Virus cúm A của gia cầm và mối quan hệ lây nhiễm động vật sang người

Virus cúm A của gia cầm và mối quan hệ lây nhiễm động vật sang người

ee

Tap chi Céng nghé Sinh hoc 2(1): 1-18, 2004

BAI TONG QUAN

VIRUS CUM A CUA GIA CAM VA MOI QUAN HE LAY NHIEM DONG VAT

SANG NGUOI

Lé Thanh Hoa, Dinh Duy Khang, Phan Van Chi, Néng Van Hai, Truong Nam Hai, Lé Tran Binh

Vién Céng nghé Sinh hoc

TOM TAT

Virus cim ga typ A thuéc ho Orthomyxoviridae, chứa hệ gen là RNA 1 sợi âm (ss—)RNA) bao gồm 8 phân đoạn, trong đó phân đoạn 4 mã hóa cho protein hemagglutinin (HA) và phân đoạn 6 mã hóa cho protein neuraminidase (NA) là những protein kháng nguyên bề mặt Trong tự nhiên, virus cúm Á tổn tại trong các phan typ (subtype) là kết quả tái tổ hợp của 15 HA (H1-15) và 9 NA (N1-9) Các subtype này gây

nhiễm cho hầu như phần lớn mọi loài sinh vật bao gồm loài người, các loài lông vũ (gà

và thủy cầm), lợn, ngựa, chim, chồn đất, hải cẩu và cá voi H5N1 là một loại subtype mới xuất hiện gần đây ở các nước Châu Á, được chứng minh là có khả năng lây nhiễm

từ động vật sang người, và đây cũng là loại gây bệnh trên người trong các vụ dịch cúm

gà những năm 1996 - 2004 Tại Việt Nam, trong những tháng cuối năm 2003 và đầu

2004, những vụ dai dich gia cAm do H5N1 da xảy ra trên toàn bộ đất nước Có tất cả 57

tỉnh công bố dịch, trong số 40 triệu gia cầm bị nguy cơ dịch bệnh, đã có 20 triệu bị tiêu diệt nhằm cắt đứt nguồn lây Thiệt hại do đại dịch cứm gà gây ra ước tính 250 triệu

USD cho nền kinh tế quốc dân Bài viết này được tổng hợp với mục đích cung cấp những hiểu biết cập nhật về virus cúm gà týp A, đặc biệt chú trọng về những vấn đề

danh pháp và cấu tạo virus; về cấu trúc hệ gen; về đặc tính kháng nguyên và tính gây

bệnh; về phân loại và những nét đặc trưng độc lực virus; về khả năng tái tổ hợp tạo

nên các biến chủng và phân týp trong tự nhiên; cũng như định hướng nghiên cứu cơ

bản về phòng chống trên thế giới và Việt Nam Với những mục tiêu nhất định, bài viết giới thiệu một cách cụ thể đặc tính sinh hóa và sinh lý của virus cúm gà týp A; sắp xếp

và cấu trúc hệ gen bao gồm 8 phân đoạn trong đó mỗi một phân đoạn được trình bày chi tiết về độ lớn, chức năng và sự phân bố trong hệ gen Phân tích đặc tính kháng nguyên và độc lực cũng được khái quát giúp đọc giả hiểu được tại sao và như thế nào cúm gà týp A sử dụng những lợi thế đó trong cơ chế lây truyền và gây nhiễm Về cách thức truyền lây và lan tỏa trong quần thể động vật kể cả người, một số nguyên lý về tái

tổ hợp tạo subtype mới, về khả năng phát sinh của một số subtype hiện nay, đã được

mô tả khá rõ Cuối cùng, một số hóa dược liệu điều trị cúm A; các phương pháp chẩn đoán kể cả phân tử; các loại vaccine thế hệ mới bao gồm cả vaccine tái tổ hợp DNA và

vaccine san xuất bằng kỹ thuật di truyền ngược cũng được liệt kê trong bài viết

Từ khóa: Độc luc, hemagglutinin (HA), khang nguyén, neuraminidase (NA), Orthomyxoviridae, phan typ, phan đoạn hệ gen, tái tổ hợp

subtype khác nhau thuộc nhóm virus cúm Cum ga (avian influenza) lA một bệnh A (Influenza virus A), ho truyền nhiễm cấp tính của moi loai chim, Orthomyxoviridae gay nén (Ito, Kawaoka,

