BỘ Y TẾ
VIỆN SỐT RÉT – KÝ SINH TRÙNG – CÔN TRÙNG TRUNG ƯƠNG
TRẦN THỊ QUỲNH LIÊN
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT CHẾ TẠO
BỘ SINH PHẨM NESTED-PCR CHẨN ĐOÁN NHIỄM NẤM
Cryptococcus neoformans TRONG DỊCH NÃO TỦY
LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC
HÀ NỘI, 2019
BỘ Y TẾ
VIỆN SỐT RÉT – KÝ SINH TRÙNG – CÔN TRÙNG TRUNG ƯƠNG
TRẦN THỊ QUỲNH LIÊN
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT CHẾ TẠO
BỘ SINH PHẨM NESTED-PCR CHẨN ĐOÁN NHIỄM NẤM
Cryptococcusneoformans TRONG DỊCH NÃO TỦY
Chuyên ngành: Ký sinh trù ng y học Mã số : 62 72 01 16
Hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Cao Trường Sinh
PGS.TS. Nguyễn Thị Hương Bình
HÀ NỘI, 2019
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Cao Trường Sinh,
PGS.TS. Nguyễn Thị Hương Bình, đã nhiệt tình chỉ dẫn giúp đỡ tôi hoàn
thành luận án này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
PGS.TS. Trần Thanh Dương Viện trưởng và Ban Giám đốc Viện Sốt
rét – Ký sinh trùng – Côn trùng Trung ương; PGS. TS. Cao Bá Lợi cùng toàn
bộ cán bộ Phòng Khoa học – Đào tạo Viện Sốt rét – Ký sinh trùng – Côn
trùng Trung ương;
Ban chủ nhiệm đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật
sinh học phân tử để chấn đoán một số vi nấm gây bệnh nội tạng ở người” Mã
số CK.10.32/11-15.
PGS.TS. Nguyễn Khắc Lực, TS. Đỗ Ngọc Ánh cùng toàn thể cán bộ bộ
môn Ký sinh trùng – Côn trùng Học viện Quân Y; Khoa Sinh học phân tử
Viện Sốt rét – Ký sinh trùng – Côn trùng Trung ương; Trung tâm nghiên cứu
Sinh Y Dược học Quân sự Học viện Quân Y; Khoa Vi sinh Bệnh Viện Chợ
Rẫy; Khoa Vi sinh Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch - Thành phố Hồ Chí Minh;
Bệnh viện Quân y 103; Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung Ương đã tận tình
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu.
GS.TS. Lê Bách Quang, PGS.TS. Nguyễn Mạnh Hùng, PGS. TS
Nguyễn Ngọc San,… đã có những ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi hoàn
thiện luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba, Mẹ, Chồng, Con, anh chị
em trong gia đình và bạn bè đồng nghiệp đã động viên khích lệ tôi vượt qua
mọi khó khăn hoàn thành luận án. Luận án chỉ là bước đầu trong sự nghiệp
khoa học. Những lời cảm ơn là chưa đủ vì làm sao kể hết những tình cảm thật
ii
cao quý, những tình cảm đó sẽ theo tôi trong suốt cuộc đời không bao giờ
thay đổi!
Trần Thị Quỳnh Liên
iii
LỜI CAM ĐOAN
Đây là một nhánh của đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng kỹ
thuật sinh học phân tử để chấn đoán một số vi nấm gây bệnh nội tạng ở
người” Mã số CK.10.32/11-15 mà tôi đã trực tiếp tham gia.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các kết quả, số liệu thu được trong luận án là trung thực và chưa được
công bố trong bất kỳ luận án nào khác.
Các bước tiến hành thực hiện đề tài đúng như đề cương nghiên cứu,
chấp hành đầy đủ các quy định khi tiến hành nghiên cứu.
Nếu có sai sót gì tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Tác giả
Trần Thị Quỳnh Liên
iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AIDS Acquired immunodeficiency syndrome (Hội chứng suy giảm
miễn dịch mắc phải)
Acid Deoxyribonucleic ADN
Antiretroviral (Liệu pháp kháng retro vi rút) ARV
Colony forming units (Đơn vị hình thành khuẩn lạc) CFU
Central nervous system (Hệ Thần kinh Trung ương) CNS
Cộng sự CS
Cerebrospinal fluid (Dịch não tủy) CSF
Dịch não tủy DNT
ELISA Enzyme-Linked immunosorbent Assay (Phản ứng miễn dịch
hấp phụ liên kết enzym)
Enzym immunoassay (thử nghiệm miễn dịch enzym) EIA
False positive (Dương tính giả) FP
False negative (Âm tính giả) FN
GACA Giuzotia abyssinica creatinin agra (Thạch nuôi cấy GACA)
GRHP Ground red hot pepper agar (Thạch ớt đỏ)
Hematoxylin eosin (Nhuộm HE) HE
Human immunodeficinecy Virus (vi rút gây suy giảm miễn HIV
dịch ở người)
K Kappa (Hệ số tương đồng)
LAT Latex agglutination assay test (Thử nghiệm đông kết latex)
LFA Lateral flow assay (Thử nghiệm miễn dịch dòng chảy)
Magnetic resonance imaging (Chụp cộng hưởng từ) MRI
Negative predictive value (Giá trị tiên đoán âm) NPV
Polymerase chairn reaction (Phản ứng chuỗi Polymerase) PCR
Periodic acid schiff (nhuộm PAS) PAS
v
PPV Positive predictive value (Giá trị tiên đoán dương)
RFLP Restriction fragment length polymorphism (Đa hình các đoạn
phân cắt giới hạn)
Se Sensitivity (Độ nhạy)
SOP Standard operating procedure (Quy trình các thao tác chuẩn)
Sp Specificity (Độ đặc hiệu)
TN True negative (dương tính giả)
TP True positive (dương tính thật)
vi
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3
1.1. Đặc điểm sinh học và vai trò y học của nấm Cryptococcus neoformans .. 3
1.1.1. Đặc điểm sinh học của nấm C. neoformans. ........................................... 3
1.1.2. Vai trò y học ............................................................................................ 5
1.1.3. Tình hình viêm màng não do nấm C. neoformans ở trên thế giới và Việt
Nam ................................................................................................................... 9
1.2. Các phương pháp chẩn đoán nhiễm nấm Cryptococcus neoformans ...... 13
1.2.1. Chẩn đoán trực tiếp ............................................................................... 14
1.2.2. Chẩn đoán miễn dịch học phát hiện kháng nguyên .............................. 16
1.2.3. Chẩn đoán bằng kỹ thuật sinh học phân tử ........................................... 17
1.3. Nghiên cứu xây dựng và chuẩn hóa các bộ sinh phẩm PCR chẩn đoán tác
nhân gây bệnh .................................................................................................. 23
1.3.1. Thiết kế và chuẩn hóa nồng độ mồi cho phản ứng PCR ....................... 25
1.3.2. Chuẩn hóa các điều kiện của phản ứng PCR ....................................... 27
1.3.3. Xác định ngưỡng phát hiện, xây dựng chuẩn dương của kỹ thuật ...... 31
1.4. Nghiên cứu đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh phẩm
PCR chẩn đoán tác nhân gây bệnh .................................................................. 32
1.4.1.Xác định độ nhạy, độ đặc hiệu của một xét nghiệm chẩn đoán ........... 32
1.4.2. So sánh tính tương đồng của bộ sinh phẩm .......................................... 35
1.4.3. Đánh giá tính ổn định của bộ sinh phẩm ............................................... 36
1.4.4. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở của bộ sinh phẩm ...................................... 36
vii
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 37
2.1. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu .............................................. 37
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 37
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 38
2.1.3. Thời gian nghiên cứu: ........................................................................... 39
2.2. Dụng cụ, vật liệu, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ............................... 39
2.2.1. Cơ sở vật chất và trang thiết bị, máy móc ............................................. 39
2.2.2. Sinh phẩm hóa chất ............................................................................... 39
2.2.3. Các hóa chất, sinh phẩm khác ............................................................... 40
2.2.4. Dụng cụ, phụ tùng, vật tư tiêu hao ........................................................ 40
2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 40
2.3.1. Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm phòng thí nghiệm ....... 40
2.3.2. Mẫu nghiên cứu ..................................................................................... 42
2.3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 44
2.3.4. Các chỉ số nghiên cứu ........................................................................... 50
2.3.5. Các kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứu ................................................ 51
2.4. Phương pháp kiểm soát nhiễu và sai số trong nghiên cứu ....................... 63
2.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ................................................... 63
2.6. Đạo đức trong nghiên cứu ........................................................................ 66
2.7. Nhiễm sai số và cách hạn chế .................................................................. 66
2.8. Hạn chế của đề tài .................................................................................... 67
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 68
3.1. Kết quả xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR
chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans ............................................................. 68
3.1.1. Kết quả giám định loài vi nấm C. neoformans để sử dụng cho nghiên
cứu ................................................................................................................... 68
viii
3.1.2. Kết quả thiết kế/lựa chọn mồi cho kỹ thuật nested-PCR chẩn đoán
nhiễm nấm C. neoformans .............................................................................. 71
3.1.3. Kết quả xác định các điều kiện cho kỹ thuật nested-PCR chẩn đoán
nhiễm nấm C. neoformans .............................................................................. 78
3.1.4. Kết quả chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm
C. neoformans ................................................................................................. 92
3.2. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh phẩm chẩn
đoán nhiễm nấm C. neoformans trong dịch não tủy .......................................... 97
3.2.1. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh phẩm
trong phòng thí nghiệm ................................................................................... 97
3.2.2. Kết quả đánh giá của bộ sinh phẩm trong các mẫu DNT lâm sàng .... 102
3.2.3. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm định chất lượng bộ sinh phẩm chế
tạo ra .............................................................................................................. 107
Chương 4. BÀN LUẬN ................................................................................. 109
4.1. Về kết quả xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR
chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans ........................................................... 109
4.1.1. Bàn luận về kết quả giám định loài vi nấm C. neoformans để sử dụng
cho nghiên cứu xây dựng quy trình ............................................................... 109
4.1.2. Về kết quả thiết kế/lựa chọn mồi và xác định các điều kiện cho kỹ thuật
nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans ....................................... 112
4.1.3. Kết quả chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm
C.neoformans ................................................................................................ 122
4.2. Bàn luận về độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn
đoán nhiễm nấm C. neoformans trong dịch não tủy. .................................... 124
4.2.1. Bàn luận về kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ
sinh phẩm trong phòng thí nghiệm ............................................................... 125
ix
4.2.2. Bàn luận về kết quả đánh giá bộ sinh phẩm trong đoán nhiễm C.
neoformans ở các mẫu DNT lâm sàng .......................................................... 127
4.2.2.1. Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên các mẫu nhiễm C.neoformans
phân lập ở Việt Nam. .................................................................................... 127
KẾT LUẬN ................................................................................................... 133
1. Xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán
nhiễm nấm C.neoformans ............................................................................. 133
2. Về độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh phẩm tạo ra trong chẩn
đoán nhiễm nấm C. neoformans dịch não tủy. .............................................. 134
KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 135
TÍNH KHOA HỌC, TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI .................................................
Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ..............................................................
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN NỘI DUNG
LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ .....................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................
x
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Nấm C. neoformans nhuộm mực tàu, quan sát dưới kính hiển vi .... 4
Hình 1.2. Khuẩn lạc C. neoformans trên môi trường thạch Sabouraud ............ 5
Hình 1.3.Tổn thương não do C. neoformans .................................................... 7
Hình 1.4. Hình ảnh tổn thương phổi do C. neoformans.................................... 8
Hình 1.5. Tổn thương da do nấm C. neoformans.............................................. 8
Hình 2.1. Chủng chuẩn nấm C. neoformans ATCC@ 90113 .......................... 37
Hình 2.2. Môi trường thạch Sabouraud trên đĩa thạch và ống thạch nghiêng 53
Hình 2.3. Phương pháp pha loãng dịch não tủy .............................................. 55
Hình 3.1. Mẫu nấm C. neoformans thu thập tại thực địa Việt Nam ............... 69
Hình 3.2. Sản phẩm PCR với cặp mồi ITS1, ITS4 của một số mẫu nấm C.
neoformans ...................................................................................................... 69
Hình 3.3. Kích thước các mảnh cắt giới hạn sản phẩm PCR bằng enzyme
MspI của một số mẫu nấm C. neoformans...................................................... 70
Hình 3.4. Minh họa đoạn gen khuếch đại với 02 cặp mồi được lựa chọn ...... 72
Hình 3.5. Kết quả khảo sát tính đặc hiệu của cặp mồi ITS1-ITS4 bằng phần
mềm Primer Blast ............................................................................................ 74
Hình 3.6. Kết quả khảo sát tính đặc hiệu của cặp mồi CN4-CN5 bằng phần
mềm Primer Blast ............................................................................................ 75
Hình 3.7. So sánh trình tự ADN nấm chuẩn được khuếch đại bởi cặp mồi
ITS1, ITS4 và các trình tự C. neoformans trên ngân hàng gen ...................... 76
Hình 3.8. Kết quả PCR theo panel nồng độ .................................................... 79
Hình 3.9. Kết quả phản ứng PCR1 tiến hành theo quy trình tự xây dựng ...... 83
Hình 3.10. Sản phẩm PCR theo nồng độ Mg2+ ............................................... 85
Hình 3.11. Phản ứng PCR theo gradien .......................................................... 86
Hình 3.12. Kết quả PCR theo thời gian kéo dài mồi ...................................... 86
xi
Hình 3.13. Kết quả PCR theo số chu kỳ phản ứng ......................................... 87
Hình 3.14. Kết quả PCR theo nồng độ ADN khuôn ....................................... 88
Hình 3.15. Kết quả PCR2 các mẫu N117 và N132 .......................................... 91 Hình 3.16. Bộ sinh phẩm nested - PCR chẩn đoán C. neoformans ................ 96
Hình 3.17. Kết quả khuếch đại gen đích của nấm C. neoformans bằng kỹ thuật
nested-PCR .................................................................................................... 103
xii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Ngưỡng phát hiện của phương pháp nuôi cấy với các cách xử lý
mẫu khác nhau ................................................................................................. 15
Bảng 1.2. Một số bộ sinh phẩm chẩn đoán C. neoformans của hãng Norgen
Biotek .............................................................................................................. 23
Bảng 1.3. Thành phần phản ứng PCR thông thường với thể tích 50 µl ........ 29
Bảng 1.4. Chu kỳ nhiệt của một phản ứng PCR thông thường ...................... 30
Bảng 2.1. Các mồi chung khuếch đại gen đích vi nấm ................................... 40
Bảng 2.2. Các thành phần cơ bản của phản ứng PCR .................................... 61
Bảng 2.3. Chu trình nhiệt PCR1 được thiết lập cho việc nhân bản đoạn gen
kích thước khoảng 100bp - 600 bp.................................................................. 61
Bảng 2.4. Minh họa chạy gradient nhiệt độ và nồng độ Mg2+ ........................ 62
Bảng 3.1. Kết quả thu thập và phân lập nấm C. neoformans ........................... 68
Bảng 3.2. Tỷ lệ tương đồng nucleotide của 06 mẫu trong nghiên cứu với các
trình tự tham chiếu trên ngân hàng gen ........................................................... 70
Bảng 3.3. Các phương pháp sinh học phân tử được áp dụng để định loại nấm
C. neoformans 1990 - 2014 ............................................................................. 71
Bảng 3.4. Đánh giá chất lượng của mồi so với tiêu chuẩn ............................. 73
Bảng 3.5. Đánh giá tính đặc hiệu của cặp mồi trên các nền mẫu khác nhau .. 77
Bảng 3.6. Nồng độ AND thu được từ chủng chuẩn C. neoformans ............... 78
Bảng 3.7. Kết quả tạo panel chuẩn dương nấm C. neoformans ...................... 79
Bảng 3.8. Danh mục chứng chuẩn âm ............................................................ 80
Bảng 3.9. Kết quả so sánh phản ứng PCR1 với các điều kiện khác nhau ...... 81
Bảng 3.10. Kết quả chuẩn hóa từng thành phần phản ứng cho PCR1 ............ 82
Bảng 3.11. Kết quả chu trình nhiệt của phản ứng PCR1 ................................ 82
Bảng 3.12. Kết quả lựa chọn nồng độ ADN khuôn cho phản ứng PCR2 ....... 84
xiii
Bảng 3.13. Kết quả thử nghiệm nồng độ Mg2+ trong phản ứng PCR2 ........... 84
Bảng 3.14. Điều kiện của phản ứng PCR2 với cặp mồi CN4 và CN5 ........... 87
Bảng 3.15. Chu trình nhiệt của phản ứng PCR2 ............................................. 88
Bảng 3.16. Thử nghiệm đánh giá ngưỡng phát hiện của kỹ thuật nested-PCR ...... 89
Bảng 3.17. Kết quả đánh giá kỹ thuật nested-PCR trên chủng nấm
C. neoformans thu thập từ mẫu lâm sàng tại Việt Nam .................................. 90
Bảng 3.18. Thành phần hóa chất của 02 ống dung dịch MX1 ........................ 92
Bảng 3.19. Thành phần hóa chất của 02 ống dung dịch MX2 ........................ 92
Bảng 3.20. Thành phần hóa chất cho ống dung dịch MC-CR1 ...................... 93
Bảng 3.21. Thành phần hóa chất cho ống dung dịch MC-CR2 ...................... 93
Bảng 3.22. Thành phần hóa chất của ống dung dịch CR1 .............................. 93
Bảng 3.23. Thành phần hóa chất của ống dung dịch CR2 .............................. 94
Bảng 3.24. Kết quả đánh giá hoạt động 02 dạng đóng gói ............................. 95
Bảng 3.25.Thành phần bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nấm
C.neoformans .................................................................................................. 96
Bảng 3.26. Kết quả thử nghiệm bộ sinh phẩm trên mẫu C. neoformans chuẩn ....... 98
Bảng 3.27. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các
mẫu chuẩn ....................................................................................................... 98
Bảng 3.28. Kết quả đánh giá tính ổn định của bộ sinh phẩm ......................... 99
Bảng 3.29. Kết quả phản ứng nested PCR với các mẫu DNT giả định ........ 100
Bảng 3.30. Kết quả đánh giá của trên các mẫu nhiễm giả định nồng độ
105CFU/ ml ................................................................................................... 100
Bảng 3.31. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các
mẫu nhiễm giả định nồng độ 102CFU/ ml .................................................... 101
Bảng 3.32. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các
mẫu nhiễm giả định nồng độ từ 102CFU/ ml trở lên ..................................... 102
xiv
Bảng 3.33. Kết quả thử nghiệm bộ sinh phẩm trên các chủng C.neoformans
phân lập ở Việt Nam ..................................................................................... 102
Bảng 3.34. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các
chủng C. neoformans phân lập ở Việt Nam .................................................. 103
Bảng 3.35. Kết quả thử nghiệm bộ sinh phẩm trên các mẫu DNT của bệnh
nhân có triệu chứng lâm sàng VMN ............................................................. 104
Bảng 3.36. Độ nhạy, độ đặc hiệu so với phương pháp nuôi cấy .................. 105
Bảng 3.37. Độ tương đồng so với phương pháp soi tươi nhuộm mực tàu .... 106
Bảng 3.38. Độ tương đồng so với bộ sinh phẩm của Norgen ....................... 107
Bảng 3.39. Tóm tắt tiêu chuẩn cơ sở ............................................................. 107
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Viêm não, màng não là tình trạng nhiễm trùng thần kinh trung ương
gây ra bởi các căn nguyên khác nhau như vi khuẩn, virus, vi nấm hoặc ký sinh
trùng. Trong một số trường hợp biểu hiện lâm sàng của viêm não, màng não
do các căn nguyên khác nhau khá giống nhau nên dựa vào lâm sàng khó phân
biệt. Do vậy, để xác định căn nguyên gây viêm não, màng não cần phải dựa
vào các xét nghiệm cận lâm sàng [1],[2],[3].
Trong số các loài vi nấm gây viêm não màng não, nấm Cryptococcus
neoformans được xác định là loài gây viêm màng não phổ biến nhất, đặc biệt
là ở bệnh nhân HIV/AIDS, ung thư, bệnh nhân suy kiệt...,[4],[5],[6]. Theo
nghiên cứu của Safdieh.J.E và cs (2008) về nguyên nhân gây viêm não, màng
não ở bệnh nhân ung thư cho thấy: viêm màng não do Cryptococcus chiếm
7%, viêm màng não do vi khuẩn chiếm tỷ lệ cao nhất với > 75%[5]. Ở Việt
Nam, điều tra nhiễm trùng cơ hội trên 100 bệnh nhân HIV/AIDS tại Bệnh
viện Bệnh Nhiệt đới TP. Hồ Chí Minh năm 2000 của Louie JK và cs (2004)
cho thấy, nhiễm nấm C. neoformans ở dịch não tủy chiếm khoảng 9%[6].
Bệnh do nấm Cryptococcus là nguyên nhân nhiễm trùng gây tử vong xếp
hàng thứ tư ở những bệnh nhân AIDS và khoảng 1/3 bệnh nhân AIDS có mắc
bệnh này [7].
Trên lâm sàng, biểu hiện viêm màng não do nấm C. neoformans rất
giống với các căn nguyên vi sinh vật khác. Ngoài ra, cũng giống như các vi
nấm gây bệnh khác,viêm màng não do C. neoformans thường được nghĩ tới
sau các căn nguyên khác nên thường chẩn đoán muộn, khi các triệu chứng đã
trở nên trầm trọng [10],[11]. Trong khi, viêm màng não do nấm C. neoformans
là một bệnh nguy hiểm, tiến triển nhanh, nếu không được chẩn đoán sớm và
điều trị kịp thời có thể để lại di chứng trầm trọng có khi tử vong nhanh[4],[8].
Chẩn đoán muộn, chẩn đoán nhầm, lựa chọn thuốc không đúng chính là
2
những nguyên nhân khiến bệnh nhân phải chịu những tổn hại nặng nề về cả
sức khỏe lẫn kinh tế [9].
Các biện pháp truyền thống như soi tươi cho kết quả nhanh nhưng độ
nhạy thấp và dương tính giả có thể xảy ra [8], nuôi cấy được coi là tiêu chuẩn
vàng trong chẩn đoán nhiễm nấm nhưng phải mất ít nhất 2 ngày mới có kết
quả và tỷ lệ nuôi cấy dương tính cũng chỉ khoảng 70-90% [8]. Nuôi cấy
thường cho kết quả âm tính nếu bệnh nhân trước đó sử dụng thuốc chống nấm
[4],[13],[14]. Kỹ thuật miễn dịch có độ nhạy, độ đặc hiệu cao ≥ 90% [9],
nhưng cũng dễ có phản ứng dương tính giả và chưa phổ biến ở Việt Nam. Các
kỹ thuật sinh học phân tử với thời gian chẩn đoán nhanh và cùng lúc phát hiện
được nhiều mầm bệnh đang được nhiều tác giả nghiên cứu. Các kỹ thuật sinh
học phân tử cho phép xác định căn nguyên gây bệnh ngay cả khi kết quả soi
tươi, nuôi cấy âm tính, đặc biệt trong trường hợp trước đó bệnh nhân sử dụng
kháng sinh, kháng nấm [10], [11], [12].
Trong các kỹ thuật chẩn đoán dựa trên phản ứng PCR, nested – PCR là
một trong những kỹ thuật có độ nhạy, độ đặc hiệu cao nhất, do đó chúng tôi lựa
chọn tiến hành đề tài "Nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ
sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans trong dịch
não tủy".
Với 02 mục tiêu:
1. Xây dựng được quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR
chẩn đoán nhiễm nấm C.neoformans trong dịch não tủy.
2. Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh phẩm được
tạo ra trong chẩn đoán nhiễm nấm C.neoformans trong dịch não tủy.
3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đặc điểm sinh học và vai trò y học của nấm Cryptococcus neoformans
Giống nấm Cryptococcus có khoảng hơn 70 loài được định loại dựa
vào hình thái nhưng loài gây bệnh chủ yếu là C. neoformans chiếm 80% [13],
[14]. Bệnh do nấm C. neoformans gây ra gọi là Cryptococcosis. Triệu chứng
bệnh được Zenker miêu tả đầu tiên năm 1861, nhưng đến năm 1864, hai nhà
bác học Busse và Buschkle người Đức đã phân lập và nuôi cấy được nấm C.
neoformans từ bệnh nhân có triệu chứng giống như đã được Zenker miêu tả
[18],[20],[21]. Ngoài C. neoformans, loài C. albidus và C. laurentii cũng có
khả năng gây bệnh nhưng ít gặp [14].
Trước đây, người ta cho rằng nấm C. neoformans có 2 phân loài, đó là C.
neoformans var. neoformans (gồm các tuýp huyết thanh A, D, AD) và C.
neoformans var. gattii (gồm các tuýp B, C). Hiện nay, người ta đã khẳng định
có 3 phân giống C. neoformans: grubii (tuýp A), gattii (tuýp B, C) và
neoformans (tuýp D) [15]. Trong đó C. neoformans var. gattii được cho là một
loài riêng biệt gây bệnh ở những người bình thường với tên là C. Bacillisporus
[23], [24], [25]. Nấm C. neoformans var. neoformans còn được gọi là
Filobasidiella neoformans [16].
1.1.1. Đặc điểm sinh học của nấm C. neoformans.
1.1.1.1. Đặc điểm hình thể.
C. neoformans là nấm men, đường kính tế bào khoảng 5-10 µm, được
bao ngoài bởi một nang (capsule) hình cầu hoặc hình bầu dục, kích thước
nang thay đổi từ 2-40µm.
4
Hình 1.1. Nấm C. neoformans nhuộm mực tàu, quan sát dưới kính hiển vi
(Nguồ n: Day J.N, 2013)
1.1.1.2. Môi trường sống
Giống nấm Cryptococcus tồn tại trong môi trường tự do được Kutzing
đặt tên năm 1833, mẫu phân lập được từ bụi kính cửa sổ.
C. neoformans là sinh vật sống hoại sinh, ngoài cơ thể vật chủ, có thể
sống tự do bên ngoài môi trường. Nấm phân bố toàn cầu có thể tìm thấy trong
chất thải của gia cầm, chim bồ câu, vẹt, yến. Trong các hang động, nước trái cây
lên men, sữa, đường ruột của một số động vật ăn cỏ, trên cơ thể dơi, gián, trong
đất và các hốc cây khác nhau. Nấm còn được tìm thấy trong thân gỗ mục của
một số loài cây như: cây bạch đàn, cây cao su màu đỏ [13], [17], [18].
1.1.1.3. Tính chất nuôi cấy
Khinghiên cứu nuôi cấy, phân lập, nấm C. neoformans có thể mọc trên
thạch Sabouraud dextrose, thạch máu cừu, thạch chocolate và các môi trường
khác ở nhiệt độ từ 20-370C. Ở nhiệt độ này nấm bắt đầu mọc trong vòng khoảng
72 giờ, nhiệt độ thích hợp nhất cho nấm phát triển là 300C [19]. C. neoformans
phát triển tốt trong môi trường chứa khoảng 5 % CO2, pH hơi kiềm và một lượng
nhỏ chất sắt [20].
5
Trên môi trường thạch Sabouraud dextrose ở 25-370C, nấm C.
neoformans mọc thành các khuẩn lạc lồi, mịn, nhày, màu trắng hoặc màu kem,
đường kính có thể đến vài milimet [20].
Hình 1.2. Khuẩn lạc C. neoformans trên môi trường thạch Sabouraud
(Nguồ n: trong nghiên cứu này, 2014)
Các yếu tố như nhiệt độ, nồng độ thẩm thấu, nồng độ CO2, độ pH ảnh hưởng tới sự phát triển của các bao ngoài… [21]. Nhiệt độ cao từ 39 - 400C hoặc quá thấp ức chế sự tăng trưởng của nấm. Nồng độ CO2 ở mức sinh lý làm
tăng tổng hợp và kích thước bao ngoài, nồng độ CO2 cao các nang chỉ có kích thước nhỏ. Môi trường có độ thẩm thấu cao (chứa glucose 16% hoặc NaCl
2,9%), hoặc pH acid sẽ làm giảm sản xuất các bao nang.
1.1.2. Vai trò y học
1.1.2.1. Trên động vật
Nấm C. neoformans có khả năng gây bệnh ở động vật, năm 1895
Sanfelice lần đầu tiên đã phát hiện và nuôi cấy được nấm C. neoformans từ hệ
bạch huyết của bò [13]. Năm 1902, Frothingham đã phân lập được nấm C.
neoformans từ tổn thương trên phổi của ngựa tại Massachuset, Anh.
Cùng với ghi nhận của Busse và Buschkle, các tác giả trên đã khẳng
định nấm C. neoformans có khả năng gây bệnh cả ở trên người và động vật
Những nghiên cứu hiện nay chỉ ra C. neoformans có thể gă ̣p ở mèo,
chó , thỏ , linh trưở ng, chuô ̣t và mô ̣t số loa ̣i chim.
6
Ở động vật có vú , bê ̣nh do C. neoformans thườ ng liên quan đến tình trạng suy giảm miễn dịch như: mèo bị nhiễm một loại virus tương tự
retrovirus, chuột thí nghiệm bi ̣ gây thiếu hu ̣t miễn di ̣ch… Ở chim bồ câu và
các loài chim thườ ng ít bi ̣ mắc bê ̣nh do C. neoformans do nhiệt độ cơ thể của chim cao 41°C–42°C. Tuy nhiên, ngườ i ta có thể tìm thấy tế bào nấm trong phân chim [13], [22].
1.1.2.2. Bệnh trên người
Do tế bào nấm C. neoformans có thể có mặt trong không khí, trong đất và trong phân gia cầm nên ngườ i rất dễ bi ̣ nhiễm loa ̣i nấm này khi hít vào qua đường hô hấp. Tuy nhiên, không phải cơ thể nào bi ̣ nhiễm cũng biểu hiê ̣n thành bê ̣nh mà bê ̣nh thườ ng biểu hiê ̣n ở những cơ thể có hê ̣ thố ng miễn di ̣ch bi ̣ tổ n thương như bệnh nhân AIDS, phải dùng các thuốc ức chế miễn dịch, ung thư, ghép tạng, ghép tủy xương... Mức độ nặng của các triệu chứng lâm sàng phụ thuộc vào tình trạng
suy giảm miễn dịch của cơ thể ngườ i nhiễm [3], [13], [15], [22]. - Bệnh gây tổn thương ở hệ thần kinh
- Viêm màng não: Đây là bệnh thường gặp nhất. Bệnh thường diễn biến
từ từ, các biểu hiện lâm sàng điển hình bao gồm:
+ Đau đầu, sốt, nôn, rối loạn hành vi, rối loạn cảm giác, đau và cứng
gáy [23],[24],[25].
+ Rối loạn tâm thần bao gồm: mất phương hướng, lú lẫn, thay đổi nhân
cách, mất trí nhớ, loạn thần, trạng thái sững sờ và hôn mê [23], [24].
+ Các triệu chứng ít gặp hơn bao gồm: mất điều hòa, mất phản xạ, triệu
chứng của tổn thương bó tháp, thất ngôn, chứng loạn vận ngôn và động kinh.
+ Các triệu chứng về mắt thường gặp là phù gai thị các triệu chứng
không phổ biến như nhìn mờ, song thị, sợ ánh sáng và đau sau nhãn cầu, có
thể mù [23], [24].
7
- Viêm màng não - não: Ít gặp, bệnh tiến triển nhanh, thường tiến tới
hôn mê và tử vong trong thời gian ngắn, đáp ứng kém với điều trị.
- U nấm trong não: Hiếm gặp, các tổn thương giả u rắn, khu trú. Triệu
chứng giống khối phát triển trong não.
B A
Hình 1.3.Tổn thương não do C. neoformans
(Nguồ n: British Journal of Radiology, 2009)
A- Tổn thương não do C. neoformans trên CT sọ não
B-Tổn thương não do C. neoformans trên MRI sọ não
- Bệnh gây tổn thương ở phổi
Đường xâm nhập chính của nấm vào cơ thể vật chủ là qua đường hô
hấp, do người bệnh hít phải các bào tử nấm phát tán trong không khí. Viêm
phổi do nấm C. neoformans có các triệu chứng: Ho, đau ngực, khạc đờm, sút
cân, sốt và ho ra máu [25]. Các triệu chứng khác hiếm thấy như khó thở, ra
mồ hôi ban đêm, cản trở gây ứ trệ tĩnh mạch chủ trên.
Hình ảnh X-quang của viêm phối do nấm C. neoformans: Tổn thương
điển hình là một hoặc nhiều nốt, không canci hóa, thâm nhiễm rốn phổi hoặc
trung thất, thỉnh thoảng có tràn dịch màng phổi và đôi khi tạo hang. Thăm
khám thường không đặc hiệu nhưng đôi khi có thể thấy thở nhanh, phổi có
ran, hạch to, lách to…[22].
8
A B
Hình 1.4. Hình ảnh tổn thương phổi do C. neoformans
(Nguồ n: George R. Robinson, 1995)
A. Tổn thương phổi do nấm C. neoformans trên phim X-quang phổi
B. Tổn thương phổi do nấm C. neoformans trên CT phổi
- Bệnh gây tổn thương ở da
+ Tổn thương nguyên phát: Loét, viêm mô tế bào [26].
+ Tổn thương thứ phát: thường xuất hiện ở đầu, cổ dưới dạng sẩn, cục,
mảng loét, áp xe, tổn thương dạng herpet, u mềm lây hoặc u Kaposi [26],
[27].
Hình 1.5. Tổn thương da do nấm C. neoformans
(Nguồn: Hari Kishan Kumar Yadalla và cs, 2011) [27]
9
- Bệnh gây tổn thương ở các cơ quan khác:
+ Tổn thương xương: Tổn thương hủy xương, không có phản ứng màng xương,
đau mơ hồ khi vận động, đôi khi có thể viêm khớp nhất là khớp gối [24].
+ Hệ tiết niệu: C. neoformans thường phân lập được ở nước tiểu bệnh
nhân bị bệnh lan tràn, đôi khi có dấu hiệu của viêm bể thận, viêm tiền liệt
tuyến [24], [26].
+ Tổn thương cơ quan khác: ở vỏ thượng thận, viêm nội tâm mạc, viêm gan,
viêm xoang, tổn thương thực quản [24], [26].
1.1.3. Tình hình viêm màng não do nấm C. neoformans ở trên thế giới và
Việt Nam
Viêm màng não do nấm C. neoformans là một trong những nhiễm trùng
cơ hội quan trọng nhất ở bệnh nhân AIDS. Ở những nước có tỉ lệ nhiễm
HIV/AIDS cao, C. neoformans là nguyên nhân phổ biến gây viêm màng não,
thường xuyên hơn cả phế cầu, não mô cầu [13], [28].
Ca bệnh viêm màng não do nấm C. neoformans đầu tiên trên thế giới
được mô tả vào năm 1905 bởi Von Hansemann khi phát hiện nấm men trong
các nang galentin ở não [13].
Như vậy khả năng xâm nhập vào hệ thần kinh trung ương và gây bệnh
của C. neoformans đã được đề tập từ những năm đầu của thế kỷ 20, nhưng nó
đòi hỏi người bác sỹ phải có nhiều năm kinh nghiệm lâm sàng để đánh giá
mức độ thực sự xu hướng của bệnh.
1.1.3.1. Viêm màng não do nấm C. neoformans ở trên thế giới
Năm 1956, Littman và Zimmerman đã xuất bản sách chuyên khảo về
bệnh viêm màng não do nấm C. neoformans gây ra với những hiểu biết về đặc
điểm lâm sàng, con đường truyền bệnh sau nửa thế kỷ bệnh được phát hiện.
Tại thời điểm đó trên toàn thế giới chỉ ghi nhận 300 trường hợp mắc bệnh.
Trong những năm 1970, cùng với việc sử dụng rộng rãi các thuốc ức chế miễn
10
dịch trong điều trị bệnh đã làm cho tỷ lệ bệnh này tăng lên nhiều. Riêng trong
năm 1976, ở Mỹ đã có 338 trường hợp bị mắc bệnh. Đặc biệt sau những năm
1980, tỷ lệ Cryptococcosis tăng mạnh cùng với việc xuất hiện của bệnh AIDS
và được xem là yếu tố nguy cơ hàng đầu [13].
Từ cuối những năm 1970 đến đầu những năm 1980, người ta đã chứng
kiến một sự gia tăng mạnh các trường hợp nhiễm nấm C. neoformans tại
Kinshasa và ở những người Zairian nhập cư tại Châu Âu.
Khi dịch HIV phát triển vào những năm 1980, nhiễm nấm C. neoformans
nổi lên như một nhiễm trùng cơ hội quan trọng tại Mỹ, châu Âu và châu Úc,
chiếm 5-10% số bệnh nhân AIDS. Theo phân loại của Tổ chức Y tế Thế giới,
viêm màng não do nấm C. neoformans là bệnh chỉ điểm của AIDS. Trước khi
có điều trị bằng ARV, thời gian sống trung bình của một bệnh nhân bị viêm
màng não do nấm C.neoformans chỉ khoảng 9 tháng. Tỉ lệ nhiễm trùng giảm
đi ở thập niên 1990 do việc điều trị diện rộng nấm Candida (liên quan đến
việc sử dụng các thuốc chống nấm, đặc biệt là fluconazole) và do sự phát triển
của liệu pháp kháng retrovirus hiệu lực cao. Tỉ lệ bệnh hàng năm trong những
bệnh nhân AIDS đã giảm từ 66/1000 (1992) xuống còn 7/1000 ( 2000).
Hiện nay, viêm màng não do nấm C. neoformans trên bệnh nhân
HIV/AIDS vẫn còn là vấn đề ở các nước phương Tây trong giai đoạn cuối của
nhiễm HIV. Tại miền Nam và miền Trung châu Phi nhất là vùng sa mạc cận
Sahara [9, 29, 30]. Ngoài việc là nguyên nhân hàng đầu gây viêm màng não, ở
khu vực châu Phi cận Sahara, nó chiếm 13-44% tổng số ca tử vong liên quan
đến AIDS. Và tỷ lệ tử vong do C. neoformans với tỷ lệ tử vong cao tới 50-
70% [31].
Tại Thái Lan, tỉ lệ nhiễm C. neoformans lên tới 20% ở các bệnh nhân
AIDS [46].
11
Theo kết quả một loạt các nghiên cứu của Park và cs (2009) nhằm ước
tính về gánh nặng của viêm màng não do nấm C. neoformans ở bệnh nhân
HIV/AIDS trên toàn cầu đã cho thấy tỉ lệ mắc thay đổi từ 0,04-12% mỗi năm.
