột tìm chổ cư trú nhà kho 2.2 Bệnh người Hantavirrus gây nhiễm trùng người từ không triệu chứng, nhiễm trùng nhẹ đến thể lâm sàng nặng, hai thể lâm sàng nặng hay gặp sốt xuất huyết kèm theo hội chứng suy thận nhiễm trùng hantavirus kèm hội chứng hô hấp Với hội chứng hô hấp thường khởi đầu với sốt, nhức đầu, đau cơ, bệnh tiến triển nhanh đến suy hô hấp đặc trưng với phù phổi không suy tim, hạ huyết áp Bệnh có tỷ lệ tử vong cao, số báo cáo đến 50% Sốt Hantavirus với suy thận biểu với sốt, đau kéo dài 3-7 ngày, giai đoạn giảm tiểu cầu, giảm huyết áp xuất huyết Giai đoạn vô niệu bắt đầu huyết áp bắt đầu trở bình thường, vơ niệu kéo dài 3-7 ngày, sau giai đoạn đa niệu hồi phục Với thể tỷ lệ tử vong 5-10% xảy giai đoạn hạ huyết áp giai đoạn vơ niệu Chẩn đốn phòng thí nghiệm Phân lập virus từ mẫu nghiệm lâm sàng lên nuôi cấy tế bào thường khó khăn, giai đoạn đầu cần tiêm vào chuột phòng thí nghiệm, sau ni cấy lên tế bào Quy trình phân lập thành cơng nhiều tuần, quy trình thích hợp để chẩn đốn Chẩn đốn nhanh kỹ thuật khuếch đại gen 261 RT-PCR xác định ARN virus mẫu nghiệm máu hay tạng phủ Các thử nghiệm huyết học thường dùng gồm miễn dịch huỳnh quang để xác định IgM IgG, thử nghiệm miễn dịch liên kết enzyme xác định IgM để chẩn đốn nhiễm trùng cấp Phòng điều trị Phòng bệnh chung diệt chuột, hạn chế tiếp xúc với chuột, chăn ni chuột phòng thí nghiệm cần nuôi buồng nuôi quy định đảm đảo an tồn Chưa có vaccine chấp nhận dùng người Hiện chưa có thuốc kháng virus đặc hiệu với Hantavirus, thể bệnh nặng chủ yếu dùng biện pháp hổ trợ TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ môn Vi sinh vật Trường Đại học Y khoa Hà Nội (1982), Vi sinh vật y học , Nhà xuất Y học, Hà Nội, Tập I II Bộ môn Vi sinh vật Trường Đại học Y Hà Nội (2001), Vi sinh y học, Nhà xuất Y học, Hà nội Bộ môn Vi sinh vật Trường Đại học Y khoa Huế (2004), Bài giảng vi sinh y học Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (1997), Vi sinh vật học, Nhà xuất Giáo dục Phạm Văn Ty (2005), Virut học, Nhà xuất Giáo dục Balley and Scott’s (1994), Diagnostic Microbiology, 9e edition, Mosby Burrows (1981), Textbook of microbiology, twenty - first edition, W.B Saundrers company Albert Balows, William J Hauler (1991), Manual of clinical Microbiology, ASM, 5e edition Fields BN (1995), Fields' Virology, 3th ed, Lippincott Williams & Wilkin, Philadelphia 10 Freeman BA (1979), Burrows Textbook of Microbiology, WB Saunders company, philadelphia 262 11 Hatheway CL (1990), Toxigenic Clostridia, Clinical Microbiology Reviews, American society for microbiology, 66-98 12 Katzung BG (1989), Basic and clinical pharmacology, 4th ed, Appleton & Lange, USA, 545-610 13 Mandell GL, Bennett JE and Dolin R; Mandell (1995), Douglas and Bennett's Principles and practice of infectious diseases, 4th ed, Churchill Livingstone, pp 2-28 14 Turner TB (1965), The Spirochetes, in Bacterial and mucotic infections of man, 4th ed, Lippincott Co, Philadelphia, 573- 609 15 Collection Azay (1997), Bacteriologie médicale, Presses universitaire de Lyon 16 Jean Freney, Francois Renaud,Willy Hansen et Claud Bollet (2000), Précis de bacteriologie clinique, Edition ESKA 17 Mammette A (2002), Virologie médicale, Presses Universitaire de Lyon ... Các virus họ Herpesviridae 160 Adenovirus 167 Enterovirus 170 Rotavirus 174 Virus cúm 177 Paramyxoviridae 181 Flaviviridae 185 Virus dại 190 Các virus sinh khối u 193 Các virus vi m gan 197 Virus... 10-10m Vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo, nguyên sinh động vật virus Trước khám phá vi sinh vật người ta chia sinh vật làm hai giới: giới động vật giới thực vật Sau khám phá vi sinh. .. PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT HỌC Sự phát vi sinh vật Sự phát vi sinh vật gắn liền với phát minh kính hiển vi Anton van Leeuwenhoek (1632 - 1723) người Hà Lan, người kỷ XVII nhìn thấy vi sinh vật nhờ