1

1998) Những loài chim đi cư cũng mang

mầm bệnh và thường không biểu hiện

triệu chứng lâm sàng và bệnh tích, do

chúng có sức đề kháng tự nhiên Những

loài thủy cầm mang mầm bệnh, cho dù là

biến chủng có độc lực thấp, vẫn là nguồn

tầng trữ và trở nên mối nguy hiểm lan

truyền cho các loài gia cảm khác

(Alexander, 2000) Đối với người, virus

gây bệnh cúm A đều có nguồn gốc tiến

hóa biến thể và biến chủng từ động vật và

sau khi thích ứng trên người thì gây

bệnh, đôi khi tạo nên những vụ dịch thăm

khốc, rồi biến mất sau một thời gian lại

tái hiện và gây nên đại dịch (ví dụ, vụ

dịch cúm A năm 1917 - 1918, ước tính có

20 - 40 triệu người bị chết, do virus cam A

HINI1 gây ra; đến 1977 xuất hiện lại ở

Nga)

ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CHUNG CỦA

VIRUS CÚM A

Nguyên nhân gây bệnh cúm gà là loại

virus cúm týp A, một trong 4 nhóm của

họ Orthomyxoviridae, bao gồm các nhóm

virus cam A (Influenza A virus); virus :

cúm B (Influenza B virus); virus cim C

(Influenza C virus) va nhém Thogotovirus

(Murphy, Webster, 1996)

Đặc tính cấu trúc chung của tất cả 4

nhóm virus trong họ Orthomyxoviridae 1a

hệ gen của chúng chỉ chứa duy nhất

ribonucleic acid (RNA) một sợi, có cấu

trúc là sợi âm, ký hiệu là ss()RNA

(negative single stranded RNA) Sợi âm

RNA hệ gen, có độ dài 10000 - 15000

nueleotide (tùy loại virus), không được nối

với nhau tạo thành một sợi RNA hoàn

chỉnh, mà phân chia thành 6 - 8 phân

đoạn (segment) có cấu trúc riêng biệt và

mỗi một phân đoạn là một gen chịu trách

nhiệm cho mỗi một loại protein của virus

(Murphy, Webster, 1996)

2

Lê Thanh Hòa e¿ ai

Hạt virus (virion) có cấu trúc hình khối hoặc đôi khi có dạng hình khối kéo

dài, đường kính khoảng 80 - 120 nm

Nhiều khi virion có dạng kéo dài hình sợi,

có thể có độ dài đến vài um (Hình ])

Phân tử lượng của mét hat virion vao khoảng 250 triệu Da Vỏ virus, với bản chất là protein có nguồn gốc từ màng tế bào nhiễm đã được đặc hiệu hóa để gắn protein màng của virus vào, bao gồm một

số protein được glycosyl hóa (glyeoprotein) và một số protein dạng trần không được glycosyl hóa (non- glycosylated protein) Protein bề mặt có

cấu trúc từ glycoprotein, bao gồm protein

gây ngưng kết hổng cầu HA

(hemagglutinin); protein enzyme cắt thụ thể NA (neuraminidase) và protein đệm

MA (matrix); d6 là những gai, mấu có độ đài 10 - 14 nm, đường kính 4 - 6 nm Nueleocapsid bao bọc lấy nhân của

virus là tập hợp của nhiều protein phân đoạn, có cấu trúc đối xứng xoắn, độ dài

130 - 150 nm, tạo vòm (loop) ở giới hạn cuối của mỗi phân đoạn và liên kết với

nhau qua cầu nối ở các peptide tạo vòm không gian đó (Murphy, Webster, 1996)

Virus cúm A cing như tất cả các virus thuộc họ Orthomyxoviridae đều rất nhạy cảm với nhiệt độ, với các dung môi

hòa tan Ilipid, với các loại hóa chất sát trùng và oxy hóa, với formaldehyde và

với các tia phóng xạ (Murphy, Webster,

1996)

Về mặt dịch tễ học, virus cúm A có nhiều biến chủng khác nhau, thích ứng hầu như với mọi loài vật chủ và hệ gen

luôn luôn biến đối, định kỳ gây nên những vụ dịch cúm kinh hoàng trong lịch

su 6 déng vat va ngudi (Webster, 1998; Ito

et al., 1998) Do có đặc tính biến đổi nội

gen nhanh chóng và trao đổi gen để tái tổ hợp tạo biến thể mới truyền lây trong quần thể sinh vật, cám A là nhóm virus

nguy hiểm gây bệnh động vật sang người

Tạp chí Công nghệ Sinh học 2(1): 1-18, 2004

(zoonotic infections) (Garcia et al., 1997;

Fouchier et al., 2003)

H5N1 được coi là loại biến chủng có

mức độ độc lực cao nhất cho các loài động

vật và người, có nhiều minh chứng khoa

học là chủng này bắt nguôn từ H6N2

hoặc/và trao đổi gen thông qua H9N2

(trên lợn) hoặc bắt nguồn từ H6N2 (Xu et

al., 1999; Zhou et ail., 1999; Bender e¢ al.,

1999; Guan et al., 1999; 2000; 2002; 2003;