Các nghiên cứu ở một số vùng như Đông Âu, Trung Á, Bắc Phi và Trung
Đông được coi là có tỉ lệ tương tự nhau (1,7% mỗi năm). Vùng biển
Caribbean và Mỹ Latin có tỉ lệ khoảng 3,4% mỗi năm. Dựa vào các tỉ lệ đó
người ta cũng dự tính được trên toàn cầu hàng năm có khoảng 957.900 trường
hợp nhiễm bệnh (thay đổi từ 371.700 - 1.54 triệu). Khu vực có số mắc cao
nhất là khu vực châu Phi cận Sahara, khoảng 720.000 trường hợp (thay đổi từ
144.000 - 1.3 triệu). Vùng Nam và Đông Nam Á là 120.000 (từ 24.000 -
216.000). Các vùng như châu Đại Dương (100 trường hợp), Tây và Trung Âu
(500 trường hợp), Bắc Phi và Trung Đông (6.500 trường hợp), Bắc Mỹ (7.800
trường hợp) được coi là những vùng có tỉ lệ mắc ít nhất [30].
Người ta cũng ước tính rằng có khoảng 624.725 ca (từ 124.956-
1.124.494) tử vong bởi viêm màng não do nấm C. neoformans [30]. Châu Đại
Dương được ước tính là có ít nhất (9 ca tử vong) trong khi khu vực châu Phi
cận Sahara nhiều nhất (504.000 ca (từ 100.800 - 907.200)) [30].
Theo Rajasingham và cs, (2017) Mặc dù đã được điều trị bằng thuốc chống
nấm, nhưng năm 2007 ước tính có đến 223.100 trường hợp viêm màng não do
cryptococcus và 181.100 ca tử vong do bệnh này trên toàn thế giới [32], [33].
Hầu hết các trường hợp gây viêm màng não ở bệnh nhân HIV/AIDS
liên quan đến Cryptococcus neoformans var. grubii (typ A),trong khi
Cryptococcus neoformans var. neoformans (typ D) gây bệnh ở châu Âu, và
C. neoformans var. gatti (typ B, C) là nguyên nhân của một số nhỏ các trường
hợp viêm màng não ở bệnh nhân HIV/AIDS [13], [34], [35]. Khoảng 80 %
các nhiễm trùng do C. neoformans ở bệnh nhân AIDS là do các typ A và D,
12
typ B và C chủ yếu gây bệnh ở những cá nhân có hệ miễn dịch đầy đủ nhưng
gần đây cũng đã được báo cáo thấy ở bệnh nhân AIDS [13].
1.1.3.2. Viêm màng não do nấm C. neoformans ở Việt Nam
Ở Việt Nam, chưa có con số thống kê rõ ràng về tình hình viêm màng
não do nấm C. neformans của bệnh nhân AIDS trên cả nước.
Năm 1928, tại BV Bệnh Nhiệt Đới có 1 ca nhiễm C. neoformans đầu
tiên được báo cáo với biểu hiện viêm màng não; theo thống kê của các bác sĩ
Khoa Giải Phẫu Bệnh, BV Chợ Rẫy từ tháng 4/1999 đến tháng 10/2001 tỷ lệ
nhiễm nấm Cryptococcus spp. là 5% (2/40 ca). Tại Bệnh viện Bệnh Nhiệt Đới
vào năm 2003, viêm màng não nấm do C. neoformans chiếm 12,2%, từ
4/2004 - 4/2005 đã thu thập 147 ca nhiễm C. neoformans ở hệ thần kinh trung
ương đi kèm với HIV/AIDS. Qua hồi cứu 151 trường hợp bệnh viêm màng
não trên bệnh nhân nhiễm HIV/AIDS tại BV Bệnh Nhiệt Đới có 98% nhiễm
C.neoformans.
Trong một nghiên cứu của Trần Phủ Mạnh Siêu và cs, (2006) về tình
hình nhiễm vi nấm nội tạng trên bệnh nhân HIV/AIDS tại Bệnh viện Bệnh
Nhiệt đới Thành phố - Hồ Chí Minh từ năm 2003-2005 đã cho thấy C.
neoformans là căn nguyên phổ biến (chiếm trên 90% nhiễm trùng thần kinh ở
bệnh nhân HIV/AIDS) với các con số thống kê được: năm 2003 là 154 ca
(chiếm 99,3%), năm 2004 có 200 ca (chiếm 98,5%), và năm 2005 là 155 ca
(chiếm 99,3%) [36].
Thực tế tình hình nhiễm nấm nội tạng ở bệnh nhân HIV/AIDS tại Bệnh viện
Nhiệt đới Tp. HCM năm 2003 có 155/376 ca, năm 2004 có 203/444 ca và 8
tháng đầu năm 2005 có 156/320 ca nhiễm nấm ở hệ thần kinh trung ương, từ
11/2008 đến 6/2009 có 98 trường hợp viêm não, màng não do C. neoformans
tại Bệnh viện Nhiệt đới Tp.HCM [36].
13
Nghiên cứu căn nguyên vi khuẩn và nấm gây viêm màng não tại bệnh
viện Bạch Mai từ năm 2008 đến 2010 Tỷ lệ mắc viêm màng não do C.
neoformans ở bệnh nhân HIV chiếm tỷ lệ 71,4%, ở bệnh nhân không nhiễm
HIV chiếm 28,6%.
Theo Lê Tự Phương Thảo, nghiên cứu bệnh nhân HIV/AIDS viêm
màng não điều trị tại BV Bệnh Nhiệt Đới TP. Hồ Chí Minh từ 12/2010 đến
7/2011 Trong 450 mẫu cấy từ bệnh phẩm dịch não tủy (DNT, Cerebrospinal
Fluid - CSF) thì có 74/450 ca (chiếm 16,4%) nhiễm C. neoformans.
Năm 2015, Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương ghi nhận có trường
hợp bệnh nhân nữ 35 tuổi không nhiễm HIV viêm màng não do nấm
C. neoformans.
1.2. Các phương pháp chẩn đoán nhiễm nấm Cryptococcus neoformans
Như phần trên ta đã thấy viêm màng não do nấm C. neoformans là căn
nguyên gây tử vong ước tính đến hơn 600.000 người chết mỗi năm [28], [30].
Ở Châu Phi, viêm màng não do Cryptococcus chiếm 13% đến 42% tổng số ca
tử vong trong số những người nhiễm HIV [30]. Một nghiên cứu được thực
hiện tại Cameroon cho thấy 42,2% bệnh nhân viêm màng não do
Cryptococcus đã chết trước 21 ngày sau khi chẩn đoán [37]. Do đó việc chẩn
đoán sớm, chính xác và được điều trị kịp là một yêu cầu bức thiết.
Bệnh phẩm để chấn đoán nhiễm nấm C. neoformans phụ thuộc vào vị
trí nấm ký sinh. Bệnh phẩm có thể là máu, dịch não tủy, đờm, dịch soi phế
quản, nước tiểu, mảnh mô bị tổn thương, chất hút từ tổn thương da, chất cạo,
mảnh sinh thiết mô bị tổn thương, dịch khớp, dịch màng tim v.v...
Với nghiên cứu để chẩn đoán viêm màng não do C. neoformans bệnh
phẩm được sử dụng để chẩn đoán là dịch não tủy.
14
1.2.1. Chẩn đoán trực tiếp
1.2.1.1. Soi phát hiện nang nấm dưới kính hiển vi
Có thể phát hiện nang polysaccharide của nấm Cryptococcus trong mẫu
xét nghiệm nước tiểu não, nước tiểu, đờm, mô hoặc các vật liệu bị nhiễm khác
bằng cách nhuộm mực tàu hoặc các chế phẩm than keo và soi kiểm tra dưới
kính hiển vi. Kết quả quan sát cho hình ảnh nấm C. neoformans là những tế
bào nấm men, hình cầu hoặc hình bầu dục, bao quanh là một lớp vỏ dày. Độ
dày của lớp vỏ rất thay đổi. Nhuộm soi là phương pháp đơn giản nhất cho
chẩn đoán tìm nấm trong dịch não tủy.
Ưu điểm của phương pháp nhuộm mực tàu là kỹ thuật thực hiện đơn
giản, thời gian thực hiện nhanh, chỉ mất một vài phút. Nhược điểm là độ nhạy
kém. Độ nhạy của phương pháp nhuộm mực tàu trong chẩn đoán
Cryptococcus viêm màng não ở bệnh nhân không nhiễm HIV là xấp xỉ 30 đến
72% so với nuôi cấy. Độ nhạy trong chẩn đoán bệnh ở bệnh nhân nhiễm HIV
là dưới 86%. Độ nhạy giảm xuốngchỉ còn42% khi thực hiện với các mẫu bệnh
phẩm có mật độ < 1000 CFU/mL [38]. Giới hạn phát hiện của phương pháp
này khoảng 103 đến 104 tế bào nấm/ml dịch não tủy [22], [38]. Độ nhạy có thể
được tăng lên khi ly tâm dịch não tủy trước khi tiến hành làm tiêu bản và
nhuộm mực tàu.
Với các lát cắt sinh thiết mô để phát hiện nấm Cryptococcus thường sử
dụng các chất nhuộm PAS, HE, hoặc mucicarmine.
1.2.1.2. Nuôi cấy phát hiện nấm trên môi trường chọn lọc
Nuôi cấy được coi là tiêu chuẩn vàng để chẩn đoán viêm màng não do
Cryptococcus, nhưng phương pháp này có một số nhược điểm. Các phương
pháp nuôi cấy nấm đòi hỏi cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm, điện, và kỹ thuật
viên được đào tạo bài bản [39]. Nuôi cấy cần 7 ngày để nấm phát triển và ủ
lên đến 10 ngày để có được số liệu đáng tin cậy. Các phương pháp nuôi cấy
15
cũng có thể tạo ra kết quả âm tính giả khi mật độ nấm thấp, hiệu suất chẩn
đoán có thể được cải thiện bằng cách sử dụng lượng dịch não tủy cao hơn. Sử
dụng 100 μL dịch não tủy không pha loãng so với 10 μl pha loãng ở tỷ lệ 1:10
đã làm tăng độ nhạy từ 82,4% đến 94,2%, với mức tối thiểu đơn vị khuẩn lạc
CFU cần thiết cho sự tăng trưởng giảm từ 100 xuống còn 10 CFU/ml [38].
Nuôi cấy có thể được thực hiện trên nhiều môi trường khác nhau nhưng
phổ biến nhất là môi trường thạch Sabouraud dextrose; hoặc thạch máu, ngày
nay thạch khác như thạch ớt đỏ (Ground red hot Pepper agar - GRHP) hay
thạch GACA (Giuzotia abyssinica Creatinin agra) cũng được sử dụng thường
quy để nuôi cấy máu.
Các bệnh phẩm máu hoặc dịch não tủy được cấy trên môi trường thạch
Sabouraud dextrose ở 300C, đọc kết quả hàng ngày cho đến 14 ngày [19],
[38]. Nấm mọc thành các khuẩn lạc lồi, mịn, nhày, màu kem. Cấy máu có độ
nhạy tới hơn 70% ở các trường hợp bệnh nhân AIDS.
Ngưỡng phát hiện của phương pháp nuôi cấy khác nhau phụ thuộc vào
cách thức tiến hành xử lý trước khi nuôi cấy.
Bảng 1.1. Ngưỡng phát hiện của phương pháp nuôi cấy với các cách xử lý
mẫu khác nhau
STT Phương pháp xử lý mẫu Ngưỡng tối thiểu nấm có
thể mọc được (CFU/ml)
Nuôi cấy thông thường (10 ml pha 100 1
loãng 1:10)
100 ml không pha loãng 10 2
Ly tâm mẫu và sử dụng cặn lắng 10 3
Lọc mẫu qua màng milipore 1 4
16
1.2.2. Chẩn đoán miễn dịch học phát hiện kháng nguyên
Sử dụng kháng thể để phát hiện kháng nguyên vỏ polysaccharide
của nấm trong dịch não tủy được coi là xét nghiệm nhanh có giá trị nhất
trong chẩn đoán nấm tại phòng xét nghiệm. Việc phát hiện kháng nguyên
cryptococcus (CrAg) trong dịch não tủy, huyết thanh hoặc huyết tương đã
trở thành một công cụ chẩn đoán thiết yếu để chẩn đoán viêm màng não
do C. neoformans hoặc bất kỳ triệu chứng thần kinh trung ương (CNS)
[38]. Có rất nhiều phương pháp xét nghiệm để phát hiện CrAg đã được
xây dựng và thương mại hóa trên thị trường như các bộ sinh phẩm ELISA,
ngưng kết latex. Gần đây sự phát triển của các test miễn dịch dòng chảy
CrAg (như LFA; Immy Inc., Norman, OK...) đã tạo ra một cuộc cách
mạng trong chẩn đoán viêm màng não do Cryptococcus.
Độ nhạy của phương pháp này là cao nhất khi xét nghiệm trên mẫu
dịch não tủy, đặc biệt là mẫu dịch não tủy của các bệnh nhân nhiễm HIV.
Hầu hết các bệnh nhân HIV có nhiễm C. neoformans đều có phản ứng
dương tính khi xét nghiệm miễn dịch bằng dịch não tủy [38]. Tuy nhiên tỷ lệ
này chỉ đạt 60% ở các bệnh nhân nhiễm nẫm không có HIV.
Những phương pháp xét nghiệm miễn dịch học thông thường có: Thử
nghiệm đông kết latex (Latex agglutination assay - LAT); thử nghiệm miễn
dịch enzym (enzym immunoassay – IEA), thử nghiệm miễn dịch dòng chảy
(Lateral Flow Assay - LFA).
1.2.2.1. Thử nghiệm ngưng kết latex (LAT)
LAT là thử nghiệm miễn dịch thông dụng nhất để xác định C.
neoformans. Đây là một xét nghiệm nhanh, dễ tiến hành, có thể phát hiện
được tất cả các dạng miễn dịch khác nhau. Một số bộ sinh phẩm đã được
thương mại hóa trên thị trường có độ nhạy từ 90-100% và độ đặc hiệu 97-
100% so với phương pháp nuôi cấy và chẩn đoán lâm sàng. Ngưỡng phát hiện
17
của hầu hết các bộ sinh phẩm đã được thương mại là khoảng 10 ng
polysaccharide/mL. Phương pháp này có tỷ lệ dương tính giả khoảng 2-5%;
và có tỷ lệ âm tính giả khá cao đối với các trường hợp có tỷ lệ nhiễm thấp
hoặc nhiễm phối hợp nhiều loại nấm khác nhau [40].
1.2.2.2. Thử nghiệm miễn dịch enzym (EIA)
Thử nghiệm theo phương pháp này đắt hơn LAT, yêu cầu có máy
đọc, tuy nhiên độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn so với LAT, có thể phát hiện
nhiễm nấm ở giai đoạn sớm hơn. Độ nhạy của EIA so với LAT ở các chủng
serum dạng A và B có thể lên tới 12 lần, và tương đương ở các chủng serum
dạng C và D. Độ tương đồng giữa 2 phương pháp này khoảng 92-98%. Cũng
tương tự như LAT, EIA cũng có tỷ lệ dương tính giả nhất định.
1.2.2.3. Thử nghiệm miễn dịch dòng chảy (LFA)
LFA xuất hiện trong vòng 5 năm trở lại đây và được coi là một cuộc
cách mạng cho chẩn đoán nấm. Không giống như LAT và EIA có sinh phẩm
của thử nghiệm: LFA ổn định ở nhiệt độ môi trường, không cần bảo quản
lạnh, không cần các hóa chất, trang thiết bị đắt tiền, thời gian thực hiện phản
ứng nhanh trong vòng 15 phút là có kết quả. CrAg LFA cũng có độ nhạy cao
hơn so với LAT và EIA và độ đặc hiệu cao hơn ở những trường hợp nồng độ
kháng thể thấp. Thử nghiệm tại Uganda và Nam Phi chỉ ra CrAg LFA có độ
nhạy và độ đặc hiệu tương ứng là 99,3% và 99,1% trong DNT [38].
1.2.3. Chẩn đoán bằng kỹ thuật sinh học phân tử
Trong hai thập kỷ qua, vô số kỹ thuật phân tử đã được khám phá để phát
hiện nấm gây bệnh. Nhiều kỹ thuật này, so với các kỹ thuật cổ điển, độ nhạy và
độ đặc hiệu cao xác định đặc điểm của phức hệ loài C. neoformans [41].
Sinh học phân tử là một trong những công cụ chẩn đoán bệnh với độ
nhạy, độ đặc hiệu cao và thời gian chẩn đoán nhanh. Các kỹ thuật này có tính
đặc hiệu cao do việc thiết kế các cặp mồi đặc hiệu cho từng đối tượng nghiên
18
cứu và có độ nhạy cao vì chỉ cần một lượng rất nhỏ (vài picrogam) ADN cũng
có thể cho kết quả chẩn đoán.
1.2.3.1. Kỹ thuật PCR cơ bản (conventinal PCR)
Mitchell và cs (1994) là những người đầu tiên sử dụng kỹ thuật PCR
để định loại nấm C.neoformans [42]. Prariayachatigul và cs (1996) đã sử dụng
kỹ thuật PCR để định loại nấm này dựa trên trình tự gen đích 18S với ngưỡng
phát hiện 5 tế bào/mL dịch não tủy [43]. Mirhendi và cs (2001), đã sử dụng
kỹ thuật này để phát hiện nấm C.neoformans dựa trên cơ sở gen CAP59 [44].
Paschoal và cs (2004) sử dụng kỹ thuật này để xác định nhiễm nấm C.
neoformans trong dịch não tủy. So với nuôi cấy và soi tươi nhuộm mực tàu,
kỹ thuật này có độ nhạy nhất (92,9% so với 85,7% và 76,8%) [45]. Một số sử
dụng kỹ thuật này với các cặp mồi đặc hiệu để xác định các serotype hay
genotype của nấm C.neoformans [46].
Kỹ thuật này dễ thực hiện, nhanh nhưng cũng có những nhược điểm
nhất định như chỉ phát hiện được một nầm bệnh cùng lúc, nồng độ giới hạn
phát hiện cao hơn so với các kỹ thuật PCR lồng (nested PCR)… Những trình
tự gen đích thường được sử dụng để xây dựng cặp mồi là: URA 5, CAP59,
ITS, 18S, 5.8S, 28S [39].
1.2.3.2. Kỹ thuật PCR lồng (còn gọi là PCR tổ, nested-PCR, PCR hai vòng)
Trong PCR lồng có hai cặp mồi được thiết kế cho 2 lần phản ứng. Sản
phẩm khuếch đại của lần phản ứng thứ nhất (PCR1) sẽ được dùng làm khuôn
cho lần phản ứng thứ 2 (PCR2) [47], [48]. Với cách thiết kế các cặp mồi, sản
phẩm sau 2 lần phản ứng là rất đặc hiệu cho một loại mầm bệnh. Ngoài ra, do
thực hiện hai lần khuếch đại gen nên số lượng đoạn DNA tạo ra sau khi kết thúc
phản ứng thứ hai lớn hơn nhiều so với PCR thường. Chính vì vậy, độ nhạy và độ
đặc hiệu của kỹ thuật nested-PCR rất cao, có khi lên đến 100% [40], [48], [49].
19
Trong số các kỹ thuật dựa trên phản ứng PCR thì PCR lồng được sử
dụng nhiều nhất để phân biệt C.neoformans và C. Gattii. Theo Shahindokht
Bassiri Jahromi (2006) và Paola Rappelli (1998) ngưỡng phát hiện nấm
C.neoformans trong dịch não tủy là trên 102 tế bào nấm/ml [48], [50].
Bên cạnh những ưu điểm, kỹ thuật nested-PCR có nhược điểm là chỉ xác
định được duy nhất một loại mầm bệnh trong lần phân tích. Ngoài ra, do thực hiện
hai lần chạy PCR để phân tích mẫu nên có thể có nguy cơ bị nhiễm trong các lần
tạo hỗn hợp chạy PCR, điều này có thể dẫn tới dương tính giả... [48], [51].
1.2.3.3. Kỹ thuật PCR-RFLP (Đa hình độ dài các đoạn phân cắt giới hạn)
Kỹ thuật này được tiến hành với 2 bước. Bước 1 tiến hành phản ứng
PCR, bước 2 cắt sản phẩm khuếch đại của phản ứng PCR bằng các enzyme
giới hạn. Đối với việc xác định loài, cặp mồi thiết kế cho phản ứng PCR
thường đại diện cho một giống, hoặc phân giống sinh vật do vậy chưa đủ cơ
sở để xác định, phân biệt nhiều loài với nhau. Dựa vào sự khác biệt về trình tự
nucleotite của các loài khác nhau, sử dụng các enzymne giới hạn đặc hiệu để
cắt sản phẩm PCR thành các đoạn có kích thước khác nhau, là cơ sở để phân
biệt các loài... [44], [52]. SH Mirhendi và cs, (2001) đã nghiên cứu ứng dụng
kỹ thuật RFLP-PCR xác định, phân biệt một số nấm men Candida spp., nấm
Aspergillus và nấm C.neoformans gây bệnh ở người, hoặc trong xác định các
subtype, kiểu gen (genotype), kiểu huyết thanh (serotype) của nấm
C.neoformans … [44], [53].
Ở trong nước, một số tác giả đã ứng dụng kỹ thuật PCR-RFLP để xác
định nấm C.neoformans hoặc phân biệt C.neoformans với một số nấm men
phân lập từ người. Đỗ Ngọc Ánh và cs, (2015) áp dụng kỹ thuật này để xác
định sự có mặt của nấm C. neoformans và Candida spp. trong dịch não tủy,
có so sánh với kỹ thuật nuôi cấy [54]. Kết quả cho thấy, so với nuôi cấy
20
RFLP-PCR có độ nhạy 70%, độ đặc hiệu 97,5%. Chỉ số Kappa về mức độ
phù hợp chẩn đoán so với nuôi cấy là 0,70 [54], [55].
Kỹ thuật này có nhược điểm là muốn nhìn rõ kết quả cắt giới hạn khi
điện di thì sản phẩm PCR thu được phải nhiều. Trường hợp số lượng sản
phẩm PCR ít (trên band điện di mờ) thì có thể không nhìn thấy sản phẩm cắt
giới hạn khi chụp hình sản phẩm điện di. Ngoài ra, vị trí cắt giới hạn bằng
enzyme có thể có biến đổi đa hình, xuất hiện một hoặc một vài nucleotide
thay thế làm cho enzyme không cắt giới hạn được dẫn tới kết quả phân tích
trở nên sai khác [44], [52], [56].
1.2.3.4. Kỹ thuật PCR đa mồi (multiplex-PCR)
Đây là kỹ thuật sử dụng nhiều cặp mồi đặc hiệu để khuếch đại ADN
nhằm phát hiện nhiều mầm bệnh trong một lần phản ứng. Kỹ thuật này có ưu
điểm là giới hạn chẩn đoán nhanh, cùng lúc xác định được sự có mặt của một
hoặc nhiều mầm bệnh [57], [58]. Tuy nhiên, việc thiết kế để có được cặp mồi
có cùng nhiệt độ gắn mồi dùng cho PCR đa mồi khó. Có nhiều nghiên cứu đã
áp dụng kỹ thuật này trong chẩn đoán vi nấm gây bệnh nói chung và các nấm
Cryptococcus nói riêng [57], [58], [59]. Vivians và cs, (2007) sử dụng 2 phản
ứng PCR để xác định trực tiếp 6 loại nấm gây bệnh từ môi trường nuôi cấy
tăng sinh, trong đó có nấm C.neoformans. Tác giả này cho rằng, đây là kỹ
thuật có ưu điểm nhanh, đơn giản, tin cậy và có thể thay thế cho phương pháp
định danh truyền thống bằng nuôi cấy, thử nghiệm sinh hóa. Leal AL và cs,
(2008) đã ứng dụng kỹ thuật multiplex-PCR để xác định và phân biệt 2 loài C.
neoformans và C. gattii [59]. Theo Leal AL và cs, (2008) có 131 mẫu được
phân tích bằng kỹ thuật multiplex-PCR phù hợp hoàn toàn với kết quả định
danh trước đó, trong khi phân biệt C.neoformans và C. gattii bằng môi trường
CGB có 6 chủng kết quả không phù hợp [59]. Như vậy, có thể nói Multiplex-
PCR có nhiều ưu điểm rõ rệt so với các kỹ thuật truyền thống. Tuy nhiên, kỹ
21
thuật này cũng có một số nhược điểm đó là chi phí thực hiện cao và quá trình
xây dựng thiết lập quy trình kỹ thuật mất nhiều thời gian. Có sự cạnh tranh
giữa các mồi với trình tự đích và các hóa chất có trong thành phần phản ứng.
Ngoài ra, kỹ thuật này yêu cầu nghiêm ngặt kiểm soát sự tự bắt chéo giữa các
mồi tạo ra các dương tính giả.
1.2.3.5. Kỹ thuật PCR lồng đa mồi (nested multiplex-PCR)
Kỹ thuật nested multiplex-PCR hay kỹ thuật khuếch gen lồng đa mồi là
sự kết hợp của 2 kỹ thuật PCR lồng và PCR đa mồi. Ở phản ứng PCR thứ
nhất (PCR1), 01 cặp mồi được thiết kế để khuếch đại được gen của cả 2 hay
nhiều loài thuộc cùng nhóm mầm bệnh (mồi chung). Các cặp mồi ở phản ứng
PCR thứ hai (PCR2) được thiết kế đặc hiệu cho từng mầm bệnh và khuếch đại
đoạn gen nằm trong đoạn DNA được khuếch đại ở phản ứng PCR1 [60]. Kỹ
thuật này đã được nghiên cứu phát triển trong phát hiện một số vi khuẩn, virut
và vi nấm gây bệnh ở người như Đỗ Ngọc Ánh và cs (2017) đã thiết lập và
xây dựng quy trình kỹ thuật nested multiplex-PCR để phát hiện đồng thời 2
nấm C. neoformans và C. albicans. Taira và cs (2014) sử dụng kỹ thuật này
để phát hiện một số nấm Candida gây bệnh nấm máu ở bệnh nhân nhi bị bệnh
nặng [60]. Theo Nguyễn Trọng Chính và cs (2017), độ nhạy của kỹ thuật
nested multiplex-PCR trong phát hiện C. neoformans và C. albicans ở dịch
não tủy 77,78%, độ đặc hiệu 99,1% [61].
Tuy nhiên, kỹ thuật này có nhược điểm là nguy cơ bị nhiễm trong các lần
tạo hỗn hợp chạy PCR rất cao, điều này dẫn tới dễ gây ra dương tính giả …[61].
1.2.3.6. Kỹ thuật PCR thời gian thực (real-time PCR)
Hiện nay, một trong những phương pháp tiên tiến nhất sử dụng để chẩn
đoán các mầm bệnh là PCR thời gian thực (real-time PCR). Ở kỹ thuật này quá
trình nhuộm màu phát hiện ADN được diễn ra đồng thời với phản ứng PCR
[62]. Real-time PCR có độ nhạy cao hơn phản ứng PCR và thời gian thực hiện
nhanh hơn. Đây là một trong những kỹ thuật hiện đại nhất áp dụng cho nghiên
22
cứu bệnh Cryptococcosis và các tác nhân gây bệnh khác. Ngoài ra, kỹ thuật này
còn cho phép đánh giá sự biểu hiện của các gen có liên quan đến độc tính vi
sinh vật [62].
Trong một nghiên cứu so sánh, Bialek và cs, (2002) cho real-time PCR
nhanh hơn PCR lồng để phát hiện nấm, đồng thời cung cấp được kết quả định
lượng [63]. Eberling, (2011) đã phân biệt các mẫu Cryptococcus spp. và
Candida spp. thu được từ các mẫu lâm sàng. Sử dụng PCR thời gian thực với
các mồi đặc hiệu cho loài và đã chứng minh rằng kỹ thuật này nhanh, nhạy và
đặc hiệu cho việc phát hiện mầm bệnh [64].
Gần đây, Real-time PCR cũng đã được sử dụng thành công để chẩn
đoán xác nhận viêm màng ngoài tim do nấm C. neoformans, với trình tự gen
đích 18S và 28SrRNA [65]. Veron và cs, (2009); Satoh và cs, (2011) đã phát
triển kỹ thuật PCR thời gian thực TaqMan để chẩn đoán cryptococcosis có độ
nhạy và độ đặc hiệu cao [66], [67].
1.2.3.7. Một số bộ sinh phẩm chẩn đoán nấm C. neoformans
Ngày nay, ứng dụng rộng rãi các kỹ thuật sinh học phân tử trong chẩn
đoán đang được nhiều quốc gia quan tâm [68]. Chính vì vậy việc tạo ra các bộ
sinh phẩm để có thể áp dụng rộng rãi trong các cơ sở y tế đang là hướng đi mà
nhiều quốc gia, doanh nghiệp nghiên cứu. Đối với chẩn đoán nấm C.
neoformans, nhiều hãng nổi tiếng đã nghiên cứu thành công và thương mại
hóa. Các bộ kit chẩn đoán như GENEKAM Biotechnology AG, Norgen Biotek
(Canada) sản xuất 1 loạt các bộ sinh phẩm realtime chẩn đoán C. neoformans
(bảng 1.2), hay bộ kit BlackLight® Fungal ID Kit phát hiện các một số loài
nấm của hãng Blackbio (Tây Ban Nha), C.neoformans-EASY, Path-
C.neoformans, Path-C.neoformans-standard phát hiện C. neoformans của hãng
Genesig (Anh); AmpliSens Cryptococcus neoformans-FRT; PCRmax Ltd
qPCR test C. neoformans của hãng PCRmax; ViPrimePLUS Cryptococcus
23
neoformans qPCR Kit của hãng Vivantis; Techne™ PrimePRO QPCR DNA
detection Kit Cryptococcus neoformans của hãng Fisher sicientific…
Bảng 1.2. Một số bộ sinh phẩm chẩn đoán C. neoformans của hãng Norgen
Biotek
Tên thương phẩm Mã số Số lượng
phản ứng
C. neoformans TaqMan PCR Kit TM42720 24
C. neoformans TaqMan Probe/Primer and Control Set TM42730 100
C. neoformans End-Point PCR Kit EP42720 24
C. neoformans Primer and Control Set EP42730 100 rxns
1.3. Nghiên cứu xây dựng và chuẩn hóa các bộ sinh phẩm PCR chẩn
đoán tác nhân gây bệnh
Các bộ sinh phẩm đã được thương mại hóa trên thị trường có ưu điểm là
đã được chuẩn hóa, xác định độ nhạy, độ đặc hiệu, ngưỡng phát hiện đối với các
tác nhân gây bệnh, hướng dẫn sử dụng rõ ràng dễ thực hiện nhưng cũng có một
số nhược điểm như giá thành cao, thời gian làm thủ tục nhập khẩu lâu nên hạn sử
dụng còn lại ngắn, làm cho các phòng thí không chủ động được các hoạt động
của mình. Do đó hầu hết các phòng thí nghiệm có xu hướng tự phát triển các bộ
sinh phẩm, để có thể chủ động công việc của mình.
Nguyên lý chung khi phát triển các bộ sinh phẩm PCR để chẩn đoán tác
nhân gây bệnh mong muốn cụ thể như sau [69]:
- Thiết kế mồi để xác định tác nhân gây bệnh mong muốn;
- Xây dựng quy trình tiến hành phản ứng PCR (nhiệt độ bám mồi, thời
gian của mỗi giai đoạn trong chu kỳ tiến hành phản ứng, nồng độ của các loại
24
hóa chất trong cùng một hỗn hợp phản ứng: dNTPs, Taq polymerase, MgCl2,
đệm phản ứng);
- Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, ngưỡng phát hiện của phản ứng PCR;
- Tạo chuẩn dương cho bộ kit;
- So sánh độ nhạy, độ đặc hiệu, ngưỡng phát hiện của kỹ thuật và bộ
sinh phẩm với các phương pháp đã đang được sử dụng với bộ kit chuẩn đã
được thương mại hóa trên thị trường;
- Đóng gói bộ sinh phẩm với thành phần và số lượng phù hợp. Thông
thường đóng gói bộ sinh phẩm cho 25, 50 hoặc 100 phản ứng với các thành
phần như:
+ Hỗn hợp phản ứng (PCR master mix);
+ Mồi phản ứng;
+ Chứng cho phản ứng (chứng âm và chứng dương);
+ Thang chuẩn cho phản ứng PCR;
- Đánh giá độ ổn định của bộ sinh phẩm trên mẫu chuẩn.
Trong quá trình xây dựng bộ sinh phẩm phải tiến hành đồng thời quá
trình chuẩn hóa bộ sinh phẩm bao gồm:
- Kiểm tra tính đặc hiệu của mồi;
- Tối ưu phản ứng PCR;
+ Thành phần phản ứng
+ Chu trình nhiệt của phản ứng
- Ngưỡng phát hiện;
- Tạo chứng dương chuẩn;
- Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh phẩm.
25
1.3.1. Thiết kế và chuẩn hóa nồng độ mồi cho phản ứng PCR
1.3.1.1. Thiết kế mồi cho phản ứng PCR
Mồi (Primers) có thể được coi là một trong những thành phần quan
trọng nhất của phản ứng PCR và là một trong những yếu tố được quan tâm
đầu tiên khi phát triển một kỹ thuật PCR mới. Mồi là yếu tố quyết định tính
đặc hiệu của sản phẩm PCR, nếu đoạn mồi được chọn càng đặc hiệu cho
chuỗi ADN đích, nghĩa là chỉ có thể bắt cặp trên chuỗi đích mà không thể bắt
cặp được trên các chuỗi ADN khác ngoài chuỗi đích, thì sản phẩm PCR càng
đặc hiệu và thử nghiệm PCR càng đặc hiệu. Do đó,việc thiết kế mồi phải
được tiến hành thật chính xác, tránh ảnh hưởng đến hiệu quả và độ đặc hiệu
của phản ứng PCR.
Việc lựa chọn hoặc thiết kế mồi cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Độ dài tối ưu của mồi từ 18-24 bazơ nitơ hay nucleotide;
- Tỷ lệ G + C chiếm 35-65%;
- Tránh các nucleotide lặp lại;
- Cặp mồi phải có nhiệt độ nóng chảy (melting Temperatures - Tm) tương tự
nhau, không chênh quá 50C. Nhiệt độ bám mồi được tính theo công thức
Wallace như sau:
Tm = 40C x (G + C) + 20C x (A + T)
Thông thường nhiệt độ nóng chảy thường ở khoảng 550C ± 80C.
- Nhiệt độ bám mồi (amplification Temperatures – Ta) được tính dựa vào nhiệt
độ nóng chảy của mồi. Nhiệt độ bám mồi thấp có thể dẫn đến lượng sản
phẩm PCR được tạo ra thấp, do không đủ số lượng lai giữa mồi và khuôn.
Ngược lại, sản phẩm không đặc hiệu sẽ được tạo ra nhiều nếu nhiệt độ gắn
mồi quá thấp. Người ta thường tính nhiệt độ gắn mồi theo công thức sau: Ta
= 0.3 x Tm (Mồi) + 0.7 Tm (sản phẩm) – 14,9
Khi thiết kế mồi cần chú ý tránh các hiện tượng sau:
26
- Hiện tượng kết cặp (dimer): Là hiện tương mồi thay vì gắn vào khuôn sẽ gắn
vào mồi ngược với nó hoặc với chính nó, tạo ra các sản phẩm PCR có kích
thước nhỏ và làm giảm lượng mồi bắt cặp với khuôn.
- Cấu trúc kẹp tóc: có thể được hình thành bởi sự tương tác bên trong chính
đoạn mồi làm giảm hiệu quả của phản ứng PCR.
- Hiện tượng lặp lại nhiều lần trong trình tự mồi ví dụ: trình tự đôi như
ATATATATAT hoặc đơn như GGGGG. Điều này có thể gây bắt cặp nhầm
do đó số lần lặp tối đa của một mồi là 4 lần lặp cho cả hai trường hợp.
- Tương đồng chéo: Là hiện tượng mà cặp mồi sẽ khuếch đại một gen khác có
trong hỗn hợp ban đầu. Để tránh hiện tượng này, mồi sau khi thiết kế cần
được đưa lên BLAST để so sánh và kiểm tra độ đặc hiệu.
Mồi có thể tự thiết kế mồi bằng cách tìm các đoạn trình tự đặc hiệu cho
loài hoặc giống dựa trên các đoạn trình tự trên ngân hàng gen bằng cách gióng
hàng hoặc sử dụng các phần mền chuyên dụng như Primer 3 để thiết kế. Hoặc
có thể lựa chọn các cặp mồi do các tác giả trước đã sử dụng và kiểm tra xác
định lại giá trị sử dụng của cặp mồi với các mẫu lâm sàng trong điều kiện
thực tế của phòng thí nghiệm của đơn vị.
Đối với phản ứng PCR lồng cần chú ý việc thiết kế mồi của phản ứng
PCR 2 phải nằm trong vùng trình tự ADN được khuếch đại từ phản ứng PCR1
[70],[71].
1.3.1.2. Chuẩn hóa nồng độ mồi của phản ứng PCR
Mồi sau khi được tổng hợp, thường được bảo quản ở dạng đông khô,
sau đó có thể được hòa tan để sử dụng trong dung dịch 10mM Tris-HCl pH =
8; TE (10mM Tris-HCl pH = 8), 1 mM EDTA hoặc trong nước tinh khiết.
Tối ưu nồng độ mồi trong PCR cũng đóng vai trò rất quan trọng trong
phản ứng PCR. Nếu nồng độ mồi quá cao, sẽ làm tăng khả năng liên kết
không đặc hiệu hoặc thậm chí bắt cặp lẫn nhau. Thông thường, nồng độ mồi
27
tổng số thường ở mức 0,1 - 1 µM. Để tăng độ đặc hiệu, có thể giảm xuống
thấp ở mức 0,1 µM, tuy nhiên điều này có thể làm giảm hiệu suất PCR.
Dung dịch mồi gốc có nồng độ 1 mM có thể bảo quản ở nhiệt độ -
200C trong vòng 1 năm. Dung dịch mồi để thực hiện phản ứng có nồng độ
thông thường từ 25-100 µM cũng được bảo quản ở nhiệt độ này, và có thể rã
đông nhiều lần trong vòng 1 tháng mà không ảnh hưởng đến chất lượng mồi
[70], [71].
