CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.4. Kháng hóa chất diệt côn trùng của véc tơ sốtrét
1.4.1. Định nghĩa kháng hóa chất
Kháng hóa chất là sự chọn lọc đặc điểm có tính kế thừa của một quần thể cơn trùng gây ra thất bại một sản phẩm hóa chất mong đợi khi sử dụng theo quy định. Theo định nghĩa của WHO “Kháng hóa chất là sự phát triển khả
năng sống sót của một số cá thể sau khi tiếp xúc với nồng độ của một hố chất mà với nồng độ đó đa số cá thể trong một quần thể bình thường của lồi đó sẽ bị chết sau khi tiếp xúc”.
Khả năng phát triển tính kháng hố chất diệt phụ thuộc vào các yếu tố: Sinh học, sinh thái học của cơn trùng, thời gian tồn lưu của hố chất và cường độ sử dụng gồm liều lượng và thời gian sử dụng.
1.4.2. Cơ sở sinh học của tính kháng hóa chất diệt ở cơn trùng
Hiện tượng kháng hóa chất khơng phải là một q trình thích nghi sinh lý của các cá thể trong quần thể. Hiện tượng này bắt nguồn từ sự sai khác tự nhiên có bản chất di truyền về mức độ mẫn cảm đối với các chất độc giữa các cá thể trong quần thể. Sự khác biệt này có sẵn trong các quần thể tự nhiên ngay từ khi chưa tiếp xúc với hóa chất.
Tính kháng hố chất là một hiện tượng tiến hóa, là kết quả của quá trình chọn lọc các gen kháng ở cơn trùng dưới áp lực của hố chất. Các gen kháng có thể có sẵn trong quần thể hoặc sinh ra do đột biến. Những cá thể trong quần thể mang gen kháng sống sót mặc dù tiếp xúc với hoá chất và truyền những gen kháng cho thế hệ sau.
Việc sử dụng lặp lại một hoá chất sẽ loại bỏ các cá thể nhạy và tỷ lệ các cá thể kháng sẽ tăng và cuối cùng số cá thể kháng sẽ trội lên trong quần thể. Kết quả là quần thể khơng phục hồi trở lại được tính mẫn cảm của hóa chất đó. Do vậy, giám sát và phát hiện ngay từ những dấu hiệu đầu tiên là quan trọng để kịp thời có một chương trình quản lý tính kháng hóa chất diệt.
1.4.3. Một số cơ chế kháng của cơn trùng
Hóa chất có thể xâm nhập vào cơ thể muỗi bằng nhiều cách và ảnh hưởng đến sự sống sót của chúng ở các mức độ khác nhau. Dựa vào khả năng hóa chất bị phân giải trực tiếp hay không khi tác động lên cơ thể muỗi để chia ra các cơ chế kháng:
- Kháng do giảm tính thẩm thấu: Là cơ chế mà trong đó hóa chất diệt khơng bị phân hủy trực tiếp, song tính kháng hình thành là do giảm khả năng thấm. Nhiều loại hố chất diệt cơn trùng thâm nhập vào cơ thể cơn trùng qua lớp biểu bì. Những thay đổi của lớp biểu bì của cơn trùng làm giảm tốc độ thẩm thấu của hố chất diệt cơn trùng gây nên sự kháng đối với một số hố chất diệt. Đơn thuần tính thấm giảm chỉ gây ra sự kháng ở mức độ thấp. Cơ
chế này hiếm khi được đề cập tới, nó thường được coi là thứ yếu thậm chí khơng được nhắc tới ở muỗi. Tuy nhiên, nếu phối hợp với các cơ chế kháng khác, nó có thể tạo nên sự kháng cao. Cơ chế này hầu hết được phát hiện qua các nghiên cứu tính thấm sử dụng hố chất diệt.
- Kháng tập tính: Đó là sự thay đổi của cơn trùng trong tập tính né tránh
được liều gây chết của hóa chất. Những thay đổi bao gồm sự giảm xu hướng bay vào vùng sử dụng hoá chất hay tránh xa khỏi bề mặt có hoá chất. Tuy nhiên, cơ chế kháng này cũng hiếm khi được đề cập đến và như hậu quả thay đổi gây ra trực tiếp bởi sự có mặt của hố chất diệt cơn trùng.