Hoffmann et al., 2000; Horimoto,

Kawaoka, 2001) Do HãN! loại có độc lực

cao gây chết phôi gà gần như ngay lập

tức, nên nguồn phôi gà không thể sử dụng

để nuôi cấy thu hoạch virus H5N1 dé san

Memaggtutinin HÀ

Ngurgrsinldase NÀ

Mattia Protein ts \ i

`

Lipid Bitayer

^S a

7

xuất vaccine vô hoạt, do vậy, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Mạng lưới các Phòng

thí nghiệm của WHO, đang xúc tiến tạo

thành công vaccine HðN1 bằng phương pháp di truyền ngược (reverse genetics) Tuy nhiên, do HBðN1 có nhiều biến đổi nội gen và xảy ra nhanh chóng, nên vấn đề vaccine cing khéng that su dễ dang

(Guan et al., 2002), ké ca nghién ctu vaccine thé hé méi, vaccine DNA (Chen, 2004) Di truyền ngược là phương pháp tạo virus nhân tạo có tái tổ hợp gen của virus cúm A HBN1 đương nhiễm, có khả

năng gây miễn dịch, nhưng không gây

bệnh (Bản tin cập nhật số 4, 20/01/2004,

update-4; WHO, http://www.who.int/)

Hình L Cấu tạo của virus cúm A và ảnh kính hiển vi điện tử phân lập từ các loại bệnh phẩm khác nhau

Đối với gia cầm, biện pháp tốt nhất là

tiêu diệt toàn đàn và áp dụng khả năng

phòng hộ cao nhất đối với người nuôi và người tiếp xúc Đối với người bị virus cúm

3

A, bệnh nhân có thể điều trị có hiệu quả

bằng Amantadine, Rimantadine là loại

phong tỏa protein M2 (kênh chuyển vận

sản phẩm virus), hoặc Zanamivr va

Oseltamivr (biệt dược là TAMIEFLU®), là

một số hóa dược liệu ngăn can enzyme

neuraminidase đối với cả hai týp virus cúm

Ava B (Horimoto, Kawaoka, 2001)

NHUNG NET DAC TRUNG VE CAU

TRUC HE GEN

Tất cả mọi thành viên của nhóm virus

cúm A đều có hệ gen là RNA chứa 8 phân

đoạn (Hình 2) Phân bố trên bề mặt của

virus là loại protein gây ngưng kết hồng

Lé Thanh Hoa e¢ al

cầu và gắn kết thụ thể, có tên gọi là hemagglutinim (HAI; loại protem có chức

năng là một enzyme phá hủy thụ thể của

virus c6 tén goi la neuraminidase (NA); va một protein có trọng lượng phân tử bé có chức năng làm kênh chuyển vận sản phẩm

của virus, gọi là protein dém M2 (matrix protein) Chung 1A cac glycoprotein riéng biệt, trong đó HA là sản phẩm do phân

đoạn 4 (segment 4) tổng hợp, NA là

protein do RNA thông tin của phân đoạn 6

và M2 là một trong 2 sản phẩm của phân đoạn 7 tổng hợp Hai đầu 5’ va 3’ cua RNA

hệ gen virus cúm A có 2 chuỗi nucleotide

bảo tồn, đó là 5-AGUAGAAACAAGG và

Kawaoka, 1998)

Cấu tao của virus cúm A

Phân đoạn

Phân đoạn 2: PB2

.xv.vwưwy$®

v.v wwyw$

Phân đoạn 7: MA Phân đoạn 8: NS

Hình 9 Minh họa cấu tạo của virus cúm A Hệ gen gồm 8 phân đoạn RNA sợi âm, được bao bọc bằng một lớp vỏ, mà trên đó có sắp xếp của các protein màng M2, protein kháng nguyên bề mặt

HA (hemagglutinin) va NA (neuraminidase)

Trên cơ sở trình tự gen và sắp xếp gen

trong hệ gen, virus cam A có 8 phân

đoạn, có độ dài tổng số khoảng 13500

4

nucleotide (Hình 2) Phân đoạn 1-3 mã hóa cho protein PB1, PB2 va PA; là các loại protein c6 chic nang la enzyme