1.3.2. Chuẩn hóa các điều kiện của phản ứng PCR
1.3.2.1. Lựa chọn enzym polymerase
Enzyme Taq DNA polymease được sử dụng phổ biến cho phản ứng
PCR. Enzyme Pyrococcus furiosus (PFU) polymerase ngày nay cũng được
sử dụng phổ biến cho PCR có tỉ lệ sai sót thấp hơn so với enzyme Taq
polymerase. Tuy nhiên, các enzyme khác nhau hoạt động ít nhiều hiệu quả
đối với các khuôn khác nhau. Ví dụ, nếu vùng ADN khuôn quan tâm chứa
hàm lượng G-C cao (trên 65%), thì enzyme Accuprime DNA polymerase
giàu G-C sẽ là lựa chọn tốt hơn cho phản ứng PCR. Thông thường tùy vào
loại phản ứng PCR và thể tích phản ứng lượng enzym polymerase thay đổi
từ 0,5 đến 2,5 đơn vị cho một phản ứng [69], [72], [73].
1.3.2.2. Nồng độ của Mg2+ trong dung dịch đệm
Dung dịch đệm cho PCR là một trong những yếu tố quan trọng ảnh
hưởng đến chất lượng phản ứng PCR. Thành phần dung dịch đệm của phản
ứng PCR phụ thuộc vào loại enzym ADN polymerase sử dụng trong PCR.
Đệm PCR thường chứa muối Tris HCl 10 mM, KCl 50mM và
MgCl2 1,5mM. Ngoài ra, đệm PCR còn có thể chứa 0,001% BSA hay
Gelatine và tween hay formamide.
Trong các thành phần trên, ảnh hưởng lên phản ứng PCR nhiều nhất là
nồng độ MgCl2, vì vậy để có được một thử nghiệm PCR có độ nhạy cao,
28
phản ứng rõ nét, người ta phải tối ưu hóa phản ứng bằng cách thăm dò một
nồng độ MgCl2 thích hợp nhất.
Thông thường nên sử dụng đúng loại dung dịch đệm tương ứng với
enzyme do nhà sản xuất khuyến cáo. Nhiều loại dung dịch đệm đã có sẵn
một lượng nhất định ion Mg2+ nên cần lưu ý khi tối ưu hóa nồng độ Mg2+.
Việc tăng nồng độ ion Mg2+ có thể làm xuất hiện thêm các sản phẩm
không đặc hiệu, nếu thiếu ion Mg2+ thì dẫn đến lượng sản phẩm PCR thấp.
Dò tìm nồng độ Mg2+ tối ưu thông thường bằng gradien nồng độ từ 0,75 đến
4 mM với các khoảng cách mỗi bước từ 0,2 đến 0,5 mM [70], [71].
1.3.2.3. Nồng độ dNTPs (deoxy nucleoside triphosphate)
Đây là thành phần để tổng hợp nên các bản sao trong phản ứng PCR.
Có 4 loại dNTP dùng trong phản ứng PCR là Adenine (dATP), Thymine
(dTTP), Cytosine (dCTP), Guanine (dGTP). dNTPs là loại hóa chất kém bền
cần lưu ý khi sử dụng và bảo quản, nên chia nhỏ lượng dNTPs để giảm số lần
làm tan, sử dụng lại. Nồng độ của dNTPs có thể ảnh hưởng tới cả độ đặc hiệu
và năng suất của PCR. Nồng độ dNTP quá cao sẽ làm giảm độ đặc hiệu,
trong khi quá thấp sẽ làm giảm hiệu suất. Nồng độ dNTP thông thường từ 50
µM đến 200µM.
1.3.2.4. ADN khuôn
Là ADN mẫu mà chúng ta sẽ khuếch đại: Có thể là ADN kép, đơn
được tách chiết từ các đối tượng nghiên cứu. ADN khuôn cần có độ nguyên
vẹn cao tránh lẫn tạp chất.
Phản ứng PCR tối ưu xảy ra khi đoạn ADN cần khuếch đại không dài
quá, khuếch đại tốt nhất với đoạn ADN dài khoảng 1-1,5kb.
Mẫu ADN tinh sạch sẽ cho kết quả tốt, sử dụng quá nhiều ADN làm
giảm độ đặc hiệu phản ứng và làm tăng sự khuếch đại các sản phẩm không
mong muốn. Do PCR rất nhạy, nên sử dụng mẫu ADN khuôn ít nhất có thể.
29
Bắt đầu với không quá 1ng ADN khuôn từ plasmid, 10-40ng cho mẫu cDNA
hoặc lên tới 1µg đối với các mẫu ADN tách từ mẫu lâm sàng.
Chú ý có một số hóa chất sử dụng trong quá trình tách chiết ADN như
SDS hay protease có thể ức chế phản ứng PCR. Do đó nếu cần thiết nên tiến
hành thêm bước tủa ADN bằng cồn để loại bỏ các chất ức chế. Thông thường
nồng độ của ADN khuôn từ 0,1 – 1µg.
1.3.2.5. Thể tích của phản ứng
Với các thế hệ máy luân nhiệt mới, thể tích của một phản ứng PCR có
thể thay đổi từ 5-100µl. Thể tích càng nhỏ sẽ khuếch đại lượng ADN khuôn
nhỏ một cách hiệu quả hơn thể tích lớn. Thể tích thông thường được sử dụng
là từ 20 đến 50µl.
Thành phần của một phản ứng PCR thông thường với thể tích 50µl
được thể hiện ở bảng 1.3.
Bảng 1.3. Thành phần phản ứng PCR thông thường với thể tích 50 µl
Số TT Hóa chất Nồng độ hóa chất Thể tích cho 1
phản ứng
Vừa đủ 50µl Nước khử Ion khử Ion 1
5µl Đệm PCR 10X 2
1µl dNTPs 10mM 3
3µl 25mM 4 MgCl2
1µl Mồi xuôi 20µM 5
1µl Mồi ngược 20µM 6
ADN khuôn 0,1-1µg Tùy nồng độ 7
Taq Polymerase 5 đơn vị/µl 0,5µl 8
30
1.3.2.6. Chu kỳ nhiệt của phản ứng PCR
Chu kỳ nhiệt của phẩn ứng PCR thường bao gồm quá trình tách ADN
sợi đôi, 25- 40 chu kỳ khuếch đại phản ứng PCR bao gồm quá trình tách sợi,
bám mồi, kéo dài mồi và cuối cùng là giai đoạn ồn định sản phẩm PCR. Chu
kỳ của một phản ứng PCR thông thường được thể hiện ở bảng 1.4.
Bảng 1.4. Chu kỳ nhiệt của một phản ứng PCR thông thường
STT Các bước của Chu kỳ 3 bước của phản ứng PCR Số chu
chu kỳ nhiệt kỳ Nhiệt độ Thời gian
Tách sợi ban đầu 940C - 950C 2-10 phút 1 1
Tách sợi 940C 10 – 60 giây 25 - 40 2
chu kỳ Bám mồi Thấp hơn 50C 20 - 60 giây 3
so với Tm thông
thường 550C ±
100C
4 Kéo dài mồi 700C - 800C Phụ thuộc vào đoạn
Thông thường ADN cần khuếch đại
720C và enzym
Polymerase sử dụng
5 Ổn định sản 700C 5 - 10 phút 1 chu kỳ
phẩm PCR Thông thường
720C - 800C
6 Bảo quản sản 40C Đến khi điện di 1 chu kỳ
phẩm
- Thời gian tách sợi
Thời gian tách sợi ban đầu khoảng từ 2-5 phút ở nhiệt độ 94 – 950C;
31
với ADN khuôn từ hệ gen thời gian tách sợi thông thường khoảng 2 phút ở
nhiệt độ 940C. Thời gian tách sợi ở các chu kỳ tiếp theo khoảng từ 20 đến 60
giây thay đổi phụ thuộc vào loại máy PCR, loại ống, kích thước ống phản
ứng và nồng độ GC.
- Thời gian bám mồi
Nhiệt độ bám mồi đã được đề cập ở phần thiết kế mồi. Thông thường nhiệt
độ bám mồi từ 520C đến 620C, thời gian bám mồi thường từ 20 đến 60 giây.
- Thời gian kéo dài mồi
Nhiệt độ kéo dài mồi thông thường được giữ ở 720C, thời gian kéo dài
mồi từ 45 đến 60 giây cho mỗi kb. Đối với những sản phẩm PCR có kích
thước lớn hơn 5 kb thì thời gian kéo dài mồi khoảng 2 phút. Thời gian ổn
định mồi cuối cùng thường khoảng 5 đến 10 phút.
1.3.3. Xác định ngưỡng phát hiện, xây dựng chuẩn dương của kỹ thuật
1.3.3.1. Xác định ngưỡng phát hiện
Xác định ngưỡng phát hiện hay độ nhạy của mồi: bằng mẫu chuẩn nấm
C. neoformans – đã biết trước trước nồng độ: pha loãng mẫu ADN đã tách
chiết theo lũy thừa của 10 thành nhiều nồng độ khác nhau. Tiến hành khảo sát
với những điều kiện tối ưu đã được xác định. Nồng độ thấp nhất mà phương
pháp luôn cho kết quả rõ ràng và chính xác được xác định là ngưỡng phát
hiện của kỹ thuật.
1.3.3.2. Xây dựng chuẩn dương, âm của bộ sinh phẩm
Chuẩn dương trong các bộ sinh phẩm PCR thường được xây dựng
bằng cách tách chiết ADN của mẫu chuẩn, khuếch đại bằng cặp mồi bao phủ
chiều dài của đoạn ADN cần khuếch đại (kích thước đoạn ADN lớn hơn
đoạn ADN cần khuếch đại), đo nồng độ và pha thành dãy chuẩn dương theo
cấp số nhân; chuẩn dương thấp nhất thường cao hơn ngưỡng phát hiện 01 bậc
(gấp 10 lần ngưỡng phát hiện).
32
Chuẩn âm là ADN của người hoặc các ký sinh trùng, vi sinh vật
thường song nhiễm với loài mà chúng ta cần phát hiện.
Trong một số trường hợp để phát hiện các bệnh ở người, người ta
thường thiết kế các bộ mồi có thể phát hiện ADN đặc trưng của người sử
dụng làm chứng nội chuẩn, chứng minh hóa chất hoạt động tốt và quá trình
tách chiết có thu được ADN từ vật chủ là người.
1.4. Nghiên cứu đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh
phẩm PCR chẩn đoán tác nhân gây bệnh
Theo Naeger (2013) [74], kết quả của các xét nghiệm cận lâm sàng
được coi là các bằng chứng xác định cho việc chẩn đoán bệnh. Thực hành
chẩn đoán y học thường dựa trên các bằng chứng trả lời cho những câu hỏi về
chẩn đoán lâm sàng và một trong những bằng chứng quan trọng nhất là xét
nghiệm cận lâm sàng. Do đó trong các trường hợp một kỹ thuật xét nghiệm
hoặc một bộ sinh phẩm mới được đưa ra, bác sỹ lâm sàng thường quan tâm
đến câu hỏi liệu xét nghiệm này có thay thế được cho các xét nghiệm truyền
thống đang được sử dụng hay không, ưu điểm của xét nghiệm này là gì? Một
trong những câu hỏi được đặt ra hàng đầu song song với giá thành và thời
gian xét nghiệm là độ nhạy, độ đặc hiệu, ngưỡng phát hiện và tính ổn định
của xét nghiệm và bộ sinh phẩm [75].
Để đánh giá một phương pháp xét nghiệm cũng như một bộ sinh phẩm
trước khi áp dụng vào chẩn đoán lâm sàng thì các chỉ số về độ nhạy, độ đặc
hiệu, ngưỡng phát hiện và tính ổn định của xét nghiệm và bộ sinh phẩm được
coi là các chỉ số tiên phong, bắt buộc phải có [74].
1.4.1. Xác định độ nhạy, độ đặc hiệu của một xét nghiệm chẩn đoán
Theo nghiên cứu của Nugent và cs (2005) đánh giá về vai trò của tỷ lệ
hiện hiện mắc, độ nhạy và độ đặc hiệu trong đánh giá độ chính xác,
Nishikawa và cs (2013) trong nghiên cứu ”ước tính độ nhạy, độ đặc hiệu để
33
đánh giá kỹ thuật dựa vào nghiên cứu quan sát” đã nêu rõ các định nghĩa:
Độ nhạy (Se - sensitivity) [76], [74], [77], [78]: Của một xét nghiệm
chẩn đoán là tỷ lệ người mang bệnh có kết quả xét nghiệm dương tính.
-Độ đặc hiệu (Sp - specificity)[74], [77], [78]: Của một xét nghiệm
chẩn đoán là tỷ lệ người không mang bệnh có kết quả xét nghiệm âm tính.
Để xác định Se, Sp người ta so sánh kết quả chẩn đoán của phương pháp cần
xác định với phương pháp chuẩn (được gọi là chuẩn vàng, gold standard) [74].
Phương pháp chuẩn là phương pháp được xem như độ chính xác cao
(tuy nhiên không phải hoàn toàn tuyệt đối), do đó việc xác định chuẩn vàng
để đánh giá một xét nghiệm mới là vô cùng quan trọng.
Theo định nghĩa trên để đánh giá được độ nhạy, độ đặc hiệu của một
sinh phẩm chuẩn đoán ngoài việc xác định được chuẩn vàng, thì mẫu được sử
dụng để đánh giá xét nghiệm mang tính quyết định về tính chính xác của bộ
sinh phẩm [77],[79].
Xác định mẫu dương tính thật (TP - true positive): hay còn gọi là mẫu
chuẩn dương –là các mẫu đã được xác định dương tính về mặt hình thái, đối
với những nghiên cứu gần đây thì mẫu chuẩn dương phải được thẩm định lại
bằng một kỹ thuật sinh học phân tử đã được công bố trên các tạp chí uy tín
của thế giới hoặc lưu giữ trên ngân hàng gen (Nishikawa, Lakhen 2008).
Mẫu âm tính thật (TN – true negative) – thường là các nền mẫu giống
như mẫu xét nghiệm nhưng không chứa tác nhân gây bệnh, hoặc mẫu chứng
trắng (mẫu nước cất, hoặc dung môi phù hợp hoàn toàn không chứa tác nhân
gây bệnh); Các mẫu âm tính thật cũng cần được thẩm định xác định hoàn toàn
không chứa tác nhân gây bệnh bằng kỹ thuật sinh học phân tử.
Sau đó để đánh giá khả năng áp dụng của bộ sinh phẩm này trên mẫu
lâm sàng, yêu cầu phải đánh giá bộ sinh phẩm trên các mẫu lâm sàng thu từ
thực địa. Đối với các mẫu lâm sàng khi xét nghiệm có thêm khái niệm:
34
Mẫu dương tính giả (FP - false poisitive): Mẫu âm tính nhưng vì một lý
do nào đó khi xét nghiệm cho kết quả dương tính.
Mẫu âm tính giả (FP - false poisitive): Mẫu dương tính nhưng vì một lý
do nào đó khi xét nghiệm cho kết quả âm tính.
Giá trị tiên đoán dương (PPV - positive predictive value): Là tỷ lệ
người có kết quả xét nghiệm dương tính thật sự mang bệnh.
Giá trị tiên đoán âm (NPV - negative predictive value): Là tỷ lệ người
có kết quả xét nghiệm âm tính thật sự không mang bệnh.
Xét nghiệm có độ nhạy cao sẽ cải thiện giá trị tiên đoán âm (ít kết quả
âm tính giả).
Xét nghiệm có độ đặc hiệu cao giúp cải thiện giá trị tiên đoán dương (ít
kết quả dương tính giả) [78], [79], [80].
Hetal và cs, (2011) khi đánh giá tính khả năng áp dụng của que thử
nhanh để chẩn đoán viêm màng não tủy do nấm C. neoformans trên 63 mẫu
dịch não tủy bằng phương pháp nhuộm mực tàu; và nuôi cấy đã xác địnhđộ
nhạy và độ đặc hiệu của phương pháp nhuộm mực tàu là 83,3% và 96,49%.
Trong khi đó các giá trị này ở phương pháp Latex là 100% và 94,7% so với
phương pháp chuẩn vàng là phương pháp nuôi cấy [81].
Binnicker và cs (2012) khi so sánh thử nghiệm để phát hiện nhiễm nấm
Cryptococcus với 4 loại xét nghiệm miễm dịchvới nhau không so sánh với
phương pháp nuôi cấy đã chỉ ra độ nhạy, độ đặc hiệu của các phương pháp có
sự khác biệt. Thử nghiệm Media Latex có độ nhạy và độ đặc hiệu 100%;
trong khi đó với thử nghiệm miễn dịch ban đầu Premier EIA có độ nhạy thấp
hơn nhiều 55,6%, trong khi độ đặc hiệu vẫn là 100%; Thử nghiệm miễn dịch
với kháng thể alpha CrAg có độ nhạy là 100% và độ đặc hiệu là 99,8% và thử
nghiệm miễn dịch dòng chảy với kháng thể CrAg cũng có độ nhạy và độ đặc
hiệu là 100% [82], [83].
35
Klauner, 2013 khi nghiên cứu đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của thử
nghiệm miễn dịch chảy phát hiện kháng nguyên nấm cryptoccuccus trong
huyết thanh và dịch não tủy đã chỉ ra độ nhạy của phản ứng huyết thanh ở
ngưỡng 100% và độ nhạy là 99,5 đối với huyết thanh và 100% và 97,7% trên
dịch não tủy. Độ nhạy hay ngưỡng phát hiện của LFA so với LA hay ELISA
có thể tăng gấp 200 lần [84].
Wang và cs (2015) khi đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của phương pháp
LA trên mẫu dịch não tủy của 112 bệnh nhân viêm màng não do nấm
Cryptoccocus và 26 bệnh nhân lao màng não và viêm màng não do virus so
với phương pháp nuôi cấy và soi trực tiếp chỉ ra độ nhạy của 3 phương pháp
tương ứng là 91,1%; 69,6% và 73,2%. Độ đặc hiệu là 96,0%, 100% và 100%.
Shah và cs (2011), khi xét nghiệm trên 63 bệnh nhân HIV nghi ngờ
viêm màng não do nấm dựa theo các chỉ số lâm sàng, đã xác định độ nhạy của
phương pháp LA so với phương pháp nuôi cấy là 100%; độ đặc hiệu là
96,42%. Khi so sánh phương pháp LA với phương pháp nhuộm mực tàu soi
tươi độ nhạy và độ đặc hiệu tương ứng là 85,7% và 100% [81].
Nghiên cứu của Rivera và cs (2015) khi chuẩn hóa và áp dụng kỹ thuật
sinh học phân tử để xác định nhiễm nấm C. neoformans và C. gatti trên 44
mẫu nhiễm lâm sàng đã được chấn đoán bằng kỹ thuật nuôi cấy; 51 mẫu
chứng âm và 92 mẫu nhiễm các loài ký sinh trùng và vi nấm khác, cho thấy
kỹ thuật được xây dựng có độ nhạy và độ đặc hiệu đều đạt 100% [49].
1.4.2. So sánh tính tương đồng của bộ sinh phẩm
So sánh tính tương đồng của bộ sinh phẩm chẩn đoán mới với chuẩn
vàng, Trong trường hợp xác định nấm C. neoformans thì so sánh với phương
pháp nuôi cấy và nhuộm mực tàu xác định hình thái. Và so sánh bộ sinh phẩm
chẩn đoán mới với một kỹ thuật hoặc một bộ sinh phẩm có ngưỡng phát hiện
tương đương, tùy từng trường hợp nếu đã có những bộ sinh phẩm có ngưỡng
36
phát hiện tương đương đã được thương mại hóa trên thị trường thì sử dụng bộ
sinh phẩm đã được thương mại hóa.
Tính tương đồng của bộ sinh phẩm được tính bằng mức độ thống nhất
giữa hai bộ sinh phẩm thể hiện qua hệ số kappa (K).
Trị số K biến động từ -1 (hoàn toàn trái ngược) qua điểm 0 (thống nhất
do ngẫu nhiên mà thôi) đến +1 (thống nhất hoàn toàn).
1.4.3. Đánh giá tính ổn định của bộ sinh phẩm
Ngoài độ nhạy, độ đặc hiệu, tính tương đồng thì một đặc tính quan trọng để
quyết định khả năng áp dụng của bộ sinh phẩm là tính ổn định của bộ sinh phẩm.
Một bộ sinh phẩm sinh học phân tử, phải có thời hạn sử dụng tối thiểu
trong vòng 6 tháng. Để đánh giá tính ổn định của bộ sinh phẩm cần tiến hành
bào quản bộ sinh phẩm trong các điều kiện khác nhau, và hàng tháng tiến
hành thực hiện xét nghiệm trên các mẫu chuẩn, mà mẫu lâm sàng cố định đã
được bảo quản trong các điểu kiện tối ưu đảm bảo không thay đổi bản chất
của mẫu; đánh giá tối thiểu 6 tháng và càng lâu càng tốt, hoạt động đánh giá
được dừng lại khi kết quả đánh giá 2 lần liên tiếp không đảm bảo tính ổn định.
1.4.4. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở của bộ sinh phẩm
Sau khi tiến hành quá trình tối ưu hóa thành phần và chu trình phản
ứng PCR, xây dựng được chứng dương, chứng âm chứng nội chuẩn, đánh giá
được độ nhạy, độ đặc hiệu, độ ổn định của bộ sinh phẩm sẽ tiến hành tập hợp
các số liệu để công bố tiêu chuẩn cơ sở của bộ sinh phẩm.
Với hai mục tiêu của để tài chúng tôi tiến hành chuẩn hóa kỹ thuật
nested - PCR và đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh
phẩm nested-PCR chẩn đoán nấm C. neoformans trong dịch não tủy theo các
nguyên lý được nêu ra ở mục 1.3 và 1.4 của phần tổng quan tài liệu.
37
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1.1. Đối tượng nghiên cứu xây dựng quy trình chế tạo bộ sinh phẩm
- 01 chủng nấm C. neoformanschuẩn ATCC (American Type Culture
Collection - Hệ thống Chủng chuẩn của Mỹ) mã số ATCC® 90113
Hình 2.1. Chủng chuẩn nấm C. neoformans ATCC@ 90113
(Chủng chuẩn phục vụ cho nghiên cứu này)
- 07 chủng C. neoformans nuôi cấy từ dịch não tủy bệnh nhân người Việt Nam
có ký hiệu là Vn_N17, Vn_N41, Vn_N57, VN_N58, Vn_N61, Vn_N117,
Vn_N132.
- Các chủng vi nấm thuộc giống Candida gây bệnh thường gặp như: C.
albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. glabrata.
- Các chủng vi khuẩn gây bệnh ở người: Neisseria meningitidis, Haemophilus
influenzae, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli, Streptococcus suis,
Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa.
2.1.1.2. Đối tượng nghiên cứu đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định
của bộ sinh phẩm.
Bộ sinh phẩm nested PCR #A011- 02 sản phẩm của mục tiêu 1;
- 01 chủng nấm C. neoformanschuẩn mã số ATCC@ 90113;
38
- 30 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân có biểu hiện viêm màng não nhưng
không nhiễm nấm C. neoformans thu thập ở Bệnh viện Quân y 103 – đã được
kiểm tra bằng phương pháp nuôi cấy và bộ sinh phẩm C. neoformans PCR Kit
EP-42720 của hãng Norgen. Trong đó:
+ 20 mẫu dịch não tủy được gây nhiễm nấm C. neoformans giả định
(mẫu dịch não tủy không nhiễm nấm được thêm tế bào nấm C. neoformans
vào) – được sử dụng như mẫu dương.
+10 mẫu dịch não tủy không nhiễm nấm – sử dụng như chứng âm.
- 51 chủng nấm C. neoformans được phân lập từ dịch não tủy của bệnh nhân ở
Bệnh viện Quân y 103, Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương, Bệnh viện Chợ
rẫy và Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch (Đã được khẳng định bằng phương pháp
nuôi cấy, soi xác định hình thái bằng nhuộm mực tàu và định loài bằng sinh
học phân tử).
- 120 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân có triệu chứng lâm sàng viêm màng
não thu thập ở Bệnh viện Quân y 103 và Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch.
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu
- Địa điểm thu thập mẫu bệnh phẩm dịch não tủy, nuôi cấy phân lập nấm
C. neoformans
+ Bệnh viện Quân y 103;
+ Khoa Vi sinh - Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch;
+ Khoa Vi sinh - Bệnh viện Chợ Rẫy;
+Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương.
- Địa điểm xây dựng quy trình, chế tạo bộ sinh phẩm
+ Labo Trung tâm nghiên cứu Y Dược học Quân sự - Học viện Quân y;
+ Labo nấm Bộ môn Ký sinh trùng côn trùng – Học viện Quân y.
- Địa điểm đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh phẩm
+ Bệnh viện Quân y 103;
39
+ Khoa Vi sinh - Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch;
+ Viện kiểm định Quốc gia về vắc xin và sinh phẩm y tế.
2.1.3. Thời gian nghiên cứu: từ 3/2014 – 10/2017
2.2. Dụng cụ, vật liệu, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
Nguyên vật liệu và trang thiết bị là các các thiết bị khoa học, sinh phẩm, hóa
chất, vật liệu tiêu hao, môi trường cơ bản phục vụ công việc nuôi cấy tế bào,
phân lập nấm và các thử nghiệm sinh học phân tử.
2.2.1. Cơ sở vật chất và trang thiết bị, máy móc
Phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp độ 2, có đầy đủ các khu vực nuôi cấy
tế bào, xử lý bệnh phẩm, trước PCR, PCR, và sau PCR: Máy ly tâm lạnh
Mikro 22R (Hettech, Đức); Tủ an toàn sinh học (Nuaire, Hàn Quốc); Tủ lạnh
âm sâu (Esco, Singgapore; Sanyo, Nhật); Máy PCR (Eppendorf, Đức; ABI
9700, Mỹ); Máy soi và chụp gel (Biorad, Mỹ); Bộ diện di (Applo CLP 300,
Mỹ); Micropipette (Eppendorf, Đức); Máy vortex (Gyromax 737R, Mỹ); Máy
ủ nhiệt có lắc (Eppendorf); lò vi sóng (Sharp, Trung Quốc)…
2.2.2. Sinh phẩm hóa chất
+ Các hóa chất cơ bản: Cồn Ethanol 700, ETDA, đường Glucose, dung dịch
NaCl 0,9%, dung dịch mực tàu;
+ Môi trường tăng sinh nấm: Sabouraud + Chloramphenicol;
+ Enzyme phá màng lyticase (Sigma);
+ Bộ kít tách chiết ADN QiAamp® DNA mini kit của hãng Qiagen (Code
51304, Mỹ);
+ Bộ kít tách chiết ADN của nấm/nấm men Fungi/Yeast Genomic DNA
Isolation Kit (Cat. # 27300, Norgen Biotek Corp).
+ Hóa chất điện di: gel agarose (Serva, Đức), dung dịch TBE 10X (Corning,
Mỹ), thang DNA chuẩn 100bp hoặc 50bp (Invitrogen), Loading dye
(Promega), redsafe…
40
+ Các cặp mồi cho các phản ứng PCR do công ty Integrated DNA
Technologies (IDT) - Mỹ cung cấp theo yêu cầu của luận án cụ thể như sau:
Bảng 2.1. Các mồi chung khuếch đại gen đích vi nấm
ITS1 TCC GTA GGT GAA CCT GCG G
Tên Kich thước sản Nguồn tham Trình tự (5’-3’) mồi phẩm khuếch đại khảo
555bp ở Mirhendi SH
ITS4 TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC
CN4 ATC ACC TTC CCA CTA ACA CATT 135bp của C.
C. neoformans và CS (2001)
Guizhen L.
CN5 GAAGGGCATGCCTGTTTGAGAG
neoformans và CS (2002)
2.2.3. Các hóa chất, sinh phẩm khác
+ PCR Mastermix 2X (Thermofisher, code #K1071);
+ Master mix cho realtime PCR (Thermofisher, #K0351);
+ Dung dịch Mg2+ nồng độ 25mM (Lot: 00097122);
+ Nước khử ion dùng cho sinh học phân tử (Corning, Mỹ);
+ Gel Agarose (Serva, Đức);
+ Môi trường Sabouraud agar (Code: VM241138, Merk, Đức);
+ Dung dịch Redsafe (Intron, Hàn Quốc).
2.2.4. Dụng cụ, phụ tùng, vật tư tiêu hao
+ Ống falcon 15 (Corning, Mỹ); Đầu côn có filter 10 QSP (TF140-20-
Q, Mỹ); Đầu côn có filter 200 QSP (TF140-200-Q, Mỹ); Đầu côn có filter
1000 QSP (TF140-1000-Q, Mỹ); Ống tube chạy PCR, ống tube realtime PCR
(QSP, Mỹ); Eppendorf 1.5ml (QSP, Mỹ); Khay giữ lạnh bằng nhựa; Đĩa petri
nhựa; Khẩu trang Y tế (Việt Nam); Găng tay y tế không bột HD-MED
(Malaysia); Giấy, bút, sổ ghi chép…
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm phòng thí nghiệm
41
Sơ đồ nghiên cứu
Chủngchuẩn và các chủng C. neoformans phân lập ở Việt Nam
Xác định các điều kiện kỹ thuật nested - PCRphát hiện C. neoformans
Xác định các điều kiện cho PCR1
Xác định các điều kiện cho PCR2
Thiết lập quy trình kỹ thuật nested –PCR chẩn đoán C. neoformans
Xác định tính đặc hiệu trên các mẫu chuẩn âm
Xác định ngưỡng phát hiện trên panel chuẩn dương
Xây dựng quy trình chế tạo bộ sinh phẩm nested - PCR
Chế tạo bộ sinh phẩm nested – PCR chẩn đoán C. neoformans ở quy mô phòng thí nghiệm
Đánh độ ổn định trên mẫu C. neoformans chuẩn ACTT 90113
Đánh giá độ tương đồng với nuôi cấy, soi tươi và bộ sinh phẩm của Norgen
Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên mẫu chuẩn và mẫu nhiễm C. neoformans giả định
Kiểm định bộ sinh phẩm tại viẹn kiểm đinh QG về vắc xin và sinh phẩm y tế
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
42
2.3.2. Mẫu nghiên cứu
2.3.2.1. Cỡ mẫu nghiên cứu
- Mẫu xây dựng quy trình kỹ thuật nested – PCR chẩn đoán nhiễm nấm
C. neoformans
+ Chủng chuẩn C. neoformans mã số ATCC®90113: 01 chủng
+ C. neoformans được phân lập từ dịch não tủy ở Bệnh viện Quân y 103 và
bệnh viện Phạm Ngọc Thạch: 07 chủng
+ C. albicans: 02 chủng - 01 chuẩn ATCC®90028 và 01chủng Việt Nam;
+ Chủng C. tropicalis: 01 chủng Việt Nam;
+ Chủng C. krusei: 01 chủng Việt Nam;
+ Chủng C. parapsilosis: 01 chủng Việt Nam;
+ Chủng C. glabrata: 01 chủng Việt Nam;
Các chủng trên đã được giải trình tự và đăng ký trên genbank năm 2017
+ Các chủng vi khuẩn gây bệnh ở người có nguồn gốc ở Việt Nam: Neisseria
meningitidis, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae,
Escherichia coli, Streptococcus suis, Staphylococcus aureus, Acinetobacter
baumannii, Pseudomonas aeruginosa: Mỗi loài 01 chủng
- Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm
+ 20 bộ sinh phẩm nested PCR #A011-02 do Học viện Quân Y sản xuất;
+ 01 chủng nấm C. neoformans chuẩn;
+ 20 mẫu dịch não tủy gây nhiễm giả định;
+ 10 mẫu dịch não tủy không nhiễm nấm;
+ 51 chủng nấm C. neoformans được phân lập từ dịch não tủy người Việt Nam
ở Bệnh viện Quân y 103, Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch, Bệnh viện Chợ rẫy và
Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương;
+ 120 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân có triệu chứng viêm màng não thu
thập ở Bệnh viện Quân y 103 và Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch.
43
- Đánh giá tính ổn định của bộ sinh phẩm
06 bộ sinh phẩm nested PCR #A011-02 do Học viện Quân Y sản xuất
2.3.2.2. Phương pháp chọn mẫu
+ Chủng mẫu chuẩn mua từ ATCC (American Type Culture Collection - Hệ
thống Chủng chuẩn của Mỹ) ký hiệu là: ATCC® 90113 (C. neoformans) và
ATCC®90028 (C. albicans)
+ Phân lập mẫu C. neoformans: Tại 04 bệnh viện là Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới
Trung ương, Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện
Quân y 103 sẽ thu thập dịch não tủy của tất cả những bệnh nhân có triệu
chứng lâm sàng viêm màng não từ 4/2013 đến 12/2013. Tất cả mẫu dịch não
tủy này sẽ được soi tươi, nuôi cấy xác định C. neoformans. Các chủng C.
neoformans sau đó sẽ được giám định loài bằng sinh học phân tử trước khi đưa
vào sử dụng để xây dựng quy trình kỹ thuật nested – PCR. Một số chủng vi nấm
đã được giải trình tự và đăng ký trên ngân hàng gen vào năm 2017 và 2018.
+ Mẫu làm chứng âm: Các chủng vi khuẩn và vi nấm sử dụng làm chứng âm
đều được phân lập từ các bệnh nhân ở Việt Nam, định loại dựa vào các dấu
hiệu hình thái điển hình; Định loại bằng sinh học phân tử theo các nghiên cứu
đã được công bố trên các tạp chí Quốc tế.
+ Mẫu phục vụ cho thử nghiệm giả định: Mẫu dịch não tủy không nhiễm
nấm thu từ bệnh nhân có triệu chứng viêm màng não hoặc nghi ngờ viêm
màng não không do nấm C. neoformans (đã loại trừ bằng phương pháp soi
tươi, nuôi cấy và chạy PCR bằng bộ sinh phẩm của Norgen) ở Bệnh viện
Quân y 103;
+ Chọn mẫu để thử nghiệm bộ sinh phẩm ở thực địa: Dịch não tủy các bệnh
nhân có triệu chứng viêm màng não đến khám tại bệnh viện Phạm Ngọc
Thạch, Bệnh viện Quân y 103 trong giai đoạn 10/2015 đến 10/2017.
44
2.3.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.3.1. Xây dựng quy trình chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán
nấm C. neoformans
- Chuẩn bị mẫu
+ Thu thập 270 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân viêm màng não tại 04 bệnh
viện ở Việt Nam sau đó nuôi cấy phân lập được 51 chủng nấm C.
neoformans, chọn 07 chủng để xây dựng quy trình;
+ Tăng sinh tạo nguồn chủng từ chủng nấm C. neoformans chuẩn ATCC
90113;
+ Tạo panel dịch treo nấm của chủng chuẩn và chủng phân lập ở Việt Nam;
+ Tách chiết ADN của chủng nấm C. neoformans chuẩn và của các chủng
phân lập ở Việt Nam;
+ Tách chiết ADN của vi khuẩn, các nấm men khác Cryptococcus
neoformans, HBV, ADN người để làm ADN chuẩn âm;
+ Giám định phân tử các chủng C. neoformans phân lập ở Việt Nam;
+ Giám định phân tử các vi khuẩn làm chuẩn âm;
+ Tạo panel ADN của chủng chuẩn và chủng phân lập ở Việt Nam.
- Xây dựng quy trình kỹ thuật nested-PCR xác định nấm C. neoformans
Lựa chọn cặp mồi phù hợp, tối ưu hóa thành phần phản ứng và chu
trình nhiệt của kỹ thuật nested-PCR. Các nội dung chủ yếu bao gồm:
+ Lựa chọn cặp mồi phù hợp cho phản ứng PCR1 và PCR2
+ Chuẩn hóa thành phần của phản ứng PCR1 và PCR2 (như mục
2.3.5.17)
+ Chuẩn hóa chu trình nhiệt của phản ứng PCR1 và PCR2
+ Xác định ngưỡng phát hiện của kỹ thuật nested-PCR.
45
- Xây dựng bộ sinh phẩm nested-PCR xác định C. neoformans
Tạo chuẩn dương và chuẩn âm
+ Chuẩn dương của C.neoformans được tạo từ chủng nấm chuẩn ATTC
90113: Cấy chuyển, tách chiết, đo nồng độ, tạo ngân hàng với nồng độ thích
hợp: Lấy 5 mẫu nấm chuẩn đã được cấy chuyển, tách chiết ADN với lượng mẫu
lớn – thu được ít nhất 1ml ADN sau khi đã tách chiết, đo nồng độ trung bình đạt
khoảng 11 ng/µl – Từ nồng ADN nấm chuẩn ban đầu, lấy 1 thể tích nhất định
pha loãng với nước khử ion theo bậc thang 2 (5 lần), bậc thang 5 (3 lần) và
bậc thang 10 (4 lần) để tạo ra dãy chuẩn dương có nồng độ khác nhau. Sử
dụng dãy chuẩn dương tiến hành phản ứng PCR để xác định ngưỡng phát hiện
của phản ứng. Chuẩn dương sử dụng cho bộ kít được lựa chọn cao hơn
ngưỡng phát hiện 1 lần: ví dụ nếu ngưỡng phát hiện của phản ứng là 10-2ng/µl
(10pg/ µl) thì chứng chuẩn dương nên sử dụng ở mức 100 pg/ µl.
+ Chứng chuẩn âm là các ADN được tách chiết từ dịch não tủy của
người không nhiễm nấm C.neoformans, có thể nhiễm các KST khác: Các mẫu
này đã được xác định không nhiễm nấm bằng nuôi cấy và kỹ thuật PCR. Các
mẫu chuẩn âm cũng có nồng độ tương tự với nồng độ của chứng chuẩn dương
nếu có mang các ký sinh trùng khác.
Chuẩn bị hỗn hợp PCR cho bộ kít
Dự kiến xây dựng bộ sinh phẩm cho việc thực hiện 100 phản ứng PCR với hai
hình thức đóng gói.
Dạng 1: Gồm 02 loại hỗn hợp phản ứng (master mix) với đầy đủ các thành
phần của phản ứng PCR lần 1 và phản ứng PCR lần 2; chỉ cần thêm ADN
khuôn vào là thực hiện phản ứng PCR.
Dạng 2: Gồm nhiều loại hỗn hợp phản ứng được chia ra một cách hợp lý các
thành phần trong các tube, khi thực hiện sẽ hướng dẫn trộn các hỗn hợp phản
ứng với nhau theo các tỷ lệ nhất định và thêm ADN khuôn để thực hiện phản
46
ứng PCR.
Hỗn hợp phản ứng được bảo quản trong các ống nhựa sạch không chứa
DNAase và RNAase thể tích 2,0 ml nắp xoắn.
