Luận án Tiến sĩ Y học: Nghiên cứu biến đổi hệ vi sinh đường ruột và hiệu quả điều trị tiêu chảy kéo dài ở trẻ em từ 3-24 tháng tuổi bằng liệu pháp probiotics tại Bệnh viện Nhi Trung ương (2022-2023)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:196

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Y học "Nghiên cứu biến đổi hệ vi sinh đường ruột và hiệu quả điều trị tiêu chảy kéo dài ở trẻ em từ 3-24 tháng tuổi bằng liệu pháp probiotics tại Bệnh viện Nhi Trung ương (2022-2023)" trình bày các nội dung chính sau: Mô tả đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng ở trẻ 3 - 24 tháng tuổi mắc tiêu chảy kéo dài tại Bệnh viện Nhi Trung ương; Mô tả sự biến đổi hệ vi sinh đường ruột của trẻ mắc tiêu chảy kéo dài bằng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới; Đánh giá hiệu quả của liệu pháp probiotics trong điều trị tiêu chảy kéo dài.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Y học: Nghiên cứu biến đổi hệ vi sinh đường ruột và hiệu quả điều trị tiêu chảy kéo dài ở trẻ em từ 3-24 tháng tuổi bằng liệu pháp probiotics tại Bệnh viện Nhi Trung ương (2022-2023)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ VIỆN SỐT RÉT - KÝ SINH TRÙNG - CÔN TRÙNG TRUNG ƯƠNG -----------------*------------------- ĐẶNG THÚY HÀ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI HỆ VI SINH ĐƯỜNG RUỘT VÀ HIỆU QUẢ ĐIỀU TRỊ TIÊU CHẢY KÉO DÀI Ở TRẺ EM TỪ 3 - 24 THÁNG TUỔI BẰNG LIỆU PHÁP PROBIOTICS TẠI BỆNH VIỆN NHI TRUNG ƯƠNG (2022 - 2023) LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC HÀ NỘI - 2024
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ VIỆN SỐT RÉT - KÝ SINH TRÙNG - CÔN TRÙNG TRUNG ƯƠNG -----------------*------------------- ĐẶNG THÚY HÀ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI HỆ VI SINH ĐƯỜNG RUỘT VÀ HIỆU QUẢ ĐIỀU TRỊ TIÊU CHẢY KÉO DÀI Ở TRẺ EM TỪ 3 - 24 THÁNG TUỔI BẰNG LIỆU PHÁP PROBIOTICS TẠI BỆNH VIỆN NHI TRUNG ƯƠNG (2022 - 2023) Chuyên ngành : Bệnh truyền nhiễm và các bệnh nhiệt đới Mã số : 972.01.09 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC Cán bộ hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Trần Minh Điển 2. PGS.TS. Phùng Thị Bích Thủy HÀ NỘI - 2024
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được công bố ở bất kỳ nơi nào. Tác giả luận án Đặng Thuý Hà
LỜI CẢM ƠN Kính thưa quý thầy cô, đồng nghiệp và gia đình thân mến! Nhìn lại chặng đường đã qua, tôi nhận thức sâu sắc rằng thành quả đạt được của ngày hôm nay là sự kết tinh từ nhiều đóng góp. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Minh Điển và PGS.TS Phùng Thị Bích Thủy. Quý thầy cô không chỉ là những người hướng dẫn tận tụy mà còn dẫn dắt tôi khám phá những lĩnh vực mới trong nghiên cứu y học. Sự uyên bác và tầm nhìn xa của quý thầy cô đã thôi thúc tôi không ngừng cố gắng và đạt được những bước tiến quan trọng trong lĩnh vực chuyên môn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Bệnh viện Nhi Trung ương, Phòng Quản lý Đào tạo Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Côn trùng Trung ương, Viện Nghiên cứu sức khỏe trẻ em và Khoa Tiêu hoá đã tạo môi trường học thuật chuyên nghiệp và sự hỗ trợ nhiệt tình của quý đơn vị là nền tảng vững chắc cho thành công của luận án. Xin gửi lời tri ân sâu sắc đến các thầy cô trong Hội đồng đã đóng góp những nhận xét sắc bén giúp chất lượng luận án được nâng cao. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với công ty LiveSpo Pharma đã hỗ trợ và đóng góp quan trọng vào sự thành công của nghiên cứu này. Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các em bé và gia đình đã tham gia nghiên cứu. Sự tin tưởng và hợp tác của các bạn không chỉ là nguồn động viên to lớn mà còn nhắc nhở tôi về trách nhiệm cao cả của người thầy thuốc. Cuối cùng, xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình - hậu phương vững chắc trong suốt hành trình học tập và nghiên cứu của tôi. Cảm ơn những người bạn, đồng nghiệp đã luôn ở bên, tiếp thêm sức mạnh cho tôi. Mỗi cá nhân, mỗi tổ chức đều để lại trong tôi những bài học quý giá về tinh thần khoa học, lòng nhân ái và sự kiên trì. Xin chân thành cảm ơn và bày tỏ lòng tri ân sâu sắc!