Tạp chí Công nghệ Sinh học 2(1): 1-18, 2004

polymerase, trong đó PB1 có phân tử

lượng tính toán là 87 x 10? Da; PB2 có

phân tử lượng tính toán là 84 x 103 Da; và

PA có phân tử lượng tính toán là 83 x 10°

(Biswas, Nayak, 1996) Phân đoạn 4 mã

hóa cho protein hemagglutinin (HA), véi

phân tử lượng là 63 x 10” (không được

glycosyl héa); 77 x 10° (néu dude glycosyl

hóa, trong d6 phan doan HA, 1a 48 x 10°,

HA, 1a 29 x 10°) (Steinhauer, 1999) Phan

đoạn 5 ma héa cho protein nucleoprotein

(NP), có phân tử lượng tính toán là 56 x

10° (Shu et al., 1993) Phan doan 6 1a gen

chu trách nhiệm tổng hợp protein

enzyme neuraminidase (NA), phan tu

lượng tính toán là 50 x 10? Da (Castrucci,

Kawaoka, 1998) Phân đoạn 7 mã hóa cho

2 tiểu phần protein đệm (matrix protein

M1 va M2), trong đó phân tử lượng tính

toán của M1 là 28 x 10 Da, và của M2 là

11 x 10° (Holsinger et al., 1994) Phân

đoạn 8 có độ dài tương đối ổn định (890

nueleotide) trong các biến chủng cúm A,

mã hóa cho 2 tiểu phần protein không cấu

truc NS1 va NS2 (non-structural protein,

N®S), trong đó, phân tử lượng tính toán

của N61 là 27 x 10 và của NŠS2 là 14 x

10° (Luong, Palese, 1992)

NHUNG NET DAC TRUNG VE KHANG

NGUYEN VA DOC LUC

Biến đổi và trao đổi kháng nguyên trong nội

bộ gen và giữa các gen hemagglutinin

(HÀ) và neuraminidase (NA) đã được

nghiên cứu rất chi tiết trong hàng chục

năm qua (Ito, Kawaoka, 1998) Có tất cả

15 biến thể gen HA va 9 biến thể gen NA,

mà mỗi một hợp thể gen HA và NA tạo

nên một biến chủng gây bệnh Nhiều khi

những biến chủng đó, tuy cùng chung một

loại hình tái tổ hợp HA và NA, ví dụ,

HBN1, nhưng đột biến nội gen của chính

HA và NA, tạo nên tính thích ứng loài vật

chủ khác nhau và mức độ độc lực gây

bệnh khác nhau (Suarez et al., 1998) Giữa các biến thể tái tổ hợp và biến chủng

subtype, về huyết thanh học, không hoặc

rất ít có phản ứng chéo, điều này gây nên

một trở ngại trong vấn đề nghiên cứu

vaccine cum cho động vật và người (Taubenberger et al., 1997; Ito et al.,

1998; Matsuoka et al., 2003)

Để ký hiệu và lưu trữ một cách khoa

học và đầy đủ, các chủng virus cúm sau

khi phân lập phải được ký hiệu theo danh

phấp quy định, với trật tự như sau: Tên serotype/loài bị nhiễm/nơi phân lập/số

hiệu chủng/thời gian phân lập/loại hình

subtype (HA(H) và NA(N)) Ví dụ, virus

4/99/H5N1), có nguồn thông tin về danh pháp là: Cúm nhóm A; loài nhiễm là

ngỗng (Gs = Goose); nơi phân lập là Hồng Kông (HE); số hiệu 437-4; thời gian phân lập năm 1999; subtype H5N1 (CTV, http://www.ncbi.nlm.nih gov/ICTV)

Đối với người, virus gây bệnh cim A

đều có nguồn gốc tiến hóa về biến thể gen

và biến chủng gây bệnh từ động vật và sau khi thích ứng trên người thì gây bệnh

ở người, đôi khi tạo nên những vụ dịch

thảm khốc, rồi biến mất sau một thời gian

lại tái hiện lại và gây bệnh (vụ dịch cúm

A nam 1917 - 1918 ước tính có 20 - 40 triệu người bị chết, do H1N1 gây ra; đến

1977 xuất hiện lại ở Nga) (Webster, 1998; Shortridge, 1999; Cauthen et al., 2000;

Katz, 2003) Kháng thể đặc hiệu có thể được cơ thể sinh ra, đó chính là kháng thể

kháng HA của virus đương nhiễm, nhưng thông thường động vật và người chết rất nhanh trước khi hệ miễn dịch sản sinh

kháng thể Có nhiều loại kháng thể, nhưng chỉ có loại kháng thể kháng HA

mới có vai trò trung hòa virus cho bảo hộ

miễn dịch Một số kháng thể khác, có tác

dụng kìm hãm số lượng virus nhân lên, ví

dụ kháng thể kháng NA có tác dụng ngăn

can virus giải phóng, kháng thể kháng

5

M2 ngăn cản chức năng M2 khơng cho

quá trình bao gĩi virion xay ra (Lu et al.,

1999; Seo, Webster, 2001)