Số phản ứng là 100 nhưng thực tế chuẩn bị khoảng 120 phản ứng nhằm đảm
bảo cho kiểm tra bộ kít và hao hụt trong quá trình thao tác.
Lựa chọn dạng đóng gói của bộ sinh phẩm
Với mỗi dạng kit lấy 01 bộ kít để đánh giá tính ổn định ngay sau khi
sản xuất sau 1 tuần, 1 tháng với 20 mẫu đã được xác định là dương tính với
dịch não tủy và 10 mẫu âm tính.
Lựa chọn cách đóng gói có tính ổn định cao hơn.
Xây dựng hướng dẫn sử dụng bộ sinh phẩm
Xây dựng hướng dẫn sử dụng cho bộ sinh phẩm bao gồm: Cấu thành
sản phẩm (bao gồm những thành phần nào); Hướng dẫn xử lý mẫu trước khi
xét nghiệm; Quy trình xét nghiệm; Diễn giải kết quả.
Kiểm tra chất lượng bộ sinh phẩm và hoàn thiện sản phẩm
Với mỗi lô sản xuất lấy một lượng từ 5-10 hỗn hợp phản ứng PCR; các loại
chứng để kiểm tra đánh giá chất lượng.
Sau khi kiểm tra chất lượng đạt tiêu chuẩn, các thành phẩn của bộ kit sẽ
được đóng gói cho 100 phản ứng, dán nhãn và bảo quản ở nhiệt độ ≤ - 20oC.
2.3.3.2. Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh phẩm
- Chuẩn bị mẫu để đánh giá độ nhạy độ đặc hiệu
Chuẩn bị ban đầu
Lấy 03 mẫu đã cấy chuyển từ mẫu nấm chuẩn C. neoformans ATCC®
90113 và 51 chủng nấm C. neoformansphân lập từ dịch não tủy tại Việt Nam
(danh sách theo phụ lục 2) sau khi được nuôi cấy xong sẽ lấy 2-3 khuẩn lạc
cho vào dung dịch nước muối sinh lý rồi trộn đều tạo dịch treo. Đo độ đục của
dịch treo để xác định mật độ nấm trong 1 ml; thêm dung dịch NaCl 0,9% để
hiệu chỉnh về độ đục về 0,5 McFarland (tương đương 1-5 x 106CFU/ml).
47
Chuẩn bị mẫu chuẩn dương
Chọn 02 mẫu nấm chuẩn C. neoformans ATCC® 90113 và 13 chủng
nấm C. neoformans phân lập từ dịch não tủy tại Việt Nam đã được hiệu chuẩn
về nồng độ 1-5 x 106CFU/ml.
Tiếp tục pha loãng các dịch treo trên bằng dung dịch NaCl 0,9% theo
cấp số nhân để tạo các dung dịch có nồng độ từ 106CFU/ml xuống
102CFU/ml (ngưỡng phát hiện đã được xác định ở phần trước).
Sử dụng 02 nồng độ: Nồng độ cao 105CFU/ml và nồng độ thấp
102CFU/ml sử dụng bộ sinh phẩm nested PCR #A011-02 để đánh giá độ
nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm.
Tổng cộng có 30 mẫu chuẩn dương (15 mẫu x 2 nồng độ) được sử dụng
để đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu.
Chuẩn bị mẫu dịch não tủy giả định
+ Chọn mẫu nấm chuẩn C. neoformans ATCC® 90113 đã được hiệu
chuẩn về nồng độ 1-5 x 106CFU/ml và 20 mẫu DNT không nhiễm nấm
C.neoformans.
+ Pha loãng mẫu nấm chuẩn vào 20 mẫu dịch não tủy không nhiễm
nấm C. neoformans
+ Tiếp tục pha loãng các dịch treo trên bằng dịch não tủy không nhiễm
nấm để tạo ra các mẫu dịch não tủy giả định có nồng độ nấm C. neoformans
giảm dần theo cấp số nhân 105CFU/ml, 104CFU/ml, 103CFU/ml và
102CFU/ml.
Sử dụng 02 nồng độ: Nồng độ cao 105CFU/ml và nồng độ thấp
102CFU/ml thư nghiệm với bộ sinh phẩm nested PCR #A011-02 để đánh giá
độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm. Mỗi nồng độ thử nghiệm 2 lần.
Như vậy với 20 mẫu dịch não tủy gây nhiễm giả định, thử nghiệm 2
nồng độ, mỗi nồng độ lặp lại 2 lần, tổng có 80 mẫu.
48
Chuẩn bị mẫu chứng âm
Chọn 20 mẫu chuẩn âm để đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của kỹ thuật
trong đó có 10 mẫu chuẩn âm là nước muối sinh lý (dung dịch để pha loãng
mẫu chuẩn) và 10 mẫu là dịch não tủy đã được kiểm tra lại bằng bộ sinh phẩm
Norgen khẳng định không có nấm C. neoformans (nền mẫu để chẩn đoán trên
các mẫu lâm sàng).
Chuẩn bị mẫu lâm sàng
120 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân có triệu chứng viêm màng não thu
thập ở Bệnh viện Quân y 103 và Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch.
- Thực hiện kỹ thuật nested – PCR để đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu, độ
tương đồng với các kỹ thuật xét nghiệm khác
Thực hiện kỹ thuật PCR bằng bộ sinh phẩm nested PCR #A011-02 theo
hướng dẫn. Để đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các nền
mẫu đã được chuẩn bị ở phần trên và theo sơ đồ nghiên cứu bao gồm 4 nền
mẫu khác nhau: Mẫu chuẩn, mẫu DNT nhiễm giả định, mẫu dương tính với
nuôi cấy từ mẫu lâm sàng và mẫu lâm sàng trực tiếp. Thực hiện phản ứng
nested PCR ghi lại số lượng mẫu âm tính và dương tính trong quá trình thực
hiện. Tính toán độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm theo mục 2.5 phần tính
độ nhạy, độ đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh phẩm.
+ Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên mẫu chuẩn
Tiến hành kỹ thuật nested-PCR đối với 100 mẫu bao gồm: 15 mẫu
chuẩn dương như đã chuẩn bị ở trên, mỗi mẫu 2 nồng độ là 105CFU/ml và
nồng độ thấp 102CFU/ml) và 20 mẫu chuẩn âm – mỗi mẫu lặp lại 2 lần.
+ Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên mẫu DNT nhiễm giả định
Tiến hành kỹ thuật nested-PCR đối với 40 mẫu dịch não tủy (20 mẫu x
2 nồng độ) và 20 mẫu chuẩn âm – mỗi mẫu lặp lại 2 lần. Tổng có 80 mẫu giả
định và 40 mẫu chuẩn âm.
49
+ Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên các mẫu C. neoformans phân
lập từ DNT tại Việt Nam
Tiến hành kỹ thuật nested-PCR đối với 51 chủng nấm C. neoformans
phân lập từ dịch não tủy tại Việt Nam – không pha loãng nồng độ và 10 mẫu
chứng âm (5 nước muối sinh lý, 5 mẫu dịch não tủy không nhiễm nấm) - mỗi
mẫu lặp lại 2 lần. Vậy tổng thử nghiệm 102 mẫu nhiễm C. neoformans và 20
mẫu chuẩn âm.
+ Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên mẫu lâm sàng
120 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân có biểu hiện viêm màng não thu ơ
Bệnh viện Quân Y 103 và Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch tiến hành đồng thời 2
xét nghiệm là nuôi cấy và kỹ thuật nested-PCR cùng 20 mẫu chứng âm để
đánh giá độ nhạy và độ đặc hiệu. Phương pháp tính độ nhạy và độ đặc hiệu
được tính theo công thức ở mục 2.5.
- Đánh giá độ ổn định của bộ sinh phẩm
Lựa chọn 06 bộ sinh phẩm, cùng lô sản xuất để đánh giá tính ổn định
của bộ sinh phẩm, các bộ sinh phẩm được bảo quản ở các điều kiện khác nhau
(-200C; - 350C và – 800C). Hoạt động đánh giá được tiến hành ngay sau khi
sản xuất và lặp lại hàng tháng, mỗi tháng 1 lần đến khi độ ổn định hạ xuống
dưới 90% thì lặp lại 2 lần liên tiếp để khẳng định hoặc tối thiểu 12 tháng.
Đánh giá tính ổn định trên 10 mẫu chuẩn dương và 10 mẫu chuẩn âm (5
mẫu nước muối sinh lý và 5 mẫu dịch não tủy): các mẫu này được tách chiết
ADN và bảo quản ở - 200C ; - 350C; – 800C và 03 tháng một lần mang ra thử
nghiệm.
- Đánh giá tính tương đồng của bộ sinh phẩm
Tính tương đồng của bộ sinh phẩm được thực hiện trên các mẫu lâm
sàng được thu tại BV Phạm Ngọc Thạch và BV Quân Y 103 bao gồm 120
mẫu dịch não tủy có triệu chứng lâm sàng và 20 mẫu chứng âm.
50
Trên 1 mẫu tiến hành đồng thời 3 phương pháp chẩn đoán bao gồm: Soi
tươi nhuộm mực tầu, bộ sinh phẩm nested-PCR tự xây dựng và bộ sinh phẩm
nested-PCR của Norgen. Ghi lại kết quả xét nghiệm và tính toán độ tương
đồng của các kỹ thuật dựa vào hệ số Kappa theo mục 2.5.
2.3.4. Các chỉ số nghiên cứu
Đối với kỹ thuật nested-PCR: Tính đặc hiệu của mồi, tính chính xác của các
thành phần phản ứng và của chu trình nhiệt, ngưỡng phát hiện.
+ Tính đặc hiệu: Là khả năng nhận diện ADN của nấm C. neoformans mà
không nhận diện ADN của sinh vật khác như ADN của vi khuẩn, ADN của
các nấm khác với C. neoformans, ADN người;
+ Ngưỡng phát hiện: Là giới hạn nồng độ ADN của nấm C. neoformans thấp
nhất mà kỹ thuật nested PCR còn phát hiện được 100%;
Đối với bộ sinh phẩm nested-PCR: Quy cách đóng gói, chứng âm, chứng
dương, độ nhạy, độ đặc hiệu, sự tương đồng, tính ổn định của bộ sinh phẩm.
+ Quy cách đóng gói phù hợp nhất để sử dụng đảm bảo thời hạn sử dụng,
không gây tạp nhiễm, hoặc nhiễm chéo.
+ Chứng âm, chứng dương đảm bảo tính đặc hiệu của bộ sinh phẩm.
+ Độ nhạy (Se - sensitivity): Là tỷ lệ mẫu bị bệnh có kết quả xét nghiệm
dương tính (ở đây chúng tôi sử dụng mẫu bị bệnh là mẫu chuẩn dương của
chủng chuẩn ATCC 90113 được pha loãng ở các nồng độ khác nhau và các
mẫu nuôi cấy đã được xác định nhiễm C.neoformans)
+ Độ đặc hiệu (Sp - specificity): Là tỷ lệ mẫu không bị bệnh có kết quả xét
nghiệm âm tính (trong nghiên cứu chúng tôi lựa chọn 2 loại mẫu âm tính là
dung dịch nước muối sinh lý NaCl 0,9% và mẫu dịch não tủy không chứa
nấm C. neoformans đã được khẳng định bằng nuôi cấy và xét nghiệm lại theo
bộ sinh phẩm của hãng Norgen).
Để xác định Se, Sp người ta so sánh kết quả chẩn đoán của phương pháp cần
51
xác định với phương pháp chuẩn (được gọi là chuẩn vàng, gold standard) hoặc sử
dụng các các mẫu chuẩn để đánh giá. Trong trường hợp của này chúng tôi sử
dụng chuẩn vàng là phương pháp nuôi cấy.
Xác định mẫu dương tính thật (TP - true positive): mẫu dương tính thật trong
nghiên cứu này được xác định bao gồm mẫu chuẩn dương C. neoformans
ATCC 90113 và các mẫu C. neoformans phân lập được ở bệnh nhân người
Việt Nam xác định là C. neoformans bằng phương pháp nuôi cấy sau đó
khẳng định lại bằng sinh học phân tử.
Mẫu âm tính thật (TN – true negative): Là các mẫu không chứa C.
neoformans bao gồm nước cất và mẫu dịch não tủy không chứa C.
neoformans (khẳng định bằng nuôi cấy và sinh học phân tử)
Sau đó để đánh giá khả năng áp dụng của bộ sinh phẩm này trên mẫu
lâm sàng, yêu cầu phải đánh giá bộ sinh phẩm trên các mẫu lâm sàng thu từ
thực địa. Đối với các mẫu lâm sàng khi xét nghiệm có thêm khái niệm:
Mẫu dương tính giả (FP - false poisitive): Mẫu âm tính nhưng vì một lý
do nào đó khi xét nghiệm cho kết quả dương tính.
Mẫu âm tính giả (FN - false negative): Mẫu dương tính nhưng vì một lý
do nào đó khi xét nghiệm cho kết quả âm tính.
Giá trị tiên đoán dương (PPV - positive predictive value): Là tỷ lệ
người có kết quả xét nghiệm dương tính thật sự mang bệnh.
Giá trị tiên đoán âm (NPV - negative predictive value): Là tỷ lệ người
có kết quả xét nghiệm âm tính thật sự không mang bệnh.
Xét nghiệm có độ nhạy cao sẽ cải thiện giá trị tiên đoán âm (ít kết quả
âm tính giả). Xét nghiệm có độ đặc hiệu cao giúp cải thiện giá trị tiên đoán
dương (ít kết quả dương tính giả).
2.3.5. Các kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứu
2.3.5.1. Kỹ thuật thu thập dịch não tủy
52
+ Bệnh nhân được chọc dịch não tủy theo quy trình của Bộ Y tế. Mỗi bệnh
nhân thu thập 1-3 ống, mỗi ống ít nhất 2 ml dịch não tủy. Tất cả các mẫu dịch
não tủy được mã hóa, ghi chép các thông tin: Họ tên, tuổi, địa chỉ, ngày khởi
bệnh, ngày vào viện, một số thông tin về tiền sử phơi nhiễm, một số hội
chứng nếu cần thiết, ngày thu thập mẫu, loại bệnh phẩm [85].
+ Mẫu dịch não tủy chẩn đoán hình thái, nuôi cấy cần được vận chuyển càng
sớm, càng tốt đến phòng thí nghiệm.
+ Mẫu dịch não tủy sử dụng để phân tích bằng kỹ thuật sinh học phân tử được
bảo quản 4oC ở phòng thí nghiệm cho đến khi phân tích. Nếu trong vòng 24
giờ chưa phân tích được thì chuyển bảo quản dịch não tủy ở nhiệt độ - 20oC
2.3.5.2. Kỹ thuật điều chế môi trường
Điều chế môi trường nuôi cấy nấm
Sử dụng môi trường Sabouraud Dextrose Agar (Merk, Đức) có kháng sinh
gentamycin để nuôi cấy nấm C. albicans và C. neoformans. Cách thức điều
chế 1 lít môi trường tóm tắt trong các bước sau:
- Cân 65g bột môi trường Sabouraud Dextrose Agar cho vào bình tam giác
hoặc chai thủy tinh (có chia vạch thể tích);
- Sử dụng cốc đong nước cất đổ vào bình ở trên sao cho đủ 1 lít;
- Dùng que thủy tinh khuấy đều môi trường trong nước cất rồi đưa bình vào
trong nồi hấp để hấp ở nhiệt độ 121oC trong 20 phút;
- Khi máy báo nhiệt độ trong nồi hấp còn 65-70o, lấy bình ra và cho kháng
sinh gentamycin (kháng sinh đã được làm tan trước đó), rồi lắc đều;
- Tiếp theo đổ dung dịch vào đĩa thạch hoặc ống thạch;
- Chờ cho thạch đông rồi bảo quản đĩa và ống thạch ở 4oC;
53
A B
Hình 2.2. Môi trường thạch Sabouraud trên đĩa thạch và ống thạch nghiêng
Đối với vi khuẩn
Trong nghiên cứu này các mẫu bệnh phẩm nghi ngờ nhiễm các tác nhân
là vi khuẩn N. meningitidis, H. influenzae, S. pneumonia,Escherichia coli,
Streptococcus suis, Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii,
Pseudomonas aeruginosa không tiến hành tăng sinh trên môi trường. Mẫu
bệnh phẩm thu thập hoặc dịch treo vi khuẩn (trong NaCl 0.9%) được bất hoạt
ở 56oC. ADN được tách chiết từ dịch treo và được bảo quản ở -20oC cho đến
khi sử dụng.
2.3.5.3. Kỹ thuật nuôi cấy trên môi trường thạch Sabouraud
Ria cấy dày trên mặt thạch Sabouraud theo phương pháp 3 vùng. Nuôi cấy
trong tủ ấm ở nhiệt độ 37oC, trong 3- 5 ngày hoặc có thể lâu hơn. Quan sát
khuẩn lạc hàng ngày trong quá trình nuôi cấy. Mẫu được xác định là dương
tính với C. neoformans khi xuất hiện các khuẩn lạc đặc trưng lồi, mịn nhẵn,
nhày, màu trắng, kem hoặc hồng, vàng [86].
2.3.5.4. Kỹ thuật nhuộm mực tàu (China ink)
Lấy một ít khuẩn lạc cho lên lam kính. Nhỏ 1 - 2 giọt mực tàu, dùng kim cấy
trộn đều mực tàu với khuẩn lạc.Quan sát vi thể: Ở độ phóng đại thấp, các tế
bào C. neoformans giống các đốm sáng nhỏ; quan sát ở độ phóng đại cao hơn
sẽ phát hiện tế bào nấm men có nhân chiết quang rõ, bao quanh bởi một
54
quầng sáng có các tế bào nấm men hình tròn hoặc bầu dục. Hình ảnh đặc
trưng trên tiêu bản nhuộm mực tàu là các điểm sáng hình cầu với bao ngoài
sáng và có nhân bên trong.
Các mẫu bệnh phẩm sau khi nuôi cấy xác định dương tính với nấm C.
neoformans, sẽ được lưu giữ trong môi trường tryptic soy broth + 15%
glyceron ở -80oC đến khi sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.
2.3.5.5. Kỹ thuật tăng sinh chủng nấm chuẩn từ mẫu chuẩn của nhà cung cấp
Theo hướng dẫn của nhà cung cấp cụ thể như sau
(www.atcc.org/products/all/90113.aspx) (phụ lục):
+ Bẻ ống thủy tinh chứa chủng của nhà cung cấp;
+ Thêm vào trong ống chủng vừa bẻ nắp 0,5 ml đến 1 ml nước cất 2 lần vô
trùng, trộn đều tạo thành dung dịch huyền phù;
+ Hút hết dung dịch huyền phù trên cho vào ống falcon có chứa 5 ml đến 6 ml
nước cất 2 lần nước cất 2 vô trùng;
+ Ủ ở nhiệt độ phòng 250 C tối thiểu 2 giờ;
+ Trộn đều hỗn dịch, sau đó lấy một vài giọt để nuôi cấy trên môi trường thạch
đĩa phù hợp, nhiệt độ ủ từ 240C đến 260C;
+ Kiểm tra đĩa nuôi cấy thường xuyên, thông thường khoảng sau 12 ngày sẽ xuất
hiện khuẩn lạc.
Khuẩn lạc của chủng chuẩn mọc lên trên đĩa thạch được lấy lưu giữ trong môi
trường tryptic soy broth + 15% glyceron ở -80oC.
Khi cần thí nghiệm hoặc tách chiết ADN thì khuẩn lạc của chủng chuẩn được
chuyển sang các điều kiện bảo quản phù hợp từ -80oC sang -20oC sang 0oC,
tiếp tục là 2-8oC mỗi điều kiện nhiệt độ cần lưu giữa khoảng 12 giờ để duy trì
sự phát triển tốt nhất của nấm và cuối cùng để ổn định ở nhiệt độ phòng 250 C
cấy ra ống thạch nghiêng hoặc đĩa thạch.
55
2.3.5.6. Tạo panel theo nồng độ dịch treo
+ Lấy ống đựng dung dịch lưu giữ các chủng nấm từ tủ ấm sâu ra rồi cho
vào tủ 40C để trong 2 giờ;
+ Đưa dung dịch lưu giữ nấm ở tủ 40C ra để nhiệt độ phòng trong 2 giờ;
+ Dùng que cấy vô khuẩn lấy dịch lưu trữ cấy lên ống thạch nghiêng để tăng
sinh các chủng vi nấm, ghi tên chủng và ngày tháng tăng sinh;
+ Sau 2-3 ngày, thu khuẩn lạc cho vào nước muối sinh lý để tạo thành các
dung dịch treo ban đầu và hiệu chỉnh dịch treo về 0,5 MacFarland (tương
đương với 1-5 x106CFU/ml);
+ Các dịch treo của các vi nấm sau đó được đo quang tính toán mật độ tế bào
nấm theo đơn vị CFU;
+ Hòa loãng bằng nước cất để giảm nồng độ dịch treo và hiệu chỉnh về các
nồng độ 105 CFU/ml, 104CFU/ml, 103CFU/ml, 102 CFU/ml, 10 CFU/ml [87];
+ Tiếp theo lấy 500µl dịch treo của nấm các nồng độ trên để tách ADN.
Hình 2.3. Phương pháp pha loãng dịch não tủy
(Nguồn: Dyal 2016) [87]
2.3.5.7. Tạo panel theo nồng độ ADN các vi nấm để đánh giá độ nhạy và
ngưỡng phát hiện
Các bước tạo panel theo nồng độ ADN các vi nấm:
+ Dùng que cấy vô khuẩn lấy khuẩn lạc vi nấm cho vào 500µl dung dịch nước
muối sinh lý;
+ Tiến hành tách ADN các vi nấm theo các bước của hãng Qiagen;
56
+ Thu ADN và đo nồng độ ADN thu được bằng thiết bị Nano 1000;
+ Hòa loãng ADN đã biết nồng độ mỗi 2 lần, 5 lần và 10 lần trong nước khử
ion để thu được dung dịch ADN có nồng độ nhỏ hơn nồng độ ban đầu;
+ Mỗi nồng độ được tạo thành 5-10 tube;
+ Tạo 10 mức nồng độ khác nhau của mỗi loại nấm;
+ Lưu giữ nồng độ ADN ở tủ đá cho đến khi sử dụng;
2.3.5.8. Tạo panel để đánh giá độ đặc hiệu
ADN của các chủng vi khuẩn, vi nấm không phải C. neoformans, ADN người
sẽ thêm nước khử ion được tạo ra để làm panel đánh giá độ nhạy. 13 mẫu
panel đã được tạo ra để đánh giá độ nhạy của các kỹ thuật PCR và các bộ sinh
phẩm tạo ra.
2.3.5.9. Kỹ thuật tách chiết ADN vi khuẩn
ADN tổng số của vi khuẩn được tách chiếtbằng bộ sinh phẩm
QiAamp® DNA mini kit của hãng QIAGEN (Code 51304, Đức). Quy trình
được tóm tắt như sau:
Bước 1. Lấy 1 ml dịch não tủy cho vào ống eppendorf. Ly tâm 13000
vòng/phút trong 10 phút (hoặc 8000 vòng/15 phút), giữ cặn, loại bỏ dịch nổi.
Bước 2. Thêm 180 μl dung dịch đệm ATL vào tube chứa cặn bên trên. Sau đó
tiếp tục thêm 20 μl proteinase K, trộn đều bằng máy vortex và ủ ở nhiệt độ
56oC trong máy lắc rung 10-20 phút. Chuyển bước 3.
Bước 3. Ly tâm ống chứa mẫu trong thời gian ngắn để làm cho những giọt
nước từ trên nắp bên trong tube rơi xuống.
Bước 4. Thêm 200 μl đệm AL vào mẫu, trộn đều bằng máy vortex trong 15
giây và ủ ở 70 oC trong 10 phút. Ly tâm 8000vòng/phút trong thời gian ngắn.
Bước 5. Thêm 200 μl ethanol (96-100%) vào mẫu, trộn đều bằng máy vortex
trong 15 giây. Sau khi trộn, ly tâm 8000vòng/phút trong 15 giây.
57
Bước 6. Cẩn thận chuyển hỗn dịch thu được ở bước 6 (bao gồm cả cặn) vào
cột lọc QIAamp Mini (loại 2 ml) sao cho không ướt ống. Đóng nắp và ly tâm
ở 8000vòng/phút trong 1 phút. Đặt cột lọc QIAamp trong một ống thu mẫu
sạch loại 2 ml và loại bỏ ống chứa phần nước vừa lọc.
Bước 7. Cẩn thận mở nắp cột lọc QIAamp Mini và thêm 500 μl đệm AW1.
Đóng nắp, ly tâm 8000 vòng/phút trong 1 phút và loại bỏ cặn vừa ly tâm.
Bước 8. Cẩn thận mở nắp cột lọc và cho vào đó 500 μl AW2. Đóng nắp và ly
tâm ở tốc độ tối đa 14000 vòng/phút trong 3 phút.
Bước 9. Đặt cột lọc trong một ống ly tâm sạch loại 1,5 ml và loại bỏ ống chứa
dịch vừa ly tâm. Cẩn thận mở nắp ống QIAamp Mini và thêm 200 μl đệm AE
hoặc nước khử ion vào tube. Ủ ở nhiệt độ phòng trong thời gian 1 - 2 phút sau
đó ly tâm 8000 vòng/phút trong 1 phút.
Bước 10. Thu dung dịch ADN bên dưới, ký hiệu mẫu và tiến hành kiểm tra
nồng độ ADN thu được.
2.3.5.10. Kỹ thuật tách chiết ADN vi nấm
ADN của vi nấm được tách chiết bằng bộ sinh phẩm Fungi/Yeast Genomic
DNA Isolation Kit của hãng Norgen (Cat. # 27300, Norgen Biotek Corp).
Quy trình tách chiết tóm tắt như sau:
Chuẩn bị mẫu: Lấy một đến hai khuẩn lạc của nấm C. neoformans sau khi
nuôi cấy pha vào dung dịch nước cất sạch để tạo thành các dung dịch treo.
Các dịch treo sau đó được đo quang theo mẫu chuẩn với một thể tích nhất
định để tính chỉ số CFU và hiệu chỉnh dịch treo về 0,5 MacFarland (tương
đương với 106CFU/ml).
Hòa loãng bằng nước cất để giảm nồng độ dịch treo và hiệu chỉnh về các
nồng độ 105 CFU/ml, 104CFU/ml, 103CFU/ml, 102 CFU/ml.
Tiếp theo tách ADN theo hướng dẫn của nhà sản xuất như sau:
58
Bước 1. Lấy 500µl dịch treo nấm C. neoformans của từng nồng độ như trên
để vào 1 ống eppendorf 1.5 ml. Ly tâm 14,000 rpm trong 1 phút, giữ cặn, loại
bỏ dịch nổi.
Bước 2. Thêm 250µl Resuspension Solution A, vortex nhẹ. Thêm 20µl
enzyme Lyticase, ủ 30˚C trong 45 phút. Thường xuyên lắc trong quá trình ủ.
Bước 3. Thêm 500 µl Lysis Buffer L và 5 µl RNase A vào tube rồi vortex để
hòa tan.
Bước 4. Chuyển hỗn hợp vào ống Bead Tube, tiến hành vortex ở tốc độ tối đa
trong 5 phút.
Bước 5. Đưa ống Bead Tube vào bể ổn nhiệt và ủ ở 65˚C trong 10 phút, lắc 2
– 3 lần trong quá trình ủ.
Bước 6. Ly tâm nhẹ ống Bead tube sau đó chuyển tất cả dung dịch nổi phía trên
bao gồm cả các tế bào vào ống eppendorf. (Không được lấy các hạt trong Bead
Tube).
Bước 7. Ly tâm 14,000 rpm/2 phút, chuyển dịch nổi sang ống mới.
Bước 8. Thêm một lượng cồn bằng với lượng dịch nổi vừa hút, trộn đều. Sau
đó tiếp tục thêm 300 µl Solution BX và trộn đều bằng máy vortex.
Bước 9. Hút 650 µl hỗn hợp vào cột lọc, ly tâm 10,000 rpm/1 phút, bỏ dịch
phía dưới. Sử dụng ống cũ, thực hiện như trên với phần hỗn hợp còn lại.
Bước 10. Thêm 500 µl Wash Solution A vào cột lọc. Ly tâm 10,000 rpm
trong 1 phút. Bỏ dịch phía dưới, sử dụng ống cũ. Lặp lại bước trên, sau đó ly
tâm 14,000 rpm trong 2 phút và loại bỏ phần dịch phía dưới.
Bước 11. Chuyển cột lọc vào một ống Elution 1.7 ml. Thêm 100 µl Elution
Buffer B, ly tâm 10,000 vòng trong 2 phút. Nếu không thu được toàn bộ thể
tích thì ly tâm thêm 1 phút nữa.
Thu dung dịch ADN, ký hiệu và kiểm tra nồng độ ADN thu được.
59
2.3.5.11. Kỹ thuật đo nồng độ ADN
Dung dịch ADN thu được được kiểm ra nồng độ trên máy NanoDrop 2000.
Các bước như sau:
+ Khởi động máy tính kết nối với thiết bị;
+ Click đúp vào biểu tượng phần mềm của thiết bị Nanodrop 1000 trên
Desktop. Một cửa số giao diện của phần mềm hiện ra.
+ Tiếp tục Click vào biểu tượng Nucleotid, khi đó có một cửa sổ giao diện
mới hiện ra;
+ Bật nắp mắt quang của thiết bị, nhỏ 1 µl nước khử ion vào “mắt” của thiết
bị, đóng nắp và click chuột vào vị trí OK trong cửa số mới trên máy tính;
+ Dùng khăn giấy lau nước mắt thiết bị và nhỏ tiếp 1 µl. Đóng nắp mắt thiết bị
và bấm Blank trên cửa số giao diện của phần mềm hiện ra trên máy tính;
+ Dùng khăn giấy khô lau nước trên mắt thiết bị và nhỏ 1 µl dung dịch ADN
cần đo vào đó. Đóng nắp thiết bị và Click chuột vào Measurement. Vài giây
sau, kết quả sẽ hiện ra trên máy tính với các thông số chính: nồng độ, chỉ số
OD (A260nm/A280nm)… Khi A260nm/A280nm nằm trong khoảng 1.8 -2.0,
dịch chiết ADN được xem là có độ tinh sạch tốt.
+ Các mẫu tiếp theo cần đo lặp lại như ở bước trên;
+ Kết thúc đo, kết quả đo được ghi chép và lưu trên máy tính;
ADN thu được được kiểm tra nồng độ sau đó bảo quản ở -20oC cho tới
khi đem sử dụng làm cơ chất cho phản ứng PCR.
2.3.5.12. Kỹ thuật lựa chọn mồi cho phản ứng nested – PCR
Tham khảo các cặp mồi đã được công bố, lựa chọn 02 cặp mồi phù hợp
cho phản ứng nested – PCR đáp ứng các yêu cầu: Độ dài tối ưu của mồi từ
18-24 bazơ nitơ hay nucleotit. Tỷ lệ G + C chiếm 35-65%. Tránh các
nucleotide lặp lại, nhiệt độ nóng chảy (melting Temperatures - Tm) tương tự
60
nhau, không chênh quá 50C. Mồi của phản ứng PCR lần 2 có trình tự nằm
trong trình tự của sản phẩm PCR lần 1.
Phản ứng PCR lần 1: Chọn và đánh giá cặp mồi theo tác giả Mitchell và cs
(1994) [42]; Mirhendi và cs, (2001) [44] là ITS1 và ITS4.
Phản ứng PCR lần 2: Chọn và đánh giá cặp mồi theo Guizhen Luo và
cs (2002) là CN4 và CN5 [88].
2.3.5.13. Kỹ thuật đánh giá tính đặc hiệu của mồi
Tính đặc hiệu của cặp mồi được khảo sát bằng cách:
+ Sử dụng cặp mồi đã lựa chọn chạy phản ứng PCR với ADN của nấm C.
neoformans, sản phẩm PCR được giải trình tự và so sánh trên ngân hàng gen.
+ Tiến hành thực nghiệm phản ứng PCR sử dụng cặp mồi đã lựa chọn với các
ADN khuôn khác không phải của nấm C. neoformans.
2.3.5.14. Kỹ thuật PCR với cặp mồi đã lựa chọn
Thực hiện phản ứng PCR theo quy trình thông thường tiến hành để
khuếch đại đoạn gen có kích thước từ 200 đến 800 bp với tổng thể tích 50μl
2.3.5.15. Kỹ thuật điện di
Điện di 45 phút trên thạch Agarose 2% trong môi trường TBE 0,5M ở
điện thế 100V phân tích dựa vào thang ADN chuẩn 100bp. 2.3.5.16. Kỹ thuật giải trình tự sản phẩm PCR
+ Tinh sạch sản phẩm PCR chuẩn bị cho giải trình tự: Sử dụng bộ kít tinh
sạch ADN của hãng Omega để tinh sạch ADN từ sản phẩm PCR.
+ Tiến hành phản ứng PCR với bộ sinh phẩm Bigdye theo hướng dẫn của bộ
sinh phẩm:25 chu kỳ: 960C trong 10 giây; 590C trong 5 giây; 600C trong 2
phút và bảo quản ở 40C đến khi sử dụng.
+ Giải trình tự tự động trên máy ABI 3130: Sản phẩm sau khi chạy bigdye
được nạp vào máy đọc trình tự tự động ABI 3130.
61
+ Trình tự thu được được so sánh với ngân hàng gen để khẳng định gen nhân
được là của C. neoformans.
2.3.5.17. Tối ưu hóa các điều kiện của phản ứng PCR1
Phản ứng PCR1 được thực hiện với tổng thể tích 25μl sử dụng cặp mồi
ITS1 và ITS4 với các thành phần như bảng 2.2 và chu trình nhiệt như bảng 2.3
Bảng 2.2. Các thành phần cơ bản của phản ứng PCR
TT Thành phần Nồng độ, hàm lượng Thể tích sử dụng
cuối cùng cho 1 phản ứng (µl)
1 Nước khử ion Vừa đủ tới 25 µl 9,5
2 Master Mix 2 X có chứa 1X 12,5
MgCl2 nồng độ 4 mM
3 Mồi xuôi PCR1 0,02 µM 1
4 Mồi ngược PCR1 0,02 µM 1
5 ADN khuôn 100pg – 100ng/25µl 2
Phản ứng PCR được tiến hành theo các bước như bảng sau đây:
Bảng 2.3. Chu trình nhiệt PCR1 được thiết lập cho việc nhân bản đoạn gen
kích thước khoảng 100bp - 600 bp
Bước phản ứng Nhiệt độ 0C Thời gian Số chu kỳ
Bước 1 94 5 phút 01
94 40 giây
Bước 2 56 40 giây 25
72 45 giây
Bước 3 72 15 phút 01
Bước 4 4 ∞ 01
62
2.3.5.18. Tối ưu hóa các thành phần của phản ứng PCR2
Sản phẩm PCR lần 1 được dùng làm khuôn cho phản ứng PCR2 với
tổng thể tích 25 µl.
+ Tối ưu nồng độ MgCl2: Thực nghiệm với 6 nồng độ MgCl2 khác nhau từ
1,5mM đến 4,0 mM với bước nhảy là 0,5 mM trong cùng chu trình nhiệt và
các thành phần phản ứng khác.
+ Tối ưu nhiệt độ gắn mồi: Nhiệt độ gắn mồi được thử nghiệm từ 54 đến 59oC
với bước nhiệt thay đổi là 0,1 - 10C trong cùng các thành phần cố định.
Bảng 2.4. Minh họa chạy gradient nhiệt độ và nồng độ Mg2+
Nồng
Nhiệt độ gắn mồi
độ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Mg2+
1.5mM
54.1 54.2 54.5 55.0 55.7 56.4 57.2 57.9 58.6 59.2 59.6 59.8
2.0mM
54.1 54.2 54.5 55.0 55.7 56.4 57.2 57.9 58.6 59.2 59.6 59.8
2.5mM
54.1 54.2 54.5 55.0 55.7 56.4 57.2 57.9 58.6 59.2 59.6 59.8
3.0mM
54.1 54.2 54.5 55.0 55.7 56.4 57.2 57.9 58.6 59.2 59.6 59.8
3.5mM
54.1 54.2 54.5 55.0 55.7 56.4 57.2 57.9 58.6 59.2 59.6 59.8
4.0mM
54.1 54.2 54.5 55.0 55.7 56.4 57.2 57.9 58.6 59.2 59.6 59.8
+ Tối ưu chu kỳ nhiệt: Chu kỳ nhiệt được thay đổi từ 20 đến 40 chu kỳ với
bước thay đổi là 5 chu kỳ trong cùng điều kiện phản ứng khác
Mỗi lần tối ưu 1 thành phần, kết quả của sản phẩm PCR2 của mỗi lần tối ưu được
điện di và so sánh với nhau. Kết quả nào cho băng rõ nét nhất sẽ được chọn.
2.3.5.19. Xây dựng chứng chuẩn của phản ứng PCR
Chứng chuẩn dương để xác định nấm bằng kỹ thuật nested-PCR được
sử dụng là ADN của chủng nấm C. neoformans chuẩn ATCC® 90113.
63
Chứng chuẩn âm là ADN của dịch não tủy bệnh nhân không nhiễm C.
neoformans đã được chẩn đoán bằng nuôi cấy và thử nghiệm âm tính bằng một bộ
sinh phẩm PCR xác định C. neoformans đã được thương mại hóa trên thị trường.
2.3.5.20. Kiểm tra ngưỡng phát hiện
Các dịch treo có nồng độ từ 10 đến 106 CFU/ml đươ ̣c tách ADN theo cùng 1
phương pháp rồi chạy PCR trong những điều kiện như nhau. ADN cũng pha
thành các nồng độ 1000pg/ul, 100pg/ul, 10pg/ul và 1pg/ul để kiểm tra ngưỡng
phát hiện. Ngưỡng phát hiện được xác định là ngưỡng có nồng độ ADN khuôn
thấp nhất sau khi thực hiện phản ứng PCR, 100% mẫu có kết quả dương tính.
2.4. Phương pháp kiểm soát nhiễu và sai số trong nghiên cứu
Thực hiện xây dựng các SOP hướng dẫn cụ thể, tuân thủ theo các SOP
đã được xây dựng. Hồ sơ biểu mẫu được ghi chép đầy đủ, nhập số liệu 2 lần
bởi hai người độc lập.
2.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
Phân tích số liệu dựa trên các phần mềm chuyên biệt cho sinh học phân
tử như Blast và ClustalX để xác định tính đặc hiệu của bộ mồi.
