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
  • 26/08/2025

    6 thói quen giúp giảm mỡ bụng sau tuổi 45

    Sự thay đổi hormone, quá trình trao đổi chất chậm lại là nguyên nhân khiến mỡ dễ tích tụ quanh vùng eo, đặc biệt là với chị em sau tuổi 45. Để giảm mỡ bụng 'cứng đầu' này có thể chỉ cần thực hiện một số thói quen đơn giản.

  • 26/08/2025

    10 Dấu hiệu cảnh báo bệnh tim mạch ở người cao tuổi

    Bệnh tim mạch là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu, đặc biệt ở người cao tuổi. Mỗi năm, có khoảng 5 triệu người mắc suy tim trên thế giới và gần 50% trong số đó tử vong sau 5 năm. Tại Việt Nam, bệnh tim mạch chiếm 60% các ca bệnh nội khoa.

  • 25/08/2025

    Ăn trứng vào bữa sáng có giúp giảm cân nhanh hơn?

    Bữa sáng giàu protein từ trứng không chỉ giúp no lâu mà còn hỗ trợ đốt mỡ hiệu quả hơn so với các bữa sáng nhiều tinh bột. Vậy ăn trứng vào buổi sáng có thật sự giúp bạn đạt mục tiêu giảm cân nhanh hơn?

  • 25/08/2025

    Tác hại của thuốc lá đối với sức khỏe và cách cai nghiện hiệu quả

    Thuốc lá từ lâu đã trở thành một vấn đề sức khỏe cộng đồng đáng báo động trên toàn cầu. Với hàng triệu người sử dụng mỗi ngày, tác hại của thuốc lá không chỉ ảnh hưởng đến người hút mà còn gây tổn hại nghiêm trọng cho những người xung quanh thông qua khói thuốc thụ động.

  • 24/08/2025

    Tác dụng của vỏ khoai lang không nên bỏ qua

    Khi ăn khoai lang, nhiều người thường có thói quen bỏ vỏ. Tuy nhiên, ít ai biết rằng phần vỏ này lại chứa dinh dưỡng mang lại một số lợi ích sức khỏe đáng ngạc nhiên.

  • 24/08/2025

    Cách phòng ngừa và điều trị đau lưng ở dân văn phòng

    Đau lưng đang trở thành một vấn đề sức khỏe phổ biến, đặc biệt đối với những người làm việc trong môi trường văn phòng. Tính chất công việc yêu cầu ngồi lâu, ít vận động và thường xuyên làm việc trước máy tính tạo ra áp lực lớn lên cột sống, dẫn đến các cơn đau lưng dai dẳng.

  • 23/08/2025

    Thời điểm ăn trái cây phù hợp với người bệnh đái tháo đường

    Ăn trái cây đúng cách rất có lợi cho người bệnh đái tháo đường. Tuy nhiên, vì cơ thể mỗi người là khác nhau nên người bệnh cần chú ý lựa chọn cách ăn phù hợp với mình.

  • 23/08/2025

    Chăm sóc sức khỏe răng miệng đúng cách

    Sức khỏe răng miệng không chỉ ảnh hưởng đến vẻ đẹp nụ cười mà còn liên quan mật thiết đến sức khỏe tổng thể. Một hàm răng khỏe mạnh giúp bạn nhai thức ăn dễ dàng, cải thiện tiêu hóa và giảm nguy cơ mắc các bệnh lý nghiêm trọng như tim mạch hay tiểu đường.

Xem thêm