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 16S rRNA 16S ribosomal RNA Tiểu đơn vị 16S ribosome AMPs Antimicrobial Peptides Các peptide kháng khuẩn CFU Colony Forming Units Đơn vị hình thành khuẩn lạc EAEC Enteroadhenrent Escherichia coli Escherichia coli bám dính ruột EHEC Enterohemorrhagic Escherichia coli Escherichia coli sản sinh độc tố Shiga EIEC Enteroinvassive Escherichia coli Escherichia coli xâm nhập ruột EPEC Enteropathogenic Escherichia coli Escherichia coli gây bệnh đường ruột European Society for Pediatric Hiệp hội Khoa học Nhi khoa Châu ESPGHAN Gastroenterology, Hepatology, and Âu về Tiêu Hóa, Gan Mật và Dinh Nutrition Dưỡng European Society for Pediatric Hiệp hội Khoa học Nhi khoa Châu ESPID Infectious Diseases Âu về Bệnh Truyền nhiễm ETEC Enterotoxigenic Escherichia coli Escherichia coli sinh độc tố ruột GALT Gut associated lymphoid tissue Mô bạch huyết liên kết ruột HMO Human Milk Oligosaccharides Oligosaccharide sữa mẹ IL Interleukin NGS Next Generation Sequencing Giải trình tự gen thế hệ mới OTU Operational Taxonomic Unit Đơn vị phân loại hoạt động PCR Polemerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi polymerase Quantitative Insights Into Microbial QIIME Định lượng hệ sinh thái vi sinh vật Ecology SCFA Short Chain Fatty Acid Axit béo chuỗi ngắn sIgA secretory IgA IgA chế tiết TCKD Tiêu chảy kéo dài VKĐR Vi khuẩn đường ruột VSĐR Vi sinh đường ruột VSV Vi sinh vật WHO World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới
MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1 Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3 1.1. Đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng tiêu chảy kéo dài ở trẻ em ...................... 3 1.1.1. Định nghĩa và tình hình nghiên cứu tiêu chảy kéo dài ở trẻ em ................ 3 1.1.2. Nguyên nhân gây tiêu chảy kéo dài ở trẻ em............................................. 4 1.1.3. Các yếu tố nguy cơ gây tiêu chảy kéo dài ................................................. 7 1.1.4. Sinh bệnh học tiêu chảy kéo dài ................................................................ 7 1.1.5. Triệu chứng lâm sàng và cận lâm sàng bệnh tiêu chảy kéo dài................. 8 1.2. Hệ vi sinh đường ruột ..................................................................................... 13 1.2.1. Giải trình tự gen 16S rRNA trong nghiên cứu hệ vi sinh đường ruột ..... 13 1.2.2. Thành phần và vai trò của hệ vi sinh đường ruột .................................... 14 1.2.3. Quá trình hình thành hệ vi sinh đường ruột khỏe mạnh .......................... 17 1.2.4. Vai trò của hệ vi sinh đường ruột trong bệnh lý tiêu chảy ...................... 21 1.3. Liệu pháp probiotics trong điều trị tiêu chảy kéo dài ..................................... 24 1.3.1. Định nghĩa, phân loại và các yếu tố ảnh hưởng probiotics ..................... 24 1.3.2. Cơ chế tác động của probiotics trong tiêu chảy....................................... 26 1.3.3. Bằng chứng lâm sàng về hiệu quả của probiotics trong tiêu chảy kéo dài .... 27 1.3.4. Biện pháp điều trị trong tiêu chảy kéo dài và thách thức ........................ 31 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 34 2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 34 2.1.1. Tiêu chuẩn lựa chọn ................................................................................. 34 2.1.2. Tiêu chuẩn loại trừ ................................................................................... 34 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................................................. 34 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 34 2.3.1. Thiết kế nghiên cứu ................................................................................. 34 2.3.2. Tính toán cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu ......................................... 35 2.3.3. Quy trình thu thập số liệu ........................................................................ 37 2.4. Kỹ thuật và phương pháp thu thập thông tin .................................................. 42
2.5. Các chỉ số đánh giá hiệu quả điều trị.............................................................. 47 2.5.1. Chỉ số nghiên cứu chính .......................................................................... 47 2.5.2. Chỉ số nghiên cứu phụ ............................................................................. 48 2.6. Quản lý dữ liệu và phân tích thống kê............................................................ 48 2.6.1. Thu thập và mã hoá dữ liệu ..................................................................... 48 2.6.2. Đảm bảo chất lượng dữ liệu..................................................................... 48 2.6.3. Phân tích theo ý định điều trị ................................................................... 49 2.6.4. Công cụ và phương pháp phân tích thống kê .......................................... 49 2.6.5. Phân tích bổ sung ..................................................................................... 49 2.7. Sai số và kiểm soát sai số ............................................................................... 50 2.7.1. Sai số hệ thống và biện pháp kiểm soát ................................................... 50 2.7.2. Sai số ngẫu nhiên và cách khắc phục....................................................... 51 2.8. Đạo đức trong nghiên cứu .............................................................................. 