- Kỹ thuật phân tích các trình tự ADN các công cụ tin sinh học như
BioEdit, Mega 7.0.9.
- Kỹ thuật so sánh trình tự gen thu được với trình tự trên ngân hàng gen
sử dụng công cụ https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi;
Các số liệu định tính được thu thập qua hình ảnh nuôi cấy, hình ảnh
PCR, tính tỷ lệ dương tính, để xác định nồng độ của các chất tham gia phản
ứng: Mg2+, mồi, ADN khuôn; ngưỡng phát hiện của phản ứng, chu trình nhiệt
của phản ứng: Nhiệt độ bám mồi, số chu kỳ nhiệt....
- Các số liệu được ghi chép, mã hóa và xử lý bằng phần mềm y xã hội học
SPSS 20.0.
64
- Số liệu được phân tích căn cứ vào số chỉ số: độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị tiên
đoán dương, giá trị tiên đoán âm, chỉ số phù hợp tiên đoán (Kappa)...
- Cách tính độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các nền mẫu khác
nhau như sau [78, 89, 90]:
+ Độ nhạy và độ đặc hiệu lâm sàng (trong xét nghiệm chẩn đoán): Độ nhạy và
độ đặc hiệu lâm sàng của phương pháp được tính toán trên các mẫu chuẩn
dương, chuẩn âm, giả định theo các định nghĩa nêu tại mục 2.6.2
- Độ nhạy: Độ nhạy của một xét nghiệm chẩn đoán được là tỷ lệ dương
tính thật có kết quả xét nghiệm dương tính và được xác định theo công thức sau:
Trong đó: Pse là độ nhạy; TP: số lượng mẫu dương tính thật (true positive);
FN: số lượng mẫu âm tính giả (false negative)
- Độ đặc hiệu: Độ đặc hiệu của một xét nghiệm chẩn đoán được định
nghĩa là tỷ lệ âm tính thật có kết quả xét nghiệm âm tính và được tính theo
công thức sau:
Trong đó: P là đặc hiệu; TN: số lượng mẫu âm tính thật (true negative); FP:
số lượng mẫu dương tính giả (false poisitive)
Giá trị tiên đoán dương: Giá trị tiên đoán dương được định nghĩa là tỷ
lệ có kết quả xét nghiệm dương tính thật sự dương tính và được tính theo
công thức sau:
Trong đó: PPV: giá trị tiên đoán dương; TP: số lượng dương tính thật (true
65
positive); FP: số lượng dương tính giả (false positive)
Giá trị tiên đoán âm (negative predictive value - NPV) được định nghĩa
là tỷ lệ có kết quả xét nghiệm âm tính thật sự âm tính và được tính theo công
thức sau:
- Cách tính chỉ số phù hợp chẩn đoán giữa 2 phương pháp:
Nested-PCR Phương pháp xét nghiệm khác Tổng
(+) (-)
a (dương tính thật) c (dương tính giả) a+c (+)
b (âm tính giả) d (âm tính thật) b+d (-)
Po−Pe
a+b c+d N=a+b+c+d Tổng
1−Pe
𝑎+𝑑
Chỉ số Kappa (K): K=
𝑁
𝑃𝑒(+)+𝑃𝑒(−)
(c+d)x (b+d)
(a+b)x (a+c)
Po=
𝑁
N
N
Pe= ; Pe(-)= ; P(e+)=
Trong đó:
K : là chỉ số tương đồng Kappa giữa 2 phương pháp xét nghiệm.
Po: là tỉ lệ 2 phương pháp xét nghiệm cho kết quả giống nhau (cùng âm hoặc
cùng dương).
Pe: là tỉ lệ phù hợp mong muốn
N: là tổng số mẫu nghiên cứu
Độ mạnh của K:
0 – 0,4: yếu ; 0,41 – 0,6: trung bình; 0,61 – 0,8: tốt ; 0,81 – 1: rất tốt (hoàn
toàn thống nhất)
66
2.6. Đạo đức trong nghiên cứu
Nghiên cứu này tuân thủ các quy định về đạo đức nghiên cứu y học. Đề
cương nghiên cứu đã được thông qua hội đồng y đức của Học viên Quân Y và
Viện Sốt rét – Ký sinh trùng – Côn trùng Trung ương.
2.7. Nhiễm sai số và cách hạn chế
Nấm C. neoformans là loài nấm có thể tồn tại ở nhiều môi trường khác
nhau, thậm chí cả trong không khí, bụi và môi trường xung quanh chúng ta,
nên rất dễ tạp nhiễm gây sai số trong quá trình tạp nhiễm. Do đó quá trình
nghiên cứu chẩn đoán được thực hiện trong phòng xét nghiệm vi ký sinh của
các Học viện quân Y, Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương, Bệnh viện Phạm
Ngọc Thạch, Bệnh viện Chợ Rẫy là những phòng xét nghiệm đã đạt tiêu chuẩn
an toàn sinh học cấp II. Các phòng xét nghiệm nuôi cấy, xử lý mẫu được xây
dựng theo nguyên lý một chiều phân biệt khu vực sạch và khu vực bẩn để hạn
chế sự tạp nhiễm tới mức tối thiểu.
Đây là một nghiên cứu mà hoạt động thu thập mẫu và xét nghiệm đánh
giá sau khi xây dựng bộ sinh phẩm được tiến hành tại nhiều địa điểm khác
nhau với số lượng cán bộ tham gia lớn, để đảm bảo chất lượng, hạn chế sai số
trước khi tiến hành nghiên cứu đề tài đã xây dựng đề cương nghiên cứu chi tiết,
đưa ra các quy trình thu thập mẫu và tiến hành các xét nghiệm rõ ràng. Các cán
bộ tham gia nghiên cứu từ các địa điểm tham gia nghiên cứu được tập huấn dựa
trên quy trình chuẩn đã được đưa ra nhằm đảm bảo ở tất cả các điểm nghiên
cứu mọi hoạt động của đề tài đều được tiến hành đồng nhất, hạn chế sai sót do
sử dụng các phương pháp nghiên cứu khác nhau một cách tối đa.
Theo tổng kết của các nhà nhiên cứu về quản lý chất lượng xét nghiệm
80% các sai sót có liên quan trực tiếp đến quá trình nhập và xử lý số liệu trước
và sau xét nghiệm. Để hạn chế thấp nhất sai số này, các số liệu của nghiên cứu
trong suốt quá trình được hai người nhập độc lập trên cùng một biểu mẫu thống
67
nhất, sau đó có sự so sánh làm sạch để thống nhất số lượng trong quá trình
phân tích, xử lý số liệu.
Tuy không thể loại bỏ hoàn toàn các sai số, đề tài đã áp dụng một số biện
pháp cơ bản nhất để có thể giảm sai số xuống mức tối thiểu, để đảm bảo có một
nghiên cứu có tính chính xác cao.
2.8. Hạn chế của đề tài
Số lượng bệnh nhân viêm màng não do nấm C. neoformans khá ít nên
cũng sẽ ảnh hưởng đến việc đánh giá độ nhạy và độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm
tạo ra.
68
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Kết quả xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm nested-
PCR chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans
3.1.1. Kết quả giám định loài vi nấm Cryptococcus neoformans để sử dụng
cho nghiên cứu
Thu thập 270 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân có triệu chứng lâm sàng
viêm màng não tại 04 bệnh viện: Bệnh viện (BV) Quân y 103, Bệnh viện
Phạm Ngọc Thạch, Bệnh viện Bệnhnhiệt đới Trung ương, Bệnh viện Chợ Rẫy
từ năm 2013 – 2015 để phục vụ cho nghiên cứu xây dựng quy trình chế tạo bộ
sinh phẩm nested-PCR. Tất cả 270 mẫu được nuôi cấy để phân lập nấm
C.neoformans trên môi trường Sabouraud.
Kết quả cho thấy, có 51 mẫu nuôi cấy dương tính với nấm men và có
hình thái phù hợp với C. neoformans (Bảng 3.1).
Bảng 3.1. Kết quả thu thập và phân lập nấm C. neoformans
TT Địa điểm thu Số mẫu Mẫu nuôi cấy Mẫu lựa chọn để
thập mẫu DTN (+) với xây dựng quy
C.neoformans trình nested - PCR
1 BV Phạm Ngọc 148 14 4
Thạch
2 Bệnh viện Quân 3 3 3
y 103
3 BV Bệnh Nhiệt 20 20
đới Trung ương
4 BV Chợ Rẫy 99 14
Tổng cộng 270 51 7
69
Kết quả ở bảng 3.1 cho thấy trong tổng số 270 mẫu dịch não tủy thu
thập từ bệnh nhân viêm màng não có 51 bệnh nhân viêm màng não do nấm C.
neoformans chiếm tỷ lệ 18,89%.
Hình 3.1. Mẫu nấm C. neoformans thu thập tại thực địa Việt Nam
Toàn bộ 51 mẫu nấm dương tính tiếp tục được định danh bằng kỹ thuật
PCR-RFLP theo phương pháp mô tả bởi Mirhendi và cs (2006). Kết quả cho
thấy, toàn bộ 51/51 mẫu có kích thước sản phẩm PCR và cắt giới hạn phù hợp
với C. neoformansnhư mô tả của Mirhendi và cs (Hình 3.2 và Hình 3.3).
Hình 3.2. Sản phẩm PCR với cặp mồi ITS1, ITS4 của một số mẫu nấm
C. neoformans
Trong hình, giếng số 1 là chứng âm, giếng số 5 là thang ADN chuẩn
100bp, còn lại từ giếng số 1 đến giếng số 11 lần lượt là sản phẩm PCR của các
mẫu nấm có ký hiệu N57, N61, N420, N426, N427, N432, N453, N458, N471.
70
Hình 3.3. Kích thước các mảnh cắt giới hạn sản phẩm PCR bằng enzyme
MspI của một số mẫu nấm C. neoformans
Trong hình, giếng số 1 là đối chứng dương (nấm C. tropicalis), giếng
số 8 là thang ADN chuẩn kích thước 100 bp, các từ giếng số 2 đến 7 và giếng
số 9 đến 11 lần lượt là sản phẩm cắt giới hạn của các mẫu nấm có ký hiệu
N57, N61, N420, N426, N427, N432, N453, N458, N471.
Kết quả giải trình tự và so sánh trình tự ngẫu nhiên 1 số mẫu cũng cho
kết quả là C. neoformans. Trình tự của 06 mẫu đại diện đã được đăng ký trên
ngân hàng gen ncbi.nlm.nih.gov với các mã số như trong bảng 3.2 dưới đây:
Bảng 3.2. Tỷ lệ tương đồng nucleotide của 06 mẫu trong nghiên cứu với các
trình tự tham chiếu trên ngân hàng gen
Mã số trên Trình tự Tỷ lệ tương Tên mẫu Loài nấm genbank tham chiếu đồng
N420 MF593934.1 CP025718.1 C. neoformans 100%
N426 MF593935.1 CP025718.1 C. neoformans 100%
N458 MH203395.1 KM085009.1 C. neoformans 100%
N460 MH203396.1 CP025718.1 C. neoformans 99,91%
N461 MH203397.1 JN939455.1 C. neoformans 100%
N591 MF593936.1 KM085009.1 C. neoformans 99,91%
71
Bảng 3.2 cho thấy, các chủng C. neoformans phân lập ở Việt Nam
được đăng ký trên ngân hàng gen có tỷ lệ tương đồng cao với nucleotide trình
tự tham chiếu (> 99%).
Dựa trên kết quả định loại, 07 mẫu được lựa chọn để xác định các điều
kiện của kỹ thuật nested-PCR phát hiện C. neoformans.
3.1.2. Kết quả thiết kế/lựa chọn mồi cho kỹ thuật nested-PCR chẩn đoán
nhiễm nấm C. neoformans
3.1.2.1. Kết quả lựa chọn trình tự cặp mồi cho phản ứng nested PCR
Chúng tôi thống kê các bài báo trong và ngoài nước áp dụng kỹ thuật
PCR để nghiên cứu định loại nấm C. neoformans từ năm 1990 đến 2014, là
thời điểm bắt đầu tiến hành nghiên cứu.
Bảng 3.3. Các phương pháp sinh học phân tử được áp dụng
để định loại nấm C. neoformans 1990 - 2014
STT Tác giả Gen đích Năm Phương pháp
Mitchell và cs ITS rRNA 1994 PCR 1
Rappelli và cs ITS rRNA 1998 Nested - PCR 2
Mirhend ITS + 5,6S RNA 2001 PCR-RFLP 3
Bialek và cs 18S rDNA 2002 Nested PCR + qPCR 4
Guizenluo và cs LAC1, CAP64 2002 Multiplex PCR 5
M. McClelland URA5, ADE2 2002 PCR 6
Meyer và cs URA5 2003 PCR-RFLP 7
Takahashi và cs ITS rRNA 2003 Nested PCR 8
Paschoal và cs ITS + 5,6S RNA 2004 PCR 9
10 Hafner và cs Microsatellitle 2005 PCR finger printing
Shahindokht ITS rRNA 2006 Semi nested PCR 11
Enache-A và cs CAP59 2007 AFLP 12
Levy và cs 18S/28S rRNA 2008 real-time PCR 13
72
Leal và cs JEC21 2008 Multiplex PCR 14
Capoor và cs Microsatellitle 2008 RADP PCR 15
16 Vincent Veron ITS rRNA 2009 Real-time PCR
17 Saha và cs 18S rRNA 2009 PCR
18 Martins JEC21 2010 Real-time PCR
19 Qishui và cs VAD1 2012 Real-time PCR
20 Reinwald và cs 18S rRNA 2013 Nested PCR
Sau khi xem xét, so sánh đánh giá lựa chọn giữa các cặp mồi đã được
các tác giả trên nghiên cứu, chúng tôi quyết định lựa chọn 02 cặp mồi cho phản
ứng nested – PCR như sau:
Cặp mồi cho phản ứng PCR1 theo Mitchell TG và CS, 1994; SH
Mirhendi và CS, 2001:
ITS1 F: 5’-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G-3’ -
ITS4 R:5’-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3’ -
Khuếch đại đoạn gen có kích thước 555-556 bp đặc trưng cho nấmC.
neoformans
Cặp mồi cho phản ứng PCR 2 theo Guizhen Luo và CS, 2002:
- CN4 F: 3’-ATC ACC TTC CCA CTA ACA CAT T-5’
- CN5 R: 3’-GAA GGG CAT GCC TGT TTG AGA G-5’
Khuếch đại đoạn ADN có kích thước 135-136 bp nằm trong đoạn giao
gen ITS1-ITS2.
Hình 3.4. Minh họa đoạn gen khuếch đại với 02 cặp mồi được lựa chọn
73
Lựa chọn được cặp mồi ITS1 và ITS4 cho phản ứng PCR1, cặp mồi CN4,
CN5 nằm trong đoạn ITS cho phản ứng PCR2.
Kết quả đánh giá chất lượng của cặp mồi so với tiêu chuẩn:
Bảng 3.4. Đánh giá chất lượng của mồi so với tiêu chuẩn
Các chỉ Yêu cầu Mồi Mồi Mồi Mồi Đánh giá
ITS1 ITS4 CN4 CN5 tiêu chất
lượng
Chiều dài 18-24 nu 19 20 22 22 Đạt
Tỷ lệ CG 35-65% 63,16 40,00 40,91 54,55 Đạt
Tm < 650C 61,4 56,6 59,1 63,2 Đạt
Cặp mồi không 4,8 4,1 Đạt
chênh nhau > 50C
Kết quả bảng 3.4 cho thấy các chỉ tiêu kỹ thuật của mồi ITS1, ITS4 cho
PCR1; CN4, CN5 cho PCR2 đạt tiêu chuẩn chất lượng theo yêu cầu lựa chọn
cặp mồi cho phản ứng PCR lồng.
3.1.2.2. Kết quả đánh giá tính đặc hiệu của mồi
- Kết quả khảo sát tính đặc hiệu của mồi bằng lý thuyết
74
Hình 3.5. Kết quả khảo sát tính đặc hiệu của cặp mồi ITS1-ITS4 bằng phần
mềm Primer Blast
So sánh trình tự mồi của từng cặp mồi với trình tự gen của nấm
C.neoformans bằng phần mềm Primer-Blast. Kết quả ở hình 3.5 chỉ ra cặp
mồi ITS1, ITS4 của phản ứng PCR1 hoản toàn tương thích với trình tự gen
của loài nấm C. neoformans với kích thước sản phẩm PCR ước tính là 555 bp.
75
Hình 3.6. Kết quả khảo sát tính đặc hiệu của cặp mồi CN4-CN5 bằng phần
mềm Primer Blast
Kết quả hình 3.6 khảo sát tính đặc hiệu của cặp mồi CN4 và CN5 bằng
phần mềm Primer Blast cũng thể hiện tính tương thích 100% và độ dài sản
phẩm PCR dự kiến là 135bp.
- Kết quả khảo sát tính đặc hiệu của bộ mồi bằng thực nghiệm
+ Kết quả thực nghiệm giải trình tự
Tiến hành phản ứng PCR bằng cặp mồi đã lựa chọn với ADN của mẫu
chủng chuẩn C. neoformans ATCC® 90113. Sau đó giải trình tự sản phẩm
PCR rồi so sánh kết quả giải trình tự với các trình tự chuẩn đã được công bố
trên GeneBank thông qua phần mềm ClustalX. Sử dụng chương trình Blast
trên NCBI để tìm kiếm trình tự tương đồng với đoạn trình tự đã giải. Kết quả
cho thấy đoạn ADN được khuếch đại bằng cặp mồi lựa chọn có độ tương
76
đồng 99% đến 100% so với các trình tự của C. neoformans được lưu giữ trên
ngân hàng gen. (Hình 3.7)
Hình 3.7. So sánh trình tự ADN nấm chuẩn được khuếch đại bởi cặp mồi
ITS1, ITS4 và các trình tự C. neoformans trên ngân hàng gen
77
+ Kết quả thực nghiệm trên các nền mẫu khác nhau
Bảng 3.5. Đánh giá tính đặc hiệu của cặp mồi trên các nền mẫu khác nhau
TT ADN thử nghiệm Băng có kích thước
Khoảng 135 bp
Chủng chuẩn C. neoformansATCC® 90113 1 +
Vn_N17 2 +
Vn_N41 3 +
Vn_N57 4 +
Vn_N58 5 +
Vn_N61 6 +
Vn_N117 7 +
Vn_N132 8 +
C. albicans 9 -
C. tropicalis 10 -
C. krusei 11 -
C. parapsilosis 12 -
C. glabrata 13 -
Neisseria meningitidis 14 -
Haemophilus influenzae 15 -
Streptococcus pneumoniae 16 -
Escherichia coli 17 -
Streptococcus suis 18 -
Staphylococcus aureus 19 -
Acinetobacter baumannii 20 -
Pseudomonas aeruginosa 21 -
78
Qua bảng 3.5 nhận thấy cặp mồi được lựa chọn có tính đặc hiệu cao với
C. neoformans; Không bắt chéo với các loài vi nấm, vi khuẩn khác.
Như vậy khi khảo sát tính đặc hiệu của cặp mồi ITS1, ITS4; cặp mồi
CN4, CN5 cả trên lý thuyết và thực nghiệm nhận thấy 02 cặp mồi được lựa
chọn có độ đặc hiệu cao, chỉ nhân ADN của nấm C. neoformans mà không
nhân ADN của vi nấm, vi khuẩn,...khác.
3.1.3. Kết quả xác định các điều kiện cho kỹ thuật nested-PCR chẩn đoán
nhiễm nấm C. neoformans
Trước khi chuẩn hóa các điều kiện của phản ứng PCR trên các mẫu
chuẩn cần tạo các dãy (panel) chứng chuẩn dương và chứng chuẩn âm.
Dịch treo nấm có nồng độ 0,5 Marfaland được tách chiết ADN và đo
nồng độ.
Bảng 3.6. Nồng độ AND thu được từ chủng chuẩn C. neoformans
Mẫu nấm Nồng độ ADN (ng/µl) OD(260/280)
C. neoformans ống 1 11,08 2,03
C. neoformans ống 2 10,53 1,98
C. neoformans ống 3 11,20 1,88
C. neoformans ống 4 12,04 1,95
C. neoformans ống 5 11,01 2,01
Trung bình 11,12 1,97
Qua bảng 3.6 cho thấy nồng độ trung bình ADN của mẫu chuẩn là
11,12 ng/µl, độ tinh sạch là 1,97. Như vậy quá trình tách chiết ADN đạt độ
tinh khiết cần thiết.
3.1.3.1. Kết quả tạo panel chuẩn dương
Từ nồng ADN nấm chuẩn ban đầu, lấy 1 thể tích nhất định pha loãng
với nước khử ion theo bậc thang 2 (5 lần), bậc thang 5 (3 lần) và bậc thang 10
(4 lần) để thu được các dung dịch chuẩn dương như bảng 3.7.
79
Bảng 3.7. Kết quả tạo panel chuẩn dương nấm C. neoformans
TT Cdd đầu (ng/µl) Vdd (µl) VH20 (µl) Cdd sau (ng/µl) MS panel
11,12 50 50 5,6 Cr1a 1
11,12 20 180 1,112 Cr2a 2
1,112 20 180 0,1112 Cr3a 3
0,1112 40 160 0,02224 Cr4a 4
0,02224 40 160 0,01112 Cr5a 5
0,01112 40 160 0.002224 Cr6a 6
0.002224 100 100 0,001112 Cr7a 7
0,001112 100 100 0,000556 Cr8a 8
0,000556 100 100 0,000278 Cr9a 9
10 0,000278 100 100 0,000139 Cr10a
11 0,001112 20 180 0,0001112 Cr11a
12 0,0001112 20 180 0,00001112 Cr12a
Hình 3.8. Kết quả PCR theo panel nồng độ
Giếng 1: Chứng âm; Giếng 2: chứng dương
Giếng 3 - giếng 7: Nồng độ ADN từ 11,12 đến 0,01112ng
80
Giếng 8: Thang chuẩn 50 bp
Giếng 9- giếng 13: Nồng độ ADN từ 0,001112đến 0,0001112 ng
3.1.3.2. Kết quả tạo dãy chứng chuẩn âm
Chứng chuẩn âm là dung dịch chứa ADN của người và của vi khuẩn,
virus hoặc các vi nấm khác không phải là C.neoformans. Nồng độ ADN trong
các dung dịch dao động từ 50 pg/µl đến 20 µg/µl.
Bảng 3.8. Danh mục chứng chuẩn âm
TT AND vi khuẩn, vi Ký hiệu Số tube Thể tích mỗi
tube (µl) nấm, người
1 C. albicans VK1 10 30
2 C. tropicalis VK2 10 30
3 C. krusei VK3 10 30
4 C. parapsilosis VK4 10 30
5 C. glabrata VK5 10 30
6 N. meningitidis VK6 10 30
7 H. influenzae VK7 10 30
8 S. pneumoniae VK8 10 30
9 E. coli VK9 10 30
10 S. suis VK10 10 30
11 S. aureus VK11 10 30
12 A. baumannii VK12 10 30
13 P. aeruginosa VK13 10 30
Kết quả bảng 3.8 cho thấy đã tạo ra 13 mẫu chứng chuẩn âm với tổng
số 130 tube, mỗi tube chứa 30 µl ADN.
3.1.3.3. Kết quả xác định các điều kiện cho phản ứng PCR1
Kết quả tối ưu các điều kiện của phản ứng PCR1 phát hiện nấm
C.neoformans với mẫu thực nghiệm là chủng C. neoformans chuẩn.
81
Thực nghiệm phản ứng PCR1 nhân gen của nấm C. neoformans theo quy
trình của SH Mirhendi và cs (2001) với tổng thể tích 50 µl và số chu kỳ là 30
chu kỳ. Nhận thấy theo các nghiên cứu của các tác giả SH Mirhendi và cs
(2001) sản phẩm của phản ứng PCR1 sau khi khuếch đại sẽ tiến hành phản
ứng cắt bằng enzym giới hạn, do đó yêu cầu số lượng sản phẩm của phản ứng
PCR phải lớn. Trong nghiên cứu của chúng tôi sau phản ứng PCR lần 1, sẽ
tiến hành khuếch đại bằng phản ứng PCR lần 2, nên lượng sản phẩm ADN lần
1 không cần quá nhiều, chúng tôi thực nghiệm giảm tổng thể tích phản ứng
xuống 25µl và số chu kỳ xuống 20 và 25 chu kỳ để so sánh.
Kết quả so sánh sự thay đổi này được thể hiện ở bảng 3.9.
Bảng 3.9. Kết quả so sánh phản ứng PCR1 với các điều kiện khác nhau
TT Thể tích và chu kỳ phản ứng Số mẫu thực Số mẫu
nghiệm dương tính
Tổng thể tích 50 µl; 30 chu kỳ 30 30 1
Tổng thể tích 50 µl; 25 chu kỳ 30 30 2
Tổng thể tích 50 µl; 20 chu kỳ 30 30 3
Tổng thể tích 25 µl; 30 chu kỳ 30 30 4
Tổng thể tích 25 µl; 25 chu kỳ 30 30 5
Tổng thể tích 25 µl; 20 chu kỳ 30 28 6
Tổng thể tích 20 µl; 30 chu kỳ 30 29 7
Tổng thể tích 20 µl; 25 chu kỳ 30 28 8
Tổng thể tích 20 µl; 20 chu kỳ 26 30
9 Qua kết quả ở bảng 3.9 chúng tôi lựa chọn quy trình kỹ thuật cho phản
ứng PCR1 với tổng thể tích phản ứng là 25 µl và 25 chu kỳ nhiệt.
82
Bảng 3.10. Kết quả chuẩn hóa từng thành phần phản ứng cho PCR1
TT Thành phần Nồng độ, hàm lượng Thể tích sử dụng
cuối cùng cho 1 phản ứng (µl)
1 Nước khử ion Vừa đủ tới 25 µl 8,5
2 Master Mix 2 X có chứa 1X 12,5
MgCl2 nồng độ 4 mM
3 Mồi xuôi PCR1 0,02 µM 1
4 Mồi ngược PCR1 0,02 µM 1
5 ADN khuôn 100pg – 100ng/25µl 2
Tổng 25
Bảng 3.11. Kết quả chu trình nhiệt của phản ứng PCR1
Bước phản ứng Nhiệt độ 0C Thời gian Số chu kỳ
Tách sợi ban đầu 94 5 phút 01
Tách sợi 94 40 giây
Bám mồi 56 40 giây 25
Kéo dài mồi 72 40 giây
ổn định mồi 72 7 phút 01
Kết quả của phản ứng PCR1, theo điều kiện tại bảng 3.10 và 3.11 được
thể hiện ở hình 3.9.
83
Hình 3.9. Kết quả phản ứng PCR1 tiến hành theo quy trình tự xây dựng
Giếng 1, 2, 3, 4, 8, 9, 10: Mẫu nhiễm nấm C. neoformans
Giếng 5: Thang chuẩn 50 bp
Giếng 6: Chứng âm
Giếng 7: Chứng dương – chủng chuẩn ATCC®90113 C. neoformans
3.1.3.4. Kết quả xác định các điều kiện cho phản ứng PCR2
Khi thực nghiệm phản ứng PCR lần 2 theo quy trình chuẩn của phản
ứng PCR để sản phẩm băng ADN có kích thước từ 100 đến 600 bp với lượng
ADN khuôn ban đầu đưa vào thực nghiệm là 1 ng/1 phản ứng thì kết quả sản
phẩm PCR có các băng dày, đậm. Điều này chứng tỏ lượng ADN khuôn đưa
vào có thể quá lớn. Do đó chúng tôi tiến hành thực nghiệm phản ứng PCR giữ
nguyên các thành phần phản ứng khác, nhưng pha loãng sản phẩm PCR1 theo
tỷ lệ 1:10 từ 1 ng (1000 pg) giảm xuống 100 pg, 10 gp và 1pg để thử nghiệm.
Kết quả được thể hiện ở bảng 3.12.
84
Bảng 3.12. Kết quả lựa chọn nồng độ ADN khuôn cho phản ứng PCR2
STT Nồng độ Số lần Sản phẩm PCR – 135 bp Chất lượng
mẫu thử lặp lại băng Có băng Không có băng
nghiệm ADN đúng ADN đúng kích
kích thước thước
1 15 3 1 pg 12 Mảnh, mờ
2 15 12 10 pg 3 Mảnh, mờ
3 15 15 100 pg 0 Băng rõ
4 15 15 1000 pg 0 Băng đậm, nhòe
Qua bảng 3.12 nhận thấy có thể lựa chọn ADN khuôn cho phản ứng
khoảng nồng độ 100 pg (0,1ng) là kết quả phù hợp.
- Kết quả chuẩn hóa nồng độ Mg2+
Thực nghiệm phản ứng PCR2 với 08 mẫu (01 mẫu chuẩn mã ATCC
90113 và 07 chủng C. neoformans phân lập ở Việt Nam) ở 6 nồng độ Mg2+
khác nhau, kết quả được thể hiện ở bảng 3.13
Bảng 3.13. Kết quả thử nghiệm nồng độ Mg2+ trong phản ứng PCR2
TT Nồng độ Số lượng mẫu lên băng 135bp với nồng độ Mg2+ khác
ADN khuôn nhau (mM)
1,0 1,5 2,5 3,0 3,5 2,0
1 1 pg 0/8 6/8 7/8 7/8 7/8 7/8
2 10 pg 1/8 6/8 7/8 7/8 6/8 8/8
3 100 pg 1/8 7/8 7/8 6/8 8/8 8/8
4 1000 pg 1/8 7/8 7/8 6/8 6/8 8/8
85
Kết quả bảng 3.13 cho thấy ở Mg2+ nồng độ 2,0 mM và nồng độ ADN
≥ 10 pg thì tất cả mẫu xét nghiệm đều có sản phẩm PCR.
Hình 3.10. Sản phẩm PCR theo nồng độ Mg2+
Giếng 1: Mg2+: 3,5 mM; Giếng 2: Mg2+: 3,0 mM
Giếng 3: Mg2+: 2,5 mM Giếng 4: Mg2+: 2,0 mM
Giếng 5: Mg2+: 1,5 mM Giếng 2: Mg2+: 1,0 mM
Giếng 7: Chứng âm Giếng 8: Thang chuẩn 100 bp
Nhận thấy ở hình 3.10 khi điện di sản phẩm PCR của 6 nồng độ Mg2+
khác nhau, kết quả cho thấy sản phẩm PCR ở nồng độ 2,0 mM có băng thanh
mảnh, rõ nét và đẹp nhất.
Qua kết quả phân tích trên bảng 3.13 và hình 3.10 lựa chọn nồng độ
Mg2+, để tiến hành phản ứng PCR là 2,0 mM.
- Kết quả chuẩn hóa chu trình nhiệt của phản ứng PCR 2
+ Chuẩn hóa nhiệt độ bám mồi
Tiến hành chạy Gradien nhiệt bám mồi từ 52 đến 580C.
86
Hình 3.11. Phản ứng PCR theo gradien
a. Lựa chọn nhiệt độ bám mồi;
b,c. Sản phẩm PCR2 ở các nồng độ Mg2+ khác nhau
Qua hình 3.11 nhận thấy sản phẩm PCR có băng rõ nét nhất ở nhiệt độ
570C – 580C. Lựa chọn nhiệt độ bám mồi là 570C.
+ Chuẩn hóa thời gian kéo dài mồi và số chu kỳ của phản ứng
Điều chỉnh thời gian kéo dài mồi ở phản ứng PCR2 lên 45 giây nhận
thấy sản phẩm PCR có băng rõ nét hơn nhiều so với thời gian kéo dài mồi là
30 giây như thông thường. Hình 3.12.
Hình 3.12. Kết quả PCR theo thời gian kéo dài mồi
Giếng 1: Sản phẩm PCR khi thời gian kéo dài mồi là 45 giây
Giếng 2: Sản phẩm PCR khi thời gian kéo dài mồi là 30 giây
Giếng (-): Chứng âm
Giếng M: Thang chuẩn 100 bp
87
Giảm số chu kỳ PCR xuống 25 chu kỳ và so sánh với 40 chu kỳ nhận thấy với
số chu kỳ 25 đã có các băng PCR sắc nét đảm bảo nhận biết được kết quả PCR.
Hình 3.13. Kết quả PCR theo số chu kỳ phản ứng
Giếng 1: Sản phẩm PCR khi tiến hành 40 chu kỳ
Giếng 2: Sản phẩm PCR khi tiến hành 25 chu kỳ;
Giếng (-): Chứng âm
Giếng (M): Thang chuẩn 100 bp
Phản ứng PCR2 được lặp lại nhiều lần đều cho kết quả dương tính rõ,
ổn định và không còn băng phụ ở nhiệt độ gắn mồi là 57oC và nồng độ Mg2+
là 2,0mM số chu kỳ nhiệt là 25.
Bảng 3.14. Điều kiện của phản ứng PCR2 với cặp mồi CN4 và CN5
TT Hóa chất tham gia phản ứng Nồng độ cuối cùng Thể tích (µl)
Nước khử ion Vừa đủ đến 25 10,5 1
Master mix 2X 1X 12,5 2
Có MgCl2 nồng độ 4 mM
Mồi CrN410µM 0,2µM 0,5 3
Mồi CrN510µM 0,2µM 0,5 4
ADN khuôn sản phẩm PCR1 100pg 1,0 5
Tổng 25
88
Bảng 3.15. Chu trình nhiệt của phản ứng PCR2
Bước phản ứng Nhiệt độ 0C Thời gian Số chu kỳ
Tách sợi ban đầu 95 5 phút 01
Tách sợi 95 30 giây
Bám mồi 57 30 giây 25
Kéo dài mồi 72 45 giây
ổn định mồi 72 15 phút 01
Bảo quản sản phẩm PCR 4 ∞ 01
3.1.3.5. Xác định ngưỡng phát hiện và tính đặc hiệu của kỹ thuật nested-PCR
- Đánh giá ngưỡng phát hiện
Sử dụng ADN của chủng C. neoformans chuẩn pha loãng đến nồng độ
1 ng/µl làm dung dịch chuẩn, sau đó pha loãng tiếp theo thang 2, 5 và 10 tạo
các dung dịch có nồng độ giảm dần. Các dung dịch thu được sẽ được tiến
hành chạy PCR1 và PCR2 trong những điều kiện như nhau sau đó điện di để
đánh giá ngưỡng phát hiện của kỹ thuật.
Hình 3.14. Kết quả PCR theo nồng độ ADN khuôn
89
Bảng 3.16. Thử nghiệm đánh giá ngưỡng phát hiện của kỹ thuật nested-PCR
STT Nồng độ ADN Tổng số lần xét Kết quả phản ứng PCR
ban đầu nghiệm Dương tính Âm tính
1 ng (1000 pg) 15 1 15 0
10-1 (100 pg) 15 2 15 0
10-2 (10 pg) 15 3 15 0
10-3 (1 pg) 15 4 8 7
10-4 (0,1 pg) 15 5 0 15
10-5 (0,01 pg) 15 6 0 15
Qua bảng 3.16 và hình 3.14 nhận thấy ở nồng độ 1pg 53,33% có sản
phẩm PCR; từ 0,1pg trở xuống không có sản phẩm PCR; từ 10-2 ng (10 pg)
trở lên 100% sản phẩm PCR xuất hiện băng 135bp. Như vậy ngưỡng phát
hiện của kỹ thuật nested -PCR chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans trong
dịch não tủy ở nghiên cứu này là 10pg/µl.
- Kết quả đánh giá kỹ thuật nested-PCR trên chủng nấm C. neoformans
thu thập từ mẫu lâm sàng tại Việt Nam
Tiến hành kỹ thuật nested – PCR với các điều kiện đã tối ưu với chủng
nấm chuẩn ATCC® 90113 và 7 mẫu dịch não tủy đã được xác định có C.
neoformans dương tính, có đặc điểm định loại hình thái điển hình. Kết quả xét
nghiệm được thể hiện ở bảng 3.17.
90
Bảng 3.17. Kết quả đánh giá kỹ thuật nested-PCR trên chủng nấm
C. neoformans thu thập từ mẫu lâm sàng tại Việt Nam
Hình thái Nested PCR TT Ký hiê ̣u mẫu Vị trí phân lập
1 ATCC® 90113 Chủng chuẩn, Mỹ Điển hình Băng đặc hiệu 135 bp
2 Vn_N17 Dịch não tủy Điển hình 135 bp
3 Vn_N41 Dịch não tủy Điển hình 135 bp
4 Vn_N57 Dịch não tủy Điển hình 135 bp
5 Vn_N58 Dịch não tủy Điển hình 135 bp
6 Vn_N61 Dịch não tủy Điển hình 135 bp
7 Vn_N117 Dịch não tủy Điển hình 135 bp
8 Vn_N132 Dịch não tủy Điển hình 135 bp
Bảng 3.17 nhận thấy sản phẩm PCR2 chạy với các điều kiện đã tối ưu
của kỹ thuật nested PCR, sau khi điện di đều có băng 135 bp đặc hiệu của nấm
C. neoformans.
Chọn 02 mẫu N117 và N132 để giải trình tự kiểm tra tính đặc hiệu của
sản phẩm trên ngân hàng gen.
91
a
b
Hình 3.15. Kết quả PCR2 các mẫu N117 và N132
a) Sản phẩm PCR2 các mẫu Vn_N117 và Vn_N132 b) Tỷ lê ̣ tương đồ ng củ a mẫu Vn_N117 vớ i ngân hàng gen
Mẫu N117 và N132 xuất hiê ̣n band đă ̣c hiê ̣u kích thướ c 135 bp, bằng kích thướ c củ a chủ ng chuẩn ATCC® 90113. Trình tự nucleotid củ a mẫu N117 có trình tự tương đồ ng 100% vớ i các mẫu KJ459921.1 và KJ371116.1 trên ngân hàng gen.