Hemagglutinin (HA) cĩ thể được coi là

một loại protein vừa quyết định tính

kháng nguyên, vừa quyết định tính độc

lực của virus cúm A HA 1a polypeptide

gồm 9 chuỗi HA; và HA; nối với nhau

bằng một đoạn oligopeptide ngắn, thuộc

loại hình motIf riêng biệt, đặc trưng cho

các subtype H (H1-15) trong quá trình tái

tổ hợp tạo nên biến chủng (Vey e di,

1992; Ha eứ ạ., 2001) Chuỗi nối này cũng

chính là điểm cắt của protease tạo nên 2

phân đoạn HA rời nhau Motif của chuỗi

nối oligopeptide này chứa một số amino

acid mang tính kiểm (basie amino acid)

làm khung, thay đổi đặc hiệu theo từng

loại hình subtype H, va su biến đổi thành

phần của chuỗi nối quyết định tính độc

Lê Thanh Hịa e di

lực của virus thuộc biến chủng mới

(Horimoto, Kawaoka, 1995) Đối với chủng cường độc H5, mot1f này là: B-X-B-

R, BŒ)-X(B)-B-X-B-R, hoặc B-B-B-B-X-R (B là amino acid khung; X là amino acid bất kỳ làm nền); đối với chủng cường độc H7, motif nay là: R-X-B-R Đối với chủng

v6 déc H5, motif này là: R-B-T-R; và đối với chủng uơ độc H7, motif nay là: P-K-G-

R (Horimoto, Kawaoka, 2001) Đối với subtype Hỗ cường độc, loại HãN1: motlf

chuỗi nối này cĩ cấu trúc là TPQRERRRKKR; loại H5N2: motif chuỗi

nối này cố cấu trúc là VPQRKRKTR;

trong khi đĩ, đối với sưbtype H uơ độc

(hoặc nhược độc thấp), tất cả các loại

HBN1, HãN2, H5N3, H4NG và HIINI,

motif chuỗi nối này cĩ cấu trúc là VPQRETR (Zhou e¢ al., 1999; Horimoto, Kawaoka, 2001) (Hinh 3)

H5N1 (HPAI)

(độc lực cao)

H5N2 (HPAI)

(độc lực cao)

TPORE

VPORERKT

H5N1, H5N2,

H5N3, H4NG

và H11N1 (LPAI)

(độc lực thấp)

Hình 3 Biến đổi amino acid vùng chuỗi nối giữa HA, và HA; (điểm cắt của protease) ảnh hưởng đến độc lực của virus cúm A, do sự giãn nở hoặc co lại của amino acid Árginine (R) và Lysine (K)

Mặt khác, nghiên cứu cấu trúc khơng

gian 3 chiều của protein hemagglutinin

Hỗ của virus cúm A ở gà, H9 ở lợn, cũng

như Hỗ của virus thích ứng gây bệnh

6

trên người đã cho thấy: Virus cúm gà

thích hợp với loại tế bào cĩ thụ thể HA chứa sialc acid liên kết với đường galactose, quay gĩc œ-2,3; trong khi ở lợn

Tap chi Céng nghé Sinh hoc 2(1): 1-18, 2004

và người, virus cúm có thích hợp thụ thé

có góc quay œ-2,6 với nhóm hydroxyl (4-

OH) của đường galactose (glycosyl hóa)

tại vị trí GlÌn-226 (cúm gà) và Leu-226

(cúm người) Lợn có các loại tế bào tồn

tại với thụ thể HA bề mặt có cả hai loại

cấu trúc trên; điều đó giải thích, virus

cúm gà cần trung gian qua lợn để tiến

hóa tạo gốc quay thích hợp thích ứng

sang ngudi (Ha et al., 2001; Horimoto,

Kawaoka, 2001)

Hiện nay, toàn bé hé gen cia HIN1

[A/Puerto Rico/8/34/Mount Sinai (H1N1)

(Ngan hang gen: AF389115-AF389122)];

và H9N2 [(A/Hong Kong/1073/99(H9N2)

(Ngan hang gen: NC-004905-004912] da

được giải trình và phân tích đầy đủ, tao

cơ sở dữ liệu cho việc so sánh đối chiếu

gen và khảo sát các đặc tính sinh học

phân tử của các biến chủng, đặc biệt với

chủng HBN1 mới xuất hiện trong những

năm gần đây Cũng như các subtype

khác của virus cúm A, virion của HIN1

chứa 8 phân đoạn riêng biệt sắp xếp

liên kết nhau trên sợi âm của hệ gen

RNA của virus, với tổng độ dài là 13588

nucleotide Hai phan đoạn gen PBI1 và

PB2 có độ dài bằng nhau là 2341

nucleotide; mét phân đoạn PA dài 2233

nucleotide; phan doan gen H (protein

HA) dai 1778 nucleotide; phan doan cua

gen NP dai 1565 nucleotide; phan doan

gen N (protein NA) dai 14138 nucleotide;

phan doan gen M dai 1027 nucleotide va

NS dai 890 nucleotide Hai dau cudi 5’

và 3° của hệ gen đều có hai chuỗi lặp

ngược nhau có độ dài 18 nucleotide (5'-

AGUAG-AAACAAGG); và cuối đầu 3

của phân đoạn 1-3 và 7 có chuỗi lặp

đồng nhất 3'- UCGUUUCGUCC; của

phân đoạn 4-6 và 8 có chuỗi đồng nhất

3'- UCGUUUUCGUCC (Ngan hang gen:

http://www.ncbi.nlm.nih gov/entrez)