51 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................. 55 3.1. Đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng của trẻ mắc tiêu chảy kéo dài ............... 55 3.1.1. Đặc điểm dịch tễ học và yếu tố nguy cơ trẻ mắc tiêu chảy kéo dài ........ 55 3.1.2. Biểu hiện lâm sàng của trẻ mắc tiêu chảy kéo dài ................................... 57 3.2. Mô tả hệ vi sinh đường ruột trẻ tiêu chảy kéo dài .......................................... 64 3.2.1. Đặc điểm chung nhóm trẻ khoẻ mạnh và các nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài .... 64 3.2.2. Đánh giá độ phong phú và đa dạng của hệ vi sinh đường ruột ............... 65 3.2.3. Phân tích cấu trúc vi khuẩn đường ruột trẻ khỏe mạnh và tiêu chảy kéo dài ... 69 3.2.4. Đặc điểm ba nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài thời điểm trước can thiệp ........ 76 3.2.5. Các chỉ số đánh giá hiệu quả điều trị vào ngày 5 can thiệp ..................... 77 3.2.6. Các chỉ số nghiên cứu phụ vào ngày 5 can thiệp ..................................... 82 3.2.7. Đánh giá an toàn điều trị .......................................................................... 88 Chương 4. BÀN LUẬN ........................................................................................... 89 4.1. Đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng của trẻ tiêu chảy kéo dài ...................... 89 4.1.1. Đặc điểm dịch tễ học của trẻ mắc tiêu chảy kéo dài................................ 89 4.1.2. Đặc điểm tiền sử và yếu tố nguy cơ trẻ mắc tiêu chảy kéo dài ............... 92
4.1.3. Đặc điểm lâm sàng trẻ tiêu chảy kéo dài ................................................. 94 4.1.4. Đặc điểm cận lâm sàng của trẻ tiêu chảy kéo dài .................................... 98 4.2. Hệ vi sinh đường ruột ở trẻ mắc tiêu chảy kéo dài....................................... 101 4.2.1. Sự đa dạng vi sinh đường ruột giữa trẻ khỏe mạnh và tiêu chảy kéo dài.....101 4.2.2. Thành phần hệ vi sinh đường ruột ở trẻ khoẻ mạnh .............................. 104 4.2.3. Biến đổi thành phần hệ vi sinh đường ruột trẻ mắc tiêu chảy kéo dài .... 106 4.3. Hiệu quả điều trị tiêu chảy kéo dài có bổ sung liệu pháp probiotics............ 112 4.3.1. Đánh giá các chỉ số nghiên cứu chính ................................................... 112 4.3.2. Đánh giá tác động của probiotics lên hệ vi sinh đường ruột trẻ mắc tiêu chảy kéo dài - phân tích chỉ số nghiên cứu phụ ngày 5 can thiệp ............ 116 4.3.3. Đánh giá tác động của probiotics lên sự thay đổi các yếu tố miễn dịch - phân tích chỉ số nghiên cứu phụ ngày 5 can thiệp......................................... 122 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 125 KIẾN NGHỊ ........................................................................................................... 127 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Nghiên cứu về các mầm bệnh liên quan đến tiêu chảy kéo dài............... 5 Bảng 1.2. Các cơ chế của B. clausii từ các nghiên cứu tiền lâm sàng ................... 30 Bảng 3.1. Đặc điểm nhân khẩu học và dinh dưỡng trẻ mắc tiêu chảy kéo dài ...... 55 Bảng 3.2. Tiền sử và yếu tố nguy cơ của trẻ mắc tiêu chảy kéo dài ...................... 56 Bảng 3.3. Đặc điểm phân của trẻ mắc tiêu chảy kéo dài ....................................... 58 Bảng 3.4. Đặc điểm phân trẻ mắc tiêu chảy kéo dài theo nhóm tuổi .................... 59 Bảng 3.5. Đặc điểm phân trẻ mắc tiêu chảy kéo dài theo chế độ ăn ..................... 59 Bảng 3.6. Đặc điểm xét nghiệm tế bào máu ngoại vi ............................................ 60 Bảng 3.7. Đặc điểm xét nghiệm soi phân và pH phân ........................................... 60 Bảng 3.8. Kết quả phân lập vi khuẩn gây bệnh bằng nuôi cấy phân ..................... 61 Bảng 3.9. Phân bố tác nhân gây bệnh được phát hiện bằng kỹ thuật PCR ............ 61 Bảng 3.10. So sánh đặc điểm lâm sàng và xét nghiệm giữa các tác nhân gây bệnh ..... 63 Bảng 3.11. Đặc điểm chung của các nhóm trẻ được phân tích 16S rRNA ngày 0...... 64 Bảng 3.12. Đặc điểm chung của ba nhóm tiêu chảy kéo dài trước can thiệp .......... 76 Bảng 3.13. Các chỉ số nghiên cứu chính vào ngày 5 can thiệp ............................... 77 Bảng 3.14. Bảng ghi nhận các bất lợi trong quá trình điều trị ................................. 88
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cơ chế sinh bệnh học tiêu chảy kéo dài .................................................. 8 Hình 1.2. Giải trình tự gen thế hệ mới vùng V3-V4 16S rRNA ........................... 13 Hình 1.3. Thành phần và vai trò hệ vi sinh đường ruột......................................... 15 Hình 1.4. Quá trình phát triển hệ vi sinh đường ruột giai đoạn đầu đời ............... 17 Hình 1.5. Mối liên hệ giữa hệ vi sinh đường ruột và hệ miễn dịch ....................... 20 Hình 1.6. Sự thay đổi hệ vi sinh đường ruột trong bệnh tiêu chảy ....................... 21 Hình 1.7. Mất cân bằng hệ vi sinh đường ruột và ảnh hưởng đến hệ miễn dịch .... 23 Hình 1.8. Cơ chế hoạt động của probiotics ........................................................... 26 Hình 2.1. Sản phẩm can thiệp và giả dược được đóng gói.................................... 41 Hình 2.2. Tóm tắt phác đồ điều trị thực hiện trong nghiên cứu ............................ 