- Kháng “hạ gục”: Kháng “hạ gục” được đặt tên từ việc quan sát các
côn trùng sau khi cho tiếp xúc với hóa chất. Các cơn trùng nhạy cảm sau khi tiếp xúc với hố chất diệt nhanh chóng bị tê liệt hay “hạ gục” (knockdown).
- Kháng do cơ chế chuyển hóa: Trong có chế này khi phân tử hóa chất
diệt xâm nhập vào cơ thể. dưới tác dụng của các enzym khác nhau trong cơ thể muỗi kháng, hóa chất sẽ bị phân giải theo nhiều con đường khác nhau như: oxy hóa, thủy phân, hydro hóa, khử clo, ankyl hóa... trở thành chất khơng độc. Cơ chế này tạo ra một mức độ kháng mạnh mẽ nhất của muỗi đối với từng hóa chất. Sự kháng hóa chất là kết quả của sự thay đổi về mặt cấu trúc enzym làm tăng khả năng giải độc của nó hoặc tăng số lượng enzym dẫn đến tăng sự đào thải độc tố hóa chất diệt cơn trùng ra khỏi cơ thể chúng.
1.5. Tình hình kháng hóa chất diệt cơn trùng của véc tơ sốt rét
1.5.1. Tình hình kháng hóa chất diệt côn trùng của véc tơ sốt rét trên thế giới
Tính kháng hố chất diệt côn trùng là một hiện tượng có thể xuất hiện trong mọi nhóm cơn trùng truyền bệnh. Năm 1946 mới chỉ có hai lồi Anopheles kháng DDT, nhưng đến năm 1991 đã có tới 55 loài kháng với 1 hoặc nhiều loại hóa chất. Trong 55 lồi có 53 lồi kháng với DDT, 27 loài
kháng với phốt pho hữu cơ, 17 loài kháng với carbamate và 10 lồi kháng với pyrethroid, 16 lồi có kháng với cả 4 loại hóa chất diệt (Rodriguez, 2000) [94]. Có 21 lồi trong 55 lồi kháng là véc tơ quan trọng đã được WHO báo cáo năm 1996. Một số kháng điển hình như: An. aconitus với DDT ở Kalimantan,
Bangladesh, Ấn Độ, Nepal và Thái Lan. Sự kháng DDT ở muỗi đã đặt ra vấn đề phải tìm ra hố chất khác thay thế nó. Nhiều hố chất diệt muỗi đã được đưa ra thử nghiệm và đem lại kết quả tốt, đã được WHO khuyến cáo sử dụng trong chương trình PCSR (WHO, 1975) [110]. Tuy nhiên, vấn đề nảy sinh khi dần dần các véc tơ trở nên kháng với các hố chất này. Tới năm 1992, WHO cơng bố 72 lồi muỗi kháng hố chất, trong đó 69 lồi kháng DDT, 38 lồi kháng phốt pho hữu cơ. Sự kháng hoá chất của muỗi ngày càng tăng cả về số lượng loài lẫn mức độ kháng và một lồi kháng với nhiều hố chất. Đến năm 2000, đã có khoảng 100 lồi muỗi kháng hố chất trong đó hơn 50 lồi Anopheles. Một trong những lý do dẫn đến sự kháng ngày càng tăng nhanh và trầm trọng là do sự sử dụng tràn lan hố chất trong nơng nghiệp và y tế.
Năm 2010, tổng cộng 60 quốc gia đã báo cáo véc tơ sốt rét kháng với ít nhất một nhóm hóa chất diệt cơn trùng, 50 quốc gia khác đã báo cáo kháng với hai hoặc nhiều nhóm hóa chất diệt cơn trùng. Tình trạng kháng hóa chất diệt cơn trùng nhóm pyrethroid của các véc tơ sốt rét lan rộng ở nhiều quốc gia châu Phi cũng như Trung Á và Đơng Nam Á (Hình 1.1). Năm 2015, hơn 3/4 số quốc gia đã báo cáo kháng với nhóm hóa chất pyrethroid [113].