Cấu trúc hệ gen và độ dài các phân đoạn

của H9N2 cũng tương tự HINI

PHAN LOẠI ĐỘC LỰC VIRUS CUM GA Cúm gà, đúng hơn là cúm ở các loài

chim (avian influenza), do virus cim typ

A cua họ Orthomyxoviridae gây ra, một loại virus thường tổn tại dưới dạng subtype đặc biệt dựa trên quan hệ kháng nguyên của hemagglutinin (H) và

neuraminidase (N) Hiện nay có 15 loại

kháng nguyên H (HI-HIð) và 9 loại N (NI-N9) đều đã được phát hiện ở virus cúm gây bệnh trên các loài lông vũ

(Horimoto, Kawaoka, 2001)

Biến chủng virus cúm gây bệnh ở loài chìm được phân chia theo tính gây bệnh

với 2 mức độ độc lực khác nhau (Collins e/ dỉ., 2002) Loại virus có độc lực cao gọi là

influenza) thudng gay chét 100% gia cAm

bi nhiém bénh, sau vai gid dén vai ngay

gây nhiễm Từ 1959 đến 2001, trên toàn thế giới đã có 19 chủng cúm A của loài

lông vũ được phân lập có độc lực cao thuộc loại HPAI, trong đó, một số đã lây nhiễm

và thích ứng gây bệnh trên người (Collins

et ai, 2002) Trong những năm 1999 -

2000, cúm gà gây ra 412 vụ dịch ở Italy, gây nhiễm 16 triệu gia cầm Loại thứ hai

gọi la LPAI (Low pathogenic avian

influenza) thudng nhiém ở gia cầm,

nhưng không hoặc có rất ít biểu hiện lâm

sàng và tỷ lệ chết cũng rất thấp Sự bội nhiễm vi khuẩn hoặc các bệnh khác cùng với cúm gà làm cho LPAI trở nên có độc lực hơn và gây bệnh ác liệt hơn Bằng

chứng cho thấy các chủng có độc lực thấp LPAI trong quá trình lưu cữu trong thiên

nhiên và đàn gia cầm, sẽ đột biến nội gen,

hoặc biến đổi tái tổ hợp trở thành các chung HPAI (Mo et al., 1997; Horimoto,

Kawaoka, 2001; Collins et al., 2002) Cho đến nay, chỉ có hai biến chủng virus có

cấu trúc kháng nguyên Hỗ và H7 được coi

là loại có độc lực cao (HPAD gây bệnh ở gia cầm, đã tạo nên tái tổ hợp subtype

7

H7N7 gay dai dich cam ga 6 Châu Âu va

H5N1 ở Châu Á những năm 1997 - 2004

Tuy nhiên, không phải tất cả các chủng

chứa gen Hỗ và H7 đều gây bệnh, và

chính bản thân H7N7 hoặc HBN1 cũng

tồn tại nhiều biến chủng vô độc hoặc độc

lực thấp (Horimoto, Kawaoka, 2001;

Perkins, Swayne, 20038)

Mic d6 gay bénh cua virus cim A con

phụ thuộc rất lớn đến chức năng hoạt

động của vùng tiếp nhận enzyme protease

để cắt rời HA khỏi thụ thể sialic acid, mà

chính đó là chuỗi nối kết giữa phân đoạn

HA, va HA, (Vey et al., 1992; Steinhauer,

1999) Virus cim A không có gen tổng

hợp enzyme protease, mà phải nhờ hỗ trợ

của tế bào cơ thể bị nhiễm virus Càng có

nhiều điểm cắt đặc hiệu, càng có nhiều

enzyme tham gia cắt thụ thể, thì virus

mới nhanh chóng xâm nhập vào tế bào

thực hiện quá trình nhân lên tạo nhiều

virus mới và mức độ gây bệnh cũng vì thế

mà nặng né hon (Perdue et al., 1996)

(Hình 3) Khi cơ thể gia cầm bị đa nhiễm

nhiều vi khuẩn, đặc biệt là tụ cầu khuẩn

Staphylococcus và liên cầu khuẩn

Strepfococcus, thì hoạt động tương tác gây

bệnh của cúm A càng mạnh mẽ hơn, do

các loại cầu khuẩn này có nhiều protease

trợ giúp virus cúm (Bright e ø., 2008)