54 Hình 3.1. Triệu chứng lâm sàng thường gặp của trẻ tiêu chảy kéo dài ................. 57 Hình 3.2. Phân bố tác nhân gây bệnh theo nhóm tuổi bằng kỹ thuật PCR ........... 62 Hình 3.3. Đường cong tích lũy loài của các mẫu phân tích hệ vi sinh đường ruột ..... 65 Hình 3.4. So sánh các các chỉ số dạng alpha của hệ vi sinh đường ruột giữa trẻ khoẻ mạnh và trẻ tiêu chảy kéo dài ....................................................... 66 Hình 3.5. Phân tích thành phần chính (PCoA) dựa trên chỉ số UniFrac không trọng số của hệ vi sinh đường ruột ở trẻ khỏe mạnh và trẻ tiêu chảy kéo dài ................................................................................................... 68 Hình 3.6. So sánh mức độ phong phú vi sinh đường ruột ở trẻ khoẻ mạnh và trẻ tiêu chảy kéo dài theo phân loại cấp độ ngành ...................................... 69 Hình 3.7. So sánh mức độ phong phú tương đối các họ vi khuẩn đường ruột ...... 70 Hình 3.8. So sánh độ phong phú tương đối của các chi vi khuẩn đường ruột ...... 71 Hình 3.9. So sánh số lượng đơn vị phân loại hoạt động của các chi vi khuẩn chính đường ruột giữa giữa trẻ tiêu chảy kéo dài và trẻ khoẻ mạnh ..... 72 Hình 3.10. Biểu đồ nhiệt (heatmap) so sánh độ phong phú tương đối của các loài vi khuẩn đường ruột chủ yếu ................................................................. 73 Hình 3.11. Đo lường đa dạng alpha ở nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài được phát hiện và không được phát hiện tác nhân gây bệnh bằng phương pháp PCR .. 74
Hình 3.12. So sánh các chỉ số đa dạng alpha của hệ vi sinh vật đường ruột ở trẻ tiêu chảy kéo dài có tiền sử và không có tiền sử dùng kháng sinh ....... 75 Hình 3.13. Thời gian ước tính điều trị triệu chứng đi ngoài  3 lần/ ngày ............. 78 Hình 3.14. Thời gian điều trị triệu chứng phân typ 4-5B ........................................ 79 Hình 3.15. Thời gian điều trị triệu chứng đi ngoài phân nhầy máu ở ba nhóm ...... 80 Hình 3.16. Thời gian điều trị khỏi bệnh và thời gian điều trị kháng sinh ............... 81 Hình 3.17. Các chỉ số đa dạng alpha hệ vi sinh đường ruột của ba nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài thời điểm ngày 0 và ngày 5 .............................................. 82 Hình 3.18. So sánh mức độ phong phú vi sinh đường ruột theo cấp độ ngành của ba nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài vào ngày 0 và ngày 5 ............................ 83 Hình 3.19. So sánh tỷ lệ phong phú tương đối vi sinh đường ruột theo cấp độ họ của ba nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài thời điểm ngày 0 và ngày 5 ............ 84 Hình 3.20. So sánh tỷ lệ phong phú tương đối vi sinh đường ruột theo cấp độ chi của ba nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài thời điểm ngày 0 và ngày 5 ............ 85 Hình 3.21. So sánh biến đổi nồng độ các cytokin gây viêm của ba nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài thời điểm ngày 0 và ngày 5 .............................................. 86 Hình 3.22. So sánh biến đổi nồng độ Interleukin-10 và sIgA của ba nhóm trẻ tiêu chảy kéo dài thời điểm ngày 0 và ngày 5 ....................................... 87
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Tiêu chảy kéo dài (TCKD) ở trẻ em dưới 5 tuổi hiện vẫn đặt ra những thách thức đáng kể cho ngành y tế, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển. Mặc dù chỉ chiếm 10% tổng số ca mắc tiêu chảy nhưng TCKD gây ra tới 1/3 tổng số ca tử vong liên quan đến bệnh lý này. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, hàng năm có khoảng 444,000 trẻ dưới 5 tuổi tử vong do tiêu chảy trên toàn cầu, trong đó TCKD chiếm một tỷ lệ đáng kể [1], [2]. Tại Việt Nam, tiêu chảy không chỉ là một trong 10 bệnh lý phổ biến nhất ở trẻ em mà còn là nguyên nhân tử vong đứng hàng thứ tư trong nhóm tuổi này, với trẻ dưới hai tuổi chiếm tới 71% số ca mắc [3], [4]. Mặc dù y học hiện đại đã ghi nhận những tiến bộ đáng kể trong quản lý TCKD, bao gồm liệu pháp bù nước - điện giải, sàng lọc nhiễm trùng, bổ sung kẽm và tối ưu hóa chế độ dinh dưỡng nhưng các can thiệp này vẫn chưa đủ để giải quyết triệt để tình trạng này [2], [3], [4]. Sự không tương xứng giữa tiến bộ y học và hiệu quả điều trị TCKD cho thấy nhu cầu cấp thiết cần có một cách tiếp cận mới và toàn diện hơn. Hơn nữa, nghiên cứu về TCKD tại Việt Nam cũng như trên thế giới vẫn còn hạn chế, chủ yếu tập trung vào các khía cạnh như dịch tễ học, đánh giá kiến thức của người chăm sóc và mối liên hệ giữa TCKD với suy dinh dưỡng (SDD). Điều này đã tạo ra một khoảng trống kiến thức đáng kể trong lĩnh vực này, đòi hỏi cần có thêm nhiều nghiên cứu sâu rộng và đa chiều hơn. Gần đây, các nghiên cứu đột phá trên thế giới đã làm sáng tỏ mối liên hệ mật thiết giữa rối loạn hệ vi sinh đường ruột (VSĐR) và tiêu chảy ở trẻ em [5], [6], [7]. Những phát hiện này mở ra một hướng tiếp cận đa chiều đối với TCKD, đòi hỏi xem xét đồng thời nhiều yếu tố quan trọng như sự cân bằng của hệ VSĐR, chế độ dinh dưỡng, khả năng kháng kháng sinh và điều hòa miễn dịch. Đặc biệt, giai đoạn từ khi thụ thai đến 24 tháng tuổi được xác định là "cửa sổ cơ hội" quan trọng cho sự hình thành một hệ VSĐR khỏe mạnh và cân bằng [8], [9]. Do đó, bất kỳ sự gián đoạn nào trong khoảng thời gian này đều có thể ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe toàn diện của trẻ [10], [11].
