Xu hướng hiện nay trong xác định và thử nghiệm tính nhạy cảm của vi khuẩn Mycobacteria

Giới thiệu

Vi khuẩn Mycobacteria gây ra một loạt các bệnh lý, trong đó nổi bật nhất là bệnh lao (TB) và bệnh phong. Bệnh lao phổi (PTB) là mối đe dọa lớn đối với sức khỏe cộng đồng do khả năng lây truyền qua đường hô hấp, trong khi lao ngoài phổi (EPTB) thường bị bỏ qua và có thể đe dọa tính mạng do các triệu chứng không đặc hiệu, dễ bị nhầm lẫn với các bệnh không nhiễm trùng như ung thư. Bên cạnh đó, vi khuẩn không phải lao (NTM) ngày càng gia tăng về tỷ lệ mắc, đặc biệt ở các nước phát triển, vượt qua cả Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) trong một số khu vực. Các loài NTM phổ biến bao gồm Mycobacterium avium complex (MAC), Mycobacterium abscessus, và Mycobacterium kansasii, gây ra các nhiễm trùng phổi và ngoài phổi, đặc biệt ở những người suy giảm miễn dịch. Bài viết này trình bày các phương pháp chẩn đoán và kiểm tra độ nhạy cảm kháng sinh (AST) hiện tại của Mycobacteria, các thách thức và những tiến bộ mới, dựa trên tài liệu của Thwe et al.

Dịch tễ học và thách thức

Bệnh lao vẫn là một vấn đề y tế toàn cầu, mặc dù tỷ lệ mắc giảm trong thập kỷ qua. Tuy nhiên, theo dữ liệu từ Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC), các ca EPTB tại Hoa Kỳ tăng 12% từ năm 2022 và 9% so với năm 2019 (trước đại dịch). Ngược lại, tỷ lệ mắc NTM tăng đều đặn, đặc biệt ở các nước phát triển, do các yếu tố như biến đổi khí hậu (tăng lượng mưa, lũ lụt) tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của NTM trong môi trường. Các yếu tố khác bao gồm sự gia tăng dân số suy giảm miễn dịch, chẳng hạn như người cao tuổi, bệnh nhân tiểu đường, ung thư, hoặc cấy ghép tạng.

Chẩn đoán EPTB khó khăn do triệu chứng không đặc hiệu, đòi hỏi các phương pháp xét nghiệm nhạy và đặc hiệu. Đối với NTM, việc giám sát dịch tễ học bị hạn chế do thiếu yêu cầu báo cáo bắt buộc ở nhiều khu vực, trừ một số nơi như Úc. Tại Hoa Kỳ, CDC đã triển khai chương trình giám sát các bệnh nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc y tế (HAIs), bao gồm NTM phổi (PNTM) và ngoài phổi (ENTM), nhưng việc ước tính tỷ lệ mắc thực sự vẫn là thách thức.

Các phương pháp chẩn đoán hiện tại

Nuôi cấy

Nuôi cấy vẫn là tiêu chuẩn vàng để phân lập và nhận diện các loài Mycobacteria, bất chấp sự xuất hiện của các phương pháp xét nghiệm nhanh. Nuôi cấy trên môi trường lỏng như ống chỉ thị tăng trưởng Mycobacteria (MGIT) cho phép phát hiện vi khuẩn, nhưng quá trình này chậm, đặc biệt với các loài phát triển chậm như M. tuberculosis.

Xét nghiệm phân tử

Xét nghiệm khuếch đại axit nucleic (NAAT) kết hợp với nuôi cấy được khuyến nghị để chẩn đoán tối ưu EPTB. Các xét nghiệm thương mại và xét nghiệm phát triển tại phòng thí nghiệm (LDT) cung cấp khả năng nhận diện nhanh và chính xác NTM. Ví dụ, xét nghiệm GenoType Mycobacterium CM/AS (Hain Lifescience) nhận diện 27 loài NTM từ môi trường nuôi cấy dương tính, với độ tin cậy cao. Xét nghiệm Seegene Anyplex MTB/NTM phân biệt MTBC và NTM trực tiếp từ mẫu lâm sàng, nhưng độ nhạy cao hơn với MTBC và mẫu nhuộm AFB dương tính.

Phổ khối lượng (MALDI-TOF)

Công nghệ phổ khối lượng ion hóa giải hấp phụ bằng laser hỗ trợ ma trận – thời gian bay (MALDI-TOF) đã trở thành công cụ quan trọng để nhận diện Mycobacteria từ môi trường nuôi cấy dương tính. Các hệ thống như Bruker MALDI-Biotyper và Vitek MS sử dụng cơ sở dữ liệu để xác định loài dựa trên tỷ lệ khối lượng/sạc của peptide/protein. Tuy nhiên, việc nhận diện trực tiếp từ môi trường lỏng (MGIT) gặp khó khăn do nhiễu từ vi khuẩn thường trú, và công nghệ này không thể phân biệt một số loài phụ, như M. abscessus ssp. abscessus và M. abscessus ssp. massiliense, điều này quan trọng vì sự khác biệt trong kháng kháng sinh (ví dụ, gen erm(41) gây kháng macrolide).

