Tổng hội y học Việt Nam

Viện y học ứng dụng Việt Nam
ứng dụng y học vì sức khỏe người việt nam

Kỹ thuật mới giúp chẩn đoán nhiễm khuẩn huyết chỉ mất vài giờ

Tại Mỹ mỗi năm có hơn 1 triệu ca nhiễm khuẩn huyết, hơn 250.000 ca tử vong - đây là căn bệnh giết chết nhiều người hơn cả ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và HIV cộng lại.

Kỹ thuật mới giúp chẩn đoán nhiễm khuẩn huyết chỉ mất vài giờ

Trước tình hình này, các nhà nghiên cứu vẫn đang gấp rút tìm kiếm liệu pháp chữa trị cũng như nguyên nhân gây bệnh và nổ lực của họ phần nào đã được đền đáp khi nhóm nghiên cứu đến từ đại học California tại San Diego (UCSD) đã có được một công cụ chẩn đoán cho phép nhận diện vi khuẩn trong chỉ vài giờ, rút ngắn đáng kể thời gian chẩn đoán vốn thường mất vài ngày như các phương pháp hiện tại.

Phương pháp của UCSD khai thác 2 loại công nghệ còn mới mẻ gồm microfluidic (vi lỏng hay còn gọi là công nghệ lab-on-chip) và High Resolution Melt (HRM - phân tích nhiệt nóng chảy phân giải cao - một kỹ thuật sinh học phân tử cho phép phát hiện vi khuẩn thông qua một dấu vết mà nó để lại trên chuỗi DNA được gọi là "đường cong nóng chảy").

Nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ microfluidic để phát hiện tất cả các DNA bị vi khuẩn tấn công hiện hữu trong mẫu DNA. Phương pháp thông thường là chọn ra từng DNA một mà họ nghi là nguyên nhân gây viêm và hiển nhiên phương pháp này không hiệu quả, mất nhiều thời gian.

"DNA nhiễm khuẩn có mặt trên mọi thứ và lây nhiễm mọi nơi", Stephanie Fraley cho biết.

Stephanie Fraley - phó giáo sư kỹ thuật sinh học tại UCSD cho biết: "DNA nhiễm khuẩn có mặt trên mọi thứ và lây nhiễm mọi nơi, do đó việc cố gắng tìm ra những DNA liên quan đến nhiễm khuẩn huyết giống như mò kim đáy bể". Fraley từng được trao giải thưởng Burroughs Welcome Fund Career Award cho những công nghệ do chính cô phát triển phục vụ cho công tác chữa trị nhiễm trùng huyết và nghiên cứu hôm nay cũng dựa trên những thành tựu trước đó của Fraley.

Về phương pháp chẩn đoán HRM, ưu điểm của phương pháp này là có thể giúp xác định thành phần di truyền trong một loạt các mẫu thử nhanh chóng và chính xác. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã phân loại kiểu gen cùng lúc 20.000 phản ứng từ 1 ml máu được cho nhiễm vi khuẩn Listeria monocytogenes (lây nhiễm qua thực phẩm) và Streptococcus pneumoniae (vi khuẩn gây các bệnh viêm nhiễm qua đường hô hấp và viêm màng não)

Để thực hiện, trước tiên họ tách tất cả các DNA từ mẫu máu và đưa vào một con chip điện tử cho phép mỗi mảnh mẫu máu có thể tự sinh dựa trên các phản ứng riêng của nó. Mỗi khoang trên con chip chỉ có thể chứa 20 picoliter! Họ đã sử dụng một hỗn hợp hóa học đặc biệt để có thể đưa một lượng rất rất nhỏ máu như vậy vào chip và kỹ thuật này cũng đang chờ được cấp bằng sáng chế.

Điều đáng chú ý trong thí nghiệm của USCSD là thông thường, hoạt động phân tích HRM chỉ được thực hiện sau khi hoàn thành kĩ thuật tạo bản sao phân tử có tên gọi là phản ứng trùng hợp chuỗi hay phản ứng khuếch đại gene Polymerase Chain Reaction (PCR - một kỹ thuật nhằm tạo ra nhiều bản sao (khuếch đại) một đoạn DNA mà không cần sử dụng các sinh vật sống như khuẩn E. Coli hay nấm men).

Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu phát triển một thuật toán máy tính cho phép họ bỏ qua kỹ thuật PCR và thực hiện phân tích HRM tự động.

Fraley cho biết: "Chưa ai từng phân tích nhiều phản ứng cùng lúc ở tỉ lệ nhỏ như vậy trước đây. Hầu hết các thử nghiệm phân tử trên DNA thường được thực hiện ở tỉ lệ lớn hơn và chỉ có thể tìm kiếm một loại vi khuẩn mỗi lần. Chúng tôi phân tích tất cả các vi khuẩn trong mẫu máu. Đây là một bước tiến rất lớn".

Mục tiêu hiện tại của Fraley và nhóm nghiên cứu là đưa công cụ chẩn đoán này ra khỏi phòng thí nghiệm.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu làm nóng con chip với DNA đã được khuếch đại với mức nhiệt độ tăng dần 0,2 đô C, từ từ khiến DNA nóng chảy. Khi DNA chuỗi xoắn đôi phân tách, các kết nối giữa các chuỗi DNA bị phá vỡ, để lộ những dấu hiệu đặc trưng.

