Sơ Đồ Cấu Trúc Hạt Virut Rota Và Các Vùng Mã Hóa Protein

nhau, do vậy có thể sử dụng 2 thuật ngữ này tương đương [123],[138]. Có 14 týp huyết thanh G đã phân lập được. Tuy nhiên, đối với VP4, tồn tại song song 2 hệ phân loại theo týp huyết thanh (13 týp) và genotype (21 genotypes). Do 2 hệ phân loại này không trùng lặp, cả 2 thuật ngữ đều được sử dụng để miêu tả chủng RV; ví dụ chủng Wa được ký hiệu là P1A [8] trong đó P1A là týp huyết thanh 1A và [8] là genotype (số trong ngoặc đơn vuông). Tuy nhiên, việc tạo kháng thể chỉ kháng VP4 rất khó khăn (do tỷ lệ VP4 trong hạt virut nhỏ, 1.5% so với tỷ lệ VP7 30%), xu hướng phân loại RV hiện nay dựa trên genotype (xác định bằng RT-PCR) [1],[30].

14 genotype G đã được nhận dạng ở RV nhóm A. Các týp 1, 2, 3 và 4 là các genotype chiếm đa số còn lại các týp 5,6, 7, 8, 9, 10, 12 chiếm thiểu số trong các týp gây bệnh ở người. Có ít nhất 21 genotype P đã được phát hiện tại thời điểm của bài viết này (tương đương với 12 týp huyết thanh), 8 trong số đó phát hiện ở người là P1A [8], P1B [4], P2A [6], P3 [9], P4 [10], P5A [3], P8 [11], P11 [14]. Các chủng có sự kết hợp giữa G và P genotype bắt đầu xuất hiện với chiều hướng tăng.

Về mặt lý thuyết sẽ có rất nhiều chủng RV của người khác nhau bởi khả năng kết hợp của các genotype G (14 chủng) và P (21 chủng). Các kết hợp G và P thường gặp là G1P[8], G3P[8], G4P[8], G2P[4]. Đây là một thuận lợi cho mục đích phát triển vắc xin. Tuy nhiên, sự lưu hành của các chủng RV có khác nhau đáng kể ở các vùng khí hậu khác nhau, một số chủng không thông thường lại phân bố ở một vài quốc gia đang phát triển, týp huyết thanh G9[6] chiếm 9,5% tổng số các chủng RV ở Ấn Độ [15].

Ở Việt Nam theo nghiên cứu dịch tễ học phân tử RV trên trẻ em dưới 5 tuổi nhập viện do tiêu chảy từ năm 2000 - 2003 cho thấy chủng G1P [8] chiếm đa số. Ngoài ra có một tỷ lệ nhỏ các chủng G1P [4], G2P [4], G4P [8], G4P [6],… Tuy nhiên, từ năm 2006 đến nay, tỷ lệ lưu hành của chủng G1P[8] đã giảm dần, thay vào đó là sự lưu hành rộng rãi của chủng G3P [6] hoặc G3P[8] [6, 7, 8, 9, 10, 114].

14%

14,3%

53%

5,4%

10,7%

G1P8 G2P4 G3P8 G4P8

Hỗn hợp

C ác l oại k hác

Hình 1.1. Sự phân bố các chủng RV trên toàn cầu

1.1.1. Hình thái

Virut có hình khối tròn, đường kính trung bình từ 65-70 nm [1,2]. Giống hệt như một cái bánh xe có các gai ngắn và một cái vành rất nhẵn. Tên Rota virut từ tiếng La Tinh, “Rota” có nghĩa là bánh xe bắt đầu từ hình thái của nó [5,16].