Kháng hoá chất ở các véc tơ truyền bệnh sẽ ảnh hưởng trực tiếp và sâu sắc tới sự xuất hiện trở lại của các bệnh do véc tơ truyền. Tại những nơi nào mà kháng hoá chất chưa ảnh hưởng tới sự xuất hiện của dịch bệnh thì nó cũng đe dọa sự khống chế dịch bệnh. Chính vì vậy, sự hiểu biết về kháng hoá chất diệt cơn trùng ở các véc tơ truyền bệnh có thể giúp đề ra các chiến lược phù hợp để đấu tranh với chúng (Harrison, 1980) [76].
Tuy vậy, PCVT bằng hố chất diệt cơn trùng chỉ bị tác động khi mức độ kháng đủ lớn để tác động rõ ràng đến hiệu lực của hoá chất và sự lan truyền bệnh. Trong nhiều trường hợp, việc PCVT có thể khơng bị ảnh hưởng bởi mức độ kháng. Chẳng hạn hoạt động phịng chống kiểm sốt được 75% quần thể véc tơ trong khi mức độ kháng thấp hơn 10% thì tính kháng sẽ khơng ảnh hưởng đến hiệu quả PCVT. Trong trường hợp này, tăng cường kiểm tra, giám sát tần số kháng là đủ và không cần thay đổi phương pháp PCVT (Harrison, 1980) [76]. Mặc dù vậy, nhìn chung các điều tra giám sát kháng hố chất là cần thiết bởi: Hoạt động này cung cấp dữ liệu cơ bản cho việc lập chương trình, chọn lọc các hố chất diệt cơn trùng thích hợp trước khi thực hiện cơng việc PCVT và phát hiện kháng hoá chất ở giai đoạn sớm nhằm thực hiện kịp thời các biện pháp quản lý. Tuy nhiên, trong những trường hợp này, bất cứ một biện pháp phòng chống nào trừ khi thay thế hố chất diệt cơn trùng đều khó có thể thực hiện
Hình 1.2. Tình hình kháng hóa chất của véc tơ sốt rét giai đoạn 2010 - 2014 (Nguồn WHO (2016)
Hiện nay, các hố chất thuộc nhóm pyrethroid (alpha-cypermethrin, lambda-cyhalothrin, deltamethrin, permethrin, etofenprox…) đang được sử dụng rộng rãi trong chương trình PCSR ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Vì vậy, sự phát triển tính kháng của véc tơ sốt rét với các hố chất này có thể gây trở ngại cho sự thành cơng của hoạt động PCSR.
Pyrethroid là dẫn xuất của este cacboxylat (còn gọi là este pyrethrum hoặc este pyrethrin) có nguồn gốc tự nhiên từ cây hoa cúc họ Chrysanthemum
cinerariefolium và C. roseum, chứa nhiều hoạt chất pyrethrin có độc tính cao
với cơn trùng nhưng có độc tính thấp với động vật máu nóng. Mơ phỏng cấu trúc của pyrethrin, người ta thay đổi nhóm thế để tổng hợp lên các chất mới có hiệu lực diệt cơn trùng mạnh hơn. Tuy nhiên, tính kháng pyrethroid đang biểu hiện rõ dần bất chấp sự lạc quan ban đầu cho rằng lớp hố chất diệt cơn trùng mới và lớn này sẽ khơng tạo nên tính kháng vì hoạt động gây độc nhanh của nó.