92
3.1.4. Kết quả chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm
C. neoformans
3.1.4.1. Kết quả chế tạo các ống hỗn dịch cho phản ứng PCR
- Chế tạo các ống hỗn dịch cho bộ kít dạng 1: Có 2 loại ống hỗn dịch ký
hiệu là MX1 và MX2 mỗi loại 2 ống
Ống hỗn hợp MX1: Ống hỗn dịch MX1 bao gồm các hóa chất cho
phản ứng PCR 1 với thành phần cụ thể trong bảng sau:
Bảng 3.18. Thành phần hóa chất của 02 ống dung dịch MX1
Tên nguyên liệu Cho 1 phản Thể tích thực tế 120
ứng (µl) phản ứng (µl)
Nước cất khử ion 1188 9,9
1500 Master mix 2X (MgCl2 4 mM) 12,5
Mồi ITS1 (10 pmol/ µl) 36 0,3
Mồi ITS4 (10 pmol/ µl) 36 0,3
2760 (mỗi ống 1380) Tổng 23
Ống hỗn dịch MX2: Ống hỗn dịch MX2 bao gồm các hóa chất thể tích
cụ thể như sau:
Bảng 3.19. Thành phần hóa chất của 02 ống dung dịch MX2
Tên nguyên liệu Cho 1 phản ứng Thể tích thực tế 120
phản ứng (µl) (µl)
Nước cất khử ion 1284 10,7
1500 Master mix 2X (MgCl2 4 mM) 12,5
Mồi CN4 (10 pmol/ µl) 48 0,4
Mồi CN5 (10 pmol/ µl) 48 0,4
Tổng 2880 (mỗi ống 1440) 24
93
- Chế tạo các ống hỗn dịch cho bộ kít dạng 2:
Có 4 ống mater mix: MC-CR1; MC-CR2, CR1 và CR2
Ống hỗn dịch MC-CR1: Ống hỗn hợp phản ứng PCR MC-CR1 bao
gồm các hóa chất với thể tích cụ thể theo bảng sau.
Bảng 3.20. Thành phần hóa chất cho ống dung dịch MC-CR1
Tên nguyên liệu Cho 1 phản Thể tích thực tế (µl)
ứng (µl)
Nước cất khử ion 4,2 504
12,5 1500 Master mix 2X (MgCl2 4 mM)
Mồi ITS1 (10 pmol/ µl) 0,3 36
Tổng 17 2040 (mỗi ống 1020)
Ống hỗn dịch MC-CR2: Ống hỗn hợp phản ứng PCR MC-CR2 bao
gồm các hóa chất với thể tích cụ thể theo bảng sau.
Bảng 3.21. Thành phần hóa chất cho ống dung dịch MC-CR2
Tên nguyên liệu Cho 1 phản ứng (µl) Thể tích thực tế (µl)
Nước cất siêu sạch 5,7 684
Mồi ITS4 (10pmol/ µl) 0,3 36
Tổng 6 720
Ống hỗn dịch CR1: Ống hỗn hợp phản ứng PCR CR1 bao gồm các
hóa chất với thể tích cụ thể theo bảng sau.
Bảng 3.22. Thành phần hóa chất của ống dung dịch CR1
Cho 1 phản ứng (µl) Thể tích thực tế (µl) Tên nguyên liệu
Nước cất khử ion 4,1 492
1500 Master mix 2X (MgCl2 4 mM) 12,5
Mồi CN4 (10 pmol/ µl) 0,4 48
Tổng 17 2040 (mỗi ống
1020)
94
Ống hỗn dịch CR2: Ống hỗn hợp phản ứng PCR CR2 bao gồm các
hóa chất với thể tích cụ thể theo bảng sau.
Bảng 3.23. Thành phần hóa chất của ống dung dịch CR2
Tên nguyên liệu Cho 1 phản ứng Thể tích thực tế
(µl) (µl)
Nước cất siêu sạch 792 6,6
Mồi CN5 (10pmol/ µl) 48 0,4
Tổng 840 7
3.1.4.2. Chuẩn bị chứng dương, chứng âm cho bộ kít
Chứng dương là ADN được tách chiết, từ chủng chuẩn ATCC®
90113 Chứng dương được đo nồng độ DNA và được điều chỉnh đến nồng
độ 0,5 ng/µl.
Chứng âm là các mẫu dịch não tủy đã được xác định không nhiễm nấm
C. neoformans.
Thể tích chứng dương và chứng âm là 200 µl chứa trong tube 2ml. Thể
tích này đủ cho 100 lần thử nghiệm với 100 phản ứng PCR của bộ kít.
3.1.4.3. Chuẩn bị thang chuẩn, loading buffer cho bộ kit
Thang chuẩn ADN 100 bp được chia vào các ống 2 ml mỗi ống 200
µl sử dụng 01 ống cho 1 bộ sinh phẩm. Loading buffer cũng được chuẩn bị
tương tự.
3.1.4.4. So sánh đánh giá sơ bộ 02 dạng đóng gói
Tiến hành đánh giá 02 dạng đóng gói bộ sinh phẩm ngay sau khi sản
xuất, sau 01 tuần và 01 tháng kết quả thể hiện ở bảng 3.24.
95
Bảng 3.24. Kết quả đánh giá hoạt động 02 dạng đóng gói
Stt Dạng đóng Thời gian Kết quả sau thử nghiệm
gói sau sản xuất Dạng kết quả Số lượng đúng/
tổng số
Sau khi sản Dương tính 20/20 1
xuất Âm tính 10/10 2
Sau SX Dương tính 22/20 3 Dạng 1 01 tuần Âm tính 8/10 4
Sau SX Dương tính 23 5
01 tháng Âm tính 7/10 6
Sau khi sản Dương tính 20/20 7
xuất Âm tính 10/10 8
Sau SX Dương tính 20/20 9 Dạng 2 01 tuần Âm tính 10 10/10
Sau SX Dương tính 11 20/20
01 tháng Âm tính 12 10/10
Qua bảng 3.24 nhận thấy dạng đóng gói 1 có tính ổn định kém hơn
dạng đóng gói 02, sau 01 tuần sau khi sản xuất đã xuất hiện hiện tượng
dương tính giả. Do đó chúng tôi quyết định lựa chọn bộ sinh phẩm số 02 để
sản xuất hàng loạt.
Thành phẩn của bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nấm C. neoformans
được thể hiện ở bảng 3.25.
96
Bảng 3.25. Thành phần bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nấm
C.neoformans
TT Tên dung dịch Bản chất Số lượng Thể tích/ống (µl)
Dung dịch MC-CR1 Master mix 02 ống 1012 1
Dung dịch MC-CR2 Master mix 01 ống 720 2
Dung dịch CR1 Master mix 02 ống 1012 3
Dung dịch CR2 Master mix 01 ống 840 4
Dung dịch M100 Marker 100bp 01 ống 200 5
Dung dịch LD100 Loading dye 01 ống 200 6
Chứng dương ADN nấm 01 ống 200 7
C.neoformans
Chứng âm ADN người 01 ống 200 8
Hướng dẫn sử dụng 01 tờ 9
Bộ sinh phẩm được đóng gói gồm 08 thành phần với 10 ống hóa chất
kèm theo một bản hướng dẫn sử dụng bằng tiếng Việt (Phụ lục).
Hình 3.16. Bộ sinh phẩm nested - PCR chẩn đoán C. neoformans
97
Ngoài hộp gồm có nhãn hộp có đầy đủ thông tin về lô sản xuất, ngày hết
hạn, điều kiện bảo quản, nơi sản xuất như sau
D151201 - Lô
2016-12-15 -Ngày sản xuất
100 phản ứng - SL
DNT-C.neoformans - Ký hiệu
RUO-Sửdụng Dùng thử nghiệm
-250C đến -150C - Nhiệt độ bảo quản
Khoa Ký sinh trùng - Đơn vị sản xuất
Học viện quân y
Trên mỗi ống sinh phẩm đều có nhãn ghi đầy đủ thông tin về lô sản
xuất, hạn sử dụng, điều kiện bảo quản và thể tích thực (xem phụ lục).
3.2. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh phẩm
chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans trong dịch não tủy
3.2.1. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh
phẩm trong phòng thí nghiệm
3.2.1.1. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh
phẩm trên các ADN mẫu chuẩn
- Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm
98
Bảng 3.26. Kết quả thử nghiệm bộ sinh phẩm trên mẫu
C. neoformans chuẩn
Stt Loại mẫu thực hiện Kết quả phản ứng PCR
Dương tính Âm tính
((+)/tổng số) ((-)/tổng số)
1 Chuẩn dương nuôi cấy nồng độ 105CFU/ ml 30/30 0/30
2 Chuẩn dương nuôi cấy nồng độ 102CFU/ ml 30/30 0/30
3 Chuẩn âm NaCl 0,9% 0/20 20/20
4 Mẫu DNT không nhiễm C. neoformans 0/20 20/20
Tổng cộng 60/100 40/100
Qua kết quả ở bảng 3.26 nhận thấy với việc đánh giá 30 mẫu chuẩn
dương, ở hai nồng độ khác nhau là nồng độ thấp 102CFU/ml và nồng độ cao
105CFU/ml; 20 mẫu chuẩn âm (10 chuẩn âm không có ADN là NaCl 0,9% và
10 chuẩn âm có ADN là dịch não tủy không có C. neoformans). Mỗi mẫu
chạy lặp lại 2 lần: 100% các mẫu chuẩn dương sản phẩm PCR xuất hiện băng
kích thước 135 bp – đặc hiệu cho C. neoformans, 100% mẫu chuẩn âm không
có sản phẩm PCR.
Bảng 3.27. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm
trên các mẫu chuẩn
Kết quả kit Mẫu chuẩn (kiểm tra bằng nuôi cấy và bộ Tổng số
nested – PCR sinh phẩm Norgen)
Có C. neoformans Không có C. neoformans
Dương tính 60 0 60
Âm tính 0 40 40
Tổng số 60 40 100
Độ nhạy Se = 100%,
Độ đặc hiệu Sp = 100%
99
Kết quả bảng 3.27 cho thấy bộ sinh phẩm nested PCR chẩn đoán
nhiễm nấm C.neoformans trong dịch não tủy khi thử nghiệm với các mẫu
nấm C. neoformans của chủng chuẩn và mẫu chuẩn âm có độ nhạy, độ đặc
hiệu đều là 100%.
- Kết quả đánh giá độ ổn định của bộ sinh phẩm
Bảng 3.28. Kết quả đánh giá tính ổn định của bộ sinh phẩm
Loại mẫu thử Thời gian Kết quả thử nghiệm bộ sinh phẩm
sau sản nested-PCR
xuất Bảo quản Bảo quản Bảo quản
-200C -350C -800C
(+/TS) (+/TS) (+/TS)
Mẫu dương tính Ngay sau 10/10 1
khi SX Mẫu âm tính 0/10
Mẫu dương tính 3 Tháng sau 10/10 10/10 10/10 2
SX Mẫu âm tính 0/10 0/10 0/10
Mẫu dương tính 6 Tháng sau 10/10 10/10 10/10 3
SX Mẫu âm tính 0/10 0/10 0/10
Mẫu dương tính 9 Tháng sau 10/10 10/10 10/10 4
SX Mẫu âm tính 0/10 0/10 0/10
Mẫu dương tính 12 Tháng 10/10 10/10 10/10 5
sau SX Mẫu âm tính 0/10 0/10 0/10
Qua bảng 3.28 thấy rằng ở cả ba điều kiện bảo quản bộ sinh phẩm
nested-PCR phát hiện nấm C. neoformans trong dịch não tủy ở nhiệt độ -
200C, -350C và -800C vẫn đảm bảo tính ổn định sau 12 tháng sản xuất.
100
3.2.2.2. Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên mẫu DNT nhiễm C. neoformans
giả định
Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm nested-PCR
trên các mẫu dịch não tủy giả định được thể hiện ở bảng 3.29
Bảng 3.29. Kết quả phản ứng nested PCR với các mẫu DNT giả định
tt Loại mẫu thực hiện Kết quả phản ứng PCR
Dương tính Âm tính
((+)/tổng số) ((-)/tổng số)
1 DNT giả định nồng độ 105CFU/ ml 40/40 0/40
2 DNT giả định nồng độ 102CFU/ ml 34/40 6/40
3 NaCl 0,9% 0/20 20/20
4 DNT không nấm C. neoformans 0/20 20/20
Tổng cộng 74/120 46/120
Kết quả bảng 3.29 cho thấy pha loãng các mẫu dịch não tủy gây nhiễm
nấm C. neoformans giả định ở các nồng độ khác nhau rồi chọn 40 mẫu nồng
độ thấp 102CFU/ml và nồng độ cao 105CFU/ml; 20 mẫu chuẩn âm (10 chuẩn
âm không có ADN hay chuẩn trắng NaCl 0,9% và 10 chuẩn âm có ADN –
dịch não tủy không có C. neoformans). Thử nghiệm với bộ sinh phẩm nested-
PCR #A011-02 kết cho thấy với mẫu nhiễm giả định nồng độ cao 105CFU/ml
40 mẫu dương tính chiếm 100%; với mẫu nhiễm nấm giả định nồng độ thấp
102CFU/ ml có 34/40 mẫu dương tính chiếm 85%, 6/40 mẫu âm tính chiếm
15%; 100% mẫu không nhiễm nấm có kết quả âm tính.
101
Bảng 3.30. Kết quả đánh giá của trên các mẫu nhiễm giả định nồng độ
105CFU/ ml
Mẫu chuẩn Tổng số Kết quả kit
Nested – PCR Có C. Không có C.
neoformans neoformans
0 40 Dương tính 40
40 40 Âm tính 0
40 80 Tổng số 40
Độ nhạy Se = 100% Độ đặc hiệu Sp = 100%
Qua bảng 3.30 nhận thấy khi gây nhiễm giả định trên dịch não tủy với
nồng độ cao thì độ nhạy và độ đặc hiệu vẫn đảm bảo 100%.
Bảng 3.31. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các
mẫu nhiễm giả định nồng độ 102CFU/ ml
Kết quả kit Mâu chuẩn Tổng số
Nested – PCR Có C. neoformans Không có
C. neoformans
Dương tính 34 0 34
Âm tính 6 40 46
Tổng số 40 40 80
Độ nhạy Se = 85%
Độ đặc hiệu Sp = 100% Bảng 3.31 là kết quả khi gây nhiễm với nồng độ thấp102CFU/ ml xấp xỉ
ngưỡng phát hiện thì độ nhạy giảm đi rõ chỉ là 85%.
102
Bảng 3.32. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm
trên các mẫu nhiễm giả định nồng độ từ 102CFU/ ml trở lên
Kết quả kit Mẫu chuẩn Tổng số
Nested – PCR Có C. neoformans Không có C. neoformans
Dương tính 74 0 74
Âm tính 6 40 46
Tổng số 80 40 120
Độ nhạy Se = 92,5%
Độ đặc hiệu Sp = 100%
Với các mẫu nhiễm giả định từ ngưỡng phát hiện trở lên bộ sinh phẩm
nested-PCR có độ nhạy 92.5%, độ đặc hiệu 100%. Giá trị tiên đoán dương
100%, giá trị tiên đoán âm 87% với độ tin cậy 95%.
3.2.2. Kết quả đánh giá của bộ sinh phẩm trong các mẫu dịch não tủy
lâm sàng
3.2.2.1. Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên các mẫu C. neoformans phân lập
ở Việt Nam
Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm nested-PCR
trên 51 mẫu nuôi cấy có mật độ nấm khác nhau.
Bằng bộ sinh phẩm nested-PCR tạo ra, tiến hàng chạy lại với toàn bộ 51
mẫu ADN của 51 chủng nấm C. neoformans khác nhau phân lập ở Việt Nam,
mỗi chủng chạy 2 mẫu. Kết quả cho thấy 100% sản phẩm PCR2 sau khi điện
di đều xuất hiện các băng có kích thước 135 bp. Kết quả này phù hợp với nấm
C. neoformans (bảng 3.33 và hình 3.17)
103
Bảng 3.33. Kết quả thử nghiệm bộ sinh phẩm trên các chủng C.neoformans
phân lập ở Việt Nam
Stt Loại mẫu thực hiện Kết quả phản ứng PCR
Dương tính Âm tính
((+)/tổng số) ((-)/tổng số)
C.neoformans phân lập ở 102/102 0/102 1
Việt Nam
5 NaCl 0,9% 0/20 20/20
6 Mẫu dịch não tủy 0/20 20/20
Tổng cộng 102/142 40/142
Hình 3.17. Kết quả khuếch đại gen đích của nấm C. neoformans
bằng kỹ thuật nested-PCR
Trong hình giếng 1: Chứng âm; giếng 2: chứng dương; Các giếng 3-10:
các mẫu ADN thử nghiệm; giếng 11: thang ADN chuẩn loại 100bp.
104
Bảng 3.34. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các
chủng C. neoformans phân lập ở Việt Nam
Kết quả kit C.neoformans phân lập ở VN Tổng số
nested – PCR Có C. neoformans Không có C. neoformans
Dương tính 102 0 102
Âm tính 0 40 40
Tổng số 102 40 142
Độ nhạy Se = 100%
Độ đặc hiệu Sp = 100%
Qua kết quả ở bảng trên nhận thấy với việc đánh giá trực tiếp trên 51
mẫu nuôi cấy và 20 mẫu chuẩn âm (10 chuẩn âm không có ADN hay chuẩn
trắng NaCl 0,9% và 10 chuẩn âm có ADN – dịch não tủy không có C.
neoformans). Bộ sinh phẩm nested – PCR #011 – 02 có độ nhạy và độ đặc
hiệu đều đạt 100%.
3.2.2.2. Kết quả đánh giá độ tương đồng của bộ sinh phẩm trên mẫu DNT
bệnh nhân viêm màng não
Kết quả xét nghiệm bằng các phương pháp khác nhau trên các mẫu
dịch não tủy bệnh nhân có biểu hiện lâm sàng viêm màng não được thể
hiện ở bảng 3.35.
105
Bảng 3.35. Kết quả thử nghiệm bộ sinh phẩm trên các mẫu DNT của bệnh
nhân có triệu chứng lâm sàng VMN
Stt Loại mẫu thực hiện Phương pháp xét nghiệm
Soi tươi Nuôi cấy Nested- Kit
nhuộm mực (+/TS) PCR Norgen
tàu (+/TS) (+/TS) (+/TS)
1 DNT thu thập tại BV 5/100 6/100 5/100 5/100
Phạm Ngọc Thạch
2 DNT thu thập tại BV 2/20 2/20 2/20 2/20
Quân Y 103
Tổng cộng 7/120 8/120 7/120 7/120
Kết quả ở bảng trên cho thấy khi xét nghiệm dịch não tủy của 120 bệnh
nhân có biểu hiện lâm sàng viêm màng nào thì có 8/120 mẫu dịch não tủy
dương tính với C. neoformans bằng phương pháp nuôi cấy (chiếm 6,67%),
trong đó có 7 mẫu cùng dương tính với phương pháp soi tươi nhuộm mực tàu,
bộ sinh phẩm nested –PCR #011 – 02 và bộ sinh phẩm của Norgen.
- Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu với phương pháp nuôi cấy trên các mẫu
lâm sàng
Bảng 3.36. Độ nhạy, độ đặc hiệu so với phương pháp nuôi cấy
Phương pháp nuôi cấy Tổng số Kết quả kit
nested – PCR Dương tính Âm tính
Dương tính 0 7 7
Âm tính 112 113 1
Tổng số 112 120 8
Độ nhạy Se = 87,5% Độ đặc hiệu Sp = 100%
Giá trị tiên đoán dương: 100%
Giá trị tiên đoán âm: 99,1%
106
So sánh kết quả xét nghiệm giữa bộ sinh phẩm nested-PCR với phương
pháp nuôi cấy độ nhạy 87,5%; độ đặc hiệu 100%. Giá trị tiên đoán dương là
100% và giá trị tiên đoán âm là 99,1%. Trong thử nghiệm có 01 mẫu dương
tính với nuôi cấy mà âm tính với các phương pháp xét nghiệm khác. Có thể
mẫu này ngoại nhiễm với C. neoformans.
- Đánh giá độ tương đồng với phương pháp soi tươi nhuộm mực tàu
Bảng 3.37. Độ tương đồng so với phương pháp soi tươi nhuộm mực tàu
Kết quả kit Phương pháp soi tươi Tổng số
nested – PCR nhuộm mực tàu
Dương tính Âm tính
Dương tính 5 2 7
Âm tính 2 111 113
Tổng số 7 113 120
Tỉ lệ phù hợp quan sát Po: 96,7%
Tỷ lệ phù hợp mong muốn Pe: 89,0% K = 0,697
So sánh kết quả xét nghiệm giữa bộ sinh phẩm nested-PCR với phương pháp
soi tươi nhuộm mực tàu cho thấy tỉ lệ phù hợp quan sát Po: 96,7%, tỷ lệ phù
hợp mong muốn Pe: 89,0%. Hệ số tương đồng giữa 2 phương pháp xét
nghiệm là 0,697 (bảng 3.37).
107
- Đánh giá độ tương đồng với bộ sinh phẩm của Norgen
Bảng 3.38. Độ tương đồng so với bộ sinh phẩm của Norgen
Tổng số
Bộ sinh phẩm Norgen Dương tính 7 0 7 Âm tính 0 113 113 7 113 120
Kết quả kit nested – PCR Dương tính Âm tính Tổng số Tỉ lệ phù hợp quan sát Po: 100% Tỷ lệ phù hợp mong muốn Pe: 89,0% K = 1 So sánh kết quả xét nghiệm giữa bộ sinh phẩm nested-PCR với bộ sinh phẩm
Norgen tỉ lệ phù hợp quan sát Po: 100%, tỷ lệ phù hợp mong muốn Pe: 89,0%. Hệ
số tương đồng giữa 2 phương pháp xét nghiệm là 1 hoàn toàn tương đồng.
3.2.3. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm định chất lượng bộ sinh phẩm
chế tạo ra
3.2.3.1. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở
Dựa trên kết quả nghiên cứu về độ nhay, độ đặc hiệu, độ ổn định của
phương pháp cũng như quy trình kỹ thuật nested – PCR chẩn đoán nhiễm
nấm C.neoformans xây dựng tiêu chuẩn cơ sở của bộ sinh phẩm.
Bảng 3.39. Tóm tắt tiêu chuẩn cơ sở
TT Chỉ tiêu đánh giá Tiêu chuẩn cơ sở
Nhận dạng 1
Độ nhạy Phản ứng PCR2 cho bang kích thước 135 bp đặc trưng cho nấm C.neoformans ≥ 95% 2
Độ đặc hiệu ≥ 99% 3
Ngưỡng phát hiện ≥ 10pg/µl 4
Thời gian phát hiện Không quá 48 giờ 5
Độ ổn định ≥ 12 tháng 6
Bảo quản - 20oC 7
108
3.2.3.2. Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm nested-PCR tại
Viện kiểm định quốc gia về vắc xin và sinh phẩm y tế
Viện kiểm định quốc gia về vắc xin và sinh phẩm y tế có giấy chứng
nhận kết quả kiểm định số 00515/SPCD-NC kết luận bộ sinh phẩm chẩn đoán
nested-PCR phát hiện nấm C. neoformans loạt số #A011-02 do Học viện quân
y sản xuất có độ nhạy đạt 98,11%; độ đặc hiệu 100%; ngưỡng phát hiện
0,4pg/µl khi thực hiện trên bộ mẫu chuẩn của nhà sản xuất.
109
Chương 4. BÀN LUẬN
4.1. Về kết quả xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm nested-
PCR chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans
4.1.1. Bàn luận về kết quả giám định loài vi nấm C. neoformans để sử
dụng cho nghiên cứu xây dựng quy trình
Nghiên cứu này đã sử dụng 01 chủng nấm chuẩn mã số ATCC® 90113
đây là chủng C. neoformans var brutii được thu thập từ mẫu dịch não tủy tại
Pensivalia đã được ngân hàng chủng chuẩn vi sinh vật Hoa Kỳ phân lập, giải
trình tự và miêu tả các thuộc tính một cách đầy đủ.
Bảng 3.1 cho thấy để phục vụ cho nghiên cứu trong năm 2013 chúng tôi
đã tiến hành thu thập 270 mẫu dịch não tủy của bệnh nhân có triệu chứng lâm
sàng viêm màng não từ 04 bệnh viện của Việt Nam, gồm 143 mẫu từ bệnh
viện Phạm Ngọc Thạch; 04 mẫu từ Bệnh viện quân Y 103; 20 mẫu từ Bệnh
viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương; 99 mẫu từ Bệnh viện Chợ Rẫy. Bằng
phương pháp nuôi cấy trên thạch Sabouraud đã xác định có 51 mẫu dịch não
tủy nhiễm nấm C. neoformans chiếm 18,89%. Sau đó 51 chủng C.
neoformans này được định loài lại bằng sinh học phân tử, kết quả cho thấy cả
51 mẫu đều cho kết quả là C. neoformans. Điều này cho thấy tỉ lệ viêm màng
não do nấm C. neoformans chiếm khá cao, tương đồng với nghiên cứu tại
bệnh viện Bệnh Nhiệt đới TP. Hồ Chí Minh từ tháng 12/2010 đến tháng
7/2011 (16,4%) (Nguyễn Như Quỳnh, (2012)). Theo Sousa và cs (2015), tỷ lệ
này ở Brazil là 9,25% [56]. Theo thống kê của bệnh viện Chợ Rẫy từ năm
1999 đến 2001 tỷ lệ này thấp hơn chỉ có 5%. Số lượng mẫu thu thập trong
nghiên cứu này là 167 mẫu tương đương với nghiên cứu của Nguyễn Quang
Trung năm 2004, 2005 tại BV Bệnh Nhiệt Đới đã thu thập được 147 ca nhiễm
C. neoformans ở hệ thần kinh trung ương. Như vậy so với các nghiên cứu
khác trong hay ngoài nước nghiên cứu của chúng tôi có tỷ lệ nhiễm dương
110
tính với C. neoformans khác biệt. Nguyên nhân có thể do cách chọn mẫu,
trong nghiên cứu này chúng tôi thu thập dịch não tủy của tất cả các bệnh nhân
có triệu chứng viêm màng não ở Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch, Bệnh viện
Chợ Rẫy. Nhưng ở BV Bệnh Nhiệt đới Trung ương và Bệnh viện Quân Y 103
thì lại chọn tất cả bệnh nhân viêm màng não nuôi cấy có nấm. Có thể do cách
thu mẫu này làm cho tỉ lệ viêm màng não dương tính với C. neoformans trong
nghiên cứu bước đầu của chúng tôi tỷ lệ cao hơn so với các nghiên cứu khác.
Viêm màng não do nấm là một bệnh nguy hiểm, tỷ lệ tử vong lại rất
cao nên cần được chẩn đoán và điều trị càng sớm càng tốt, nhất là ở những
người suy giảm miễn dịch.
Nuôi cấy được coi là phương pháp chủ yếu để chẩn đoán vi nấm nói
chung trong đó có cả viêm màng não do Cryptococcus. Nuôi cấy cần 3 – 5
ngày để nấm phát triển và ủ lên đến 10 ngày để có được số liệu đáng tin cậy.
Phương pháp nuôi cấy có thể phát hiện 70% các trường hợp nhiễm nấm, tuy
nhiên ngưỡng phát hiện khá cao.
Các kỹ thuật miễn dịch học phát hiện kháng nguyên như ELISA,
LAT... hiện nay đang được sử dụng phổ biến để phát hiện chẩn đoán nhiễm
nấm C. neoformans tuy nhiên các phương pháp này có nhược điểm là mẫu
phải xét nghiệm ngay sau khi thu thập, quá trình bảo quản mẫu phải trong
điều kiện lạnh, dễ xảy ra nhiễm chéo và dương tính giả.
Trong hai thập kỷ qua, rất nhiều kỹ thuật phân tử đã được khám phá để
phát hiện nấm gây bệnh. Những kỹ thuật này, so với các kỹ thuật cổ điển, độ
nhạy và độ đặc hiệu cao, có thể xác định đặc điểm sâu về cấu trúc gen của
phức hệ loài C. neoformans, thời gian chẩn đoán nhanh. Các kỹ thuật này có
tính đặc hiệu cao do việc thiết kế các cặp mồi đặc hiệu cho từng đối tượng
nghiên cứu và có độ nhạy cao vì chỉ cần một lượng rất nhỏ (vài picrogam)
ADN cũng có thể cho kết quả chẩn đoán.
111
Ngoài ra các kỹ thuật sinh học phân tử dựa trên kỹ thuật PCR là các kỹ
thuật có thể tiến hành nhanh, dễ dàng, tốn ít thời gian hơn so với các kỹ thuật
lai protein. Đồng thời kỹ thuật PCR cũng có thể kết hợp với các kỹ thuật khác
như xác định dấu ấn phân tử, tạo ra các công cụ hữu hiệu cho việc nghiên cứu
dịch tễ học phân tử [48].
Có rất nhiều các kỹ thuật sinh học phân tử được sử dụng để chẩn đoán
nấm C. neoformans trong đó các kỹ thuật được sử dụng nhiều nhất là kỹ thuật
PCR, nested – PCR; PCR đa mồi, real-time PCR…[56], [60],[62],[48]. Mỗi
một kỹ thuật trên có các ưu nhược điểm khác nhau như: Kỹ thuật PCR thông
thường dễ thực hiện, nhanh nhưng cũng có những nhược điểm nhất định như
chỉ phát hiện được một nầm bệnh cùng lúc, nồng độ giới hạn phát hiện cao
hơn so với các kỹ thuật PCR lồng (nested PCR)…
Kỹ thuật PCR đa mồi có ưu điểm chẩn đoán nhanh, cùng lúc xác định
được sự có mặt của một hoặc nhiều mầm bệnh, tuy nhiên độ đặc hiệu có thể
thấp hơn kỹ thuật PCR đơn hay nested-PCR. Quá trình chuẩn hóa kỹ thuật
cũng phức tạp hơn nhiều để có thể đảm bảo được tính đặc hiệu của kỹ thuật
khi chẩn đoán cùng một lúc nhiều mầm bệnh khác nhau cũng như trong
trường hợp các mầm bệnh có mật độ khác nhau [60], [91].
Kỹ thuật real-time PCR là một trong những kỹ thuật hiện đại nhất trong
các phương pháp áp dụng cho nghiên cứu, chẩn đoán bệnh Cryptococcosis và
các tác nhân gây bệnh khác hiện nay. Kỹ thuật này có thời gian thực hiện
ngắn, nên có thể phát hiện bệnh nhanh. Đồng thời độ chính xác trong chẩn
đoán C. neoformans cao. Tuy nhiên kỹ thuật này đòi hỏi trang thiết bị chuyên
dụng và đắt tiền hơn so với các kỹ thuật PCR khác [62],[66].
Kỹ thuật nested PCR là kỹ thuật có 2 lần phản ứng với 2 cặp mồi khác
nhau, cặp mồi thứ nhất được sử dụng để khuếch đại một đoạn ADN chứa
đoạn ADN của l phản ứng PCR lần hai nên độ đặc hiệu rất cao. Trong số các
112
kỹ thuật dựa trên phản ứng PCR thì PCR lồng được sử dụng nhiều nhất, kỹ
thuật này có độ nhạy và độ đặc hiệu cao, ngưỡng phát hiện thấp, tỷ lệ phát
hiện nấm có thể tới hơn 90% [47], [48].
Trong điều kiện thực tế Việt Nam, chúng tôi lựa chọn phát triển kỹ
thuật nested-PCR để phát triển bộ sinh phẩm với hy vọng có thể áp dụng được
ở tất cả những cơ sở y tế có máy PCR để có thể chẩn đoán sớm, chẩn đoán
chính xác nhiễm nấm C. neoformans - một trong những tác nhân nguy hiểm
gây bệnh viêm màng não.
Để phát triển kỹ thuật nested-PCR xác định nhiễm nấm trong dịch não tủy
chúng tôi đã tiến hành thu thập từ 2 ml đến 6 ml dịch não tủy. Mỗi lần tách chiết
cần 500µl dịch não tủy, đủ cho tiến hành lặp lại thí nghiệm nhiều lần. Do đó lượng
mẫu này hoàn toàn đủ cho việc thử nghiệm xây dựng kỹ thuật nested –PCR.
Mẫu được bảo quản khi chưa tách chiết ADN ở nhiệt độ -800C, và sau
khi tách chiết ADN bảo quản ở nhiệt độ -200C theo đúng tiêu chuẩn đảm bảo
chất lượng để xét nghiệm chẩn đoán C. neoformans trong thời gian 2 năm.
4.1.2. Về kết quả thiết kế/lựa chọn mồi và xác định các điều kiện cho kỹ
thuật nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans
4.1.2.1. Kết quả lựa chọn trình tự cặp mồi cho phản ứng nested PCR
Để thực hiện việc lựa chọn mồi cho kỹ thuật nested – PCR chúng tôi đã
tìm hiểu 20 công trình nghiên cứu chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans bằng
kỹ thuật PCR và real-time PCR từ năm 1990 đến năm 2014 (bảng 3.3) - là
giai đoạn bắt đầu triển khai nghiên cứu. Mồi (Primers) có thể được coi là một
trong những thành phần quan trọng nhất của phản ứng PCR và là một trong
những yếu tố được quan tâm đầu tiên khi phát triển một kỹ thuật PCR mới.
Các nghiên cứu về kỹ thuật PCR chẩn đoán nấm sử dụng nhiều trình tự
gen đích khác nhau như URA5, CAP59, M13, JEC21, VAD-1 nhưng chiếm
tỷ lệ cao nhất là ITS (bao gồm các vùng ITS, 18S; 5.8S và 28S) chiếm tới
113
55% số lượng trình tự gen đích nghiên cứu. Chúng tôi lựa chọn cặp mồi dựa
trên gen đích ITS để phát triển bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nấm C.
neoformans. Thông tin thu được từ các nghiên cứu trước đã phát hiện ra 2 điểm
đặc biệt quan trọng của vùng ITS ở nấm cũng như các loài sinh vật khác đủ tiêu
chuẩnlà mục tiêu để phát triển kỹ thuật PCR phân loại các loài. Đầu tiên, những
vùng này tương đối ngắn, sản phẩm PCR nhân bản giữa ITS và vùng rìa
(thường ngắn hơn 1kb) dễ thực hiện các phản ứng PCR. Hơn nữa, những biến
đổi trong loài của vùng ITS thấp hơn những biến đổi giữa các loài, điều này
cho phép phát triển phản ứng PCR chẩn đoán dựa vào vùng này.
Tuân thủ nguyên tắc của kỹ thuật nested-PCR là trình tự của phản ứng
PCR2 phải nằm trong đoạn khuếch đại của phản ứng PCR1.
Từ danh sách các cặp mồi được khảo sát, chúng tôi đã lựa chọn được
cặp mồi sử dụng cho nghiên cứu này là ITS1 (mồi xuôi), ITS4 (mồi ngược).
Mồi ITS1 bắt cặp với ADN đầu bên phải gen 18S tiếp giáp với đoạn giao gen
ITS1, mồi ITS4 bắt cặp ở vị trí đầu bên trái gen 28S tiếp giáp với vùng giao
gen ITS2. Cặp mồi này khuếch đại đoạn ADN kích thước giao động từ 400-
900bp, tùy loài nấm, chứa 1 phần gen 18S, toàn bộ đoạn ITS1-5.8S-ITS2, một
phần gen 28S [92], [93] đối với nấm C. neoformans cặp mồi này khuếch đại
đoạn ADN có kích thước 555-556 bp. Đây là các vùng gen có hệ số biến đổi
nhanh, được y văn xác định là có giá trị trong giám định phân tử nấm gây bệnh.
Hiện nay, theo tìm hiểu từ các nghiên cứu trên thế giới, có khoảng 60
mồi chung cho vi nấm đã được thiết kế và sử dụng trong nghiên cứu về nấm.
Các mồi chủ yếu được thiết kế trên các vùng gen LSU của gen 28S, gen SSU
của gen 18S hoặc đoạn các đoạn giao gen (ITS1, 5.8S, ITS2; kích thước
khoảng 450-800bp) [92]. Trong số các vùng gen này, SSU có mức độ biến đổi
thấp nên ít được sử dụng nhất trong phân loại nấm, trong khi các đoạn giao
gen ITS biến đổi nhanh nhất nên thường được sử dụng để xác định và phân
114
biệt các loài có quan hệ gần gũi [92]. Trong vùng LSU của gen 28S chưa
đoạn D1/D2 cũng có mức độ biến đổi cao nên thường được kết hợp với các
vùng giao gen ITS để xác định loài nấm [92].
Trong nghiên cứu này, sở dĩ chúng tôi lựa chọn cặp mồi ITS1, ITS4
cho PCR1 do cặp mồi này khuếch đại toàn bộ đoạn ITS1-5.8S-ITS2. Theo y
văn, đoạn này rất phù hợp để xác định và phân loại nấm. Trên đoạn ITS1-
5.8S-ITS2, một số nghiên cứu đã thiết kể và sử dụng để phát hiện, nhận diện
nấm C. neoformans và một số loài nấm khác [94], [95], [48].
Do khuếch đại các vùng có giá trị trong giám định và phân biệt loài nên
cặp mồi ITS1, ITS4 được khá nhiều tác giả sử dụng. Cặp mồi này cũng được
sử dụng cho phản ứng vòng ngoài của kỹ thuật nested PCR và nested multiplex
PCR phát hiện một số vi nấm gây bệnh ở người... [96], [97]. Ở trong nước, một
số tác giả cũng đã có một số nghiên cứu sử cặp mồi ITS1, ITS4 trong nghiên
cứu vi nấm [98], [99].
Đối với cặp mồi cho phản ứng PCR2 sau khi tổng kết các cặp mồi đã
được sử dụng xác định nấm C. neoformans ở bảng 3.3. và độ đặc hiệu của các
các cặp mồi ở bảng 3.5, chúng tôi quyết định lựa chọn cặp mồi CN4 và CN5
cho phản ứng PCR2. Do cặp mồi này có độ đặc hiệu cao nhất với nấm C.
neoformans [42] và đoạn gen này nằm gọn trong vùng khuếch đại của cặp mồi
sử dụng cho phản ứng PCR1 đáp ứng tiêu chuẩn của phản ứng nested-PCR.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã lựa chọn được cặp mồi cho PCR1
là ITS1, ITS4, các cặp mồi của vòng 2 là CN4, CN5 cho nấm C. neoformans.
Cặp mồi CN4, CN5 nhân đoạn gen nằm trong đoạn khuếch đại bởi cặp mồi
ITS1, ITS4. Đây là cặp mồi được nhiều tác giả sử dụng trong nghiên cứu về
các loài nấm C. neoformans và một số vi nấm gây bệnh khác.