2 Trong bối cảnh đó, liệu pháp probiotics nổi lên như một hướng tiếp cận đầy tiềm năng trong việc can thiệp và điều chỉnh hệ VSĐR. Tuy nhiên, hiệu quả thực sự của phương pháp này trong điều trị TCKD vẫn cần được đánh giá một cách toàn diện và khách quan. Vì vậy, nghiên cứu này được thiết kế nhằm giải quyết hai vấn đề then chốt trong lĩnh vực nhi khoa và vi sinh học đó là tìm hiểu sự biến đổi của hệ VSĐR ở trẻ 3- 24 tháng tuổi mắc TCKD tại Việt Nam, so sánh với hệ VSĐR trẻ khỏe mạnh cùng độ tuổi và đánh giá hiệu quả của liệu pháp probiotics đơn chủng và đa chủng trong điều trị TCKD. Đây là công trình tiên phong ứng dụng kỹ thuật giải trình tự gen 16S rRNA Illumina MiSeq trong nghiên cứu TCKD ở trẻ em Việt Nam, mở ra một hướng tiếp cận mới đầy tiềm năng trong việc hiểu rõ và điều trị hiệu quả bệnh lý này. Bằng cách kết hợp công nghệ tiên tiến này với đánh giá toàn diện về hiệu quả của liệu pháp probiotics, nghiên cứu không chỉ đóng góp vào việc thu hẹp khoảng trống kiến thức hiện tại về TCKD ở trẻ em mà còn có tiềm năng tác động sâu rộng đến chiến lược điều trị và quản lý trên phạm vi toàn cầu. Từ những cơ sở trên, chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu biến đổi hệ vi sinh đường ruột và hiệu quả điều trị tiêu chảy kéo dài ở trẻ em từ 3 - 24 tháng tuổi bằng liệu pháp probiotics tại Bệnh viện Nhi Trung ương (2022 - 2023)” được tiến hành với ba mục tiêu: 1. Mô tả đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng ở trẻ 3 - 24 tháng tuổi mắc tiêu chảy kéo dài tại Bệnh viện Nhi Trung ương. 2. Mô tả sự biến đổi hệ vi sinh đường ruột của trẻ mắc tiêu chảy kéo dài bằng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới. 3. Đánh giá hiệu quả của liệu pháp probiotics trong điều trị tiêu chảy kéo dài.
3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng tiêu chảy kéo dài ở trẻ em 1.1.1. Định nghĩa và tình hình nghiên cứu tiêu chảy kéo dài ở trẻ em 1.1.1.1. Định nghĩa tiêu chảy kéo dài Tiêu chảy kéo dài (TCKD) được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Hiệp hội Tiêu hóa Nhi khoa Châu Âu (ESPGHAN/ESPID) định nghĩa là tình trạng tiêu chảy kéo dài từ 2 tuần đến dưới 4 tuần. Định nghĩa này có ý nghĩa quan trọng trong việc phân biệt TCKD với các bệnh lý khác như dị ứng thực phẩm, bệnh lý đường ruột bẩm sinh và bệnh Celiac, đồng thời tạo cơ sở cho việc nghiên cứu và quản lý lâm sàng hiệu quả [1], [11], [12] . 1.1.1.2. Tình hình nghiên cứu tiêu chảy kéo dài ở trẻ em Nghiên cứu về TCKD ở trẻ em cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các khu vực trên thế giới, phản ánh những chênh lệch về điều kiện kinh tế - xã hội, vệ sinh môi trường và khả năng tiếp cận dịch vụ y tế. Tại các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình, tỷ lệ mắc TCKD dao động từ 1,4% đến 28,4%, với trung bình khoảng 3,2 đợt mỗi trẻ mỗi năm. Ngược lại, tại các nước phát triển như Hoa Kỳ, mặc dù dữ liệu còn hạn chế, một nghiên cứu đã chỉ ra rằng khoảng 8% các trường hợp tiêu chảy cấp tiến triển thành TCKD [11]. Tiêu chảy kéo dài đóng góp đáng kể vào tỷ lệ tử vong ở trẻ em, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển. Tại một số nước như Bangladesh, Ethiopia và Uganda, TCKD chiếm hơn 35% số trường hợp tử vong do tiêu chảy ở trẻ từ 1-11 tháng tuổi và 12-56% ở nhóm trẻ 1-4 tuổi [2], [11]. Tại Việt Nam, dịch tễ học TCKD ở trẻ em đã ghi nhận những thay đổi đáng kể trong hai thập kỷ qua. Từ năm 2000 đến 2008, trung bình trẻ dưới 5 tuổi mắc 2,2 đợt tiêu chảy/năm. Đến năm 2003, con số này đã giảm xuống còn 1,3 đợt/trẻ/năm, Tỷ lệ tiêu chảy cấp chuyển thành TCKD dao động từ 2,8% đến 5,3%, với tỷ lệ cao nhất được ghi nhận ở các thành phố lớn như Hà Nội và Hồ Chí Minh (khoảng 4%) [13].