Hình 1.2. Ảnh chụp RV dưới kính hiển vi điện tử [42]

1.1.2. Cấu trúc

Dưới kính hiển vi điện tử, virut Rota có dạng khối cầu 20 mặt, đường kính khoảng 75nm [14,101,120]. Chuỗi nucleocapsid của virut được tạo thành bởi ba vòng xoắn đồng tâm gồm 11 đoạn RNA kép. Hạt Rota virut có hai lớp

áo protein bao ngoài. Mỗi đoạn dsRNA mã hóa cho một protein cần thiết cho

sự tồn tại và nhân lên của virut [121].

Capsid của RV có dạng đối xứng 20 mặt, 132 capsomer sắp xếp đối

xứng xoắn [77,120].

- Lớp ngoài chứa protein cấu trúc VP4 và VP7

- Lớp trong chứa protein cấu trúc VP6

- Lớp lõi chứa protein cấu trúc VP1, VP2 và VP3. Trong đó VP2 là protein

bao quanh RNA.

Các nghiên cứu bằng kĩ thuật điện di miễn dịch và kính hiển vi điện tử đã khẳng định: Capsid trong mang kháng nguyên đặc hiệu nhóm. Capsid ngoài mang kháng nguyên đặc hiệu týp [6, 14, 88, 100].

Hình 1.3: Sơ đồ cấu trúc hạt virut Rota và các vùng mã hóa protein

Genome của Rota virut là RNA sợi đôi có 11 đoạn kí hiệu từ 1->11. Có độ lớn khoảng 18.555 cặp base. Mỗi gen có trọng lượng phân tử từ 2x105 -> 2,2x106 (Dalton), mã hóa cho một protein cấu trúc hoặc không cấu trúc. Trừ gen 9 và gen 11, mỗi chuỗi mã hóa hóa cho hai phân tử protein. Trọng lượng 11 đoạn ước tính khoảng 10x106 đến 14x106 (Dalton) [41, 42].

Điện di trên gel acrylamit thấy 11 đoạn gen của Rota virut được chia ra làm 4 khu vực. Những gen này được đánh số theo thứ tự phân bố của chúng trên bản gel, chẳng hạn gen nào di chuyển chậm nhất được đánh số 1 [52].

Đối với Rota virut nhóm A:

- 4 gen có kích thước lớn: 1,2,3,4

- 2 gen trung bình: 5,6

- 3 gen nhỏ: 7,8,9

- 2 gen nhỏ nhất: 10, 11

1.1.3. Protein

1.1.3.1. Protein cấu trúc

Hạt virut chứa ít nhất 6 protein cấu trúc:

- Các đoạn 1, 2, 3 và 6 mã hóa cho các protein VP1, VP2, VP3 và VP6.

- VP1 là enzym ARN polymerase nằm trong lõi hạt virut, tham gia vào quá trình phiên mã tạo ra các phân tử mARN và tạo ra các bản sao genom ARN cho các hạt virion mới.

- VP2 là lớp lõi của hạt virion và liên kết với genom ARN.

- VP3 là một phần của màng lõi trong của hạt virion và là enzyme Guanylyl transferase, có vai trò gắn mũ vào đầu 5’ trong quá trình cải biến sau phiên mã phân tử mARN, bảo vệ mARN khỏi sự phân huỷ của các nuclease [110,118].

- Ba protein mang tính đặc hiệu kháng nguyên của virut là VP4,VP6 và VP7.

- Đoạn gen 4 mã hóa cho protein capsit lớp ngoài VP4, là protein bề mặt hạt virut nhô ra như những cái gai, liên kết với các phân tử receptor bề mặt tế bào chủ để đưa toàn bộ genom virut vào tế bào. VP4 là một protein nhạy cảm với protease và định ra týp P của virut, là kháng nguyên trung hòa có tính ngưng kết hồng cầu. VP4 bị enzyme protease trong ruột phân hủy tách ra một cách đặc hiệu tạo thành VP5* và VP8* làm tăng hoạt tính gây nhiễm của virut vào tế bào chủ [42,88].

