1.7.1. Định nghĩa và phân loại ký sinh trùng sốt rét kháng thuốc
KSTSR kháng thuốc là khả năng một chủng KSTSR có thể sống và phát triển, mặc dù bệnh nhân đã đ-ợc điều trị và hấp thu một liều l-ợng thuốc bằng hoặc cao hơn liều điều trị thông th-ờng [30, 150]. Kháng thuốc có thể là t-ơng đối nếu nh- tăng liều trong giới hạn chịu đựng đ-ợc của con ng-ời có thể diệt đ-ợc KSTSR. Kháng thuốc có thể là tuyệt đối nếu nh- dùng liều thuốc v-ợt quá khả năng dung nạp của con ng-ời vẫn không diệt hết KSTSR.
Theo WHO các kỹ thuật để đánh giá kháng thuốc gồm có ba kỹ thuật chính là: kỹ thuật thử nghiệm in vivo, thử nghiệm in vitro và PCR.
Đối với kỹ thuật thử nghiệm in vivo: sử dụng các thử nghiệm in vivo
theo dõi 7, 14, 28 ngày tùy từng loại thuốc và điều kiện thực hiện. Từ năm 1973, phân loại KST kháng thuốc theo Test thử nghiệm in vivo 28 ngày đ-ợc WHO qui định nh- sau:
+ Ký sinh trùng nhạy (S - sensitivity): khi điều trị với liều chuẩn, KSTSR sạch hết trong 7 ngày đầu (D7) và không tái xuất hiện lại cho tới ngày 28 sau điều trị (D28).
+ Ký sinh trùng kháng độ I (RI - resistance I): với liều điều trị chuẩn, KSTSR hết trong 7 ngày đầu nh-ng tái xuất hiện lại tại ngày D28.
+ Ký sinh trùng kháng độ II (RII): KSTSR không hết trong 7 ngày đầu nh-ng ở ngày thứ 3 (D3) mật độ giảm lớn hơn 75% so với ngày đầu (D0).
+ Ký sinh trùng kháng độ III (RIII): KSTSR không hết trong 7 ngày đầu, nh-ng ở D3 giảm ít hơn 75% so với D0.
Tuy nhiên qui định trên có một số hạn chế là trong vùng sốt rét l-u hành không dễ để phân biệt tái phát với nhiễm mới. Tái phát có thể xảy ra sau 28 ngày, thất bại điều trị cũng có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nên từ năm 2005 WHO thống nhất phân loại đánh giá đáp ứng điều trị với thuốc SR theo 3 loại: Thất bại điều trị sớm, thất bại điều trị muộn và đáp ứng lâm sàng đầy đủ [150].
Đối với kỹ thuật in vitro: hiện nay WHO đã cung cấp các bộ kít thử
cho nhiều loại thuốc đang sử dụng nh- chloroquin, amodiaquin, mefloquin, fansidar, halofantrin, artemisinin.
Ưu điểm của các bộ kít thử nghiệm là đánh giá P. falciparum nhạy
kháng với thuốc sốt rét ở thực địa, giám sát sự nhạy cảm của P. falciparum
nhằm phát hiện sự xuất hiện kháng thuốc. Ph-ơng pháp này cho phép xác định nồng độ thuốc sốt rét ức chế tối thiểu (MIC) và ức chế 50% (IC50) sự phát triển của KST. Tuy nhiên ph-ơng pháp này đòi hỏi phải sử dụng l-ợng máu tĩnh mạch của ng-ời bệnh lớn nên khó triển khai với số l-ợng mẫu lớn, trang thiết bị kỹ thuật phức tạp, cán bộ có kinh nghiệm và có giá thành đắt [150].
Đối với kỹ thuật PCR: Phân tích một số gen của KSTSR mang các đột
biến điểm liên quan đến kháng thuốc SR, sử dụng kỹ thuật PCR để xác định kiểu gen của KSTSR nhằm phân biệt KST tái phát hay nhiễm mới sau điều trị [150].
1.7.2. Một số loại thuốc sử dụng trong điều trị bệnh sốt rét
Đến nay, có nhiều loại thuốc điều trị sốt rét khác nhau đã đ-ợc phát minh và sản xuất để điều trị bệnh sốt rét (Bảng 1.4). Việc sử dụng thuốc nào phụ thuộc vào chính sách sử dụng thuốc của từng quốc gia dựa trên nhiều yếu tố nh- thành phần loài gây bệnh, thực trạng KST kháng thuốc, điều kiện kinh tế xã hội, sự chấp nhận của cộng đồng...