Một số nghiên cứu về tính kháng hóa chất diệt cơn trùng cũng được thực hiện ở nhiều nơi trên thế giới nhằm tìm ra nguyên nhân kháng của véc tơ sốt rét, từ đó có biện pháp phịng chống thích hợp. Nghiên cứu tại Nam Phi, muỗi
An. funestus đã kháng với nhóm pyrethroid, carbamat, và clo hữu cơ, nguyên
nhân kháng là do các gen cytochrome P450 điều khiển. Các gen này có liên
quan đến kháng trao đổi chất [60]. Tại Rwanda, thử nhạy cảm muỗi
An. gambiae sensu lato (s.l.) và An. arabiensis với các giấy tẩm hóa chất cho
thấy 85% điểm thử kháng với lambdacyhalothrin; 25% điểm thử kháng permethrin, 25% điểm thử kháng deltamethrin và 50% điểm thử kháng DDT [70]. Hai loài muỗi này cũng kháng hóa chất nhóm pyrethroid tại miền Tây Kenya có 5 điểm thử nhạy cảm cho tỷ lệ muỗi chết từ 52 - 75,3% và 2 điểm thử cho tỷ lệ muỗi chết là 80,4 - 87,2% [109]. Nghiên cứu của Emmanuel khi phân tích kiểu gen kháng kdr (knockdown resistance) ở An. gambiae s.s. và
An. arabiensis, kết quả cho thấy trong quần thể của cả 2 loài này đều mang
allen kháng kdr [70]. Cũng tương tự, ở miền Tây Kenya các đột biến gen kdr L1014S từ 73 - 88% ở quần thể An. gambiae s.s. nhưng ở An. arabiensis lại
thấp hơn (7 - 31%) [109]. Nghiên cứu của Taye về độ nhạy cảm của
An. arabiensis cũng cho thấy loài muỗi này kháng với hóa chất nhóm pyrethroid nhưng cịn nhạy cảm với hóa chất propoxur (thuộc nhóm carbamate). Tuy nhiên, đối với lồi muỗi An. pharoensis cịn nhạy cảm với cả nhóm pyrethroid và carbamate và khuyến cáo propoxur nên sử dụng để phun tồn lưu trong nhà [103]. Muỗi An. stephensi bắt được tại thực địa ở Iran
kháng với hóa chất DDT và lambdacyhalothrin, tăng sức chịu đựng với deltamethrin. Tuy nhiên, lồi này cịn nhạy cảm với malathion và permethrin [88].
1.5.2. Tình hình kháng hóa chất diệt cơn trùng của véc tơ sốt rét ở Việt Nam
Tại Việt Nam, một số kết quả nghiên cứu mức độ nhạy cảm với hố chất nhóm pyrethroid cũng đã được công bố. Theo Nguyễn Tuấn Ruyện (1997) [41], một số quần thể An. minimus ở Gia Lâm (Hà Nội), Khánh Vĩnh (Khánh Hoà), An. jeyporiensis ở Võ Nhai (Bắc Thái); An. aconitus, An. philippinensis ở Chiêm Hoá (Tuyên Quang), An. aconitus ở Na Hang
(Tuyên Quang), An. sinensis ở Sóc Trăng đã tăng mức chịu đựng (có khả
năng kháng) với pyrethroid.
Theo Van Bortel, Hồ Đình Trung, Lê Khánh Thuận và cs (2008) [62], nghiên cứu véc tơ sốt rét kháng hóa chất ở tiểu vùng sơng Mê Kơng đã xác định một số véc tơ đã tăng sức chịu đựng, kháng với hóa chất; trong đó xác định An. epiroticus ở miền Nam Việt Nam đã kháng với các loại hóa chất
nhóm pyrethroid. Tuy nhiên cho đến nay An. dirus và An. minimus vẫn còn nhạy với các hóa chất đang sử dụng. Vào thập kỷ 80, mặc dù DDT vẫn còn hiệu lực trong phòng chống véc tơ sốt rét, nhưng WHO đã khuyến cáo không
nên sử dụng DDT trong y học, nên các chuyên gia phòng chống véc tơ sốt rét ở Việt Nam đã bắt đầu nghiên cứu các biện pháp sử dụng các hóa chất mới thuộc nhóm pyrethroid để phịng chống các véc tơ sốt rét [39]. Các nghiên
cứu trước năm 1996 ở Việt Nam đều có nhận xét là một số véc tơ SR kháng DDT nhưng vẫn cịn nhạy với các hóa chất nhóm pyrethroid. Một số nghiên cứu cho thấy véc tơ chính miền rừng núi An. dirus có thể kháng với
pyrethroid, An. minimus cũng một số điểm tăng sức chịu đựng (nay gọi là có thể kháng), An. epiroticus nhiều nơi ở miền Tây Nam bộ đã kháng cao với
pyrethroid [62].
