* Cơ chế tác động của isoniazid (INH) : INH là thuốc chống lao dòng 1 được sử dụng rộng rãi nhất. Từ khi được tìm ra năm 1952 nó đã được coi là thuốc cơ bản trong điều trị lao và các trường hợp nhiếm lao tiềm ẩn. MTB nhạy cảm cao với INH (MIC 0,02-0,2 µg/ml). INH chỉ hoạt động chống lại vi khuẩn lao đang nhân lên mà không có tác dụng với vi khuẩn lao không nhân lên hoặc ở trong điều kiện kỵ khí.
Isoniazid là một thuốc tổng hợp (hyđrrazie của acid isonicotinic ), là một chất kết tinh màu trắng, tan trong nước, cơ bản được sử dụng chủ yếu để điều trị nhiễm các thành viên M. tuberculosis complex (M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum
và M. microti) như là tất cả mycobacteria . Các chủng mẫn cảm của M. tuberculosis
có MIC nhỏ hơn 0.05 mg/ml. Các giả thuyết về cơ chế diệt khuẩn tập trung vào tác dụng dựa trên sự tổng hợp acid mycolic, ức chế chuyển hoá NAD dẫn tới tác động đến chuyển hoá năng lượng và tổng hợp các phân tử lớn của vi khuẩn lao. Gen katG mã hoá cho enzyme catalase peroxidase là enzyme duy nhất chỉ có ở MTB có khả năng hoạt hoá tiền INH thành dạng hoạt động [42].
* Cơ chế kháng isoniazid của vi khuẩn lao : Cơ sở phân tử của tính kháng với isoniazid phức tạp hơn và được gây ra bởi đa dạng đột biến trong 4 gen khác nhau của M. tuberculosis, katG mã hoá catalase peroxidase, inhA mã hoá enoyl acyl carrier protein (ACP) reductase, kasA mã hoá cho b-ketoacyl A C P synthase và ahpC mã hoá cho alkylhydroperoxide reductase. Mặc dù thế, gần 5-10% các chủng
HVCH: Khổng Thị Minh Ngân 19 GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thái Sơn
M. tuberculosis kháng isoniazid không có một đột biến có thể xác định. Tính kháng isoniazid ở mức cao có liên quan đến lâm sàng chủ yếu là do các đột biến thêm đoạn/ mất đoạn hoặc các đột biến nhầm nghĩa/ vô nghĩa bên trong gen katG. Đối với sự đề kháng INH, đột biến trên gen katG hay gặp nhất ở vị trí 315 [12]. Sự thay thế Ser315Thr xảy ra ở khoảng 30-60% chủng kháng sự thay thế này trong gen katG đã chỉ ra trực tiếp là dẫn tới tính kháng cao với isoniazid. Đột biến S315T được đi kèm bởi sự mất đi vị trí enzyme giới hạn ở vị trí này. Do đó đột biến nhầm nghĩa có thể được phát hiện dễ dàng bằng phân tích giới hạn các đoạn được khuếch đại (PCR-RFLP). Sự kiện và tính lan truyền của đột biến này trong các chủng M. tuberculosis lâm sàng kháng isoniazid thay đổi đáng kể phụ thuộc vào vùng địa lý và thành phần dân tộc của những cá nhân bị nhiễm. Do đó sàng lọc sự thay đổi di truyền này trong gen katG có thể cung cấp một phương pháp sàng lọc nhanh cho việc phát hiện các chủng lao M. tuberculosis kháng isoniazid, cung cấp tính lan rộng cao của đột biến đặc biệt có thể được thiết lập từ một vùng địa lý xác định [27].
Đột biến thay thế S315T trên gen katG cũng thường đi kèm với biểu hiện của protein alkyl hydroperoxide reductase (ahpC). Sự biến đổi của 5 nucleotide khác đã được xác định ở vùng promoter của gen ahpC, dẫn tới bieur hiện quá mức của ahpC và đề kháng INH [39].
Đột biến xảy ra trên gen inhA sẽ dẫn tới kháng ngay từ đầu với INH và ethionamide (ETH). Sáu vị trí đột biến trong cấu trúc của gen inhA liên quan đến kháng INH đã được xác định là Ile16Thr, Ile21Thr, Ile21Val, Ile47Thr, Val78Ala và Ile95Pro. Tuy nhiên các đột biến này ít gặp. Các nghiên cứu cũng cho thấy khoảng 70-80% các chủng lâm sàng kháng INH có sự đột biến ở gen katG và inhA [14].
Đột biến xảy ra trên gen kasA dẫn tới sự đề kháng yếu với INH, mà thường gặp ở các vị trí codon 66 (GAT-AAT), codon 269 (GGT-AGT), codon 312 (GGC- AGC) and codon 413 (TTC-TTA). Tuy nhiên các đột biến này cũng được tìm thấy trên các chủng nhạy cảm với INH [40].
HVCH: Khổng Thị Minh Ngân 20 GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thái Sơn
Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng sự kháng INH chủ yếu liên quan đến đột biến trên gene katG. INH được dùng trong liệu pháp như là một tiền thuốc và cần phải được biến đổi để thành dạng hoạt động. Catalase-peroxidase, sản phẩm của gene katG, thực hiện chức năng biến đổi này. Do đó, đột biến trong gene này gián tiếp gây kháng thuốc INH. Các nghiên cứu ban đầu cho thấy sự mất hoàn toàn gene này thì hiếm, bởi vì hoạt tính peroxidase của gene katG cần thiết cho hoạt động giải độc của vi khuẩn, cho nên những đột biến một mặt làm giảm hoạt tính catalse tuy nhiên mặt khác gene vẫn duy trì hoạt tính peroxidase. Đột biến ở codon 315 AGC-ACC (Ser315Thr) được ghi nhận xuất hiện thường xuyên nhất, là một minh chứng rõ ràng sự cân bằng tốt nhất giữa mất khả năng hoạt hóa [11,24] .