Bảng 1.4. Thành phần và tên của một số thuốc sốt rét
(Theo nguồn WHO, 2010 [151])
Nhóm hóa chất Tên thuốc
4-Aminoquinolines Chloroquin, amodiaquin, piperaquin Amino-alcohols Quinin, quinidin, mefloquin, halofantrin,
lumefantrin
Sulfonamides và sulfones Sulfadoxin, sulfalen, dapson Biguanides Proguanil, chlorproguanin Diaminopyrimidine Pyrimethamin
8-Aminoquinoline Primaquin
Sesquiterpene lactones Artemisinin, arteether, artemether, artesunat, dihydroartemisinin
Naphthoquinone Atovaquon
Antibiotics Azythromycin, clindamycin, doxycyclin, tetracyclin
Do KST đã kháng với nhiều loại thuốc sốt rét, nên WHO đã khuyến cáo các quốc gia sử dụng thuốc phối hợp nhiều thành phần có sự khác nhau về cơ chế tác động và thuốc có thời gian bán thả dài để tăng c-ờng hiệu quả điều trị, đồng thời giảm khả năng KST kháng thuốc [148, 149]. Có 5 loại thuốc phối hợp hiện nay đ-ợc nhiều quốc gia sử dụng nh- liệu pháp điều trị tuyến đầu gồm: artemether– lumefantrin, artesunate– amodiaquin, artesunate– mefloquin, artesunate– sulfadoxin– pyrimethamin, dihydroartemisinin –
piperaquin [151].
Tại Việt Nam, hiện nay thuốc để điều trị sốt rét do P. falciparum ch-a biến chứng là thuốc phối hợp 2 thành phần gồm dihydroartemisinin– piperaquin (arterakin), thuốc điều trị sốt rét do P. vivax là chloroquin kết hợp với primaquin, thuốc điều trị sốt rét do P. malariae là chloroquin, thuốc điều
trị sốt rét do nhiễm phối hợp và cho các đối t-ợng khác tham khảo theo phác đồ điều trị sốt rét của Bộ Y tế 2009 [2].
1.7.3. Tình hình KSTSR kháng thuốc trên thế giới và Việt Nam
1.7.3.1. Tình hình KSTSR kháng thuốc trên thế giới
Nhiều thập kỷ qua, KSTSR kháng thuốc vẫn là trở ngại chính đối với cơng tác phịng chống và loại trừ sốt rét. Đến nay, KSTSR kháng thuốc đã đ-ợc ghi nhận trong 3 loài P. falciparum, P. vivax và P. malaria. Trong đó P.
falciparum đã kháng với nhiều loại thuốc điều trị sốt rét, mức độ kháng có sự
khác biệt ở các quốc gia trên thế giới [151].
Theo đánh giá của WHO, kháng thuốc là rất phức tạp vì thực tế cho thấy KSTSR đã kháng chéo giữa các thuốc có cùng thành phần hóa học hoặc có cùng cơ chế tác động. Đa kháng thuốc xảy ra với P. falciparum khi mà
KST này kháng với nhiều loại thuốc khác nhau về thành phần hóa chất hoặc cơ chế tác động. Khu vực Đông Nam á đ-ợc coi là nguồn gốc và là trung tâm của KSTSR kháng với nhiều loại thuốc sốt rét. Báo cáo tổng kết của WHO giai đoạn 2000 -2010 cho thấy đã có sự gia tăng có ý nghĩa về mức độ kháng thuốc của KSTSR [151]. Trong đó:
Kháng quinin
P. falciparum kháng thuốc quinin phát hiện đầu tiên tại Bra-xin từ
những năm 1908 - 1910. Đến những năm 1960 cũng đã ghi nhận kháng tại
khu vực Đông Nam á. Theo kết quả của 9 nghiên cứu đánh giá hiệu lực điều trị tại 6 quốc gia (giai đoạn 2002 đến 2007) cho thấy tỷ lệ thất bại điều trị cao (>20%) tại 2 điểm nghiên cứu ở Bô-li-vi-a và Vê-nê-du-ê-la, thuốc vẫn còn hiệu lực điều trị 100% tại Pa-ki-xtan và Cam-pu-chia [151].
