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
  • 13/11/2025

    Ăn trứng vào lúc nào tốt nhất để giảm cân?

    Trứng là thực phẩm giàu dinh dưỡng, giàu protein có thể giúp chúng ta no lâu hơn và tăng cường trao đổi chất. Vậy ăn trứng vào thời điểm nào giúp tăng hiệu quả giảm cân?

  • 13/11/2025

    Hiểu về chẩn đoán ung thư phổi giai đoạn 0

    Ung thư phổi giai đoạn 0, được gọi là ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC), có nghĩa là các tế bào bất thường đã được tìm thấy trong niêm mạc đường thở trong một khối u duy nhất, không xâm lấn. Các tế bào này có khả năng lây lan và phát triển thành ung thư.

  • 12/11/2025

    Nhận biết dấu hiệu sớm và cách bảo vệ trái tim khỏe mạnh

    Bệnh tim mạch là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên toàn cầu. Tại Việt Nam, thống kê cho thấy khoảng 30% các trường hợp tử vong liên quan đến các vấn đề về tim mạch. Điều đáng lo ngại là bệnh không chỉ xuất hiện ở người cao tuổi mà còn ngày càng phổ biến ở giới trẻ do lối sống thiếu lành mạnh. Việc nhận biết sớm các dấu hiệu cảnh báo và áp dụng các biện pháp phòng ngừa là chìa khóa để bảo vệ sức khỏe tim mạch, giảm nguy cơ đột quỵ và duy trì chất lượng cuộc sống tốt hơn.

  • 12/11/2025

    Thời điểm ăn sáng tốt nhất để giảm cân

    Ăn sáng sớm phù hợp với nhịp sinh học của cơ thể và mang lại nhiều lợi ích sức khỏe. Vậy thời điểm ăn sáng có tác động quan trọng đối với quá trình giảm cân không?

  • 12/11/2025

    Tại sao nách bạn lại đau?

    Buổi sáng ngủ, dậy tự nhiên thấy nách bị đau, là một dấu hiệu cảnh báo rằng có điều gì đó không ổn. Nguyên nhân cũng có thể đơn giản là do bị căng cơ, chỉ cần chườm đá và nghỉ ngơi là sẽ hết đau, cũng có thể là dấu hiệu của tình trạng nhiễm trùng hoặc nặng hơn như một số bệnh ung thư.

  • 11/11/2025

    Workshop Dinh dưỡng: Ăn dặm khoa học, bé khỏe mẹ nhàn

    Làm cha mẹ, ai cũng mong con ăn ngoan, lớn khỏe. Nhưng hành trình ăn dặm của trẻ lại chưa bao giờ “dễ như hướng dẫn trên mạng”. Bé biếng ăn, mẹ lo lắng; bé tăng cân chậm, cả nhà sốt ruột. Vậy đâu là cách ăn dặm đúng – đủ – khoa học để con thật sự phát triển khỏe mạnh?

  • 11/11/2025

    7 loại thực phẩm tốt nhất cho làn da sáng mịn

    7 thực phẩm tốt nhất cho làn da dưới đây là những loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng hỗ trợ sản xuất collagen và sức khỏe làn da.

  • 11/11/2025

    Các biện pháp phòng ngừa bệnh lây truyền qua đường tình dục

    Bệnh lây truyền qua đường tình dục (STDs) là bệnh lý phổ biến ảnh hưởng đến sức khỏe toàn cầu, với hơn 1 triệu ca mắc mới mỗi ngày theo thống kê của WHO. Các bệnh như chlamydia, lậu, giang mai, và HPV không chỉ gây tổn hại sức khỏe thể chất mà còn ảnh hưởng tâm lý và quan hệ xã hội. Do đó, phòng ngừa bệnh jlây truyền qua đường tình dục là cần thiết để bảo vệ bản thân và cộng đồng. Bài viết này sẽ tập trung vào các biện pháp phòng ngừa hiệu quả nhằm duy trì một lối sống lành mạnh và an toàn.

Xem thêm