Với kết quả nghiên cứu về mức độ nhạy cảm của muỗi Anopheles với các hóa chất diệt cơn trùng và hiệu lực diệt tồn lưu của các loại hóa chất ở thực địa cho thấy trong giai đoạn này việc sử dụng các hóa chất alpha- cypermethrin (như Fendona, Alé) và lambdacyhalothrin (như ICON) để phòng chống véc tơ sốt rét An. dirus và An. minimus cho khu vực MT-TN là phù hợp và hiệu quả [21].
Tổng hợp kết quả thử nhạy cảm trên cả nước từ 2003 - 2012 với 3 véc tơ chính: An. dirus, An. minimus và An. epiroticus và 6 loài véc tơ phụ: An.
maculatus, An. aconitus, An. jeyporiensis, An. vagus, An. subpictus, An. sinensis. Kết quả cho thấy có 49/132 điểm thử kháng với
alphacypermethrin; 59/126 điểm thử kháng với lambdacyhalothrin; 4/10 điểm thử kháng với deltamethrin; 34/77 điểm thử kháng với permethrin; 16/59 điểm thử kháng với DDT và 1/6 điểm thử kháng với etofenprox [5].
1.6. Tình hình sốt rét miền Trung - Tây Nguyên
Miền Trung - Tây nguyên là khu vực có SR lưu hành nặng nhất so với các khu vực khác trên cả nước. Miền Trung - Tây Ngun nằm ở vị trí địa lý có kinh độ kéo dài 1060 - 1080 kinh độ đông và 110 - 170 vĩ độ Bắc. Rừng chiếm đến 4/5 diện tích, có nhiều khe, suối, sơng ngịi…Nhiệt độ trung bình
trong tháng lạnh nhất cũng lớn hơn 220C trên tồn khu vực, độ ẩm trung bình tháng 70 % - 90%, mùa mưa kéo dài từ 4 - 6 tháng. Cùng với sự có mặt của 2 véc tơ sốt rét chính là An. dirus và An. minimus cùng các véc tơ phụ như: An. jeyposiensis, An. maculates, An. aconitus…Tất cả những yếu tố trên là
điều kiện thuận lợi cho muỗi sốt rét sinh sản, phát triển, và bệnh sốt rét lưu hành quanh năm ở khu vực này.
Miền Trung - Tây Nguyên là khu vực trọng điểm sốt rét của Việt Nam, gồm 15 tỉnh với dân số khoảng 20 triệu người, trên 40 dân tộc trong đó gần 50% dân số sống trong vùng sốt rét lưu hành. Đánh giá về sự phân bố, những thay đổi về thành phần loài, mật độ, cũng như các đặc điểm sinh học, sinh thái học của quần thể muỗi Anopheles nhằm đưa ra biện pháp phịng chống véc tơ thích hợp là việc làm thường xuyên. Sau nhiều năm PCSR ở khu vực miền Trung - Tây Nguyên SR đã giảm nhiều, nhưng nguy cơ sốt rét quay trở lại vẫn cịn rất lớn. Chương trình PCSR đang đứng trước những trở ngại và thách thức như dân số sống trong mơi trường có sự lan truyền sốt rét còn quá lớn, dân cịn nghèo, dân trí thấp, cịn du canh, ngủ rẫy, khơng có thói quen ngủ màn. Sự di biến động dân từ đồng bằng lên miền núi, từ phía Bắc vào Tây Ngun cịn q lớn; ngồi sự kiểm sốt của ngành y tế, họ chưa có miễn dịch sốt rét, chưa có điều kiện và phương tiện thích hợp phịng chống sốt rét [2], [7].Ở vùng sốt rét lưu hành nặng, vùng sâu, vùng xa thì mạng lưới y tế xã, thơn, bn cịn yếu và thiếu.
Theo số liệu thống kê số bệnh nhân sốt rét và tử vong tại miền Trung - Tây Ngun có xu hướng giảm, khơng có dịch SR xảy ra. Những năm trước