4 1.1.2. Nguyên nhân gây tiêu chảy kéo dài ở trẻ em Tác nhân gây bệnh trong tiêu chảy kéo dài (TCKD) đã chỉ ra sự đa dạng và phức tạp của cơ chế bệnh sinh, bao gồm cả yếu tố vi sinh vật (VSV) gây bệnh trực tiếp và những thay đổi trong hệ vi sinh đường ruột (VSĐR). 1.1.2.1. Nguyên nhân do vi sinh vật Các tác nhân gây TCKD ở trẻ em bao gồm một phổ rộng các vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng. Trong số đó, một số loài đóng vai trò quan trọng bao gồm Escherichia coli spp. , Shigella spp., Campylobacter jejuni, Yersinia spp. hoặc Cryptosporidium spp., Giardia lamblia (bảng 1.1) [11], [14]. Trong đó, E. coli gây bệnh tiêu chảy nổi bật là tác nhân phổ biến nhất, chiếm 10-25% các trường hợp, với hai chủng EAEC và EPEC chiếm ưu thế. Đáng lo ngại, xu hướng kháng thuốc gia tăng ở các chủng E. coli này đang tạo ra thách thức đáng kể trong kiểm soát và điều trị [14], [15]. Bên cạnh đó, các vi rút như Rotavirus, Adenovirus và Norovirus cũng đóng vai trò quan trọng. Mặc dù nhiễm vi rút thường gây tiêu chảy cấp tính và tự khỏi, nhưng trong một số trường hợp nặng, chúng có thể dẫn đến TCKD [11], [14], [15]. Tuy nhiên, một phát hiện đáng chú ý từ nghiên cứu của Vernacchio và cộng sự (2006) tại các nước phát triển cho thấy có tới 60% trường hợp TCKD không xác định được nguyên nhân nhiễm trùng rõ ràng [16]. Các nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra mối liên hệ phức tạp giữa sử dụng kháng sinh và nguy cơ mắc TCKD. Đáng chú ý, nguy cơ viêm ruột do Salmonella tăng cao ở những bệnh nhân sử dụng kháng sinh. Ngoài ra, tỷ lệ tiêu chảy liên quan đến kháng sinh do Clostridium difficile dao động từ 9 đến 37% trong các nghiên cứu [5], [16]. Tại Việt Nam, nghiên cứu của Nguyễn Thị Kim Tiến và cộng sự (2022) đã cung cấp bức tranh toàn cảnh về các tác nhân gây bệnh trong TCKD. Các vi khuẩn và ký sinh trùng như Entamoeba, Giardia, Salmonella spp., Shigella spp., Campylobacter spp, E. coli, Cryptosporidium spp. đều được tìm thấy trong phân của trẻ TCKD, trong đó Rotavirus chiếm tỷ lệ đáng kể là 11% [17].