- Đoạn gen 9 mã hóa cho protein VP7. VP7 có bản chất là glycoprotein là kháng nguyên trung hòa đặc hiệu cho týp huyết thanh và VP7 đinh ra týp G của virut [42, 47].

- VP6 là kháng nguyên chung cho dưới nhóm của RV.

- Các gai VP4 nhô ra từ lớp vỏ VP6. Phần VP4 trải dài hướng vào trong và tương tác với VP7 và protein capsit trong VP6. Sự tương tác VP4-VP7, VP4- VP6 bao hàm rằng VP4 có thể tham gia duy trì chính xác hình dạng giữa hai lớp trong và ngoài vỏ capsit cũng như phạm vi ảnh hưởng chức năng. VP7 là glycoprotein tạo ra lớp vỏ ngoài của virut bao gồm 780 phân tử, VP7 tương tác với phần chóp của VP6 [14].

1.1.3.2. Protein không cấu trúc

- Các đoạn gen còn lại (5, 7, 8 hoặc 9 tùy chủng, 10 và 11) mã hóa cho các protein không cấu trúc lần lượt là: NSP1 (NS53), NP2 (NS35), NSP3 (NS34), NSP4 (NS28), NSP5 (NS26).

- NSP1 tạo ra từ gen 5 là một protein không cấu trúc liên kết ARN.

- NSP2 là một protein liên kết ARN tích lũy trong thể vùi tế bào chất (viroplasms) cần thiết cho quá trình sao chép genom của virut [110,115,131].

Bảng 1.1. Các gen và protein của RV [14]

Đoạn

gen

Protein	Trọng lượng phân tử (Daltol)	Vị trí trên hạt virut	Chức năng
1	VP1	125.005	Lõi trong	ARN polymerase phụ thuộc ARN
2	VP2	102.431	Lõi trong	Kích thích tái tạo ARN của virut
3	VP3	98.120	Lõi trong	Enzyme Guanylyl transferase gắn mũ ARN
4	VP4	86.782	Vỏ capsit ngoài	Biệt hóa tế bào, tính độc
5	NSP1 (NS53)	58.654	Protein không cấu trúc	Không có vai trò cho sinh trưởng virut
6	VP6 (NS34)	44.816	Vỏ trong capsit	Cấu trúc và là kháng nguyên đặc trưng loài
7	NSP3 (NS34)	34.600	Protein không cấu trúc	Làm tăng hoạt tính mARN virut và ngừng tổng hợp protein tế bào
8	NSP2 (NS35)	36.700	Protein không cấu trúc protein cấu trúc	NTPase liên quan trong việc nhân lên của ARN
9	VP7	37.368	Vỏ capsit ngoài	Cấu trúc và kháng nguyên trung hòa
10	NSP4 (NS28)	20.290	Protein không cấu trúc	Độc tố ruột
11	NSP5 (NS26)	21.725	Protein không cấu trúc	Độc tố ruột

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 163 trang tài liệu này.

1.1.4. Khả năng gây bệnh

RV là nguyên nhân hàng đầu gây viêm dạ dày ruột cấp dẫn đến tiêu chảy ở trẻ em dưới 5 tuổi, đặc biệt là trẻ từ 6 đến 24 tháng tuổi [4,8,9]. Trẻ sơ sinh hiếm khi bị bệnh, chủ yếu là nhiễm trùng không triệu chứng hoặc biểu hiện rất nhẹ. Một nghiên cứu cho thấy chỉ 10 – 20% trẻ sơ sinh bị nhiễm RV có biểu hiện lâm sàng. Nhiễm trùng không triệu chứng ở trẻ sơ sinh có thể liên quan đến kháng thể từ mẹ truyền qua nhau thai cho con hoặc kháng thể và các yếu tố ức chế trysin trong sữa mẹ, enzym pancreatic, cytokine… Như vậy sữa mẹ không những chỉ phòng được nhiễm RV mà còn có thể phòng được bệnh tiêu chảy nặng [23,27].