Kháng chloroquin:
Chloroquin đ-ợc đ-a vào sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới những năm 1950. Ca bệnh nghi ngờ kháng chloroquin đ-ợc nghi nhận đầu tiên tại Thái Lan năm 1957, đến năm 1960 một số tr-ờng hợp kháng đ-ợc xác định
đồng thời tại Cô-lôm-bi-a và Thái Lan. Tại Châu Phi, ca kháng đầu tiên đ-ợc xác định tại vùng Đơng Phi vào năm 1978, sau đó phát hiện tại vùng Trung, Nam và cuối cùng là vùng Tây Phi năm 1983. Đến nay, P. falciparum kháng
chloroquin đ-ợc phát hiện tại hầu hết các vùng sốt rét l-u hành trên thế giới [123, 151].
Các nghiên cứu đánh giá hiệu lực điều trị của chloroquin đối với P. falciparum giai đoạn từ 2000 đến năm 2009 cho thấy tỷ lệ điều trị thất bại từ
9,2% đến 100% tại hầu hết các quốc gia ngoại trừ một số n-ớc nh- Hon-đu- rát, Ma-la-uy, Ni-ca-ra-goa (có tỷ lệ thất bại từ 0 -1,3%). Chloroquin vẫn còn hiệu lực điều trị tại một số quốc gia Nam Mỹ, tỷ lệ điều trị khỏi đạt 100% quan sát đ-ợc tại một số điểm nghiên cứu ở Hon-đu-rát và Ni-ca-ra-goa [151].
Kháng sulfadoxin –pyrimethamin:
Từ những năm 1960, sulfadoxin và pyrimethamin đ-ợc sử dụng riêng lẻ để điều trị P. falciparum kháng chloroquin. Sau đó, thuốc này đ-ợc sử dụng
phối hợp với tên gọi là Fansidar (SP). Đến năm 1968, P. falciparum đã kháng với thuốc này tại vùng biên giới Thái Lan và Cam-pu-chia. Tiếp đó các tr-ờng
hợp kháng đ-ợc thông báo ở hầu hết các quốc gia Đông Nam á, tỉnh Vân Nam của Trung Quốc và vùng A-ma-dôn. Mức độ kháng thấp hơn đ-ợc ghi nhận tại vùng Nam và Trung Mỹ, Địa Trung Hải, Châu Đại D-ơng. Tại Châu Phi, kháng Fansidar xuất hiện muộn hơn vào cuối những năm 1980. Mức độ kháng tại các vùng thuộc khu vực phía Đơng Phi cao hơn phía Tây Phi [88].
Trong 162 nghiên cứu đánh giá hiệu lực điều trị của thuốc Fansidar trong giai đoạn từ 2000 đến 2007 cho thấy tỷ lệ điều trị thất bại thấp (từ 4,7
đến 5%) tại một số quốc gia Nam Mỹ, Trung Đông và Trung á. Tỷ lệ điều trị thất bại trung bình tại khu vực Đơng Phi là 52,8%, Tây Phi là 18,7%, vùng Trung Phi là 23%, Nam Phi là 23,2%. Tại Lào và Việt Nam tỷ lệ thất bại < 40% [151].
Kháng mefloquin:
Mefloquin đ-ợc đ-a vào sử dụng tại một số quốc gia từ năm 1972, đến năm 1982 đã ghi nhận P. falciparum kháng thuốc này tại vùng biên giới Thái Lan và Cam-pu-chia. Tiếp theo, ký sinh trùng kháng mefloquin cũng xuất hiện
tại nhiều quốc gia Đông Nam á, Nam Mỹ và lác đác tại Châu Phi [88].
Kháng artemisinin và dẫn xuất:
Nhóm thuốc này đ-ợc sử dụng vào đầu những năm 1990, và đ-ợc coi là thuốc điều trị tuyến đầu và góp phần làm giảm nhanh bệnh sốt rét tại nhiều quốc gia. Hiện nay đã có những ghi nhận về các tr-ờng hợp kháng. Năm 2006-2007, 2 tr-ờng hợp kháng artemisinin đ-ợc phát hiện tại Tasanh, Cam- pu-chia. Từ 2009-2010, các nghiên cứu đánh giá hiệu lực điều trị thuốc cũng đã nghi nhận các tr-ờng hợp nghi ngờ kháng artemisinin tại Tây Thái Lan, Đơng Nam Mi-an-ma và tỉnh Bình Ph-ớc, Việt Nam [151, 152].