5 Bảng 1.1. Nghiên cứu về các mầm bệnh liên quan đến tiêu chảy kéo dài [14] Nguyên Quốc gia/Bệnh phẩm/Loại Số trẻ được Tác nhân gây bệnh cứu nghiên cứu nghiên cứu đã xác định Lanata Không có tác nhân gây Peru/ phân/Thuần tập 700 (1992) bệnh cụ thể Penny Peru/Tá tràng/Ca bệnh 40 TCKD: E. coli tăng (1986) Penny Peru/tá tràng/Ca bệnh 89 Không khác biệt (1990) Wanke EAEC liên quan đến Brazil/phân/Ca bệnh (1991) TCKD Lima 36% EAEC, Brazil/phân/Ca bệnh (1992) 13% Cryptosporidium Fang 68,46% EAEC liên Brazil/phân/Ca bệnh (1995) quan đến TCKD Fagundes Tá tràng: đa dạng mầm Brazil/phân/tá tràng/Ca bệnh 29 (1989) bệnh tăng McAuliffe Đa vi khuẩn trong Brazil/phân/Thuần tập 10 năm 414 (1986) TCKD Lima Adenovirus, Giadia Brazil/phân/Thuần tập 10 năm 414 Cryptosporidium, ETEC (2000) tăng trong TCKD Moore TCKD: Shigella, Brazil/phân/Thuần tập 10 năm 414 (2010) Cryptosporidium tăng Cravioto EAEC liên quan đến Mexico/phân/Thuần tập 2 năm 72 (1991) TCKD Bartlett Guatemala/phân/ca bệnh 92 TCKD: 46% EAEC Henry EAEC trong TCKD > Banglades/phân/Thuần tập 360 (1992) Tiêu chảy cấp Shahid Shigella, Giardia Bangladesh/phân/Mô tả (1988) Cryptosporidium Baqui EAEC trong TCKD > Banglades/Thuần tập 705 (1992) Tiêu chảy cấp Ashraf Banglades/phân/Mô tả 100 66% liên quan E. coli (2002) Bardhan Klebsiella, Aeromanas, Banglades/phân/Ca bệnh 100 (1998) EAEC tăng ở TCKD
6 1.1.2.2. Nguyên nhân không do vi sinh vật Mặc dù, các tác nhân VSV được xác định là nguyên nhân hàng đầu gây TCKD ở trẻ em nhưng các yếu tố không liên quan đến VSV cũng đóng vai trò quan trọng đáng kể trong bệnh sinh của tình trạng này. Hai nguyên nhân nổi bật trong nhóm này là tiêu chảy sau viêm ruột và tiêu chảy liên quan đến kháng sinh. Tiêu chảy sau viêm ruột (Post-infectious diarrhea - PID) là một biến chứng thường gặp sau các đợt nhiễm trùng đường ruột cấp tính. Nó được định nghĩa là tình trạng tiêu chảy kéo dài sau khi nhiễm trùng ruột cấp tính đã qua đi, nhưng các tổn thương niêm mạc ruột vẫn còn tồn tạimột biến chứng phổ biến của các đợt nhiễm trùng đường ruột cấp tính [11], [18]. Cơ chế bệnh sinh của PID bao gồm: (i) Tổn thương niêm mạc ruột do tác nhân nhiễm trùng; (ii) Thiếu hụt các enzyme tiêu hoá quan trọng, đặc biệt là lactase; (iii) Tăng áp lực thẩm thấu trong lòng ruột, dẫn đến TCKD. PID thường xảy ra sau các đợt viêm dạ dày ruột cấp tính do vi rút như Rotavirus hay Norovirus. Ngoài ra, các ký sinh trùng đường ruột như Giardia, Cryptosporidium và các tác nhân khác cũng góp phần gây ra PID [11], [19], [18]. Tiêu chảy liên quan đến sử dụng kháng sinh (Antibiotic – associated diarrhea, AAD) là tình trạng đi ngoài phân lỏng bất thường từ 3 lần/ngày trở lên, xảy ra sau khi sử dụng kháng sinh. Thời gian khởi phát có thể từ vài giờ đến 8 tuần sau khi bắt đầu điều trị kháng sinh. Cơ chế chính của AAD là do kháng sinh làm mất cân bằng hệ VSĐR bình thường. Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mắc AAD dao động từ 5 - 30% ở trẻ em, với hầu hết các loại kháng sinh đường uống và tĩnh mạch đều có khả năng gây ra tình trạng này [5], [20]. Ngoài PID và AAD, một số nguyên nhân khác ít phổ biến cần xem xét khi đánh giá TCKD ở trẻ em bao gồm: Rối loạn chuyển hoá bẩm sinh, bệnh celiac, bệnh lý ruột viêm, các bệnh lý nột tiết. Sự đa dạng của các nguyên nhân không do VSV này đòi hỏi một cách tiếp cận toàn diện và có hệ thống trong chẩn đoán và điều trị TCKD ở trẻ em. Như vậy, đây là kết quả của sự tương tác phức tạp giữa nhiều yếu tố, bao gồm tác nhân gây bệnh truyền nhiễm, rối loạn hệ VSĐR, và tác động của kháng sinh.
7 1.1.3. Các yếu tố nguy cơ gây tiêu chảy kéo dài Việc xác định và kiểm soát các yếu tố nguy cơ gây TCKD đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng các biện pháp can thiệp phù hợp và toàn diện. Các yếu tố nguy cơ chính bao gồm tuổi, chế độ dinh dưỡng, tiền sử bệnh lý, và các yếu tố môi trường - xã hội. Yếu tố tuổi: Tuổi được xác định là một trong những yếu tố nguy cơ quan trọng nhất của TCKD. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ mắc TCKD cao nhất ở nhóm trẻ từ 6 đến 24 tháng tuổi, trong đó nguy cơ cao nhất tập trung ở trẻ dưới 12 tháng tuổi [21]. Chế độ dinh dưỡng: Đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển TCKD. Cụ thể, trẻ không được nuôi dưỡng hoàn toàn bằng sữa mẹ hoặc sử dụng sữa công thức có nguy cơ TCKD cao gấp 2-4 lần. Trẻ SDD có nguy cơ mắc TCKD gấp đôi so với trẻ không SDD. Thiếu hụt các vi chất dinh dưỡng như vitamin A, kẽm, acid folic và sắt cũng làm tăng nguy cơ TCKD [19], [21]. Tiền sử bệnh lý là một yếu tố nguy cơ đáng kể đối với TCKD: Trẻ có tiền sử mắc các bệnh nhiễm trùng gần đây hoặc TCKD trước đó có nguy cơ mắc TCKD cao gấp 2-4 lần so với trẻ không có tiền sử. Dị ứng thực phẩm làm tăng nguy cơ này gấp 3-6 lần. Tình trạng miễn dịch suy giảm do bệnh lý hoặc nhiễm trùng làm tăng nguy cơ TCKD 1,8 lần [16], [21]. Các yếu tố môi trường và xã hội như điều trị tiêu chảy không phù hợp, lạm dụng kháng sinh, điều kiện vệ sinh môi trường kém, chăm sóc không đầy đủ, và tỷ lệ bao phủ vắc xin Rotavirus thấp cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng nguy cơ TCKD [15], [19], [21]. 1.1.4. Sinh bệnh học tiêu chảy kéo dài Về cơ chế sinh bệnh học, có hai cơ chế chính được xác định là nguyên nhân gây tiêu chảy bao gồm [11], [19]: (i) Tiêu chảy xuất tiết: Trong cơ chế này, các tác nhân gây bệnh kích thích quá trình bài tiết ion clorua vào lòng ruột non, dẫn đến lượng nước theo sau ion clorua vào lòng ruột vượt quá khả năng hấp thu của đại tràng.