Giải trình tự gen

Giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS) và giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS) cho phép nhận diện loài và dự đoán kháng kháng sinh từ môi trường nuôi cấy dương tính. WGS nhắm đến các vùng bảo thủ như rpoB hoặc hsp65, đạt độ nhạy và độ đặc hiệu cao (97%). Các nền tảng như Deeplex MycTB cung cấp bộ công cụ và phân tích sinh tin học, nhưng yêu cầu chuyên môn cao. Một số phòng thí nghiệm y tế công cộng (PHL) sử dụng WGS chủ yếu cho MTBC, trong khi các xét nghiệm metagenomic từ mẫu lâm sàng trực tiếp có độ nhạy và độ đặc hiệu khác nhau.

Mycobacteriophage báo hiệu luciferase

Mycobacteriophage mang gen luciferase (LRM) là một phương pháp mới, sử dụng phage để phát hiện Mycobacteria qua tín hiệu phát quang. LRM có thể nhận diện NTM trong 24 giờ và kiểm tra kháng kháng sinh trong 48 giờ, nhanh hơn đáng kể so với phương pháp truyền thống. Tuy nhiên, việc phát triển LRM đặc hiệu cho từng loài Mycobacteria đòi hỏi chuyên môn cao và chưa được áp dụng rộng rãi.

Kiểm tra độ nhạy cảm kháng sinh (AST)

Kiểm tra độ nhạy cảm kiểu hình (pDST)

Kiểm tra độ nhạy cảm kiểu hình là tiêu chuẩn hiện tại, sử dụng các phương pháp như tỷ lệ trên thạch, vi pha loãng, hoặc khuếch tán đĩa. pDST cho NTM phát triển nhanh (RGM) mất 2-3 ngày, nhưng với NTM phát triển chậm, có thể mất 3-4 tuần. Các thách thức bao gồm sự bất ổn của thuốc, thất bại kiểm soát chất lượng, và nguy cơ nhiễm bẩn do thời gian ủ lâu. Kháng macrolide do gen erm(41) ở M. abscessus ssp. abscessus là một vấn đề lớn, đòi hỏi kiểm tra cẩn thận.

Kiểm tra độ nhạy cảm kiểu gen

Xét nghiệm phân tử như GenoType NTM-DR (Hain Lifescience) phát hiện kháng macrolide và aminoglycoside với độ tương hợp cao (94.1%-96.3%) so với pDST. WGS xác định các đột biến kháng thuốc trong các gen như rrs (16S rRNA), rrl (23S rRNA), hoặc erm(41), và cả kháng clofazimine và bedaquiline do đột biến ở gen MAB_4384. Tuy nhiên, hạn chế bao gồm việc không phát hiện được các cơ chế kháng mới hoặc đột biến không xác định.

Thách thức và triển vọng tương lai

• Hạn chế của MALDI-TOF: Không phân biệt được một số loài phụ và bị nhiễu bởi vi khuẩn thường trú.
• Thiếu xét nghiệm nhanh được FDA phê duyệt: Các xét nghiệm như GenoType không có sẵn ở Hoa Kỳ, buộc các phòng thí nghiệm sử dụng LDT, đòi hỏi xác nhận mở rộng.
• Kháng kháng sinh gia tăng: Kháng macrolide, fluoroquinolone, và aminoglycoside ở NTM ngày càng phổ biến, nhưng thiếu điểm ngắt (breakpoints) cho các thuốc mới như bedaquiline.
• Yêu cầu chuyên môn cao: Các phương pháp như WGS và LRM đòi hỏi thiết bị và nhân sự chuyên môn hóa.

Tương lai của chẩn đoán Mycobacteria sẽ tập trung vào các phương pháp dựa trên giải trình tự, như WGS và NGS, cùng với các công cụ nhanh như LRM. Cần cập nhật hướng dẫn từ CLSI và ATS để tích hợp các phương pháp mới này, đồng thời thúc đẩy phát triển các xét nghiệm nhanh, đáng tin cậy, và được FDA phê duyệt.

Kết luận

Việc nhận diện và kiểm tra độ nhạy cảm của Mycobacteria, đặc biệt là M. tuberculosis và NTM, đã đạt được nhiều tiến bộ với sự ra đời của MALDI-TOF, WGS, và LRM. Tuy nhiên, các thách thức như độ nhạy thấp ở mẫu trực tiếp, thiếu xét nghiệm FDA phê duyệt, và kháng kháng sinh gia tăng vẫn cản trở việc chẩn đoán và điều trị hiệu quả. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến và cải thiện giám sát dịch tễ học sẽ đóng vai trò then chốt trong việc quản lý bệnh lao và NTM trong tương lai.

Nguồn: Thwe, P. M., Rajagopalan, S., & Orner, E. P. (2025). Current Trends in Identification and Susceptibility Testing of Mycobacteria. Clin Lab Med.

Thông tin bài báo khoa học:

Nếu bạn đang quan tâm bài báo này hoặc cần bản gốc của bài báo, hãy liên hệ Zalo: 0913.334.212 để được hỗ trợ.

Nếu bạn thấy bài viết mang lại giá trị cho mình, hãy mời chúng tôi ly cà phê bằng cách quét mã phía dưới nhé!