Bảng 1.5 trình bày tổng hợp danh sách các thuốc điều trị sốt rét và thời điểm phát hiện KSTSR kháng theo WHO 2011[151].
Bảng 1.5. Thời gian KSTSR P. falciparum kháng với các loại thuốc sốt rét
Loại thuốc Bắt đầu dùng năm
Bắt đầu thấy có kháng
Năm N-ớc
Quinin Khoảng 1630 1910 Bra-xin
Chloroquin 1945 1960 Cô-lôm-bi-a
Amodiaquin 1947 1961 Bra-xin
Proguanil 1948 1949 Bra-xin
Sulfadoxin-pyrimethamin 1964 1968 Thái Lan
Mefloquin 1972 1982 Thái Lan
1.7.3.2. Tình hình KSTSR kháng thuốc tại Việt Nam
Khu vực Tiểu vùng sông Mê Kông đ-ợc đánh giá là trung tâm đa kháng thuốc trên thế giới cho nên tình hình KSTSR kháng thuốc ở Việt Nam cũng rất phức tạp. Việt Nam là một trong những n-ớc có P. falciparum kháng thuốc đ-ợc ghi nhận sớm trên thế giới [7, 34]. Hiện t-ợng P. falciparum kháng chloroquin đ-ợc thông báo tại Nha Trang từ năm 1961 [127]. Từ 1975 đến 1995 đã xác định P. falciparum kháng chloroquin tại hầu hết các vùng sốt rét
l-u hành ở các tỉnh miền Nam và sau đó lan rộng ra miền Bắc [25, 30]. ở các tỉnh miền Trung - Tây Nguyên, P. falciparum kháng chloroquin cao và tăng nhanh từ 30-55% (giai đoạn 1976 - 1984) lên đến khoảng 55 – 90% (giai đoạn 1985 -1995) [4].
Những năm 1990, kết quả nghiên cứu ở 14 điểm tại các khu vực dịch tễ khác nhau trong cả n-ớc cho thấy mức kháng in vivo chung đối với chloroquin (RII + RIII) là 52% và thuốc Fansidar là 37,3%. Trong đó Tây Nguyên và Đơng Nam Bộ có mức kháng cao nhất là 65% và 47%. Các khu vực khác tỷ lệ kháng thấp hơn [3].
Fansidar đ-ợc đ-a vào sử dụng nh- là thuốc chống kháng với chloroquin và cũng bị kháng nhanh chóng ở vùng biên giới Tây Nguyên với mức kháng khoảng 82% năm 1980 và tăng lên đến 93,0% năm 1982. Tỷ lệ KST kháng ở Nam Trung Bộ cũng rất cao, đạt 79% ở Phú Yên (1989), 68% ở Khánh Hoà (1986), có nơi 100% [25]. Nghiên cứu thử nghiệm trên in vitro
cho thấy tỷ lệ kháng Fansidar là 71,0% tr-ớc năm 1990 đã tăng lên 80% ở giai đoạn 1991-1997 [54].
Artemisinin và dẫn xuất ra đời góp phần hạ thấp tỷ lệ tử vong do sốt rét. Tuy nhiên tỉ lệ tái phát cao và tăng nhanh khi điều trị thuốc đơn thuần. Nghiên cứu sử dụng phác đồ điều trị artemisinin đơn thuần trên 1000 bệnh nhân sốt rét do P. falciparum cho thấy: tỉ lệ tái phát 12,2% với phác đồ điều trị 7 ngày và 47% với phác đồ điều trị 3 ngày [40].
Artesunat với phác đồ điều trị 5 ngày có tỷ lệ tái phát từ 12,5% đến 36% (Nông Thị Tiến, 2000) [50]. Theo Triệu Nguyên Trung (2001) [54], tỷ lệ tái phát ngày D2 đến D14 là 52,2%. Tạ Thị Tĩnh (2001), nghiên cứu tại Khánh Phú, Khánh Hòa cho thấy phác đồ điều trị 5 ngày tỉ lệ tái phát là 22,2% [52].
Tạ Thị Tĩnh, Nguyễn Mạnh Hùng và cs đã nghiên cứu đánh giá hiệu lực điều trị của artesunat tại một số vùng sốt rét của Việt Nam, năm 2008-2009 tại các tỉnh Ninh Thuận, Bình Ph-ớc, Quảng Trị và Gia Lai với phác đồ điều trị artesunat viên 7 ngày. Kết quả cho thấy tại Gia Lai, Quảng Trị và Ninh Thuận tỷ lệ khỏi bệnh là 96,8-100%, có hiện t-ợng giảm đáp ứng điều trị artesunat viên tại xã Đắk Nhau, huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Ph-ớc (tỷ lệ điều trị khỏi là 87,5%) [53].