Cặp mồi CN4, CN5 đã được Mitchell TG và cs (1994) nghiên cứu phát
hiện nấm C. neoformans từ năm 1994[42]. Nghiên cứu của Martins MA. và
115
CS (2015) cho thấy, bằng cặp mồi CN4, CN5, 100% các mẫu DNA của nấm
C. neoformans cho kết quả dương tính và trên bệnh phẩm dịch não tủy nhiễm
C. neoformans tỷ lệ dương tính là 94,8% [100]. Cidiane GM và CS (2016) sử
dụng cặp mồi CN4, CN5 trong phản ứng realtime PCR phát hiện nhiễm C.
neoformans, có so sánh với soi tươi và nuôi cấy. Kết quả cho thấy, độ nhạy
của kỹ thuật soi tươi là 85,7%, nuôi cấy 70,8% và realtime PCR là 92,9%
[68]. Một nghiên cứu tương tự của Dharmshale S. và CS (2015) cho thấy, 3
phương pháp là kỹ thuật PCR (với cặp mồi CN4, CN5), phát hiện kháng
nguyên trong dịch não tủy, soi tươi có độ nhạy tương ứng là 100%, 89,19%
và 78,40% [101]… Cặp mồi này được sử dụng khá phổ biến trong các nghiên
cứu về nấm C. neoformans cho thấy, vị trí của sợi ADN nấm C. neoformans
là các vị trí ít có sự biến đổi. Trình tự các mồi CN4, CN5 lại đặc hiệu cho C.
neoformans. Điều này cũng chỉ ra rằng, lựa chọn cặp mồi này để nhân gen
nấm C. neoformans là rất phù hợp.
Để xây dựng được quy trình kỹ thuật nested PCR phát hiện nấm C.
neoformans, nhiều phương án khác nhau đã được tính toán như:
- Phương án 1: Vòng 1 sử dụng cặp mồi chung cho vi nấm, vòng 2 sử
dụng cặp mồi đặc hiệu phát hiện nấm C. neoformans.
- Phương án 2: Cả vòng 1 và vòng 2 sử dụng các cặp mồi đặc hiệu đối
với vi nấm C. neoformans.
Trong quá trình triển khai, phương án 2 không khả thi do chưa tham
khảo/thiết kế được các cặp mồi phù hợp. Vì vậy, phương án 1 được nhóm
nghiên cứu lựa chọn để xây dựng quy trình kỹ thuật nested PCR phát hiện
nấm C. neoformans.
Hình 3.4 cho thấy đã lựa chọn ra 2 cặp mồi cho kỹ thuật nested PCR.
Cặp mồi cho PCR1 khuếch đại đoạn ADN nằm giữa vùng ITS1 và ITS4 có
116
kích thước 555bp; cặp mồi sử dụng cho phản ứng PCR2 là CN4 và CN5
khuếch đại đoạn ADN thuộc vùng ITS1 có kích thước 135 bp.
Kết quả bảng 3.4 cho thấy khi đánh giá chất lượng của mồi so với tiêu
chuẩn thì các mồi được lựa chọn đều đạt tiêu chuẩn của cặp mồi sử dụng cho
phản ứng PCR. Các mồi ITS1, ITS4; CN4, CN5 có chiều dài tương ứng là 19,
20, 22 và 22 nucleotit đáp ứng tiêu chuẩn của mồi là kích thước từ 18-28
nucleotit; Tỷ lệ CG từ 40 đến 63,16% nằm trong khoảng tiêu chuẩn từ 35-
65% đối với một mồi chất lượng. Nhiệt độ nóng chảy từ 56,6 đến 63,20C đáp
ứng yêu cầu Tm < 650C vàsự chênh lệch nhiệt độ nóng chảy của cặp mồi là
4,1 đến 4,80C không vượt quá 50C theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật [70], [71].
Các mồi chúng tôi lựa chọn không có tính tương đồng cao giữa các mồi
trong cùng cặp, do đó đảm bảo không xảy ra hiện tượng kết cặp (dimer). Là
hiện tương mồi thay vì gắn vào khuôn sẽ gắn vào mồi ngược với nó hoặc với
chính nó, tạo ra các sản phẩm PCR có kích thước nhỏ và làm giảm lượng mồi
bắt cặp với khuôn.
Đoạn gen đích được lựa chọn để phát triển mồi không có cấu trúc kẹp
tóc do đó không làm giảm hiệu quả của phản ứng PCR
Không có hiện tượng lặp đôi hoặc lặp đơn của các nucleotit nhiều lần
trong trình tự mồi như ATATATATAT hay GGGGG. Trong cặp mồi chỉ có 1
lần lặp ba ”TCC” lặp lại 2 lần ở mồi của phản ứng PCR1 và 1 lặp đơn ”G” lặp
lại 4 lần ở mồi của phản ứng PCR2 nên tránh được hiện tượng bắt cặp nhầm
và đáp ứng yêu cầu số lần lặp tối đa của một mồi là không quá 4 lần lặp.
Đồng thời mồi cũng đáp ứng tiêu chí không có tương đồng chéo. Là
hiện tượng mà cặp mồi sẽ khuếch đại một gen khác có trong ADN khuôn của
phản ứng.
Trong nghiên cứu xây dựng bộ sinh phẩm nested-PCR này chúng tôi sử
dụng cặp mồi cho PCR1 là cặp mồi ITS1 và ITS4 để phát hiện các loài vi nấm
117
nói chung được Mitchell và cs xây dựng vào năm 1994 [42]. Sau đó cặp mồi
này đã được nhiều tác giả như Rappelli, (1998); Bialek và cs, (2002); Luo và
cs, (2003); Takahashi và cs, (2003) sử dụng để phát hiện nấm Cryptoccocus
neoformans [48], [63], [102].
Trong nghiên cứu ban đầu của mình Mitchell và cs (1994) đã thiết kế
mồi ITS1 và ITS4 như một cặp mồi chỉ thị để phát hiện các loài nấm nói
chung. Sau đó thiết kế một loại các mồi riêng biệt đặc trưng cho C.
neoformans là các mồi CN4, CN5, CN6 và đánh giá 6 cặp mồi khác nhau để
kiểm chứng tính đặc hiệu của các mồi này bao gồm: CN5-CN6; CN4-ITS1,
CN6-ITS4; CN4-CN5 và CN5-CN6 [42]. Mitchell, đã sử dụng kỹ thuật PCR
đơn cho từng cặp mồi riêng lẻ.
Năm 1998, Rappelli và cs là một trong những người đầu tiên đã xây
dựng kỹ thuật nested-PCR để chẩn đoán C. neoformans trực tiếp từ dịch não
tủy với 2 cặp mồi dựa trên các mồi đơn đã được Mitchell phát triển năm 1994
[48]. Cặp mồi cho phản ứng PCR1 là ITS1 và CN4 có kích thước sản phẩm
PCR là 415 bp và cặp mồi CN5 và CN6 khuếch đại đoạn ADN có kích thước
116bp [48].
Mirhendi và cs (2001) đã phát triển kỹ thuậ PCR-RFLP để phân biệt
các nấm y học cơ hội quan trọng gây bệnh trên người bao gồm một số loài
nấm Candida như C. albican; C. tropicalis, C. gabrata, C. krusei;
Cryptoccocus neoformans và Fusarium solani sử dụng cặp mồi ITS1 và ITS4
khuếch đại đoạn ADN chung cho các loài vi nấm này, sau đó cắt bằng enzym
giới hạn HpaII dựa vào kích thước các băng điện di sau khi cắt giới hạn để
phân biệt các loài nấm này với nhau [44].
Năm 2002, Bialek và cs đã phát triển và so sánh kỹ thuật nested PCR và
real-time PCR để chẩn đoán C. neoformans [63]. Với kỹ thuật nested PCR các tác
giả đã dựa trên trình tự gen 18S để thiết kế nên cặp mồi cho phản ứng PCR1 là
118
Fungus I và FungusII khuếch đại đoạn ADN có kích thước 391bp; cặp mồi cho
phản ứng PCR2 là CrypI và CrypII khuếch đại đoạn gen có kích thước 231bp.
Năm 2002 Luo và Mitchell phát triển kỹ thuật PCR đa mồi multiplex
dựa trên các nghiên cứu năm 1994 của Mitchell sử dụng cặp mồi ITS1 và
ITS4 để phát hiện các loài vi nấm nói chung đồng thời kết hợp với các cặp
mồi AFUM1 và AFUM2 để phát tiện A. funigatus; CALB1 và CALB2 để
phát hiện C. albricans; CGL1 và CGL2 để phát hiện C. glabrata; CPA1-
CPA2, 3 phát hiện C. parapsilois; CTR1- CTR2 phát hiện C. tropicals; CN4
– CN5 để phát hiện C. neoformans[88]. Trong nghiên cứu này Luo và Michell
tổ hợp các cặp mồi để phát hiện đồng thời nhiều loài nấm trên một mẫu bệnh
phẩm và chỉ sử dụng kỹ thuật PCR đơn chứ không phải là kỹ thuật nested-
PCR. Những mẫu bệnh phẩm đồng thời xuất hiện cả 02 băng đặc trưng cho
nấm nói chung và đặc trưng cho từng loài nói riêng thì được chẩn đoán là
nhiễm loài nấm đó, ví dụ nếu mẫu bệnh phẩm xuất hiện 2 băng 555bp và
135bp thì được xác định là nhiễm nấm C. neoformans. Kỹ thuật này có ưu
điểm trên một mẫu bệnh phẩm có thể xác định được nhiều loài nấm gây bệnh
khác nhau. Tuy nhiên quá trình phát triển kỹ thuật mất nhiều thời gian và
công sức để chuẩn hóa tỷ lệ các mồi trong hỗn hợp phản ứng. Cũng như trong
việc thiết kế các cặp mồi phải chú ý tránh sự bắt cặp giữa các cặp mồi với
nhau. Và kích thước sản phẩm PCR được tạo ra bởi các cặp mồi riêng biệt
phải có sự cách biệt tương đối rõ ràng thì mới có thể đánh giá được kết quả.
Năm 2003, Takahashi và cs thực nghiệm lại kỹ thuật nested-PCR theo
phương pháp của Rappelli và cs (1998) trên 88 bệnh nhân tại Nhật Bản để
khẳng định tính đặc hiệu của cặp mồi này [102].
Cũng trong năm 2006 Shahindokht và cs, đã phát triển kỹ thuật PCR bán
lồng để phát hiện C. neoformans trong dịch não tủy sử dụng 2 cặp mồi là ITS1
và CN5 cho phản ứng PCR lần 1; CN5 và CN6 cho phản ứng PCR2 [19].
119
Như vậy trên cơ sở phát triển các cặp mồi để chẩn đoán vi nấm đặc biệt
là C. neoformans năm 1994 của Mitchell và cs các tác giả đã phát triển các kỹ
thuật PCR khác nhau như PCR đơn, multiplex PCR, nested – PCR, PCR-
RFLP, semi-nested PCR với các tổ hợp mồi khác nhau để chẩn đoán phân biệt
các loài vi nấm y học cơ hội đặc biệt là C. neoformans.
Nghiên cứu của chúng tôi là nghiên cứu đầu tiên kết hợp 02 bộ mồi
ITS1 - ITS4 và CN4 và CN5 trong kỹ thuật PCR lồng (nested-PCR) những
nghiên cứu trước đó 2 cặp mồi này thường được sử dụng đồng thời trong các
phản ứng PCR đơn như trong nghiên cứu của Mitchell, (1994); Mirhendi và
cs (2001); Luo và cs (2002) [42], [44], [88]. Hay sử dụng các bộ mồi khác
như Rappelli và cs (1998); Takahashi và cs (2006); Jahromi và cs (2006) [48],
[102], [19].
4.1.2.2. Về kết quả xác định các điều kiện của kỹ thuật nested PCR phát hiện
C. neoformans gây VMN
Đây là nội dung quan trọng nhất của đề tài với hàng loạt các công việc
tốn nhiều thời gian và công sức như: thu thập mẫu, nuôi cấy tăng sinh mẫu,
tách chiết thu ADN mẫu; tham khảo/thiết kế lựa chọn các cặp mồi nghiên cứu;
xác định các điều kiện cho phản ứng PCR vòng 1 và vòng 2 với hàng loạt các
thử nghiệm khác nhau để có thể chuẩn hóa từng loại hóa chất ở các nồng độ
khác nhau, chuẩn hóa từng mức nhiệt khác nhau; thử nghiệm đánh giá các kỹ
thuật xây dựng được trên panel chuẩn dương…
Từ kết quả lựa chọn các cặp mồi, chúng tôi đã xác định được các điều
kiện cho phản ứng PCR để khuếch đại ADN của các vi nấm. Theo đó, phản
ứng PCR với các cặp mồi ITS1, ITS4 có kết quả tốt khi Mg2+ = 2,0mM, mồi
0,1µM, nồng độ ADN đưa vào phản ứng PCR từ 10pg đến 10ng, nhiệt độ gắn
mồi 56oC. So với các nghiên cứu trên thế giới, các điều kiện có nhiều điểm
phù hợp và không phù hợp [103], [104]. Tuy nhiên, ở hầu hết các nghiên cứu,
120
2 điều kiện quan trọng nhất là nồng độ Mg2+ đều từ 1,5 đến 2,0mM và nhiệt
độ gắn mồi của cả 2 cặp mồi 55oC đến 56oC. Sự khác biệt này là do phản ứng
PCR phụ thuộc vào các yếu tố như thiết bị luân nhiệt (máy PCR), loại enzyme
DNA polymerase sử dụng và các thành phần trong phản ứng PCR. Đây chính
là lý do vì sao khi tham khảo mồi trong các phản ứng PCR ở các nghiên cứu
trước, các nhà khoa học vẫn phải đi xác định các điều kiện.
Từ kết quả xác định các điều kiện cho phản ứng PCR với cặp mồi
ITS1, ITS4, ADN của các mẫu nấm được tiến hành khuếch đại. Hơn 51 mẫu
nấm men có hình thái phù hợp với C. neoformans đã được tách chiết ADN,
sau đó được thực hiện phản ứng PCR. Sản phẩm PCR thu được được cắt giới
hạn và/hoặc giải trình tự nhằm xác định và tuyển chọn được các chủng chuẩn
C. neoformans sử dụng cho các công việc nghiên cứu xây dựng các quy trình
kỹ thuật và nested PCR. Kết quả giám định được 51 chủng nấm C. neoformans.
Trong số này, 6 chủng đã được giải trình tự (2 chiều) và 6 trình tự đã được đăng
ký trên ngân hàng gen với mã số tương ứng là C. neoformans (MF593934,
MF593935, MF593936, MH203395, MH203397, MH203397). Chi tiết các trình
tự các chủng nấm được đăng ký trên ngân hàng gen trong phụ lục.
Phản ứng PCR với cặp mồi ITS1, ITS4 và CN4, CN5 được thực hiện
trong các điều kiện khác nhau để chọn các điều kiện tốt nhất. Sau đó, các cặp
mồi này được sử dụng cho vòng 1 và vòng 2 để xác định các điều kiện trong
phản ứng nested PCR.
Cặp mồi CN4 và CN5 nhân đoạn gen 135bp của nấm C. neoformans
nằm trong đoạn ADN là sản phẩm khuếch đại bởi cặp mồi ITS1, ITS4 (555bp
của nấm C. neoformans). Phản ứng nested-PCR cho kết quả tốt khi nhiệt độ
gắn mồi là 57oC và nồng độ Mg2+ = 2,0mM. Bảng 3.17 cho thấy, sản phẩm
PCR2 cho kích thước 135bp đặc hiệu cho nấm C. neoformans với cả chủng
chuẩn và chủng Việt Nam. Kết quả thử nghiê ̣m cũng chứ ng minh phản ứ ng
121
nested PCR không khuếch đa ̣i gen của các nấm men non-C. albicans, A.
fumigatus, P. marneffei, một số vi khuẩn (H. influenzae, N. meningitidis, S.
pneumoniae, P. aeruginosa, K. pneumoniae, E. coli, M. tuberculosis, A.
baumannii, S. Aureus), ADN của người và HBV. Tuy nhiên, do giới hạn
nghiên cứu chúng tôi chưa có điều kiện để thử tính đặc hiệu trên các loài vi
nấm gây bệnh ở người khác. Các kết quả phân tích lý thuyết của các cặp mồi
và thử nghiệm áp dụng trên chủng Việt Nam chỉ ra rằng cặp mồi được sử
dụng khuếch đại đặc hiệu các nấm và các cặp mồi sử dụng nằm ở các vị trí có
tính bảo tồn cao.
Kết quả xác định ngưỡng phát hiện cho thấy, nested - PCR cho phép nhìn
rõ và kết quả ổn định khi lượng ADN nấm đưa vào 25μl phản ứng PCR1 > 1pg.
Một số tác giả đã phát triển kỹ thuật nested-PCR để phát hiện nấm riêng lẻ các
C. neoformans, C. albicans như Paola Rappelli và cs (1998) [48], Jahromi S. B
và cs (2006) [19], Victor A. Makene và cs (2013) [105] cho kết quả ngưỡng phát
hiện nhạy hơn nghiên cứu này (có thể phát hiện khi nồng độ ADN nấm thấp hơn
1pg). Guizhen Luo và cs (2002) sử dụng kỹ nested multiplex-PCR để phát hiện
C. albicans, C. glabrata, C. parapsilosis, C. tropicalis, C. neoformans và A.
fumigatus [106]; Taira CL và cs (2014) [60] sử dụng kỹ thuật Nested Multiplex-
PCR để phát hiện 7 căn nguyên Candida gây nhiễm nấm máu ở trẻ sơ sinh cũng
cho kết quả ngưỡng phát hiện thấp hơn nghiên cứu của chúng tôi. Điều này có
thể do số chu kỳ trong các phản ứng khác nhau. Các tác giả thường chạy PCR1
với số chu kỳ là 35, PCR2 với 20 chu kỳ. Trong khi đó, số chu kỳ ở cả 2 vòng
trong nghiên cứu này đều là 25... Do đó, cần phải tiếp tục tìm hiểu, đánh giá để
hạ thấp ngưỡng phát hiện và nâng cao hiệu quả chẩn đoán. Mặc dù vậy, đây là
những kết quả cho thấy tiềm năng ứng dụng kỹ thuật này trong chẩn đoán nhiễm
C. neoformans ở Việt Nam.
122
Chúng tôi thấy rằng, khoảng nồng độ ADN của nấm C. neoformans tốt
nhất để kỹ thuật cho kết quả ổn định từ 1pg đến 1ng ADN (khối lượng ADN
đưa vào 25 μl thể tích phản ứng). Khi nồng độ ADN cao hơn 1ng, làm xuất
hiện các sản phẩm phụ không đặc hiệu. Kết quả này tương tự như ở nghiên cứu
của Hsu MC và cs (2003) [107]. Tuy nhiên, Hsu MC và cs (2003) sử dụng kỹ
thuật multiplex realtime-PCR với số chu kỳ phản ứng là 35. So với một số
nghiên cứu sử dụng kỹ thuật nested-PCR phát hiện C. neoformans như của
Paola Rappelli và cs (1998) [48], Jahromi S. B và cs (2006) [19], Victor A.
Makene và cs (2013) [105] thì ngưỡng phát hiện ở nghiên cứu này kém nhạy
hơn. So với kỹ thuật nested multiplex-PCR trong nghiên cứu của Guizhen Luo
và cs (2002) [106] và Taira CL và cs (2014) [60] thì nghiên cứu này nhạy hơn.
Ngưỡng phát hiện ở các nghiên cứu có sự khác nhau là do số chu kỳ trong các
phản ứng khác nhau. Ngoài ra, sự bắt cặp với DNA đích của các cặp mồi phụ
thuộc vào nhiệt độ gắn mồi và nồng độ Mg2+ [12], [99].
4.1.3. Kết quả chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm
C. neoformans
4.1.3.1. Kết quả chế tạo các ống hỗn dịch cho phản ứng PCR
Sau khi quy trình kỹ thuật phát hiện các nấm được xây dựng, bộ sinh
phẩm được nghiên cứu chế tạo với các dạng đóng gói khác nhau để lựa chọn
dạng phù hợp. Thực tế, 2 dạng đã được chúng tôi thử nghiệm sản xuất. Dạng 1
là master mix với đầy đủ các thành phần, chỉ cần thêm ADN mẫu và chạy PCR
để phân tích (bảng 3.18, 3.19). Dạng 2 là các master mix được chia ra một cách
hợp lý các thành phần trong các tube, khi thực hiện các dung dịch master mix
tương ứng trong hướng dẫn sử dụng sẽ được trộn lại với nhau trước khi thêm
ADN mẫu vào để thực hiện các phản ứng PCR (bảng 3.20, 3.21, 3.22, 3.23).
Qua thử nghiệm đánh giá từ kết quả ở bảng 3.24, chúng tôi thấy rằng
dạng 1 tiện sử dụng, khi thực hiện mất ít thời gian chuẩn bị hơn nhưng kết
123
quả kém ổn định, thời gian bảo quản được ngắn. Dạng 2 khi thực hiện mất
nhiều thời gian chuẩn bị hơn do phải trộn các thành phần và chia ra các tube
PCR nhưng cho kết quả ổn định và thời gian bảo quản được lâu hơn. Chính
vì vậy, dạng 2 được chúng tôi lựa chọn để chế tạo các bộ sinh phẩm. Dạng 2
đóng gói giống với hãng Genekam (Đức) nhưng khác của hãng Norgen
(Canada). Dạng đóng gói bộ sinh phẩm chẩn đoán C. neoformans của hãng
Norgen gồm các thành phần 2X PCR master mix, dung dịch mồi, nước khử
ion, chứng dương, marker 100. Sau khi thực hiện phản ứng PCR, kết quả
được đem điện di để phân tích trực tiếp. Trong khi, dạng đóng gói của chúng
tôi trước khi phân tích sản phẩm PCR cần trộn sản phẩm này với loading
dye. Đây có lẽ là 1 nhược điểm cần khắc phục, nâng cấp và hoàn thiện.
Dựa vào kết quả xây dựng và chuẩn hóa kỹ thuật nested-PCR chẩn
đoán nấm C. neoformans ở các mục trên kết hợp với việc xác định độ nhạy độ
đặc hiệu, tính ổn định của bộ sinh phẩm để xây dựng hướng dẫn sử dụng cho
bộ sinh phẩm với các nội dung chính:
- Mô tả bộ sinh phẩm;
- Điều kiện bảo quản của bộ sinh phẩm;
- Các vật liệu cần thiết không cung cấp kèm bộ sinh phẩm;
- Thành phần bộ sinh phẩm;
- Các lưu ý;
- Hướng dẫn sử dụng;
- Điện di kết quả;
- Phiên giải kết quả;
- Các tình huống phát sinh.
Bộ sinh phẩm bao gồm 10 ống hóa chất và 01 bản hướng dẫn sử dụng.
Phương pháp thử là kỹ thuật nested – PCR bao gồm 2 lần phản ứng PCR
124
trong đó kết quả khuếch đại của phản ứng PCR cho băng có kích thước 135
bp đặc trưng cho nấm C.neoformans.
4.1.3.2. Chuẩn bị chứng dương, chứng âm cho bộ kít
Chuẩn dương trong các bộ sinh phẩm nested-PCR xác định nhiễm nấm
C.neoformal được xây dựng bằng cách tách chiết ADN của mẫu chuẩn
ATCC 90113, khuếch đại bằng cặp mồi bao phủ chiều dài của đoạn ADN
cần khuếch đại. Ở đây lựa chọn cặp mồi sử dụng cho phản ứng PCR1 (ITS1
và ITS4), đo nồng độ và pha thành dãy chuẩn dương theo cấp số nhân.
Ngưỡng phát hiện của nested PCR trong nghiên cứu của chúng tôi được xác
định là 10pg/phản ứng 25 µl tương đương với 0,4 pg/ µl. Như vậy chuẩn
dương sẽ được lấy cao hơn ngưỡng phát hiện 01 bậc, tức là gấp 10 lần
ngưỡng phát hiện. Và nồng độ chuẩn dương trong nghiên cứu của chúng tôi
có nồng độ là 102pg/25µl phản ứng của PCR1.
Chuẩn âm là ADN của người hoặc các ký sinh trùng hoặc vi sinh
thường không song nhiễm với loài mà chúng ta cần phát hiện.
Như vậy quá trình nghiên cứu của chúng tôi đã tạo ra bộ sinh phẩm
nested-PCR chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans trong dịch não tủy với 10
ống dung dịch và 01 bản hướng dẫn sử dụng (bảng 2.25, hình 3.16).
4.2. Bàn luận về độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn
đoán nhiễm nấm C. neoformans trong dịch não tủy.
Để đánh giá được độ nhạy, độ đặc hiệu của một sinh phẩm chẩn đoán
cần so sánh kết quả xét nghiệm bằng bộ sinh phẩm muốn đánh giá với
chuẩn vàng trên các nền mẫu khác nhau. Đồng thời so sánh với các bộ sinh
phẩm, các phương pháp xét nghiệm đã được đánh giá và thương mại hóa
trên thị trường.
Trước hết đánh giá bộ sinh phẩm trên các mẫu chuẩn, đây cũng là cơ sở
để xác định được ngưỡng phát hiện, mẫu chuẩn bao gồm chuẩn dương, chuẩn
125
âm, chuẩn trắng. Bước tiếp theo đánh giá bộ sinh phẩm trên các mẫu nhiễm
giả định trên nền mẫu mà chúng ta tiến hành phân tích đối với các mẫu xét
nghiệm thông thường. Cuối cùng là đánh giá trên các mẫu dịch não tủy thu từ
các bệnh nhân có biểu hiện lâm sàng viêm màng não.
Các bước đánh giá trên mẫu chuẩn và giả định thường được các nhà sản xuất
tiến hành trong quá trình xây dựng cũng như thử nghiệm lại trên bộ sinh phẩm.
Cũng như hầu hết các nghiên cứu, độ nhạy độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm
chẩn đoán trên các mẫu chuẩn sẽ phản ánh độ nhạy, độ đặc hiệu của phương
pháp tạo nên bộ sinh phẩm. Đối với các bộ sinh phẩm dựa trên kỹ thuật PCR độ
nhạy, độ đặc hiệu trên mẫu chuẩn phản ánh độ nhạy, độ đặc hiệu của các cặp
mồi và quy trình thực hiện phản ứng PCR. Ở hầu hết các trường hợp, nếu không
có sự nhiễm chéo thì độ nhạy và độ đặc hiệu đều đạt 100%.
4.2.1. Bàn luận về kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định
của bộ sinh phẩm trong phòng thí nghiệm
4.2.1.1. Kết quả đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh
phẩm trên các ADN mẫu chuẩn
-Đánh giá về độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm trên các ADN
mẫu chuẩn
Sau khi xây dựng xong bộ sinh phẩm chấn đoán nhiễm nấm C.
neoformans trong dịch não tủy, chúng tôi tiến hành thử nghiệm bộ sinh phẩm
dựa vào panel ADN của chủng chuẩn ACCT@ 90113. Kết quả nghiên cứu của
chúng tôi tại bảng 3.26 nhận thấy với việc đánh giá 30 mẫu chuẩn dương ở
hai nồng độ khác nhau là nồng độ thấp 102CFU/ml và nồng độ cao
105CFU/ml; 20 mẫu chuẩn âm (10 chuẩn âm không có ADN là NaCl 0,9% và
10 chuẩn âm có ADN là dịch não tủy không có C. neoformans. Mỗi mẫu chạy
lặp lại 2 lần thì 100% các mẫu chuẩn dương sản phẩm PCR xuất hiện băng
kích thước 135bp đặc trưng cho nấm C. neoformans, 100% mẫu chuẩn âm
126
không có sản phẩm PCR. Từ bảng 3.27 cho thấy bộ sinh phẩm nested PCR
chẩn đoán nhiễm nấm C.neoformans trong dịch não tủy khi thử nghiệm với
các mẫu nấm C. neoformans của chủng chuẩn và mẫu chuẩn âm có độ nhạy,
độ đặc hiệu đều đạt 100%.
- Về đánh giá độ ổn định của bộ sinh phẩm
Khi lấy 06 bộ sinh phẩm để thử nghiệm ở 03 nhiệt độ bảo quản khác
nhau (-200C, -350C và -800C), mỗi nhiệt độ sử dụng 02 bộ sinh phẩm. Mỗi
tháng chạy thử nghiệm và đánh giá 1 lần ở cả 03 nhiệt độ và mỗi nhiệt độ thử
phản ứng với 10 mẫu ADN của chủng chuẩn. Kết quả ở bảng 3.28 cho thấy
rằng ở cả ba điều kiện bảo quản, bộ sinh phẩm nested-PCR phát hiện nấm C.
neoformans trong dịch não tủy ở nhiệt độ -200C, -350C và -800C vẫn đảm bảo
tính ổn định sau 12 tháng sản xuất.
4.2.1.2. Về đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên các mẫu DNT nhiễm giả định
Chúng tôi tiến hành đánh giá độ nhạy và độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm
trên 80 mẫu nhiễm giả định (ở hai nồng độ nhiễm cao và thấp khác nhau, mỗi
mẫu lặp lại hai lần), 20 mẫu chuẩn âm, 20 mẫu NaCl 0,9%. Nhận thấy bộ sinh
phẩm vẫn có độ nhạy đạt 92.5%, độ đặc hiệu 100%. Giá trị tiên đoán dương đạt
100%, đảm bảo các cá thể được xét nghiệm dương tính là có nhiễm bệnh. Trong
khi đó giá trị tiên đoán âm tính chỉ đạt 87% nghĩa là trong 100 người được chẩn
đoán âm tính chỉ có 87 người thực sự không nhiễm nấm (bảng 3.32).
Hệ số tương đồng Kappa khi đánh giá trên các mẫu nuôi cấy ở mật độ
cao 105 CFU/ml đạt 1 là hoàn toàn tương đồng. Trong khi giá trị này trên các
mẫu có mật độ thấp 102 CFU/ml chỉ đạt 0,85 ở mức tương đồng cao. Khi
đánh giá hệ số này trên tổng số 120 mẫu là 0,89 ở mức tương đồng cao.
Đây cũng là một kết quả thực tế, phản ánh cho chúng ta thấy những khó
khăn có thể gặp phải đối với các nền mẫu lâm sàng khác nhau và một lần nữa
khẳng định khi chẩn đoán trên các nền mẫu thực, mẫu lâm sàng sẽ gặp khó
127
khăn hơn rất nhiều khi chẩn đoán trên các mẫu chuẩn hay mẫu nuôi cấy.
4.2.2. Bàn luận về kết quả đánh giá bộ sinh phẩm trong đoán nhiễm
C. neoforman sở các mẫu DNT lâm sàng
4.2.2.1. Đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu trên các mẫu nhiễm C. neoformans
phân lập ở Việt Nam.
Bằng bộ sinh phẩm nested-PCR tạo ra, tiến hàng chạy lại với toàn bộ 51
mẫu ADN của 51 chủng nấm C. neoformans khác nhau phân lập ở Việt Nam,
mỗi chủng chạy 2 mẫu. Kết quả cho thấy 100% sản phẩm PCR2 sau khi điện
di đều xuất hiện các băng có kích thước 135 bp. Kết quả này phù hợp với nấm
C. neoformans (bảng 3.33 và hình 3.17)
Bảng 3.34 cho thấy kết quả đánh giá bộ sinh phẩm trong đoán nhiễm
C. neoformans ở các mẫu DNT lâm sàng độ nhạy và độ đặc hiệu là 100%. Kết
quả này giống hoàn toàn với nghiên cứu của Rivara và cs (2015) khi nghiên
cứu 24 mẫu dịch não tủy nuôi cấy cho thấy nhiễm C. neoformans và thử
nghiệm lại bằng phương pháp nested PCR kết quả 100% là C. neoformans.
Độ nhạy và độ đặc hiệu cũng là 100% [41].
4.2.2.2. Bàn luận về kết quả đánh giá độ tương đồng của bộ sinh phẩm tạo
ra trên mẫu DNT bệnh nhân có biểu hiện lâm sàng VMN
Hầu hết các công bố về độ nhạy, độ đặc hiệu của các kỹ thuật hoặc bộ
sinh phẩm được đánh giá trên các mẫu lâm sàng. Đây cũng là cơ sở để đánh
giá chất lượng của các bộ sinh phẩm.
Sử dụng 120 mẫu dịch não tủy thu thập từ các bệnh nhân có các biểu
hiện lâm sàng viêm màng não từ Bệnh viện Phạm Ngọc Thạch và Bệnh viện
Quân Y để thử nghiệm chẩn đoán bằng bộ sinh phẩm nested-PCR rồi so sánh
với các phương pháp xét nghiệm truyền thống bao gồm: soi tươi nhuộm mực
tàu, nuôi cấy và 01 bộ sinh phẩm đã được thương mại hóa trên thị trường là
bộ sinh phẩm Cryptococcus neoformans PCR Kit EP-42720 của hãng Norgen.
128
Kết quả ở bảng 3.35 cho thấy trong 120 mẫu nghiên cứu đã xác định có
7/120 mẫu dương tính với nấm C. neoformans bằng phương pháp soi tươi
nhuộm mực tàu; 8/120 mẫu dương tính bằng phương pháp nuôi cấy; tỷ lệ này
ở bộ sinh phẩm nested PCR là 7/120 và bộ sinh phẩm Norgen là 7/120. Trong
đó cả 7 mẫu dương tính với bộ sinh phẩm nested –PCR cũng dương tính với
phương pháp nuôi cấy và dương tính khi thử nghiệm với bộ sinh phẩm của
Norgen. Như vậy có thể đánh giá 7 mẫu dương tính này là kết quả đúng. Có
01 mẫu nuôi cấy dương tính nhưng âm tính với các phương pháp khác, mẫu
chỉ dương tính với phương pháp nuôi cấy này cũng có thể là do trong quá
trình nuôi cấy ngoại nhiễm với C. neoformans, cũng có thể là một loài khác
có hình thái giống với C. neoformans. Tỉ lệ nhiễm C.neoformans trong dịch
não tủy là 6,67% với phương pháp nuôi cấy.
Bảng 3.36 cho thấy kết quả so sánh giữa bộ sinh phẩm nested-PCR
#A011 - 02 với phương pháp nuôi cấy có độ nhạy là 87,5% ; độ đặc hiệu
100% ; giá trị tiên đoán dương là 100%và giá trị tiên đoán âm là 99,1%.
Bảng 3.37 cho thấy kết quả so sánh giữa bộ sinh phẩm nested PCR
#A011-02 với phương pháp soi tươi nhuộm mực tàu cho tỉ lệ phù hợp quan
sát là 96,7% và tỉ lệ phù hợp mong muốn là 89,0%. Hệ số tương đồng giữa 2
phương pháp xét nghiệm là 0,697 ở mức tương đồng.
Bảng 3.38 cho thấy hệ số tương đồng giữa 2 bộ sinh phẩm PCR là 1 ở
ngưỡng tương đồng rất cao hay hoàn toàn tương đồng với tỉ lệ phù hợp quan sát
100%; tỉ lệ phù hợp mong muốn 89,0%.
Kết quả này tương đồng với kết quả nghiên cứu của Hetal và cs (2011)
khi đánh giá tính khả năng áp dụng của que thử nhanh để chẩn đoán viêm
màng não tủy do nấm C. neoformans trên 63 mẫu dịch não tủy đã xác định tỷ
lệ nhiễm nấm là 14,28% bằng phương pháp latex; 11,11% bằng phương pháp
nhuộm mực tàu; 9,5% bằng phương pháp nuôi cấy [81]. Độ nhạy và độ đặc
129
hiệu của phương pháp nhuộm mực tàu là 83,3% và 96,49%. Trong khi đó các
giá trị này ở phương pháp Latex là 100% và 94,7% so với phương pháp nuôi
cấy [81]. Tuy nhiên trong nghiên cứu của Hetal thì khả năng phát hiện của
phương pháp nhuộm mực tàu cao hơn phương pháp nuôi cấy. Trong khi
nghiên cứu của chúng tôi thì ngược lại, phương pháp nuôi cấy cho tỷ lệ kết
quả xét nghiệm dương tính cao nhất, sau đó lần lượt là các phương pháp xét
nghiệm bằng kỹ thuật PCR, phương pháp soi tươi nhuộm mực tàu cho kết quả
thấp nhất.
Binnicker và cs (2012) khi so sánh thử nghiệm để phát hiện nhiễm nấm
Cryptococcus với 4 loại xét nghiệm khác nhau đã chỉ ra độ nhạy, độ đặc hiệu
của các phương pháp có sự khác biệt. Thử nghiệm Media Latex có độ nhạy và
độ đặc hiệu 100%; trong khi đó với thử nghiệm miễn dịch ban đầu Premier
EIA có độ nhạy thấp hơn nhiều 55,6%, trong khi độ đặc hiệu vẫn là 100%;
Thử nghiệm miễn dịch với kháng thể alpha CrAg có độ nhạy là 100% và độ
đặc hiệu là 99,8% và thử nghiệm miễn dịch dòng chảy với kháng thể CrAg
cũng có độ nhạy và độ đặc hiệu là 100% [82], [83]. Tuy nhiên trong nghiên
cứu này tác giả chỉ so sánh giữa các phương pháp với nhau và không so sánh
với các chuẩn vàng truyền thống là nuôi cấy.
Năm 2015, Coovadia và cs khi đánh giá 2 kỹ thuật nhuộm Gram và
nhuộm mực tàu với kỹ thuật nuôi cấy để phát hiện viêm màng não tủy do nấm
Crytoccocus trên 90 bệnh nhân HIV ở Durban đã chỉ ra độ nhạy của phương
pháp nhuộm mực tàu là 89% tỷ lệ này ở phương pháp nhuộm Giemsa là 89%;
độ đặc hiệu của cả hai phương pháp là 100% [108].
Mbae và cs (2017) khi so sánh độ nhạy của phương pháp nhuộm mực tàu
và phương pháp miễn dịch sử dụng kháng nguyên CrAg - bộ sinh phẩm
CALAS cho thấy phương pháp nhuộm mực tàu có độ nhạy thấp 44% so với
CALAS là 94%. Độ đặc hiệu của phương pháp nhuộm mực tàu là 98% hơi
130
thấp hơn so với CALAS là 100% [109]. Kết quả nghiên cứu sử dụng bộ sinh
phẩm CALAS cũng tương đồng với các nghiên cứu tại Bắc Carolina (Tannel
và cs, 1994) tương ứng là 100% và 98% [110]; Nam Phi (Josephs và cs, 2009)
tỷ lệ này 100% và 96% [111]; trong khi đó nghiên cứu Zambia năm 2001 khi
so sánh độ nhạy và độ đặc hiệu của CrAg so với phương pháp nhuộm mực tàu
là 95% và 60%. Tannel và cs (1994) khi so sánh việc sử dụng kháng nguyên
CrAg được sử dụng với các bộ sinh phẩm khác nhau để chẩn đoán bệnh viêm
màng não do nấm Cryptococcus (CALAS, Crypto-LA, Myco-Immune, Immy
và EIA kit) cho thấy độ nhạy thay đổi từ 93 đến 100% và độ đặc hiệu trong
khoảng từ 93% đến 98% [110]. Reiss và cs (2002) đã chỉ ra những sai khác về
độ nhạy độ đặc hiệu này có thể do các chủng nấm khác nhau, giai đoạn
nhiễm, mật độ nấm và các phương pháp thử nghiệm.