Để thu lại dấu hiệu này, nhóm nghiên cứu sử dụng một loại chất nhuộm huỳnh quang đặc biệt có thể liên kết với DNA mạch kép, khiến những dấu hiệu này phát sáng. Khi các chuỗi bị phân rã, chất huỳnh quang trở nên yếu hơn bởi DNA mạch kép không còn để nó bám dính vào.

Từ những dấu hiệu trên, họ có được thứ gọi là "đường cong nóng chảy" của vi khuẩn nhờ quan sát qua kính hiển vi. Đường cong này sau đó được phân tích bằng một thuật toán máy học (machine learning) trước đó đã được nạp 37 loại vi khuẩn khác nhau.

Kết quả cuối cùng cho thấy thuật toán này hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống với độ chính xác lên đến 99%, trong khi phương pháp thường có tỉ lệ sai sót đến 23%.

Mục tiêu hiện tại của Fraley và nhóm nghiên cứu là đưa công cụ chẩn đoán này ra khỏi phòng thí nghiệm. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ tìm cách thu nhỏ kích thước của hệ thống để có thể sử dụng thuận tiện tại các phòng khám, viện lâm sàng cũng như mở rộng khả năng phát hiện mầm bệnh bao gồm các loại nấm, virus và các gene chống kháng sinh.

Thêm vào đó, họ cũng cần thực hiện thêm các nghiên cứu dựa trên mẫu máu từ bệnh nhân thực tế. Fraley hy vọng hệ thống sẽ đến tay các y bác sĩ trong vòng 5 năm tới.

Theo Tinh Tế
Bình luận
Tin mới
  • 12/03/2026

    Flavonoids và lợi ích trong phòng ngừa bệnh Alzheimer

    Alzheimer là dạng sa sút trí tuệ phổ biến nhất ở người cao tuổi, đặc trưng bởi sự thoái hóa dần dần của tế bào thần kinh và synap trong não. Hậu quả là trí nhớ, tư duy, ngôn ngữ và khả năng sinh hoạt hàng ngày của người bệnh suy giảm nghiêm trọng.

  • 12/03/2026

    Những ai nên tránh ăn rau cải bẹ xanh?

    Dù có nhiều lợi ích cho sức khỏe nhưng rau cải bẹ xanh vẫn tiềm ẩn nguy cơ có hại cho sức khỏe với một số người. Nếu ăn uống thiếu kiến thức, loại rau này có thể khiến bệnh tình trở nên tồi tệ hơn.

  • 12/03/2026

    Cách giảm mỡ mặt - 8 mẹo hiệu quả giúp khuôn mặt thon gọn tự nhiên

    Bạn đang cảm thấy tự ti với đôi má bánh bao, nọng cằm hay vùng cổ kém thon gọn? Bạn không đơn độc. Mặc dù trên thị trường có rất nhiều loại đai định hình hay thiết bị massage được quảng cáo là "thần dược" giúp mặt thon gọn, nhưng thực tế có rất ít bằng chứng khoa học ủng hộ các phương pháp này.

  • 11/03/2026

    Tăng cường miễn dịch như thế nào cho đúng cách?

    Tăng cường miễn dịch đúng cách là một lộ trình dài hạn dựa trên việc giảm thiểu stress oxy hóa và duy trì hoạt động ổn định của các tế bào lympho. Các nghiên cứu về dược liệu học gần đây đã chỉ ra rằng, các hợp chất sinh học có trong thảo mộc truyền thống như Kim ngân hoa, Cúc hoa hay Cam thảo không chỉ có khả năng trung hòa gốc tự do mà còn hỗ trợ điều hòa các chất trung gian gây viêm.

  • 11/03/2026

    4 nguồn thực phẩm bù đắp lượng vitamin D bị thiếu hụt trong mùa đông

    Dù cơ thể có thể tự sản sinh vitamin D từ ánh nắng mặt trời nhưng thực phẩm cũng là một nguồn cung cấp vitamin D quan trọng giúp bù đắp sự thiếu hụt vitamin D trong những tháng thiếu nắng mùa đông.

  • 11/03/2026

    Đau thần kinh tọa vào mùa đông

    Khi trời trở lạnh, việc đau thần kinh tọa sẽ trở nên vô cùng đau đớn, đôi lúc còn có chuyển biến xấu. Thời tiết lạnh có thể làm các cơ cột sống của bạn co cứng lại, và cơn đau của bạn có thể trầm trọng hơn do áp suất khí quyển và căng thẳng thể chất. May mắn thay, có những bước bạn có thể thực hiện để giúp giảm đau thần kinh tọa.

  • 10/03/2026

    Thảo mộc và các bệnh mạn tính không lây

    Bệnh mạn tính không lây (non-communicable diseases - NCDs) là nhóm bệnh bao gồm các bệnh như bệnh tim mạch, đột quỵ, tiểu đường type 2, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), rối loạn mỡ máu, béo phì, một số loại ung thư, hen… Bệnh mạn tính không lây là nguyên nhân tử vong và tàn phế hàng đầu ở nhiều quốc gia và đặt gánh nặng lớn lên hệ thống y tế và xã hội.

  • 10/03/2026

    Ăn chất béo từ các loại hạt giúp giảm cân hiệu quả, vì sao?

    Trái với nỗi sợ tăng cân, khoa học chứng minh việc ăn các loại hạt giúp giảm cân, đánh bay mỡ thừa hiệu quả hơn các chế độ ăn kiêng khắt khe. Bí mật nằm ở cơ chế chuyển hóa đặc biệt, kích hoạt quá trình đốt mỡ tự nhiên mà ít ai biết tới.

Xem thêm