8 (ii) Tiêu chảy thẩm thấu: Cơ chế này xảy ra khi các chất dinh dưỡng không được hấp thu hoặc có sự hiện diện của các chất có tác dụng thẩm thấu trong lòng ruột, làm tăng áp lực thẩm thấu và hút nước vào lòng ruột. Trong nhiều trường hợp lâm sàng, cả hai cơ chế này thường xảy ra đồng thời, tạo ra một bức tranh bệnh lý phức tạp trong quá trình diễn biến của bệnh. Hình 1.1. Cơ chế sinh bệnh học tiêu chảy kéo dài [22] Tiêu chảy trở nên kéo dài do nhiều nguyên nhân, bao gồm khả năng kháng lại các chất kháng khuẩn tự nhiên của một số vi khuẩn như Shigella, tổn thương đường ruột dẫn đến không dung nạp lactose và giảm diện tích hấp thu, thiếu hụt dinh dưỡng hoặc suy giảm miễn dịch làm chậm quá trình hồi phục tái tạo niêm mạc ruột, và tiếp xúc liên tục với các tác nhân gây bệnh mới trước khi hồi phục hoàn toàn từ đợt nhiễm trùng trước [11], [19], [22]. 1.1.5. Triệu chứng lâm sàng và cận lâm sàng bệnh tiêu chảy kéo dài Tiêu chảy kéo dài là một vấn đề sức khỏe phức tạp, đòi hỏi sự đánh giá toàn diện về mặt lâm sàng và cận lâm sàng. Việc thu thập thông tin chi tiết và đánh giá
9 kỹ lưỡng các triệu chứng đóng vai trò quyết định trong việc xác định nguyên nhân và lựa chọn phương pháp điều trị phù hợp. 1.1.5.1. Triệu chứng lâm sàng trẻ mắc tiêu chảy kéo dài Khi đánh giá một trẻ nghi ngờ mắc TCKD, bước đầu tiên là thu thập thông tin về các yếu tố nguy cơ. Tiền sử tiêu chảy trước đây của trẻ, bao gồm thời gian khởi phát, các triệu chứng, nguyên nhân và phương pháp điều trị, có thể cung cấp thông tin quan trọng về khả năng tái phát hoặc kháng trị. Các yếu tố môi trường như mùa, lịch sử du lịch hoặc tiếp xúc với người bị tiêu chảy cũng cần được xem xét, vì chúng có thể liên quan đến các tác nhân gây bệnh cụ thể. Thay đổi trong chế độ ăn, như chuyển từ bú mẹ sang bú bình hoặc bắt đầu ăn dặm, cũng là yếu tố quan trọng cần lưu ý [11], [23], [25]. Ngoài ra, tiền sử mắc các bệnh lý khác như dị ứng thực phẩm, bệnh viêm ruột mạn tính hoặc suy giảm miễn dịch cũng cần được đánh giá kỹ lưỡng. Đặc biệt, tình trạng tiêm chủng, nhất là vắc xin phòng Rotavirus, cần được xác nhận [17]. Cuối cùng, tiền sử gia đình có thể cung cấp thông tin về khuynh hướng di truyền đối với các rối loạn như dị ứng hoặc bệnh lý liên quan đến miễn dịch. Trong quá trình đánh giá lâm sàng, đặc điểm của phân là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Cần ghi nhận chi tiết về tần suất đi ngoài, màu sắc, độ đặc và tính chất của phân. Những thông tin này không chỉ giúp xác định mức độ nghiêm trọng của tiêu chảy mà còn gợi ý nguyên nhân và vị trí tổn thương [11], [17]. Ví dụ, phân nhiều nước kèm theo triệu chứng đầy hơi và đau bụng thường gợi ý tổn thương ở ruột non, trong khi phân có nhầy máu và đau quặn bụng khi đi ngoài thường chỉ ra tổn thương ở đại tràng [11], [15], [17]. Các triệu chứng đi kèm cũng cung cấp thông tin quan trọng về nguyên nhân của TCKD. Ví dụ, triệu chứng đầy hơi, chướng bụng, phân có mùi chua, nôn trớ và quấy khóc có thể liên quan đến bất dung nạp lactose. Trong khi đó, tiêu chảy liên quan đến kháng sinh thường có biểu hiện đặc trưng như phân lỏng hoặc có nước, có nhày và/hoặc có máu, kèm theo đau bụng và quấy khóc. Các triệu chứng toàn thân