1.7.4. Cơ chế tác động của thuốc sốt rét đối với KSTSR
Mặc dù đ-ợc sử dụng từ rất lâu với số l-ợng lớn nh-ng cơ chế tác động
của nhiều loại thuốc sốt rét thì vẫn cịn bí ẩn. Đến nay, mới chỉ có tác động của nhóm thuốc antifolat và chloroquin với KSTSR đ-ợc mơ tả chi tiết.
1.7.4.1. Cơ chế tác động của nhóm antifolat
Tác động của nhóm antifolat là ức chế enzym dihydrofolate reductase và dihydropteroate synthase trong chu trình sinh tổng hợp axit foclic của KST, làm KST không tạo đ-ợc axit tetrahydrofolic và cuối cùng không tạo đ-ợc các axit amin, các gốc bazơ purin và thymidin cần thiết để tổng hợp ADN. Trong đó, pyrimethamin gắn vào enzym dihydrofolate reductase [75, 85, 90] và sulfadoxin gắn vào enzym dihydropteroate synthase ( Hình 1.8).
Hình 1.8. Tác động của pyrimethamin và sulfadoxin lên enzym
dihydrofolate reductase và dihydropteroate synthase trong chu trình sinh tổng hợp axit folic (Theo Wallace P., 1987 [143])
1.7.4.2. Cơ chế tác động của chloroquin
Bằng kính hiển vi điện tử, phân tích KSTSR đ-ợc điều trị chloroquin cho thấy lysosome của KST, nơi phân hủy hemoglobin bị tác động đầu tiên (Hình 9A, B). Chloroquin có mặt trong bào t-ơng của KST có tính kiềm yếu pH 7.4 đ-ợc hòa tan và thấm qua màng vào mơi tr-ờng lysosome có tính axit, bị mất điện tử tạo thành CQH+. CQH+ gắn vào ferriprotoporphyrin IX (Fp9) ức
GTP (guanosine-TP)) H2–Neopterin–P3 H2–Neopterin H2–Pterin GTP cyclohydrolase H2–neopterin–PPP - pyrophosphohydrolase H2–neopterin aldolase Dihydropteroate synthase H2–Pteroate Pteroyglutamate synthase Dihydrofolate (H2–PteGlu5) (H2–PteGlun)* Dihydrofolate reductase Tetrahydrofolate (H4–PteGlu5) (H4–PteGlun)* Purines Aminoacids Thymidine Pte - Sulfonamide Pterin - CHO Folic acid Pte(Glu)n Folate reductase Glu - hydrolase Pte–Glu synthase
pABG pABG Dapsone Sulfonamide X X
chế quá trình phản ứng trùng hợp và Fp9 đ-ợc tích lũy và phá vỡ màng lysosome của KST. Các axit amin mất điện tử (AAH+)tồn tại trong lysosome nhờ protein vận chuyển chloroquin qua màng. Có thể protein vận chuyển chloroquin hạn chế hấp thu CQH+ và do đó một phần chloroquin đ-ợc đào thải ra ngoài.
Đối với KST kháng chloroquin, gen Pfcrt (Pfcrt - Plasmodium falciparum chloroquine resistance transpoter gene) bị đột biến làm tăng hấp
thu đối với CQH+ nên một l-ợng lớn chloroquin bị đào thải ra ngoài khiến phản ứng trùng hợp của hemozoin xảy ra bình th-ờng. Đồng thời Pfcrt đột
biến giảm khả năng hấp thu đối với AAH+ nên làm giảm hiệu suất đào thải AAH+ ra ngồi, và do đó khi có mặt chloroquin, một số l-ợng lớn proton H+ đ-ợc tích tụ trong lysosome. Nh-ng nhờ có enzym Pgh1 đột biến làm cản trở tích tụ H+ nên tăng sức chịụ đựng của KST [84].
A: KST nhạy B: KST kháng
Hình 1.9 (A,B). Cơ chế tác động của chloroquin trong lysosome của KST
1.7.5. Đột biến gen ở P. falciparum liên quan đến kháng thuốc sốt rét