NHỮNG NÉT ĐẶC TRƯNG VỀ TÍNH

GAY BENH VA TAI TO HOP BIEN

CHUNG

Những vụ đại dịch cúm xảy ra trong

thế ký 20 đều do virus cúm A gây ra,

trong đó, đại dịch cm năm 1918 hay còn

gọi là địch cúm Tây Ban Nha do biến

chủng H1NI gây ra làm chết 20 - 40 triệu

người; đại dịch năm 1957 gọi là dich cium

Châu Á do chủng H2N2; dịch cúm năm

1968 có tên gọi là địch cúm Hồng Kông do

H3N2; dịch cúm năm 1977 gọi là dịch

8

Lê Thanh Hòa e¿ ai

cúm Nga do HIN1 Hầu như tất cả các

biến chủng virus cúm A gây ra các vụ đại

dịch này đều đã được chứng minh là sản phẩm tái tổ hợp của các subtype có nguồn gốc động vật, trước hết là từ chim va gia cầm (Guan et al., 2002; 2003; Webster,

1998; 2004) Do trên người vẫn có một số chủng virus cúm bình thường khác làm

nền trong quá trình trao đổi gen, cho nên

tổ hợp biến chủng mới thích ứng gây bệnh trên người thường “uơy mượn” gen “độc”

là gen HA hay gen NA hoặc cả 2 gen

(Weiss, 2008) (Hình 4)

Một số ổ dịch lẻ tế khác, mà nguồn

gen biến đổi đều có nguồn gốc động vật,

đó là trường hợp xây ra năm 1976 tai Fort Dix, Bang New đersey (USA) khi chủng

HINI của lợn trở nên gây bệnh trên người; năm 1997, xảy ra tại Hồng Kông

do chung H5N1 cua ga gây chết 6 người; năm 1998 - 1999 chủng H9N2 của gia

cầm trở nên thích ứng gây bệnh ở người ở các tinh phí Nam Trung Quốc (Alexander, 2008)

Cần phân biệt 2 nhóm gen cần thiết

trong quá trình biến đổi tái tổ hợp một biến chủng virus cúm A mới, có tính gây

bệnh cao ở động vật và lây truyền sang

người Nhóm gen làm khung hệ gen thông

thường là các gen NP, MA, NS; và nhóm

gen “độc” thông thường là các gen HA,

NA, và các gen polymerase (PB1; PB2 và

PA) Đặc biệt, việc “uœy mượn” các gen

HA và NA thường xảy ra giữa gia cầm và gia cầm, giữa gia cầm và người với tần số cao trong tự nhiên Ví dụ, vụ dịch cúm năm 1968 tại Hồng Kông do virus cúm A

gây ra là sự thu nhận gen HA (gen H8) và

PBI từ gia cầm để tạo nên tổ hợp H3N2

(Hình 4, Hình 5) Hơn nữa, bản thân các

gen “độc” cũng đột biến liên tục và không ngừng đổi mới thành phần nội gen Trung tâm cung cấp các nguồn gen cho quá

trình tái tổ hợp virus cúm A, không gì

khác là các loài gia cầm sống gần người

Tap chi Céng nghé Sinh hoc 2(1): 1-18, 2004

bao gồm vịt, ngỗng, chim cút, gà và ngan

(Alexander, 2008)

Tại Việt Nam, từ trước tới nay, ngành

chăn nuôi gia cầm và ngành thú y Việt

Nam chưa bao giờ đối mặt với một vụ đại

dịch nguy hiểm và nan giải như những

đợt dịch cúm gà trong những tháng cuối

2003 và đầu 2004 này Đến thời điểm cuối

tháng 2 năm 2004, dịch cúm gà đã lan

rộng ð7 tỉnh thành trong cả nước, gây

nhiễm hàng chục triệu gà, và mặc dù đã

có những biện pháp dập dịch và chỉ đạo có

Jj

HA(H2——

NHANN2)

——

hệ thống, tiêu diệt gần 20 triệu con để cắt

đứt nguồn lây, nhưng do tính phức tạp

của dịch tễ (nguồn bệnh, chim di cư, loài tàng trữ, ô nhiễm thức ăn nước uống, mức

độ độc lực cao và biến đổi nhanh của virus gây bệnh) nên phải cần một thời gian mới

có thể khống chế hoàn toàn và công bố hết dịch được Điều đặc biệt hệ trọng về dịch

té lA ở chỗ, cúm gà ở Việt Nam được xác dinh 14 virus thuéc subtype H5N1, đã lây

truyền sang người và đã gây nhiễm trên

50 người và trên 20 bệnh nhân đã chết,

phần lớn là trẻ em

Hình 4 Nguồn

gốc đã minh chứng của virus cum A gay cac vu dich trong lich sw Phân tích phả hệ cho thấy, virus cúm A lây truyền sang người, thích Ứng và trở nên virus cúm A HIN1 của người gây đại dịch năm