Tỷ lệ nhiễm khi phát hiện sử dụng kháng nguyên CrAg gấp 2.12 có
nghĩa là kháng nguyên CrAg có khả năng phát hiện tốt hơn phương pháp
nhuộm mực tàu gấp 2 lần.
Saha và cs (2009) đã tiến hành nghiên cứu ở Ấn Độ trên 359 mẫu dịch
não tủy huyết thanh và nước tiểu trong đó có 46 bệnh nhân dương tính và 30
mẫu chứng âm với C.neoformans trong dịch não tủy để đánh giá độ nhạy, độ
đặc hiệu. Kết quả cho thấy độ nhạy và độ đặc hiệu của các phương pháp
tương ứng: Nuôi cấy là 95,7% và 100%; soi tươi nhuộm mực tàu là 93,5% và
100%; PCR là 100% và 100% [40]. Kết quả này cũng tương đồng với các kết
quả của chúng tôi khi thử nghiệm trên dịch não tủy, độ nhạy và độ đặc hiệu
của các phương pháp giao động từ trên 85% đến 100%.
Klausner và cs (2013) đánh giá độ nhạy độ đặc hiệu của xét nghiệm
miễn dịch dòng chảy trên dịch não tủy có độ nhạy 100% và độ đặc hiệu
97,7%; tỷ lệ này trên mẫu huyết thanh là 100% và 99,5% [112].
Tang và cs (2015) đã có một báo cáo tổng quan điểm lại các nghiên cứu
131
về việc sử dụng kỹ thuật miễn dịch dòng chảy với kháng nguyên của nấm
Cryptococcus đã chỉ ra độ nhạy độ đặc hiệu của các phương pháp nghiên cứu
trên các nền mẫu khác nhau từ năm 2011- 2014 như sau [113]: Mac Mullan
(2012) độ nhạy đạt trên 91%, độ đặc hiệu 100%; Lindsley và cs (2011), độ
nhạy đạt từ 92%; Boulware và cs (2014), nuôi cấy dịch não tủy có độ nhạy
94,2%, mực tàu 81,6 %, miễn dịch 97%;
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tỷ lệ mẫu dịch não tủy
dương tính với nấm được phát biện bằng bộ sinh phẩm nested-PCR #A011-02
cao hơn kỹ thuật soi tươi nhuộm mực tàu nhưng thấp hơn kỹ thuật nuôi cấy và
tương đương với bộ sinh phẩm của hãng Norgen (Canada). Chúng tôi cũng
nhận định rằng, nếu lượng dịch não tủy quá ít có thể ảnh hưởng tới kết quả
phân tích vì mật độ nấm trong dịch não tủy thường rất thấp [22]. Khi phân
tích bằng kỹ thuật truyền thống đối với soi tươi và nuôi cấy, chúng tôi thường
phải ly tâm, loại bỏ dịch nổi để tập trung nấm thông thường khoảng 3-5 lần
sau đó mới tiến hành kỹ thuật. Hơn nữa, trong thực tế các mẫu dịch não tủy
thường được ưu tiên thực hiện chẩn đoán bằng các kỹ thuật truyền thống
trước sau đó phần còn lại mới tiến hành thử nghiệm bằng kỹ thuật sinh học
phân tử nên lượng bệnh phẩm còn lại có khi rất ít. Đây có thể cũng là một
nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt giữa kết quả của kỹ thuật nested-PCR thấp
hơn so với nuôi cấy.
Các chỉ số giá trị tiên đoán dương tính, giá trị tiên đoán âm tính và
chỉ số phù hợp chẩn đoán K appa đã được sử dụng để đánh giá hiệu quả
của các bộ sinh phẩm.
Với bộ sinh phẩm nested PCR #A011-02, so với kỹ thuật nuôi cấy ở
bảng 3.36 trong chẩn đoán nhiễm C.neoformans kỹ thuật này cho giá trị
tiên đoán dương 100%, giá trị tiên đoán âm 99,1%. Điều này có nghĩa là
100% những trường hợp chẩn đoán dương tính bằng kỹ thuật nested PCR
132
có thể nghĩ tới nhiễm nấm C.neoformans thực sự và 99,1% không nghĩ tới
nhiễm C.neoformans khi kỹ thuật nested PCR cho kết quả âm tính. Nếu
coi nuôi cấy là phương pháp chuẩn vàng để so sánh thì trong chẩn đoán C.
neoformans ở dịch não tủy, bộ sinh phẩm nested PCR #A011-02 có độ
nhạy Se=87,5%, độ đặc hiệu Sp=100%. K ết quả này chỉ ra bộ sinh phẩm
có tỷ lệ chẩn đoán dương tính ở những bệnh nhân thực sự nhiễm
C.neformans ở dịch não tủy là 100% và tỷ lệ chẩn đoán đúng là âm tính
với C.neformans ở dịch não tủy của bộ sinh phẩm là 99,1%.
133
KẾT LUẬN
1. Xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR chẩn
đoán nhiễm nấm C.neoformans
Đã xây dựng quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm chẩn đoán nhiễm
nấm C.neoformans tóm tắt như sau:
Bước 1. Lựa chọn 2 cặp mồi cho 02 phản ứng PCR với trình tự như sau
ITS4 R:5’-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3’
+ Phản ứng PCR1: ITS1 F: 5’-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G-3’;
CN5 R: 3’-GAA GGG CAT GCC TGT TTG AGA G-5’
+ Phản ứng PCR2: CN4 F: 3’-ATC ACC TTC CCA CTA ACA CAT T-5’;
Bước 2. Xây dựng các điều kiện cơ bản cho kỹ thuật nested-PCR phát hiện C.
neoformans trong dịch não tủy
+ Điều kiện cho phản ứng PCR1:
Thành phần phản ứng: Nồng độ dNTPs 200µM, mồi 0,02µM, Mg2+ 2,0
mM, nồng độ Taq DNA polymerase là 0,5U trong 25 µl thể tích phản ứng.
Chu trình nhiệt là: 1 chu kỳ 94oC/5 phút; 25 chu kỳ, mỗi chu kỳ 94oC/40 giây,
56oC/40 giây, 72oC/40 giây; 1 chu kỳ 72oC/7 phút.
+ Điều kiện cho phản ứng PCR2:
Thành phần phản ứng: Nồng độ dNTPs 200µM, mồi 0,02µM, Mg2+ 2,0
mM, nồng độ Taq DNA polymerase là 0,5U trong 25 µl thể tích phản ứng.
Chu trình nhiệt như PCR1 nhưng ở nhiệt độ gắn mồi là 57oC.
Bước 3. Xác định ngưỡng phát hiê ̣n củ a kỹ thuật nested-PCR: ≥ 102 CFU/ml trong dịch treo nấm;
Bước 4. Xây dựng chứng dương cho phản ứng PCR: Chứng dương là ADN
được tách chiết, từ chủng chuẩn ATCC® 90113 Chứng dương được đo nồng
độ ADN và được điều chỉnh đến nồng độ 0,5 ng/µl.
134
Bước 5. Xây dựng chứng âm cho phản ứng PCR: Chứng âm là ADN được
tách chiết từ các mẫu dịch não tủy đã được xác định không nhiễm nấm C.
neoformans bằng kỹ thuật sinh học phân tử.
Bước 6. Đóng gói bộ sinh phẩm: Bao gồm 8 thành phần: 02 ống dung dịch
MC-CR1; 01 ống dung dịch MC-CR2; 02 ống dung dịch CR1, Dung dịch
CR2; Dung dịch M100, Dung dịch LD100, Chứng dương, Chứng âm. Có 01
hướng dẫn sử dụng và tiêu chuẩn cơ sở.
2. Về độ nhạy, độ đặc hiệu và độ ổn định của bộ sinh phẩm tạo ra
trong chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans dịch não tủy.
- Về độ nhạy độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm:
+Trên chủng chuẩn dương và 51 chủng C. neoformans phân lập ở Việt
Nam độ nhạy, độ đặc hiệu của bộ sinh phẩm đều đạt 100%.
+ Đánh giá trên 20 dịch não tủy giả định từ nồng độ 102CFU/ml đến
105CFU/ml độ nhạy là 92,5%; độ đặc hiệu là 100%. Giá trị tiên đoán dương là
100% và giá trị tiên đoán âm là 87% với mức độ tin cậy 95%.
- Đánh trên 120 mẫu dịch não tủy có biểu hiện lâm sàng viêm màng não:
+ So sánh với phương pháp soi tươi nhuộm mực tàu hệ số tương đồng là 0,697.
+ So sánh kết quả với phương pháp nuôi cấy, độ nhạy đạt 87,5%; độ đặc
hiệu 100%. Giá trị tiên đoán dương 100% và giá trị tiên đoán âm 99,1%.
+ So sánh kết quả với bộ sinh phẩm Norgen hệ số tương đồng là 1.
- Viện kiểm định quốc gia về vắc xin và sinh phẩm y tế kết luận bộ sinh phẩm
chẩn đoán nested-PCR có độ nhạy đạt 98,11%; độ đặc hiệu 100%; ngưỡng
phát hiện 0,4pg/µl khi thực hiện trên bộ mẫu chuẩn của nhà sản xuất.
- Bộ sinh phẩm nested-PCR phát hiện nấmC. neoformans trong dịch não tủy
đảm bảo tính ổn định sau 12 tháng sản xuất khi bảo quản ở nhiệt độ - 200C.
135
KIẾN NGHỊ
Căn cứ vào kết quả nghiên cứu, đề tài có một số kiến nghị sau đây:
Tiếp tục đánh giá bộ sinh phẩm nested-PCR trên các mẫu lâm sàng ở
diện rộng hơn để khẳng định tính hiệu quả của bộ sinh phẩm. Đánh giá giá trị
kinh tế và hiệu quả áp dụng của bộ sinh phẩm trên thị trường Việt Nam.
Nghiên cứu cải tạo cách thức đóng gói bộ sinh phẩm phù hợp với yêu
cầu của các đơn vị sử dụng, đăng ký sở hữu trí tuệ và công nghệ để có thể sản
xuất bộ sinh phẩm cung cấp cho các bệnh viện tuyến Tỉnh, tuyến Trung ương
và các cơ sở nghiên cứu, giảng dạy trong cả nước có trang bi ̣ máy PCR.
TÍNH KHOA HỌC, TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu có tính khoa học chuẩn
mực hiện đang áp dụng rộng rãi tại Việt Nam và Thế giới như:
- Hoàn thiện được quy trình chế tạo bộ sinh phẩm nested-PCR định loài
nấm C. neoformans trong dịch não tủy của người Việt Nam.
- Trên cơ sở áp dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu truyền
thống và hiện đại, phù hợp, bố trí thí nghiệm, tính toán thống kê một cách
khoa học nên các kết quả của để tài có giá trị và độ tin cậy cao.
Đây là nghiên cứu đầu tiên nghiên cứu xây dựng bộ sinh phẩm chẩn đoán
nấm C. neoformans trên dịch não tủy bằng phương pháp nested-PCR ở Việt
Nam. Nghiên cứu đã xây dựng được quy trình kỹ thuật chế tạo bộ sinh phẩm
nested-PCR dựa trên sự kết hợp mới giữa 2 bộ mồi ITS1, ITS4 và CN4, CN5.
Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Kết quả của đề tài đã bước đầu khẳng định việc các cơ sở nghiên cứu
khoa học của Việt Nam có thể sản xuất được các bộ sinh phẩm chẩn đoán có
độ nhạy, độ đặc hiệu, ngưỡng phát hiện tương đương với các nghiên cứu
tương tự trên thế giới.
Bộ sinh phẩm đã được đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu tính ổn định tại
phòng thí nghiệm và tại thực địa hẹp (02 bệnh viện) đảm bảo tính chính xác
và khả năng áp dụng trên diện rộng hơn của bộ sinh phẩm.
Là cơ sở để tiếp tục triển khai, sản xuất, ứng dụng bộ sinh phẩm trong
chẩn đoán nhiễm nấm C. neoformans tại các đơn vị xét nghiệm chẩn đoán lâm
sàng, cung cấp kết quả xét nghiệm nhanh, chính xác từ đó đề xuất phương án
điều trị sớm, hiệu quả phù hợp.
Qua đề tài này, các cán bộ nghiên cứu có thể tiếp tục mở rộng xây dựng
các bộ sinh phẩm chẩn đoán với các đối tượng nghiên cứu khác dựa trên kỹ
thuật sinh học phân tử.
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO LIÊN QUAN TRỰC TIẾP
ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
1. Tran Thi Quynh Lien, Cao Truong Sinh, Nguyen Thi Huong Binh, Do
Ngoc Anh (2018), “Establish and optimization nested PCR reaction determine
Cryptococcus neoformans in cerebrospinal fluid'', Tạp chí Phòng chống bệnh
sốt rét và các bệnh ký sinh trùng, số 6/2018.
2. Tran Thi Quynh Lien, Cao Truong sinh, Nguyen Thi Huong Binh, Nguyen
Khac Luc (2018), “Evaluation sensitivity, specificity and stable of nested-
PCR kit detect cryptococcus neoformans in cerebrospinal fluid” Tạp chí
Phòng chống bệnh sốt rét và các bệnh ký sinh trùng, số 6/2018.
3. Trần Thị Quỳnh Liên, Cao Trường Sinh, Nguyễn Thị Hương Bình, Trần
Thanh Dương (2019), "Đánh giá khả năng chẩn đoán Cryptococcus
neoformans trong dịch não tủy của bộ sinh phẩm nested-PCR với kỹ thuật
nuôi cấy, soi tươi và bộ sinh phẩm PCR chẩn đoán của Norgen'' Tạp chí
-
Phòng chống bệnh sốt rét và các bệnh ký sinh trùng, số 61/20194.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nhữ Thị Hoa và CS (2012), "Đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng của viêm
não-màng não do Cryptococcus neoformans tại Bệnh viện Nhiệt đới Tp.HCM
từ 11/2008 đến 6/2009", Tạp chí Y học Tp. Hồ Chí Minh, chuyên đề Ký sinh
trùng, 16(1/2012), tr. 76-82.
2. Martins M.A; Brighente K.S; Matos T.A. et al (2015), Molecular diagnosis
of cryptococcal meningitis in cerebrospinal fluid: comparison of primer sets
for Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii species complex,
Brazilian Journal of Infectious Diseases, 19(1), pp. 62-67.
3. Bicanic T; Harrison T.S (2004), Cryptococcal meningitis, British medical
bulletin, 72(1), pp. 99-118.
4. Day Jeremy N (2004), Cryptococcal meningitis, Practical neurology,
(11/2004), pp. 274-285.
5. Safdieh J.E; Mead P.A; Sepkowitz K.A. et al (2008), Bacterial and fungal
meningitis in patients with cancer, Neurology, 70(12), pp. 943-947.
6. Louie J.K; Chi N.Huu; Thao L.T.T. et al (2004), Opportunistic infections in
hospitalized HIV-infected adults in Ho Chi Minh City, Vietnam: a cross-
sectional study, International journal of STD & AIDS, 15(11), pp. 758-761.
7. Anil A. Panackal; Simone C. Wuest; Yen-Chih Lin. et al (2015),
Paradoxical Immune Responses in Non-HIV Cryptococcal Meningitis, PLOS
Pathogens, 11(5), e1004884.
8. Eileen K. Maziarz and John R. Perfect (2016), Cryptococcosis, Infectious
disease clinics of North America, 30(1), pp.179-206.
9. Perfect J.R (2013), Fungal diagnosis: how do we do it and can we do
better?, Current medical research and opinion, 29(sup4), pp. 3-11.
10. Khater W.S; Elabd S.H (2016), "Identification of Common Bacterial
Pathogens Causing Meningitis in Culture-Negative Cerebrospinal Fluid
Samples Using Real-Time Polymerase Chain Reaction", International
Journal of Microbiology, 2016, pp. 4197187.
11. Tang Y.W; Stratton C.W (2012), Advanced Techniques in Diagnostic
Microbiology, Springer US.
12. M. Wilks (2012), PCR Detection of Microbial Pathogens, Humana Press.
13. Kwon-Chung K.J; Fraser J.A; Doering T.L. et al (2014), Cryptococcus
neoformans and Cryptococcus gattii, the etiologic agents of cryptococcosis,
Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 4(7), a019760.
14. Fang W; Fa W; Liao W (2015), Epidemiology of Cryptococcus and
cryptococcosis in China, Fungal Genetics and Biology, 78, pp. 7-15.
15. Kwon-Chung K.J; Varma A (2006), Do major species concepts support
one, two or more species within Cryptococcus neoformans?, FEMS Yeast
Research, 6(4), pp. 574-587.
16. Lin X; Heitman J (2006), The biology of the Cryptococcus neoformans
species complex, Annu. Rev. Microbiol, 60, pp. 69-105.
17. Xiaorong Lin (2009), Cryptococcus neoformans: morphogenesis,
infection, and evolution, Infection, Genetics and Evolution, 9(4), pp. 401-
416.
18. Montagna M.T; Antonella D; Caggiano G. et al (2018), Molecular
characterization of Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii from
environmental sources and genetic comparison with clinical isolates in
Apulia, Italy, Environmental research, 160, pp. 347-352.
19. Jahromi S.B; Khaksar A.A (2006), Paranasal sinus mycosis in suspected
fungal sinusitis, Arch Clin Infect Dis, 1, pp. 25-29.
20. Hagen F; Khayhan K; Theelen B. et al (2015), Recognition of seven
species in the Cryptococcus gattii/Cryptococcus neoformans species complex,
Fungal Genetics and Biology, 78, pp. 16-48.
21. Alspaugh J Andrew (2015), Virulence mechanisms and Cryptococcus
neoformans pathogenesis, Fungal genetics and biology, 78, pp.55-58.
22. Infectious Disease Epidemiology Section (2017), Cryptococcosis, Office
http://ldh.la.gov/assets/oph/Center-PHCH/Center-CH/infectious-
epi/EpiManual/CryptococcosisManual.pdf.
of Public Health, Louisiana Department of Health,
23. Edwards V.E; Sutherland J.M; Tyrer J.H (1970), Cryptococcosis of the
central nervous system: epidemiological, clinical, and therapeutic features,
Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, 33(4), pp. 415-425.
24. Gliksman F.J (2017), "CNS Cryptococcosis in HIV, Medscape, pp.1-8.
25. Watkins R; Jason S.K; Simon A.J (2017), Nutritional requirements and
their importance for virulence of pathogenic Cryptococcus species,
Microorganisms, 5(4), pp. 65.
26. Colombo F.A; Elsemann R.B; Conde A. et al (2014), Updating:
cryptococcosis diagnostic aspects, Journal of AIDS and Clinical Research,
5(12).
27. Yadalla H.K.K; Rao G.R.R (2011), Cutaneous cryptococcosis: A marker
of life threatening disseminated cryptococcosis in HIV AIDS, Our Dermatol
Online, 2, pp. 203-206.
28. Olszewski M.A; Zhang Y; Huffnagle G.B (2010), Mechanisms of
cryptococcal virulence and persistence, Future microbiology, 5(8), pp. 1269-
1288.
29. Chen Y; Toffaletti D.L; Tenor J.L. et al (2014), The Cryptococcus
neoformans transcriptome at the site of human meningitis, MBio, 5(1),
e01087-13.
30. Park B.J; Wannemuehler K.A; Marston B.J. et al (2009), Estimation of the
current global burden of cryptococcal meningitis among persons living with
HIV/AIDS, Aids, 23(4), pp. 525-530.
31. Nalintya E; Kiggundu R; Meya D (2016), Evolution of cryptococcal
antigen testing: what is new?, Current fungal infection reports, 10(2), pp.62-
67.
32. Rajasingham R; Smith R.M; Park B.J. et al (2017), Global burden of
disease of HIV-associated cryptococcal meningitis: an updated analysis, The
Lancet infectious diseases, 17(8), pp. 873-881.
33. Althea Campuzano; Floyd L Wormley (2018), Innate Immunity against
Cryptococcus, from Recognition to Elimination, Journal of Fungi, 4(1), pp.
33.
34. Sorrell Tania C; Sharon C-A Chen; Peter Phillips. et al (2011), Clinical
perspectives on Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii:
implications for diagnosis and management, Cryptococcus, American Society
of Microbiology, pp. 595-606.
35. Perfect J. R; Bicanic T (2015), Cryptococcosis diagnosis and treatment:
what do we know now, Fungal Genetics and Biology, 78, pp.49-54.
36. Trần Phủ Mạnh Siêu; Lê Mạnh Hùng và Trần Văn Hiển (2006), "Tình
hình nhiễm vi nấm nội tạng trên bệnh nhân HIV/AIDS tại Bệnh viện Nhiệt
đới 2003-2005", Y học thành phố Hồ Chí MInh, 10, tr. 99-104.
37. Kammalac T.N; Dongtsa J; Kouanfack C. et al (2015), Cryptoccocal
meningitis in Yaoundé (Cameroon) HIV infected patients: Diagnosis,
frequency and Cryptococcus neoformans isolates susceptibility study to
fluconazole, Journal de mycologie medicale, 25(1), pp. 11-16.
38. Boulware D.R; Rolfes M.A; Rajasingham R. et al (2014), Multisite
validation of cryptococcal antigen lateral flow assay and quantification by
laser thermal contrast, Emerging infectious diseases, 20(1), pp.45–53.
39. Kozel T.R; Wickes B (2014), Fungal diagnostics, Cold Spring Harbor
perspectives in medicine, 4(4), a019299.
40. Saha C. D; Immaculata X; Ashutosh B. et al (2009), Detection of
Cryptococcus by conventional, serological and molecular methods, Journal of
medical microbiology, 58(8), pp.1098-1105.
41. Rivera V; Marcela G; Cesar M.C. et al (2015), Validation and clinical
application of a molecular method for the identification of Cryptococcus
neoformans/Cryptococcus gattii complex DNA in human clinical specimens,
The Brazilian Journal of Infectious Diseases, 19(6), pp.563-570.
42. Mitchell T. G; Freedman E. Z; White T. J. et al (1994), Unique
oligonucleotide primers in PCR for identification of Cryptococcus
neoformans, Journal of clinical microbiology, 32(1), pp.253-255.
43. Prariyachatigul C; Chaiprasert A; Meevootisom V. et al (1996),
Assessment of a PCR technique for the detection and identification of
Cryptococcus neoformans, Journal of medical and veterinary mycology,
34(4), pp.251-258.
44. Mirhendi S.H; Kordbacheh P; Kazemi B. et al (2001), A PCR-RFLP
method to identification of the important opportunistic fungi: Candida
species, Cryptococcus neoformans, Aspergillus famigatus and Fusarium
solani", Iranian Journal of Public Health, 30(3-4), pp.103-106.
45. Paschoal R.C; Hirata M.H; Hirata R.C. et al (2004), Neurocryptococcosis:
diagnosis by PCR method, Revista do Instituto de Medicina Tropical de São
Paulo, 46(4), pp.203-207.
46. Diaz M. R; Fell J. W (2005), Use of a suspension array for rapid
identification of the varieties and genotypes of the Cryptococcus neoformans
species complex, Journal of clinical microbiology, 43(8), pp.3662-3672.
47. Sugita T; Masamitsu N; Reiko I. et al (2001), A nested PCR assay to
detect DNA in sera for the diagnosis of deep‐seated trichosporonosis,
Microbiology and immunology, 45(2), pp.143-148.
48. Rappelli P; Are R; Casu G. et al (1998), Development of a Nested PCR
for Detection of Cryptococcus neoformans in Cerebrospinal Fluid, Journal of
clinical microbiology, 36(11), pp.3438-3440.
49. Rivera V; Marcela G; Cesar M.C. et al (2015), Validation and clinical
application of a nested PCR for paracoccidioidomycosis diagnosis in clinical
samples from Colombian patients, Brazilian Journal of Infectious Diseases,
19(4), pp.376-383.
50. Jahromi S.B; Khaksar A.A (2006), Paranasal sinus mycosis in suspected
fungal sinusitis, Arch Clin Infect Dis, 1, pp. 25-29.
51. Bialek R; Michael W; Kubrom B.N. et al (2002), Detection of
Cryptococcus neoformans DNA in tissue samples by nested and real-time
PCR assays, Clinical and diagnostic laboratory immunology, 9(2), pp.461-
469.
52. Velegraki.A; Kiosses V. G; Kansouzidou. A. et al (2001), Prospective use
of RFLP analysis on amplified Cryptococcus neoformans URA 5 gene
sequences for rapid identification of varieties and serotypes in clinical
samples, Medical mycology, 39(5), pp.409-417.
53. Feng X; Yao Z; Ren. et al (2008), Simultaneous identification of
molecular and mating types within the Cryptococcus species complex by
PCR-RFLP analysis, Journal of medical microbiology, 57(12), pp.1481-
1490.
54. Đỗ Ngọc Ánh và CS (2015), "Xác định thành phần loài nấm men phân lập
từ máu người bằng kỹ thuật PCR-RFLP", Tạp chí Y dược lâm sàng 108,
10(9/2015), tr. 51-56.
55. Đỗ Ngọc Ánh và CS (2013), "Ứng dụng kỹ thuật PCR-RFLP phát hiện
nấm Cryptococcus neoformans gây bệnh ở người", Tạp chí Y học Việt Nam,
4(1/2013), tr. 79-85.
56. Sousa D.R.T; Santos C.S.S; Wanke B. et al (2015), PCR-RFLP as a useful
tool for diagnosis of invasive mycoses in a healthcare facility in the North of
Brazil, Electronic Journal of Biotechnology, 18(3), pp.231-235.
57. Ito‐Kuwa S; Nakamura K; Aoki S. et al (2007), Serotype identification of
Cryptococcus neoformans by multiplex PCR, Mycoses, 50(4), pp.277-281.
58. Rhein J; Nathan C. B; Andrew C. H. et al (2016), Diagnostic performance
of a multiplex PCR assay for meningitis in an HIV-infected population in
Uganda, Diagnostic microbiology and infectious disease, 84(3), pp.268-273.
59. Leal A.L; Faganello J; Cristina B.M (2008), Cryptococcus species
identification by multiplex PCR, Medical mycology, 46(4), pp.377-383.
60. Taira C.L; Okay T.S; Delgado A.F. et al (2014), A multiplex nested PCR
for the detection and identification of Candida species in blood samples of
critically ill paediatric patients, BMC infectious diseases, 14(1), pp.406.
61. Nguyễn Trọng Chính và Nguyễn Duy Bắc (2017), Nấm Cryptococcus
neoformans Sinh học, bệnh học, chẩn đoán, điều trị, Nhà xuất bản Khoa học
và Kỹ thuật, Hà Nội.
62. Tavares E.R; Azevedo C.S; Panagio L.A. et al (2015), Accurate and
sensitive real-time PCR assays using intergenic spacer 1 region to
differentiate Cryptococcus gattii sensu lato and Cryptococcus neoformans
sensu lato, Medical mycology, 54(1), pp.89-96.
63. Bialek R; Kubrom B.N; Michael W. et al (2002), Detection of
Cryptococcus neoformans DNA in tissue samples by nested and real-time
PCR assays, Clinical and diagnostic laboratory immunology, 9(2), tr.
pp.461-469.
64. Eberling A. J; và Jill B.S; Monica M. R. et al (2011), Development,
optimization, and validation of a Classical swine fever virus real-time reverse
transcription polymerase chain reaction assay, Journal of veterinary
diagnostic investigation, 23(5), pp.994-998.
65. Klein K. R; Hall L; Deml S. M. et al (2009), Identification of
Cryptococcus gattii by use of L-canavanine glycine bromothymol blue
medium and DNA sequencing, Journal of clinical microbiology, 47(11),
pp.3669-3672.
66. Veron V; Simon S; Blanchet D. et al (2009), Real-time polymerase chain
reaction detection of Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii in
human samples, Diagnostic microbiology and infectious disease, 65(1),
pp.69-72.
67. Satoh K; Maeda M; Umeda Y. et al (2011), Detection and identification of
probable endemic fungal pathogen, Cryptococcus gattii, and worldwide
pathogen, Cryptococcus neoformans, by real‐time PCR, Microbiology and
immunology, 55(6), pp.454-457.
68. Cidiane G.M; Rocha S.F; Christo P.P. et al (2016), Use of Polymerase
chain Reaction for Cryptococcus neoformans Genome Detection in
Cerebrospinal Fluid for Neurocryptococcosis Diagnosis, Med Mycol Open
Access, 2(2: 13).
69. Abd-Elsalam K.A (2003), Bioinformatic tools and guideline for PCR
primer design, african Journal of biotechnology, 2(5), pp.91-95.
http://hpc.ilri.cgiar.org/beca/training/IMBB/lectures/PCR_Primer_Design_2013.pdf
.
70. Nelson Ndegwa (2013), PCR Primer Desig
71. Apte A; Daniel S (2009), PCR primer design, Cold Spring Harbor
Protocols, 2009(3), doi. pdb. ip65.
72. Tabone T; Mather D.E; Hayden M (2009), Temperature switch PCR
(TSP): Robust assay design for reliable amplification and genotyping of
SNPs, BMC genomics, 10(1), pp.580.
73. Scott M.C; Harmon J.R; Tsao J.I. et al (2012), Reverse line blot probe
design and polymerase chain reaction optimization for bloodmeal analysis of
ticks from the eastern United States, Journal of medical entomology, 49(3),
pp.697-709.
74. Naeger D.M; Kohi M.P; Webb E.M. et al (2013), Correctly using
sensitivity, specificity, and predictive values in clinical practice: how to avoid
three common pitfalls, American Journal of Roentgenology, 200(6),
pp.W566-W570.
75. Nugent W.R (2005), The role of prevalence rates, sensitivity, and
specificity in assessment accuracy: Rolling the dice in social work process,
Journal of social service research, 31(2), pp.51-75.
76. Nishikawa R.M; Pesce L.L (2013), Estimating sensitivity and specificity
for technology assessment based on observer studies, Academic radiology,
20(7), pp. 825-830.
77. Cruz M.L; Perez A; Domínguez M.et al (2016), Assessment of the
sensitivity and specificity of serological (IFAT) and molecular (direct‐PCR)
techniques for diagnosis of leishmaniasis in lagomorphs using a Bayesian
approach, Veterinary Medicine and Science, 2(3), pp.211-220.
78. Mackenzie D (2017), Statistical aspects of screening tests, including
knowledge of and ability to calculate, sensitivity, specificity, positive and
Https://www.healthknowledge.org.uk.
negative predictive values, and the use of ROC curves
79. Trevethan R (2017), Sensitivity, specificity and Predictive values:
Foundations, Pliabilities, and Pitfalls in research and Practice, Frontiers in
public health, 5, pp. 307.
80. Nugent W R (2005), "The role of prevalence rates, sensitivity, and
specificity in assessment accuracy: Rolling the dice in social work process",
Journal of social service research, 31(2), pp.51-75.
81. Hetal S Shah (2011), Evaluation of conventional and serological methods
for rapid diagnosis of Cryptococcal meningitis in HIV seropositive patients at
tertiary care hospital, National Journal of Community Medicine, 2(3),
pp.354-357.
82. Binnicker M.J; Jespersen D.J; Bestrom J.E. et al (2012), "A comparison of
four assays for the detection of cryptococcal antigen", Clinical and Vaccine
Immunology, CVI. 00446-12.
83. Margaret V.P; Kimberly E.H (2016), Nonculture diagnostics in fungal
disease, Infectious Disease Clinics, 30(1), pp.37-49.
84. Klausner J.D; Vijayan T and Chiller T (2013), Sensitivity and specificity
of a new cryptococcal antigen lateral flow assay in serum and cerebrospinal
fluid, MLO: medical laboratory observer, 45(3), pp.16-20.
85. Bộ Y Tế (2017), Hướng dẫn lấy mẫu, đóng gói, bảo quản và vận chuyển
mẫu bệnh phẩm bệnh truyền nhiễm, Y Học, Hà Nội, 44.
86. Bộ Y tế (2017), Kỹ thuật vi sinh, Nhà xuất bản Y Học, Hà Nội, 303.
87. Dyal J; Akampurira A; Rhein J. et al (2016), Reproducibility of CSF
quantitative culture methods for estimating rate of clearance in cryptococcal
meningitis, Sabouraudia, 54(4), pp.361-369.
88. Luo G; Mitchell T.G (2002), Rapid Identification of Pathogenic Fungi
Directly from Cultures by Using Multiplex PCR, journal of clinical
microbiology, 40(8), pp. 2860–2865.
89. Lalkhen A.G (2008), Clinical tests: sensitivity and specificity, Continuing
Education in Anaesthesia Critical Care & Pain, 8(6), pp.221-223.
90. Carvajal D.N; Rowe P.C (2010), Sensitivity, specificity, predictive values,
and likelihood ratios, Pediatr Rev, 31(12), pp.511-513.
91. Idnurm A; Lin X (2015), Rising to the challenge of multiple Cryptococcus
species and the diseases they cause, Fungal Genetics and Biology, 78, pp.1-6.
92. Raja H.A; Miller A.N; Pearce C.J. et al (2017), Fungal Identification
Using Molecular Tools: A Primer for the Natural Products Research
Community, Journal of Natural Products, 80(3), pp.756-770.
93. Zhao J; Kong F; Li R. et al (2001), Identification of aspergillus fumigatus
and related species by nested PCR targeting ribosomal DNA internal
transcribed spacer regions", Journal of Clinical Microbiology, 39(6),
pp.2261-2266.
94. Kumari S; Verma R.K; SinghD.P. et al (2016), Comparison of Antigen
Detection and Nested PCR in CSF Samples of HIV Positive and Negative
Patients with Suspected Cryptococcal Meningitis in a Tertiary Care Hospital,
Journal of Clinical and Diagnostic Research : JCDR, 10(4), pp. DC12-
DC15.
95. Paschoal RC. et al (2004), Neurocryptococcosis: diagnosis by PCR
method, Rev Inst Med Trop Sao Paulo, 46(4), pp.203–207.
96. Đỗ Ngọc Ánh và CS (2014), "Nghiên cứu phát hiện nấm Cryptococcus
neoformans bằng kỹ thuật Nested-PCR", Tạp chí phòng chống Sốt rét và các
bệnh Ký sinh trùng, (3/2014), tr.75-80.
97. Guizhen Luo. et al (2002), Rapid Identification of Pathogenic Fungi
Directly from Cultures by Using Multiplex PCR, J Clin Microbiol, 40(8), pp.
2860–2865.
98. Đỗ Ngọc Ánh (2015), Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử để
phát hiện nhiễm Candida sp. và Cryptococcus neoformans trong dịch não tủy
(Đề tài cấp Bộ Quốc phòng), Học viện Quân y, Hà Nội.
99. Đỗ Ngọc Ánh và CS (2013), "Ứng dụng kỹ thuật PCR-RFLP phát hiện
nấm Cryptococcus neoformans gây bệnh ở người", Tạp chí Y học Việt Nam,
4(1/2013), tr.79-85.
100. Martins M.A; Brighente K.B; Matos T.A. et al (2015), Molecular
diagnosis of cryptococcal meningitis in cerebrospinal fluid: comparison of
primer sets for Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii species
complex, The Brazilian Journal of Infectious Diseases, 19(1), pp.62-67.
101. Dharmshale S; Bharadwaj R. (2015), Role of Polymerase Chain reaction
(PCR) amplifying conserved 5.8S and ITS regions of the cryptococcal DNA
in the diagnosis of Cryptococcal meningitis, 2015, 4(2), pp.5.
102. Takahashi T; Goto M; Kanda T. et al (2003), Utility of testing
bronchoalveolar lavage fluid for cryptococcal ribosomal DNA, Journal of
international medical research, 31(4), pp.324-329.
103. Chen Y. C; Eisner J. D; Kattar M. M. et al (2001), Polymorphic internal
transcribed spacer region 1 DNA sequences identify medically important
yeasts, J Clin Microbiol, 39(11), pp.4042-51.
104. Mirhendi S.H. et al (2001), A PCR-RFLP method to Identification of the
Important Opportunistic Fungei: Candida Species, Cryptococcus neoformans,
Aspergillus fumigatus and Fusarium solani, Iranian J. Publ. Health, 30(3-4),
pp. 103-106.
105. Victor A. Ma. et al (2013), Rapid screening of Candida albicans yeasts
associated with vulvovaginal candidiasis in Tanzania using Nested PCR,
International Journal of Research in Biological Sciences, 3(3), pp.136-140.
106. Guizhen Luo. et al (2002), Rapid Identification of Pathogenic Fungi
Directly from Cultures by Using Multiplex PCR, Journal of Clinical
Microbiology, 40(8), pp.2860–2865.
107. Hsu M.C; Chen K.W; Lo H.J. et al (2003), Species identification of
medically important fungi by use of real-time LightCycler PCR, Journal of
medical microbiology, 52, pp.1071-1076.
108. Coovadia Y.M.C; Mahomed S; Dorasamy A. et al (2015), A comparative
evaluation of the Gram stain and India ink stain for the rapid diagnosis of
cryptococcal meningitis in HIV infected patients in Durban, Southern African
Journal of Infectious Diseases, 30(2), pp.61-63.
109. Mbae N.G (2017), Laboratory Diagnosis of Cryptococcal Meningitisin
Human Immunodeficiency Virus Infection and Acquired Immune Deficiency
Syndrome Patients at Moi Teaching and Referral Hospital, International
Journal of Innovative Research and Development, 6(3).
110. Tanner D.C; Weinstein M.P; Fedorciw B. et al (1994), Comparison of
commercial kits for detection of cryptococcal antigen, Journal of clinical
microbiology, 32(7), pp.1680-1684.
111. Josephs K.A; Ahlskog J.K; Parisi J E. et al (2009), Rapidly progressive
neurodegenerative dementias, Archives of neurology, 66(2), pp.201-207.
112. Kabanda T; Siedner M.J; Klausner J.D. et al (2013), Point-of-care
diagnosis and prognostication of cryptococcal meningitis with the
cryptococcal antigen lateral flow assay on cerebrospinal fluid, Clinical
infectious diseases, 58(1), pp.113-116.
113. Tang M.W; Clemons K.V; Katzenstein D.A. et al (2016), The
cryptococcal antigen lateral flow assay: A point-of-care diagnostic at an
opportune time, Critical reviews in microbiology, 42(4), pp.634-642.