Ngoài gây viêm dạ dày ruột cấp, RV còn có thể gây viêm ruột hoại tử, lồng ruột, tắc mật, xuất huyết đường niệu, nhiễm trùng huyết… Tuy nhiên, hiện nay chưa có bằng chứng điển hình có tính thuyết phục về vấn đề này [137].

Nhiễm trùng do RV cũng khá phổ biến ở người lớn. Theo một nghiên cứu khoảng 55% người lớn khi tiếp xúc với trẻ em bị viêm dạ dày ruột do RV có hiệu giá kháng thể tăng trong thời gian con cái họ mắc bệnh [73]. Một nghiên cứu khác cho thấy 11-70% người lớn bị nhiễm trùng đã biểu hiện thành bệnh tiêu chảy. Bệnh thường do virut nhóm B, người mắc bệnh có thể không có triệu chứng hoặc bị tiêu chảy mãn tính [91, 92, 93].

1.1.5. Dự phòng

Gần như hầu hết trẻ bị nhiễm RV trong vòng 2-3 năm đầu do nhiễm từ nhà, nhiễm tại nhà trẻ, bệnh viện. Do vậy cần cảnh báo cho các bậc phụ huynh cần rửa tay kỹ bằng xà phòng để phá vỡ chuỗi lây nhiễm [64,103]. Các dung dịch diệt khuẩn khác như 0.1% o-phenylphenol và 79% ethanol như Lysol có thể được sử dụng. Hơn nữa cần có kiến thức về các triệu chứng mất nước, cũng như điều trị trẻ khi tiêu chảy. Phương pháp dự phòng hữu hiệu nhất vẫn là sử dụng vắc xin phòng bệnh.

1.1.6. Điều trị

Hiện nay, biện pháp hữu hiệu để phòng bệnh này là sử dụng vắc xin. Việc cung cấp nước sạch và cải thiện điều kiện vệ sinh cũng không làm giảm tiêu chảy do virut Rota ở nhiều quốc gia. Những nghiên cứu đã đưa ra rằng nhiễm virut Rota lần đầu có khả năng bảo vệ cho những lần nhiễm sau (giảm triệu chứng lâm sàng, lượng virut thải trong phân). Do vậy, mặc dù có rất nhiều genotype và týp huyết thanh của RV lưu hành, vắc xin phòng virut Rota có thể được phát triển chỉ từ một chủng. Hiện nay, 2 chiều hướng song song tồn tại trong phát triển vắc xin phòng RV: vắc xin đơn giá (nguồn gốc từ người hoặc động vật) và vắc xin đa giá. Cả hai hướng phát triển này đều cho hiệu lực cao, như sẽ trình bày dưới đây. Điều cần quan tâm nhất là tính giảm động lực và gây đáp ứng miễn dịch chéo của vắc xin.

Việc bù nước và điện giải là quan trọng nhất trong điều trị tiêu chảy do Rota virut và được thực hiện càng sớm càng tốt. Có thể bù nước bằng đường uống hoặc đường tĩnh mạch. Kháng sinh không có tác dụng trong điều trị. Nếu lạm dụng có thể dẫn tới loạn khuẩn đường ruột. Chính vì vậy việc chuẩn đoán nhanh nguyên nhân gây bệnh sẽ giúp cho có hướng điều trị đúng và hiệu quả.

1.2. Dịch tễ học

1.2.1. Đường lây truyền

RV chủ yếu lây truyền theo đường phân miệng ngoài ra còn có thể lây theo đường hô hấp. Bệnh hiếm khi truyền từ động vật sang người. Trẻ em có thể nhiễm cả trước và sau khi ốm kèm tiêu chảy. Đôi khi chúng có thể đưa virut tới những thành viên khác trong gia đình và những người có tiếp xúc gần gũi. RV có thể gây tiêu chảy ở cả người lớn chăm sóc trẻ bị bệnh [14,68,73].