1918 Tái tổ hợp

các gen PBI, HA(H2) va NA(N2) lấy từ virus cúm gia

gen còn lại của HN] ở người tạo nên tái tổ hợp H2N2 gây vụ dịch cúm năm 1957 tại

Châu Á Kể từ

1918, H1N1 biến mất, mãi đến nam 1950 và

1977 lại xuất hiện với biến chủng HINI gây bệnh trên trẻ em và người ít tuổi Năm 1968, virus cúm A H3N2 gây vụ dịch cúm Hồng Kông được hình thành mới từ nền hệ gen H2N2 và bổ sung do vay mượn gen HA(H8) và

PBI từ gia cầm Hiện nay, các tổ hợp virus HIN1 và H3N2 vẫn tên tại lưu cữu trong quần thể người và trở nên nguồn tiém tàng làm nền hệ gen cho biến thể mới, mà rất có thể là HBN1 hoặc

một loại H?N? nào đó

Xét về nguồn gốc và loài cảm nhiễm

làm tàng trữ nguồn gen trong tự nhiên, có

thể kể đến một số subtype (Weiss, 2008),

trong đó có:

- Virus cúm A thuộc subtype H7N7 và

HãN8 (trước đây gọi là virus cúm ngựa 1

và virus cúm ngựa 2) chủ yếu gây bệnh

đường hô hấp ở ngựa

- Virus cam A thuéc subtype H1N1

phân lập từ lợn, trong những năm gần đây,

tùy thuộc đặc tính gây bệnh mà có thể

phân chia thành 3 loại: ) Loại thứ nhất là

“cúm lợn cổ điển”, thỉnh thoảng mới gây

bệnh trên người; 1ñ) Loại thứ hai là có

nguồn gốc từ chim (gà), nhưng gây bệnh và

dịch ở lợn ở các nước Châu Âu và Trung

Quốc và đây là nguồn cực kỳ nguy hiểm tạo

nên các biến chủng tái tổ hợp trở thành

virus cúm của người; 11!) Loại thứ ba là loại

Lê Thanh Hòa e¿ ai

giống như virus HINI, phân lập từ ổ dịch nhiing nam 1977 (Sims et al., 2003)

- Virus cim A thuéc subtype H1N1;

H2N2 phân lập từ thủy cầm và gia cầm trên cạn, là nguồn tràng trữ tiểm tàng

trong tự nhiên để tái tổ hợp tạo nên các biến chủng cúm người gây nên các vụ đại

- địch trong 1 thế kỷ vừa qua (Hình 4)

- Virus cúm A thudéc subtype H5N1,

trong những năm gần đây, phân lập từ

gà và bắt đầu thích ứng gây nhiễm trên người, đã được chứng minh có nguồn gốc sâu xa từ virus HãN1 của ngỗng Quảng

Đông, Trung Quốc (Gs-Guangdong-96),

từ đó trải qua nhiều thế hệ tái tổ hợp,

tạo nên các nhóm chính gây bệnh cho

loài chim và người trong các năm 1997 -

2004 ở Hồng Kông, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan, Việt Nam và Thái Lan (Sims et al., 2003) (Hinh 5)

Hinh 5 Bién thé cua H5N1 từ các chủng virus nguồn gốc trong giai đoạn 1997 - 2001 (Guan e¿ a/., 2002)

8 phân đoạn hệ gen minh họa theo

chiều dọc từ trên xuống dưới, bao

gồm PB2, PBI, PA, HA, NP, NA, M

và NS Viết tắt subtype cúm A:

H9N2(G1) = Quail-HongKong-G1-97

(chủng G1 từ chim cút, Hồng Kông,

năm 1997); H6N1(W3812) = Teal- Hong Kong-W312-97 (chung W312

từ vịt trời Hồng Kông, năm 1997);

HãN1(Gs/Gd) = Goose-Guangdong-1-

96 (chủng 1 từ ngỗng, Quảng Đông, năm 1997), H9N2(Y280) = Chicken- Hong Kong-Y280-97 (chủng Y280 từ

gà, Hồng Kông, năm 1997; và

H5N1(97) = A-Hong Kong-156-97

MONG WENG |= HSINY $0

4) (W342) (Gale)

=

2)

menor) 4

me io

1151/2001 HON?

Sas

aA B8 € Thuỷ cầm ? a

| {

2 “ “ one ~ 1,

Táitổhợp BF, /@\@/@/@ @ <<

bién chung =) i =i (E/ 2)

HONZ 6N4 “ " G ữ @ Herve

1G1} W912) cw HSN172004 (¥28y

Các loài ca as Qa Ck cc Ck Ck ok

Sak

(ching 156 từ người, Hồng Kông,

nam 1997); HA: hemagglutinin; NP: nucleoprotein; NA: neuraminidase; NS: nonstructural (protein không cấu trúc); Gs: Ngỗng; Ck: Gà; Dk: Vịt; Qa: Chim cút; Ph: Gà lôi; Pg: Bồ câu; dấu chấm hỏi (?): Chưa biết gen

tái tổ hợp

10